鼎湖山某些植物群落根系生物量及其氮素动态

 本文用挖土柱及埋土柱法测定了鼎湖山生物圈保护区季风常绿阔叶林,黄果厚壳桂、鼎湖钓樟群落的根系生物量和年生长量。用自动离子分析仪分析了根的含氮量并研究了根系的氮素动态。结果表明,根系生物量(t／ha)为35.43,其中活根26.63,死根8.8;根的生长量(kg／ha·a)是3.74。根库贮氮量(kg／ha)为279.23,其中活根库为202.25,死根库为76.98;每年新生根系积累的氮素为57.55kg／ha。每年新生根系生产量及其氮素积累量占整个根库生物量及其氮素贮量的百分率分别为10.6及20.6,根库年生长量及其氮素积累的比率均较高,群落正处在生长发育盛期。     

杨树细根及草根的生产力与周转的研究

对北方杨树人工林0－40cm土层中杨树细根和草根（≤2mm）年生物量、分解量、死亡量、生长量和周转率进行观察研究。结果表明,杨树细根的年生物量为2．062t.hm^-2,死根生物量为0．746t.hm^-2,分解量为0．158t.hm^2,生长量为2．351t.hm^－2,周转率为每年1．14次,活草根的年生物量、死根生物量、分解量、生长量和周转率分别0．501、0．035、0．023、0．691t.hm^-2和1．38,同时给出了杨树细根干重损失随分解时间变化的方程：1nx/x0=0.9515e^-0.0014t。     

伪潜育土季节性滞水条件下大冷杉毫根动态的研究(Abies grandis Lindl.)

本文对一个25年生大冷杉林在伪潜育土至45cm矿质土壤里,从1987年晚秋滞水期至1988年生长旺盛期的毫根量动态及化学组成变化进行了研究。 滞水期土壤中死根量(5558kg DS/ha)显著高于活根量(3594kg DS/ha)。生长旺盛期初,活根量增加约50％,死根量降低约27％。经过夏季至生长旺盛期末,活根量仍略有增加,死根量继续降低。毫根化学组成分析显示,滞水期活根中K、Mg及Zn离子含量显著低于生长旺盛期,Mn离子含量则明显高于生长旺盛期。这一结果表明,除了与季节性相关的生长节奏因素外,大冷杉毫根生物量的变化主要是由滞水状况所致。     

杨树人工林下根系的氮素循环与动态特征

研究了辽宁沈阳地区人工林杨树细根及林下草本植物根系的N循环、积累和动态变化特征。结果表明,杨树人工林分条件下活细根中N储量为20．3kg·h^-2,净积累量10kg·hm^-2,吸收量14．7kg·hm^-2,年存留量和归还量分别为9．6和5．1kg·hm^-2周转期4年,整个生长季节杨树细根中N含量与土壤中水解N、NH3-N无明显相关,杨树细根中N浓度与活细根生物量的变化趋势大体一致,两者呈显著正相关。根据杨树活细根中N含量可以估测杨树活细根生物量,该林分下的草本植物根系主要吸收NH3-N,草根中N含量浓度变化与土壤中NH3-N的变化趋势相同,两者呈显著正相关。     

伪潜育土季节性滞水条件下大冷杉(Abies grandis Lindl.)毫根动态的研究

本文对一个25年生大冷杉林在伪潜育土至45cm矿质土壤里,从1987年晚秋滞水期至1988年生长旺盛期的毫根量动态及化学组成变化进行了研究。滞水期土壤中死根量(5558kg Ds／ha)显著高于活根量(3594kg DS／ha)。生长旺盛期初,括根量增加约50％,死根量降低约27％。经过夏季至生长旺盛期末,活根量仍略有增加,死根量继续降低。毫根化学组成分析显示,滞水期活根中K、Mg及Zn九离子含量显著低于生长旺盛期,Mn离子含量则明显高于生长旺盛期。这一结果表明,除了与季节性相关的生长节奏因素外,大冷杉毫根生物量的变化主要是由滞水状况所致。     

武夷山甜槠林细根生物量和生长量研究

对武夷山甜槠林细根生物量和生长量的季节动态及其在不同群落发育阶段下的变化进行了初步研究,并对细根在养分归还中的作用进行了分析．结果表明,甜槠成熟林细根生物量为１０．６４５ｔ·ｈｍ－２,生长量为７．３７１５ｔ·ｈｍ－２·ａ－１,分解量为４．６７７５ｔ·ｈｍ－２·ａ－１,年周转率０．６９次;细根生物量和生长量随林龄增长的变化模式为单峰型曲线,生物量至３４龄时达到最大值,生长量至群落郁闭阶段（５８龄）达到最大值;甜槠成熟林中,通过细根死亡的Ｎ素归还量占群落年归还总量的４９．５％,多于凋落物途径,Ｐ、Ｍｇ归还量所占比例为４２．３％和２８．９％,略低于凋落物途径;Ｋ、Ｃａ归还以降水淋溶为主,其次是凋落物途径,而细根途径仅占总归还量的１９．３％和９．２％．     

长白山阔叶红松林细根周转的研究

系统研究了长白山阔叶红松林细根生物量、生产力、年周转率及其在净生产力分配中的作用,生物量调查结果表明,阔叶红松林活细根的生物量为5049kg.ha~(-1),死细根生物量的平均值为1883kg.ha~(-1),细根的年周转率为0.96,年生产量为4860kg.ha~(-1),约占总净初级生产力的19.40％,年死亡量为2343kg.ha~(-1),相当于阔叶红松林枯枝落叶年凋落量的60％,由此提出了森林凋落物应包括枯枝落叶和根系凋落物的论点。     

水曲柳根系生物量、比根长和根长密度的分布格局

采用连续钻取土芯法在生长季内对东北林业大学帽儿山实验林场17年生水曲柳人工林根系取样,研究水曲柳不同直径根系现存生物量、比根长和根长密度及垂直分布状况.结果表明,水曲柳人工林根系总生物量为1 637.6 g·m^-2,其中活根生物量占85%,死根占15%.在活根生物量当中,粗根(直径5～30 mm)占的比例最高（69.95%）,其次为活细根（直径<1 mm,13.53%）,小根(1～2 mm)和中等直径的根(2～5 mm)比例较小（分别为7.21%和9.31%）.直径<1 mm活细根的比根长为32.20 m·g^-1,直径5～30 mm粗根的比根长为0.08 m·g^-1.单位面积上活根的总长度为6 602.54 m·m^-2,其中直径<1 mm的细根占92.43%,其它直径等级则不到活根总长度的8%.直径<1 mm的细根生物量与根长密度具显著线性关系（R²=0.923）,但与比根长无显著相关关系（R²=0.134）.     

三工河流域两种琵琶柴群落细根生物量、分解与周转

细根对植物群落功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义。利用连续土钻取样法和分解袋法,于2010年5—10月整个生长季节内,对三工河流域两处长势不同的琵琶柴群落的细根(φ2mm)生物量、分解与周转规律及其与土壤环境的关系进行研究。结果表明,群落1和群落2土壤容重、土壤含水量、pH和电导率等土壤因子差异显著。两群落的细根生物量表现出相同的季节和垂直变化趋势,即在5—8月逐渐增加,8月达到最大值,9—10月份逐渐下降。平均月细根生物量分别为51.55g/m2和133.93 g/m2。群落1的活细根和死细根分别占总细根生物量的69.68%和30.32%,群落2活细根和死细根分别占总细根生物量的72.61%和27.39%。在垂直变化上,随土壤深度增加细根生物量先增加后逐渐降低,其中10—20cm土壤层次细根生物量比例最大,群落1和群落2分别占46.48%和29.15%。群落1和群落2的细根年分解率分别为34.82%、42.91%。达到半分解和95%分解时,群落1需要630 d和2933 d,群落2需要467 d和2238 d。群落1和群落2的细根净生产力分别为50.67 g/m2和178.15 g/m2,细根年周转率分别为1.41次、1.69次。逐步回归分析结果显示细根动态受土壤水分、pH值、电导度等土壤因子的显著影响,琵琶柴细根具有相对较低的分解速率和较高的周转速率。     

水曲柳根系生物量、比根长和根长密度的分布格局

采用连续钻取土芯法在生长季内对东北林业大学帽儿山实验林场17年生水曲柳人工林根系取样,研究水曲柳不同直径根系现存生物量、比根长和根长密度及垂直分布状况.结果表明,水曲柳人工林根系总生物量为1 637.6 g·m^-2,其中活根生物量占85%,死根占15%.在活根生物量当中,粗根(直径5～30 mm)占的比例最高（69.95%）,其次为活细根（直径<1 mm,13.53%）,小根(1～2 mm)和中等直径的根(2～5 mm)比例较小（分别为7.21%和9.31%）.直径<1 mm活细根的比根长为32.20 m·g^-1,直径5～30 mm粗根的比根长为0.08 m·g^-1.单位面积上活根的总长度为6 602.54 m·m^-2,其中直径<1 mm的细根占92.43%,其它直径等级则不到活根总长度的8%.直径<1 mm的细根生物量与根长密度具显著线性关系（R²=0.923）,但与比根长无显著相关关系（R²=0.134）.     

长白山落叶松林下笃斯越桔群落生物量的空间分布

以长白山区落叶松林下笃斯越桔群落为研究对象,调查其群落的地上、地下各部分的生物量及其空间分布规律。结果表明:地上部枝条生物量主要分布在50cm高度以下,基径3～5mm粗枝的生物量在地上部分各级别中所占比重最大。笃斯越桔地下部生物量较大,占总生物量的75.2%～92.6%;地下部生物量主要集中在死苔藓层内,占总根量的66.3%～85.0%,而其中<1mm细根所占比重最大,为该层总根量的42.6%～82.7%。在泥炭层内笃斯越桔根系占总根量的12.3～29.7%,比重较小。笃斯越桔的根系生物量占所有植物根系生物量的8.8%～60.7%,笃斯越桔以细根为主。本研究结果为笃斯越桔资源的合理开发与保护利用以及生态系统碳汇功能评估等提供了基础。     

川西亚高山岷江冷杉原始林细根生物量、生产力和周转

原始林在全球碳收支中具有重要的意义,其细根在地下碳循环过程中发挥着重要作用。本研究采用连续土钻法对川西亚高山岷江冷杉原始林0~30 cm土层细根(≤2 mm)生物量及其季节动态进行了测定,并采用决策矩阵法对细根生产量和周转速率进行了估算。结果表明:岷江冷杉原始林0~30 cm土层活细根生物量和年生产量分别为286.89g·m-2和168.94 g·m-2·a-1,平均细根周转速率为0.56 a-1;细根生物量、生产量和死亡量在生长期内具有明显的动态特征;活细根生物量和生产量总体呈现单峰曲线特征,以9月最大;死细根生物量和死细根/活细根生物量在生长期内总体呈"U型"变化趋势,而死亡量总体呈增加的趋势;土层深度是影响细根动态的重要因素,活细根生物量、死细根生物量、生产量和周转速率随着土层深度的增加呈现下降的变化趋势,而死细根/活细根生物量略有增加。     

测定潜流人工湿地根系生物量的新方法

设计了一种新方法研究潜流人工湿地植物根系的分布和生物量。采用自制的圆柱形的不锈钢网柱,安放在潜流湿地的碎石基质中,定期分层取出网柱内的碎石,可观察根系的分布特点;收获网柱内的根,可测定根系的生物量和生长量。网柱的直径20cm,高50cm,网孔直径1．80cm,不锈钢丝粗1．38mm。安装时,使网柱垂直,上端达碎石表面,下端靠近湿地床底。安装好后,装入碎石基质,观察测定时,把基质取出,观察完后,再把基质放回。用该方法,对碎石基质的潜流人工湿地中植物根系的分布和生物量进行了1a的实验测定,认为该方法是测定潜流人工湿地根系生长和分布的有效方法,它易于安装、测定方便、准确。7月和12月份两次测定的湿地根系生物量之和为331．8gm^-2,其中分布于0—5cm的根生物量为174．4gm^-2,5～15cm为142．1gm^-2,15cm以下为15．3gm^-2。种问根系生物量的差异很大,根系生物量最大的是美人蕉,为182．4gm^-2,最小的是水鬼蕉,为1．38gm^-2。根生物量似乎呈不同的季节格局,象草7月份根系生物量较大,而其他种12月份的较大。不同种根系生物量的垂直分布也有显著的差异,具根状茎的芦苇和较粗根的水鬼蕉以直径大于1mm的根为主,它们的根分布较深,而浅层根较少;象草、美人蕉和风车草,直径1mm以内的根占根生物量的80％以上甚至100％,它们的根分布较浅。     

东北东部山区红松人工林群落生物量的研究

本文对东北东部山区红松人工林群落生物量进行了测定和研究。根据相对生长法和样方收获法分别调查和计算了乔木层、下木层、草本层、凋落层、立枯量的生物量。研究结果表明:群落总生物量为132.419t/ha, 其中乔木层106.881t/ha, 占总量的80.71%;下木层0.507t/ha, 占总量的0.38%;草本层0.292t/ha, 占总量的0.22%;凋落层20.411t/ha, 占总量的15.41%;立枯量4.328t/ha, 占总量的3.28%。通过群落生物量分布结构分析, 红松人工林急需进行抚育间伐, 调整群落产量结构, 提高群落结构的整体效应。     

北京人工侧柏林的化学元素含量特征

31年生人工侧柏（Platycladus orientalis)林内,侧柏各器官中以有机C含量最高,Ga的浓度亦大,其次为N,K,Mg,P的浓度较低,Fe的浓度相对较高,除C和Al外,大部分元素在侧柏叶中含量较多,各种灌木叶的元素浓度均高于茎,还明显地高于侧柏叶,侧柏乔木层元素积累量是以地上部分高于地下部分,51％的C被积累在树干内,其他元素在叶部最高。灌木层元素积累量除N以外,均以地下部分高于地上部分,人工林C的积累量为17000kg/ha,Ca为400kg/ha,N为104kg/ha,K为87kg/ha,Mg为30kg/ha,Al,P,Fe为11－16kg/ha,Na为2．5Ka/ha,Mn,Cu,Zn小于1kg/ha, 乔木和灌木层化学元素存留量以C最高,在乔木层Ca的存留量次之,N,K,更次之,灌木层N的存留量高于Cat K,侧柏林的元素存留量C约2700kg/ha.a,Ca 为70kg/ha.a,N和K为15－20kg/ha.a,P,F,A,M 2－5g/ha.a,其他元素存留量不到1kg/ha.a,土壤中化学元素贮存量是C＞Ca>N>Fe>Mg>K>P>Na>Al,Mn>Cu>Zn。在相同土壤条件下,各种植物对土壤元素的富集系数不同,各种灌木的元素富集系数均高于侧柏,侧柏林元素积累量,存留量与土壤元素贮存量之间具极显著相关,它们的相关系数分别为R＝0．9723（P＜0．001,n=11)和R＝0．9765(P<0.001,n=11),侧柏林对元素的需要量是C＞Ca>N>K>Mg>Fe>P>Al>Na>Mn>Cu>Zn。     

氯盐胁迫下氮素对西瓜根系生长的调控作用

为揭示氯盐胁迫下氮素对西瓜根系的调节机制和提供西瓜氯毒害调控理论依据,以西瓜为供试作物,采用土培试验,研究不同施氮量(0,0.1,0.15,0.2,0.25 g/kg)对氯盐胁迫下西瓜根系的影响,并应用主成分分析法对各施氮量下根系生长情况进行综合评价。结果表明,(1)与不施氮相比,施氮0.15 g/kg处理可使西瓜根系生物量、干物质累积量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、根系活力分别显著提高58.83%、20.83%、98.33%、70.37%和29.44%,丙二醛含量显著降低40.30%,同时使总根长、总根表面积、根尖数、分枝数分别显著增加103.42%、46.41%、64.44%、87.80%,总根体积和总根系直径分别减少23.05%和40.15%。(2)在本试验氯盐胁迫条件下,施氮0.14~0.17 g/kg时西瓜具有较理想的根系构型和较高的根系活力。(3)根系分枝数、根系活力、总根体积、根尖数可作为氯盐胁迫下氮素对西瓜根系生长影响的综合评价指标,各施氮水平对氯盐胁迫的缓解效果表现为0.15 g/kg>0.20 g/kg>0.10 g/kg>0.25 g/kg。可见,在氯盐胁迫下,适量施氮有助于西瓜建立良好的根系构型,提高根系渗透物质含量,降低细胞渗透势,减少根系丙二醛含量,维持较强的根系活力,增加根系生物量和干物质,缓解高浓度氯盐对西瓜生长的抑制作用。     

植株密度和氮素互作对垂穗披碱草生物量分配的影响

垂穗披碱草（Elymus nutans）是高寒地区建植和改良栽培草地的首选草种。虽然合理植株密度和氮素添加量是垂穗披碱草栽培草地稳产的关键因子,但两者之间是否存在最佳互作组合仍不清楚。采用盆栽试验,通过分析不同植株密度（58、102、146株/m²）和氮素添加量（0、200、400 mg/kg）组合状态下垂穗披碱草株高、单株分蘖数、地上生物量、地下生物量、根系体积和地上地下生物量比,以确定理论上是否存在植株密度和氮素添加量的最佳组合。结果表明：随植株密度增加,垂穗披碱草株高、地上生物量和地上地下生物量比值均先增加后降低,而单株分蘖数逐渐减小,根系体积和地下生物量先增加后保持相对稳定;随氮素添加量增加,垂穗披碱草单株分蘖数、地上生物量和地上地下生物量比值均表现为先增加后降低,地下生物量逐渐降低。植株密度与氮素添加量互作虽然对垂穗披碱草的根系体积和单株分蘖数没有显著影响,但两者互作显著影响了垂穗披碱草株高、地上生物量、地下生物量、地上地下生物量比（P<0.01）,这些指标与植株密度和氮素添加量的关系均表现为一个开口向下的抛物面。当植株密度为102株/m²和氮素添加量为200 mg/kg时,垂穗披碱草栽培草地产量最大,生物量分配最优。垂穗披碱草植株密度和氮素添加互作时理论上存在最佳组合,这为垂穗披碱草栽培草地的田间管理提供了理论依据。     

黄土丘陵区微地形对草地植物群落结构组成和功能特征的影响

对黄土丘陵区微地形(阳坡坡上、中、下部,坡顶,阴坡坡上、中、下部)条件下草地植物群落进行群落组成调查和地上、地下生物量测定,分析微地形对草地植物群落结构组成和功能特征的影响.结果表明： 研究区内草地植物群落主要由菊科、禾本科和豆科物种组成.群落地上和地下生物量以及根系年生长量分别为164.12 g·m^-2、1044.87 g·m^-2、731.77 g·m^-2·a^-1.群落地上和地下生物量以及根系年生长量在不同坡向的大小均为：阴坡>阳坡>坡顶.在阴坡,群落生物量和根系年生长量的大小为：坡下部>坡中部>坡上部>坡顶部,阳坡群落生物量在不同坡位的大小顺序与阴坡不同.根系生长主要集中在0～20 cm土层,且从上到下逐渐减小.根系周转率的平均值为0.75 a^-1,在不同微地形条件下不同土层内大小不同.     

武夷山不同海拔高度植被细根生物量及形态特征

以福建武夷山不同海拔高度4种植物群落为对象,采用挖掘法获取土壤细根样品,用WinRHIZO根系分析仪分析细根形态,分别测定了不同海拔高度不同土层(0-10、10-25 cm)土壤细根现存生物量及各形态指标的变化特征.结果表明:0～10 cm土壤活细根生物量、活细根根长密度、活细根表面积密度、活细根体积密度均是常绿阔叶林<矮林<针叶林<高山草甸,各群落间呈现极显著差异(P<0.01);不同海拔高度植被,活细根和死细根的生物量、根长密度、细根表面积密度、细根体积密度均指标均是0～10>10～25 cm;4种植被在0～10、10～25 cm土层中≤2.0 mm径级的活细根、死细根对细根总长度、总表面积的贡献最大;土壤细根生物量及细根的主要形态指标总体趋势是高海拔显著大于低海拔;同时表明了土壤含水率是影响活细根各指标垂直变化的主要因子.     

华西雨屏区香樟人工林土壤表层细根生物量和碳储量

2010年11月-2011年12月, 研究了华西雨屏区31年生香樟人工林土壤表层(0～30 cm)细根生物量及碳储量.结果表明: 香樟人工林土壤0～30 cm层细根总生物量(活根+死根)和碳储量的平均值分别为1592.29 kg·hm^-2和660.68 kg C·hm^-2,其中活细根贡献率分别为91.1%和91.8%.随着土壤深度的增加,香樟1～5级活细根和死细根的生物量及碳储量均显著减少;随着根序等级的升高,香樟活细根生物量及碳储量显著增加.香樟细根总生物量及碳储量均在秋季最高、冬季最低,死细根生物量及碳储量为冬季最高、夏季最低;1级根和2级根生物量及碳储量均在夏季最高、冬季最低,而3~5级根则为秋季最高、冬季最低.土壤养分和水分的空间异质性是导致细根生物量和碳储量变化的主要原因.