杉木人工林细根分解和养分释放及化学组成变化

在福建建瓯万木林自然保护区杉木人工林里采用网袋法进行杉木细根（按直径大小分成0～1mm、1～2mm、2～4mm3个级别）分解研究．在为期720天的时间里,网袋中所有细根分解均表现出2个快慢不同的阶段：细根在前期分解速度较快,3个径级干重年（360天）损失率分别达54．8％、41．2％和38．2％;后期分解速率显著下降．3个径级细根分解过程中,皆呈现N浓度上升、P浓度变化平缓、K浓度下降趋势．细根化学组成分析显示：0～1mm、1～2mm径级可萃取物浓度呈下降趋势,酸溶性物质浓度变化平缓,酸不溶性物质浓度呈上升趋势;2～4mm径级可萃取物、酸溶性物质浓度呈下降趋势,酸不溶性物质浓度呈上升趋势．相关分析表明：不同径级细根分解速率与其底物中初始的P、K、可萃取物浓度呈极显著正相关,而与C／P比、酸不溶性物质／N、酸不溶性物质／P显著负相关．     

杉木人工林细根分解和养分释放及化学组成变化

在福建建瓯万木林自然保护区杉木人工林里采用网袋法进行杉木细根(按直径大小分成0～1 mm、1～2 mm、2～4 mm 3个级别)分解研究.在为期720天的时间里,网袋中所有细根分解均表现出2个快慢不同的阶段:细根在前期分解速度较快,3个径级干重年(360天)损失率分别达54.8%、41.2%和38.2％;后期分解速率显著下降.3个径级细根分解过程中,皆呈现N浓度上升、P浓度变化平缓、K浓度下降趋势.细根化学组成分析显示:0～1 mm、1～2 mm径级可萃取物浓度呈下降趋势,酸溶性物质浓度变化平缓,酸不溶性物质浓度呈上升趋势;2～4 mm径级可萃取物、酸溶性物质浓度呈下降趋势,酸不溶性物质浓度呈上升趋势.相关分析表明:不同径级细根分解速率与其底物中初始的P、K、可萃取物浓度呈极显著正相关,而与C/P比、酸不溶性物质/N、酸不溶性物质/P显著负相关.     

木荷天然林根系分解和养分释放及化学组成变化

运用尼龙网袋法,在福建建瓯万木林自然保护区木荷天然林里进行木荷根系（按直径大小分成0～1 mm、1～2 mm、2～4 mm 3个级别）分解研究.在为期720天的时间里,网袋中所有细根分解均表现出2个快慢不同的阶段.细根在0—360天内分解速度较快,3个径级干质量损失率分别达47.8%、57.2%、39.5%,在后期360—720天内分解速率显著下降.3个径级细根分解过程中N、P浓度都呈现上升趋势;细根化学组成分析显示：不同径级细根的可萃取物浓度呈下降趋势、酸不溶性物质浓度呈上升趋势,酸溶性物质浓度变化平缓.相关分析表明：不同径级细根分解速率与其底物质量指标中的初始N、P养分浓度、可萃取物浓度之间存在显著正相关关系,而与初始的C/P、酸不溶性物质/N、酸不溶性物质/P比呈显著负相关关系.     

女贞和野鸭椿幼苗细根形态和细根呼吸的序级特征

以福建省建瓯市万木林苗圃园1 a生女贞和野鸭椿完整植株为研究对象,通过测定植株全部根系中1~4级根的形态特征和根系呼吸,结果表明:1)随着序级增大,女贞和野鸭椿根径和平均单根重均极显著增大(P0.01),平均根长亦显著增大(P0.05,P0.01),比根长和细根数量则极显著减小(P0.01).其中1级根根径、平均单根重、根长最小,比根长、细根数量最大,4级根则相反.二者低级根(1级根、2级根)的形态特征指标与高级根(3级根、4级根)之间皆有显著差异(P0.05).2)随序级增大,2树种细根N含量与C/N均极显著减小(P0.01),女贞C含量极显著增大(P0.01),但是野鸭椿的差异无统计学意义(P0.05).3)女贞和野鸭椿比根呼吸随序级增大呈极显著减少趋势(P0.01),且二者的形态特征皆影响了它们的比根呼吸.     

杉木人工林及林下植被细根生物量和形态分布特征

采用土钻法对福建三明杉木人工林样地进行根系采样,主要分析了0～80om土层杉木及林下植被≤1mm和1～2mm细根的生物量及形态特征,结果表明：0—80cm土层内杉木和林下植被≤1mm细根生物量分别为191．1g／m^2、32．83g／m^2,1—2mm细根分别为207．5/m^2、10．86g／m^2;≤1mm细根根长分别为5059．67m／m2、1076．27m／m2,1～2mm细根根长分别为962．87m／m^2、52．23m／m^2;≤1mm细根表面积分别为24．62m^2／m^2、3．41m^2／m^2,1—2mm细根表面积分别为3．39m^2／m^2、0．15m^2／m^2．林下植被≤1mm细根的生物量、根长及表面积占其总细根生物量、总根长和总表面积的比例均远高于杉木的．杉木人工林中,杉木≤1mm细根的比根长大于林下植被,而组织密度则小于林下植被;杉木1～2mm细根的比根长略小于林下植被,组织密度也小于林下植被．杉木和林下植被各个径级细根生物量的垂直分布格局基本一致,大致表现为随土层增加呈减少的趋势;根长和表面积垂直分布规律并不明显,但均表现出表层土壤大于底层土壤．各个土层杉木细根的生物量、根长和表面积所占比例明显大于林下植被．0—10cm土层中≤1mm细根林下植被生物量、根长、表面积所占总的生物量、根长、表面积的比例大于杉木．     

极端干旱环境下的胡杨细根分布与土壤特征

以塔里木河下游的中龄胡杨为研究对象,采用开挖剖面分层取样法,对胡杨细根(D≤2 mm)的空间分布以及与土壤特征因子之间的关系进行了分析。结果表明:①在长期干旱胁迫下,胡杨细根(D≤2 mm)根长密度(RLD)、根表面积密度(SAD)从表层到地下100 cm土层内,呈逐渐增加趋势,100~140 cm土层内表现为减少的波动分布趋势;细根RLD、SAD集中分布在60~120 cm土层内,约占0~140 cm土层总细根RLD和SAD的74%以上;在水平方向上,距树干0.75～2.5 m范围内,呈逐渐减少趋势,而在3.5～5.5 m范围内呈波动的增加趋势。②胡杨细根(D≤2 mm)RLD和SAD与土壤总盐、土壤有效养分含量之间呈显著负相关关系,适合乘幂模型,与土壤含水率之间呈一定程度的正相关关系,适合三次曲线模型。     

千年桐(Aleurites montana)人工林细根特征及其与细根N、C含量的关系

采用完整土块法,以千年桐(Aleurites montana)人工林为研究对象,测定了1~5级细根的形态、生物量和组织碳(C)、氮(N)含量,分析了不同径级和序级与细根形态指标的差异性,对序级与细根生物量、碳氮含量及它们之间的关系进行探讨。结果表明:直径≤1 mm的细根根尖数、根系累计长度、根系累计表面积分别占据总量的99.66%,88.42%,69.82%;随着根序从1级根到5级根升高,千年桐细根直径由0.86 mm增加到1.35 mm,组织密度由0.11 g/cm3上升到0.47 g/cm3,根表面积密度由0.46 m2/m3降低到0.085 m2/m3,比根长由32.04 m/g减少到16.41 m/g;千年桐细根直径、比根长、根表面积密度、根组织密度及生物量与序级之间回归分析发现它们与序级之间具有二次函数、指数函数、线性函数、三次函数及高斯峰值函数关系;1~5级细根生物量对总生物量的贡献分别为:18.7%,30.9%,27.1%,16.6%,6.7%;N含量随着根序升高由16.73 mg/g下降到11.83 mg/g,C含量则由454.97 mg/g上升到494.43 mg/g;千年桐细根C/N比的变异受根组织N含量的影响程度达到93%,而受C含量的影响程度仅为50%。上述结果证明,千年桐细根的结构特征、生物量和碳氮含量之间存在密切联系,为了解千年桐根系结构与功能提供重要依据。     

共和盆地中间锦鸡儿人工林根系的分布特征

采用剖面法对青海共和盆地中间锦鸡儿（Caragana intermedia）人工林的根系进行调查,分析5 a、9 a和25 a根系的生物量、比根长和根长密度的垂直分布格局,同时测定土壤含水量的垂直变化。结果表明:①不同林龄中间锦鸡儿人工林的吸收根（d≤1 mm）和输导根（d>1 mm）的主要分布范围不同。5 a、9 a和25 a吸收根主要分布土层分别是10～30、10～50 cm和10～60 cm,输导根主要分布土层分别是10～50、10～60 cm和10～90 cm。②随着林龄的增加,根系的吸收根、输导根的总生物量、总比根长和总根长密度均显著增加（P<0.05）;各林龄根系中的吸收根比输导根具有更高的比根长和根长密度（P<0.05）。因此,吸收水分和养分的能力随着林龄增加而增大。③中间锦鸡儿人工林根系,尤其是吸收根的分布影响土壤水分变化,吸收根集中分布土层的土壤含水量显著降低。     

中亚热带米槠次生林和杉木人工林细根养分含量特征

细根(≤2 mm)在调节森林生态系统的生物地球化学循环中起着较为重要的作用,但目前对不同土层细根化学计量的认识非常有限。本研究在福建省三明陈大国有林场内对米槠次生林和杉木人工林不同土层细根养分含量特征进行了研究。结果显示:(1)杉木人工林0~10 cm、60~80 cm土层0~1 mm细根碳浓度显著高于米槠次生林,10~20 cm、20~40 cm土层则显著低于米槠次生林;杉木人工林10~20 cm、20~40 cm土层1~2 mm细根碳浓度显著低于米槠次生林,其余土层则显著高于米槠次生林。(2)杉木人工林0~1 mm和1~2 mm细根氮浓度在所有土层深度均显著低于米槠次生林,两个林分0~10 cm细根氮浓度均显著高于其余土层。(3)杉木人工林0~1 mm和1~2 mm细根碳氮比在所有土层深度均显著高于米槠次生林。结果表明,米槠次生林和杉木人工林在演替过程中不同林分同一土层以及同一林分不同土层的细根养分含量差异显著,这可能反映了米槠次生林和杉木人工林细根在生长过程中有不同的资源获取策略。     

土壤增温对幼龄杉木细根化学计量学特征的影响

为了揭示中国重要人工林树种杉木(Cunninghamia lanceolata)对全球变暖的地下响应及其适应性,通过在福建省三明市陈大国有林场设置杉木幼苗土壤增温实验(增温5℃和不增温2个处理,各5个重复),采用内生长环法,在增温后的第2年和第3年进行4次(2015年1月、7月,2016年1月、7月)细根(分0~1 mm和1~2 mm 2个分级)取样,研究土壤增温对杉木幼苗细根化学计量学特征(C、N、P浓度,C/N和N/P)的影响。结果表明:1)增温处理使2015年1月0~1 mm细根C浓度显著降低,但在2016年的2次取样中则显著降低了1~2 mm细根的C浓度。增温使前2次取样中0~1 mm细根和前3次取样中1~2 mm细根N浓度显著提高、C/N降低;但此后由于增温对土壤N有效性的促进作用减弱,增温对细根N浓度的影响不显著甚至降低,细根C/N提高。2)增温使第3次、第4次取样中0~1 mm细根和第4次取样中1~2 mm细根的P浓度显著降低;同时在大部分取样时间中增温提高了细根的N/P。3)随着苗木的生长,细根呈现出C浓度和C/N升高、N浓度和N/P降低的趋势;而P浓度则仅在对照0~1 mm细根表现出上升的趋势。可见,土壤增温引起了细根N富集,细根P浓度降低,N/P升高,因而杉木生长可能受P限制。     

毛乌素沙地臭柏根系分布及根量

毛乌素沙地臭柏(Sabina vulgaris)灌丛根量、根系直径和分布特征的研究结果表明,臭柏根系分布深度可达2.0 m,水平延伸幅度达灌丛边缘以外1.0 m左右处;其根量主要集中在0~60 cm的土层内,占根系总量的60%~70%,呈倒金字塔型分布。根系直径以< 3 mm的细根居多,占剖面总根量的72%左右,集中分布在0~30cm的土层中。> 7 mm的粗根数量很少,占总根数的0%~5%。臭柏根量和直径分布特征依立地条件及土层深度的不同而异。     

白刺根系的研究

白刺是荒漠、半荒漠地区建群植物种之一,是骆驼和绵羊、山羊较重要的饲草。根系研究表明,白刺根系入土较浅,侧根发达。根系分布与土壤水分、紧实度有密切的关系。平均冠幅为0.87m²的白刺单株,根系干重72.1g,体积233cm³,根系总长536.1m,根系表面积1.06m²,且都以0-40cm土层占的比例较大。     

通过根套结构分析研究羽毛三芒草抗旱机制

沙生植物能够通过不同的作用机制抵抗外界干旱。作为典型沙生植物的羽毛三芒草,可以通过根分泌一些黏性物质形成一种根套结构从而具有较高抗旱性。研究过程中首先培养羽毛三芒草的无菌苗,然后以此为基础利用光学显微镜和电子显微镜研究羽毛三芒草的根套结构。结果表明,羽毛三芒草的根套是自身生长出的,并且具有腔室结构,腔室为一个密闭的独立空间并被连接带隔开成许多小室。羽毛三芒草可能通过其独特的腔室结构储存水分来应对沙漠的干旱环境。     

小麦和苜蓿根系分泌物中饱和烃馏分

为深入研究根系分泌物对根际土中有机物贡献的特点,用柱色层族组成分离方法, 对小麦和苜蓿根际土及二者交界地中提出的可溶有机物采用了GC/MS分析测定。从样品的非极性馏分中分析检测出正构烷烃、类异戊二烯烷烃及酯类3个系列的生物标志化合物,并对小麦地、苜蓿地及二者的交界地中的正构烷烃的奇偶优势比（OEP）、∑C₂₂^-/∑C₂₃⁺比值和姥植比（Pr/Ph）进行了分析比较。小麦和苜蓿的GC/MS的主峰均为nC₃₁,正构烷烃奇偶优势比OEP值大小顺序为苜蓿地>交界地>小麦地,且三者数值均>1.4。正构烷烃∑C₂₂^-/∑C₂₃⁺比值大小顺序为小麦地>交界地>苜蓿地。姥植比（Pr/Ph）的比较结果为苜蓿地>交界地>小麦地。这表明小麦和苜蓿根系分泌物进入土壤后演化程度不一样,小麦地有机质演化程度高于苜蓿地。     

林木根系本构关系

采用抗拔法进行了冷杉、杜鹃、冬瓜杨、糙皮桦、花楸、荚迷、卫矛等7种树木根系应力-应变关系的实验研究,得出抗拔法可以用于对根系应力-应变关系进行检测。分别利用双曲线和二次抛物线模型模拟上述不同树种根系的应力-应变关系,并给出了相应的模型试验参数。模拟结果表明:根系的应力-应变关系用双曲线模型模拟误差较大,而用抛物线模型模拟则比较理想。对不同林木的根系,其应力-应变关系可近似用统一的本构关系描述,模型形式:σ/σ0=1.6475(εa/ε0)-0.6917(εa/ε0)2。     

塔克拉玛干沙漠腹地几种植物根系分形特征

在塔克拉玛干沙漠腹地采用全根挖掘法挖掘河西菊(Hexinia polydichowma(Ostenf.)H.L.Yang)、沙拐枣(Calligonuin roborovskii A.Los.)、罗布麻(Apocynum venetum L.)、阿克苏牛皮消(Cynanchum amplexicaule Hemsl)根系.运用分形理论对其分形特征进行研究,分析根系分支状况以及根系分形特征与拓扑特征之间的关系.研究发现:(1)在塔克拉玛干沙漠腹地,四种植物根系具有很好的分形特征,分形维数大小与拓扑参数连接总数、外部连接数之间具有较好的相关关系.(2)根丰度是描述根系在土层中扩展能力的有效指标,与根系长度、平均连接长度之间具有很好的指数关系分别可以用以下方程表示:y1=2.7 694e1.5496x,y2=0.0369e2.0 267x(其中y1、y2分别为总根长、平均连接长度,R2分别为:0.9 353、0.9 832),根丰度直接反映了根系空间占有能力与营养物质的吸收效率.通过对塔克拉玛干沙漠腹地四种植物根系分支状况与分形特征的研究表明.分形理论可以很好的反映根系空间占有能力与资源吸收效率,所以说分形理论是对根系几何、功能特征进行定量化研究的有效方法.     

栽培条件下甘草的甘草酸及多糖含量

通过对3年生相同人工栽培条件下的不同种甘草及2种不同栽培措施的乌拉尔甘草为分析样本,采用高效液相色谱和苯酚-硫酸比色法对其甘草酸及多糖含量进行测定,分析比较甘草酸与甘草多糖含量之间的相互关系,并筛选出乌拉尔甘草的最优栽培措施。结果表明：甘草酸含量顺序为乌拉尔甘草〉胀果甘草〉黄甘草〉光果甘草;多糖含量以光果甘草3．76％为最高,其余3个种间含量相差不大。正交试验的方差分析表明：（1）对于播种3年生乌拉尔甘草,以甘草酸含量为评价指标,最优栽培措施为：灌溉量4500m^3／hm^2、二铵0kg／hm^2、种子（对照）、尿素0 kg/hm^2、播种量90kg/hm^2;若以甘草多糖含量为获取目标,最优栽培措施为：灌溉量1500m^3／hm^2、二铵300kg/hm^2、种子（包衣,尿素0．5％浸泡24h）、尿素300kg／hm^2、播种量90kg/hm^2。（2）对于移栽3年生乌拉尔甘草,以甘草酸含量为评价指标,最优栽培措施为：灌溉量1500m^3／hm^2、移栽苗（对照）处理、二铵0 kg／hm^2、尿素0kg/hm^2、株距5cm;若以甘草多糖含量为评价指标,最优栽培措施为灌溉量3000m^3／hm^2、移栽苗（对照）处理、二铵150kg／hm^2、尿素300kg／hm^2、株距10cm。     

城市片林与城市草坪细根生物量特征

细根在城市绿地地下碳过程中扮演着重要的角色．本研究采用土芯法和WinRHIZO根系分析软件对福建省福州市区内城市绿地的细根现存生物量进行研究。结果表明：1）城市片林的细根生物量在1．15～2．60t／hm^2之间,低于草坪的细根生物量（1．34～4．45t／hm^2）,总体上也低于多数亚热带天然森林的细根生物量．2）细根垂直分布总体规律是随深度的增加而减少,城市草坪上层细根生物量与下层细根生物量差异大于城市片林．城市草坪土壤中79％的细根集中于表层土壤（0—10cm）,10～40cm土层中的细根生物量仅占20％,而各城市片林中仅有50％左右的细根集中于土壤表层0～10cm,10～30cm深度的土层中的细根生物量占30％,40～60cm的土层都仍有20％的细根存在．3）采用细根长度、直径建立双因素模型,对城市绿地细根生物量均有较好的拟合结果,但城市片林的模型拟合效果（R^2〉0．85）优于城市草坪（R^2为0．59～0．79）．鉴于草坪具有可观的细根生物量,其对城市土壤地下碳过程有着不容忽视的作用,因此今后还需进一步引入其他变量优化其细根拟合模型．     

城市片林与城市草坪细根生物量特征

细根在城市绿地地下碳过程中扮演着重要的角色．本研究采用土芯法和WinRHIZO根系分析软件对福建省福州市区内城市绿地的细根现存生物量进行研究。结果表明：1）城市片林的细根生物量在1．15～2．60t／hm^2之间,低于草坪的细根生物量（1．34～4．45t／hm^2）,总体上也低于多数亚热带天然森林的细根生物量．2）细...