中龄和老龄杉木人工林细根序级形态和呼吸特征

以福建省南平市王台镇溪后村安曹下19年生和91年生杉木人工林为研究对象,对其1~5级细根的形态及呼吸特征进行了比较研究。结果表明:2个林分细根直径、根长、组织密度随序级升高逐渐增大,比根长及比根呼吸随序级升高则减小;2个林分细根仅在4级根之间和5级根之间的直径以及5级根之间的比根呼吸具有显著差异(P0.05)。方差分析表明林龄仅对细根直径有极显著影响(P0.01),对根长、比根长、组织密度及比根呼吸的影响均不显著;林龄和序级的交互作用对细根直径,比根长及比根呼吸有显著影响(P0.05,P0.01),对根长和组织密度的影响不显著;序级对两个林分细根直径、根长、比根长、组织密度及比根呼吸的影响均达到极显著水平(P0.01)。回归分析表明2个林分细根直径、根长、比根长、组织密度及比根呼吸与序级之间具有三次函数,指数函数,或者幂函数关系。     

福建建瓯万木林自然保护区8种樟科树种的细根形态特征

为了研究亚热带常绿阔叶林中樟科树种细根的形态特征,选取福建省建瓯市万木林自然保护区天然常绿阔叶林中具代表性的8种樟科树种(沉水樟Cinnamomum micranthum;浙江桂Cinnamomum chekiangense;黄绒润楠Machilus grijsii;桂北木姜子Litsea subcoriacea;闽楠Phoebe bournei;新木姜子Neolitsea aurata;香樟Cinnamomum camphora;黄毛润楠Machilus chrysotricha)为研究对象,分析其细根形态随序级的变化特征及其在种间的变化规律。结果表明:8种树种细根直径、个体根长和组织密度均随序级增加而增大,但比根长随序级的增加而减小。树种、序级均对细根直径、个体根长、比根长和组织密度有极显著影响(P0.01);除了树种与序级的交互作用对细根个体根长无显著影响外(P0.05),树种与序级的交互作用均对细根直径、比根长及组织密度的影响均达到极显著水平(P0.01)。8种树种细根直径、个体根长、比根长、组织密度随序级的变化均可用幂函数来表征。2~4级根的比根长与组织密度呈显著负相关(P0.05),说明低级根比根长的变化主要是组织密度的调整所致。1级根直径平方与组织密度呈显著负相关,表明两者间存在权衡关系。     

施磷对蒙古莸(Caryopteris mongholica)形态和酸性磷酸酶活性的影响

采用土培法,设置不同的供磷水平(P0,0 mg·kg-1;P1,17.5 mg·kg-1;P2,35 mg·kg-1;P3,52.5 mg·kg-1;P4,70mg·kg-1),对蒙古莸(Caryopteris mongholica)地上部形态、根系形态、生物量、叶片和根系酸性磷酸酶活性的变化进行研究。结果表明:(1)株高、基径、茎粗、地径随供磷水平增加均呈现出先增大后减小的趋势,在P1水平下最大。(2)总根长、根体积、根表面积、根平均直径随供磷水平增加呈现出先增加后减小的趋势,其中在P1水平下总根长和根平均直径达到最大。(3)P0水平下根冠比最大,地上部干重和根系干重在P1水平下最大。(4)根系酸性磷酸酶活性随供磷水平增加呈现出逐渐下降的趋势,并且与根体积、总根长、根平均直径、根表面积均呈负相关;叶片酸性磷酸酶活性随供磷水平增加呈现出先降低后上升的趋势,并且与株高、地径、基径、茎粗、地上生物量均呈负相关。     

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。     

亚热带常绿阔叶林8种樟科树种细根化学计量特征

为了研究亚热带常绿阔叶林樟科树种的细根化学计量特征,以福建省建瓯市万木林自然保护区天然常绿阔叶林中具有代表性的8种樟科树种(沉水樟Cinnamomum micranthum;浙江桂Cinnamomum chekiangense;黄绒润楠Machilus grijsii;桂北木姜子Litsea subcoriacea;闽楠Phoebe bournei;新木姜子Neolitsea aurata;香樟Cinnamomum camphora;黄毛润楠Machilus chrysotricha)为研究对象,分析细根C、N、P化学计量学特征随序级的变化规律及种间变异情况。结果表明:(1)树种、序级以及二者交互作用对细根C、N、P浓度及C/N、C/P和N/P均具有极显著影响(P0.01)。(2)随序级增加,大部分树种的细根N和P浓度降低,而C/N和C/P比增大;随序级变化的变异系数C浓度最小,而P浓度最大。(3)不同序级的细根C浓度的种间变异系数均最低,而P浓度的则均最高,N/P比的种间变异系数亦低于C/N比和C/P比;不同序级细根的N、P浓度之间均具有显著的正相关。     

不同径级杉木根参数与离体根呼吸

以16年生杉木人工林为对象,用根系图像分析软件(Win RHIZO TRON 2005a)和CN元素分析仪(Elementar Vario EL Ⅲ)测定4个径级(0～2 mm、2～5 mm、5～10 mm、10～20 mm)根的形态参数和C、N含量,用土壤呼吸测定系统LI-8100(LI-COR,USA)测定各径级离体根呼吸速率,分析不同径级根参数特点及其与根呼吸的相关性,并对根系离体后呼吸速率变化和测定时间选择进行了探讨.研究结果表明:不同径级之间的根参数存在显著性的差异,根参数之间存在显著的相关性;细根(<2 mm径级)的呼吸速率和>2 mm径级根的平均呼吸速率分别为1.145±0.249 nmolCO2 gDM-1 s-1和0.350±0.040 nmolCO2 gDM-1 s-1,前者显著大于后者;离体根呼吸速率与根N含量呈显著线性正相关,与根C含量、C/N呈显著负相关,与比根长呈极显著正相关.细根离体后呼吸速率应立即测定,而 > 2 mm的根测定时间可以适当延后.     

马蔺根系固土护坡效应研究

研究以青藏高原东北部观赏地被植物马蔺为研究对象,通过野外调查和材料力学、土力学试验,定量评价了野生马蔺植株和根系生长特征、单根抗拉特性以及根系对土体抗剪强度的增强效应。结果表明,马蔺平均株高、冠幅和植株密度分别为(75.22±11.40)cm、(106.09±25.62)cm和(1.51±0.55)株/m²;马蔺标准株根系分布深度可达50 cm,主要分布在0~30 cm深度范围内,根幅约40~50 cm。马蔺根径为0.20～0.70 mm,单根抗拉力、抗拉强度和延伸率平均值分别为(7.94±2.91)N,(46.30±11.06)MPa和54.17%±17.08%。随着根径的增大,单根抗拉力和单根抗拉强度分别呈幂函数增大和幂函数降低趋势,单根极限延伸率随着根径的增大呈逐渐增大变化趋势,但二者之间未表现出相对显著性的关系。马蔺根系对土体黏聚力和内摩擦角均有增强作用,可分别显著增强0~30 cm和0~10 cm深度范围内土体黏聚力和内摩擦角,增长率分别为9.48%~17.40%和7.62%。本文研究成果对马蔺用于坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害现象的生态防护工作,具有实际指导意义。     

云南省中部3种森林土壤含水率、容重和细根重及其垂直分布

根据27个土壤剖面的405个土壤样品,研究云南中部地区华山松林、旱冬瓜林、云南松林的土壤含水率、容重和细根重及其垂直分布特征.结果表明:3种森林100 cm深土壤的平均含水率分别是(28.79±11.98)％、(24.66 ±9.89)％、(14.11±5.84)％,差异极显著;平均容重分别是(1.14±0.20) g/em3、(1.26±0.18)g/cm3、(1.42±0.12)g/cm3,差异极显著;平均细根重分别为(0.1956±0.2144) g/100 cm3、(0.0706±0.1066)g/100 cm3、(0.1381±0.2989) g/100 cm3,在0.05水平上差异显著.华山松林林下土壤的物理性质最好,旱冬瓜林次之,云南松林最差.3种森林里,随着土壤深度增加,土壤含水率增加,土壤容重和土壤细根重减少.华山松林与云南松林平均容重与平均细根重均显著负相关,旱冬瓜林平均含水率与平均容重显著负相关.华山松林下土壤细根量最大,0 ～ 20 cm层根系占根系总重量的83％.     

青藏高原东北部观赏地被植物马蔺根系固土护坡效应研究

为了进一步丰富青藏高原东北部地区植被护坡工程植物选择,推动区内植被护坡工程实用性和观赏性兼顾发展。该项研究以青藏高原东北部观赏地被植物马蔺为研究对象,以青海省大通县朔北藏族乡至东峡镇之间区域为研究区,在野外植物分布特征和生长特征调查的基础上,结合单根拉伸试验和重塑根-土复合体三轴压缩试验,定量评价了野生马蔺植株和根系生长特征、单根抗拉特性以及根系对土体抗剪强度的增强效应。试验结果表明：马蔺主要分布在研究区内洪积扇、坡积裙和河漫滩等地貌单元,立地条件包括上述地貌单元内的林下坡地、田间、道旁、湿地、荒地等;通过选取两处试验区开展调查可知,马蔺平均株高、冠幅和植株密度分别为75.22±11.40 cm、106.09±25.62 cm和1.51±0.55 株/m2;马蔺标准株根系分布深度可达50 cm,主要分布在0~30 cm深度范围内,根幅约40~50 cm;马蔺根径为0.20～0.70 mm,单根抗拉力、抗拉强度和延伸率平均值分别为7.94±2.91 N,46.30± 11.06 MPa和54.17%±17.08%,随着根径的增大,单根抗拉力和单根抗拉强度分别呈幂函数增大和幂函数降低关系,单根极限延伸率随着根径的增大呈逐渐增大变化趋势,但二者之间未表现出相对显著性的关系;马蔺根系对土体黏聚力和内摩擦角均有增强作用,可分别显著增强0~30 cm和0~10 cm深度范围内土体黏聚力和内摩擦角,且对土体黏聚力的增强作用较为显著。该项研究成果对于选用观赏地被植物马蔺进行研究区坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害现象的生态防护工作,具有理论研究价值和实际指导意义。     

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．     

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...     

杉木人工林细根寿命研究

林木细根(≤2 mm)是树木水分和养分吸收的主要器官,是陆地生态系统净生产力的重要组成部分,深入理解细根生长过程及其寿命是建立全球碳及养分循环模型的关键.本试验采用微根管技术对11年生杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林细根生长、衰老、死亡的动态过程进行了为期1年半的监测,运用Kaplan-Meier方法估计细根存活率及中值寿命(Median root longevity,MRL),生成存活曲线(Survival curve).用对数秩检验(Log-rank test)比较不同直径、不同土层、不同季节出生的细根寿命差异程度.结果表明,细根主要出现在雨季(3-8月),以直径0～1 mm的细根为主,并随观测期的延长,细根存活率下降,中值寿命为236 d.直径0～1 mm的细根累积存活率小于1～2 mm的细根.土壤下层(20～40 cm)的生存曲线在细根累积存活率达到50%以后始终高于上层(0～20 cm),上下层中值寿命分别为236 d和243 d,这可能与土壤环境因素的垂直分布相关,下层土壤有利于延长细根寿命.不同出生时间的细根寿命不同,雨季与干季出生的细根中值寿命分别为86 d和270 d.     

杉木人工林细根寿命研究

林木细根（≤2mm）是树木水分和养分吸收的主要器官,是陆地生态系统净生产力的重要组成部分,深入理解细根生长过程及其寿命是建立全球碳及养分循环模型的关键．本试验采用微根管技术对11年生杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林细根生长、衰老、死亡的动态过程进行了为期1年半的监测,运用Kaplan—Meier方法估计细根存活率及中值寿命（Median root longevity,MRL）,生成存活曲线（Survival curve）．用对数秩检验（Log—rank test）比较不同直径、不同土层、不同季节出生的细根寿命差异程度．结果表明,细根主要出．现在雨季（3q月）,以直径0～1mm的细根为主,并随观测期的延长,细根存活率下降,中值寿命为236d．直径0～1mm的细根累积存活率小于1～2mm的细根．土壤下层（20～40cm）的生存曲线在细根累积存活率达到50％以后始终高于上层（0～20cm）,上下层中值寿命分别为236d和243d,这可能与土壤环境因素的垂直分布相关,下层土壤有利于延长细根寿命．不同出生时间的细根寿命不同,雨季与干季出生的细根中值寿命分别为86d和270d．     

福州市片林和草坪细根生长与死亡的季节动态

细根的净生长与周转在城市绿地地下碳过程中具有至关重要的影响。本研究采用微根管法与土钻法相结合,对福建省福州市市区内城市绿地细根生长死亡及其净生产量的季节动态进行研究。结果表明:1)城市片林与城市草坪的细根生长死亡的季节动态明显,且季节动态模式相似。2)气温和降水因子对于城市片林和草坪的细根生长量及死亡量的影响不同。细根的死亡除了与气温、降水等因子有关之外,还与其他因子密切联系。3)城市片林与城市草坪的细根净生产量的季节动态有所不同,且片林的细根年净生产量大于草坪。4)城市片林和草坪的细根年净生产量小于天然森林和天然草原,这可能与人为管理措施的影响以及不同研究方法的偏差有关。     

木荚红豆人工林细根生物量季节动态及分布

通过对34年生木荚红豆人工林细根生物量、季节动态与垂直分布进行为期3年(1999~2001)的研究,结果表明:木荚红豆人工林细根生物量为(3·01±0·47)t/hm2,其中活细根生物量为(1·70±0·77)t/hm2,死细根生物量为(1·31±0·52)t/hm2.活细根和死细根生物量不同季节间差异均达到显著水平(P<0·05),但年际间差异未达显著水平(P>0·05).活细根生物量一般在3月份出现极大值,11月份出现极小值.死细根生物量峰值出现在9~11月份间,最低值一般出现在3月份.活细根和死细根生物量均随土壤深度增加而下降.     

木荚红豆人工林细根生物量季节动态及分布

通过对34年生木荚红豆人工林细根生物量、季节动态与垂直分布进行为期3年(1999～2001)的研究,结果表明木荚红豆人工林细根生物量为(3.0l±0,47)t/hm2,其中活细根生物量为(1.70±0.77)t/hm2,死细根生物量为(1.31±0.52)t/hm2.活细根和死细根生物量不同季节间差异均达到显著水平(P＜0.05),但年际间差异未达显著水平(P＞0.05).活细根生物量一般在3月份出现极大值,11月份出现极小值.死细根生物量峰值出现在9～11月份间,最低值一般出现在3月份.活细根和死细根生物量均随土壤深度增加而下降.     

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。