东北温带森林常见树种粗根分解过程及调控因子

粗根是森林生态系统中重要的碳库和养分库，对生态系统的碳和养分循环起着重要的作用。但目前人们对于影响粗根分解的主要因素以及粗根分解模式的研究较少。采用埋袋法对东北温带森林常见的10个树种（黄檗、胡桃楸、水曲柳、色木槭、红松、落叶松、白桦、春榆、紫缎、蒙古栎）的粗根（5-10 mm）进行了为期1年的分解实验研究，来探索粗根分解和养分释放的动态变化规律。研究结果表明：黄檗、胡桃楸、水曲柳、色木槭、红松、落叶松、白桦、春榆、紫缎、蒙古栎粗根年分解系数分别为0.826、0.897、0.477、0.341、0.358、0.264、0.244、0.593、0.458、0.227。由此可见，胡桃楸分解速率最快，蒙古栎分解速率最慢。在粗根分解过程中，不同调控因子对根系分解的影响不同。研究结果表明，粗根的分解速率与根系的初始C/N比例呈显著负相关（P<0.0001），与初始木质素含量呈负相关（P<0.0001），与初始非结构性碳水化合物（NSC）含量呈正相关（P<0.0001）。初始C/N、木质素含量与非结构性碳水化合物含量分别可以解释所研究的10个树种粗根分解速率的68%、20%与65%。研究结论对于预测粗根参与的碳循环与养分释放具有重要意义。     

黄河三角洲滨海盐碱地11个造林树种细根解剖性状对土壤条件的响应

细根作为植物与土壤连接的重要部位,能够反映植物对生存环境的适应性。以黄河三角洲滨海盐碱地不同立地条件下11个造林树种为对象,基于细根分支等级划分1-4级根序并进行解剖特征测定,分析细根解剖性状对滨海盐碱地不同土壤条件的响应规律。结果表明：（1）不同根序的细根直径存在显著差异,细根直径随根序升高呈增大趋势,而同根序的细根直径在不同树种间表现出显著的种间差异（P < 0.05）。1-2级细根皮层厚度、3-4级细根导管密度在树种间的差异均达显著水平（P < 0.05）。（2）在较为严重盐渍化土壤条件下（立地1）,细根皮层厚度较其他立地显著增大,但细根导管密度较小;在轻度盐碱立地条件下（立地3）,细根导管密度较大;较为严重的盐碱立地具有更为发达的细根直径及维管柱直径。（3）树种1-2级细根解剖结构与土壤环境关系最为密切,其中1级根直径与土壤pH值显著正相关（P < 0.05）,与土壤硝态氮含量呈显著负相关（P < 0.05）。对土壤理化性质与细根解剖性状的冗余分析表明,前两个轴的特征值达0.640和0.196,土壤速效养分含量与轴一（RDA1）呈正相关,低级根解剖性状则与轴二（RDA2）呈显著负相关。低级根解剖结构以及土壤的pH值能解释较多树种的差异性,其中低级根直径与皮层厚度对盐碱环境表现出较强的响应。     

黄土高原天然次生林植被演替过程中土壤团聚体有机碳动态变化

土壤团聚体物理保护是促进有机碳积累主要机制之一。以黄土高原子午岭林区天然次生林植被演替群落为对象,研究从农田、草地（白羊草,Bothriochloa ischaemum）、灌木林（沙棘,Hippophae rhamnoides）、先锋林（山杨,Populus davidiana）到顶级林（辽东栎,Quercus liaotungensis）5个植被演替阶段0-20 cm土壤团聚体稳定性和团聚体有机碳的动态变化,并分析团聚体有机碳的影响因素。结果表明：土壤团聚体稳定性随着植被演替显著提高（P<0.05）,顶级林的团聚体稳定性最高;土壤有机碳含量和各粒径土壤团聚体（> 2 mm、2-0.25 mm、0.25-0.053 mm、<0.053 mm）有机碳含量均随着植被演替而增加。除草地0.25-0.053 mm团聚体有机碳含量最高外,其他演替阶段均为0.25-2 mm粒径最高。根系生物量、凋落物生物量、微生物生物量碳、团聚体稳定性均与团聚体有机碳含量呈显著正相关关系（P<0.05）。总体而言,长期植被演替有助于团聚体稳定性和团聚体有机碳累积。     

东北东部14个温带树种树干呼吸的种内种间变异

采用红外气体分析仪—局部通量测定法于2009年6 — 10月原位测定了东北东部山区14个温带森林主要组成树种的树干表面CO2通量（RW）,旨在量化种内和种间RW的差异,探索RW随树木直径和季节的变化规律,为深入理解温带森林生态系统碳循环过程、构建和校验其模型提供基础数据。测定的树种包括：散孔材阔叶树（白桦、枫桦、山杨、紫椴、五角槭）、环孔材和半环孔材阔叶树（春榆、黄菠萝、胡桃楸、蒙古栎、水曲柳）、针叶树（兴安落叶松、红松、红皮云杉、樟子松）。结果表明：树种、月份及其交互作用均显著地影响RW（P < 0.001）。测定期间平均RW波动在1.32（黄菠萝）— 3.12 μmol CO2?m-2?s-1（兴安落叶松）之间,其中环孔材和半环孔材阔叶树的平均RW高于散孔材阔叶树,而针叶树的平均RW变异较大。各个树种RW的平均值均呈单峰型季节变化模式,其中7月份最高、10月份最低。RW种内的绝对变异（标准误,SE）波动在0.11 — 0.29 μmol CO2?m-2?s-1之间,相对变异（变异系数,CV）波动在61%（红皮云杉）— 89%（白桦）之间。各个树种的RW均有随胸径（DBH）增大而增加的趋势,但两者之间的回归模型及其决定系数因树种而异。除了春榆和水曲柳之外（P > 0.05）,其它树种的RW与DBH之间的回归关系显著（P < 0.05）,表明DBH可作为某些树种RW预测和上推的一个简便实用的指标。这些结果强调了在树干呼吸能力的比较和上推估测时应充分考虑其种内种间差异的重要性。     

云冷杉红松林掘根倒木及其微立地对凋落叶分解速率及养分释放的影响

采用凋落物分解袋埋藏法,将采集的红松（Pinus koraiensis）、紫椴（Tilia amurensis）和色木槭（Acer mono）凋落叶按自然比例混合装入袋中,于2019年7月将其埋入云冷杉红松林中不同腐烂等级（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级）的掘根倒木（UT）及其形成的坑底（PB）与丘面（MF）以及对照（包括林隙（FG）和林分（IS））等11种微立地下。8-10月每月从每种微立地取回3袋,处理后测定凋落叶的质量、碳、氮、磷含量。采用相关分析和方差分析的统计分析方法,探究不同微立地下凋落叶的质量、分解速率与养分元素之间的相关性和差异显著性。结果表明：（1）微立地和分解时间对凋落叶质量具有极显著影响（P<0.01）。凋落叶分解90天后,各微立地的凋落叶质量残留率排列为：PB （85.64%） > MF （83.09%） > FG （81.33%） > IS （80.93%） > UT （80.27%）;（2）各微立地的凋落叶分解速率排列为：k_IS=k_UT>k_FG>k_MF>k_PB;Olson指数模型能够较好的模拟各微立地的凋落叶分解动态;年分解速率k为0.61-1.42,分解50%和95%所需时间分别为0.49-1.14 a和2.10-4.92 a。（3）各微立地的凋落叶C残留率总体呈下降趋势,表现为释放模式;UT和MF微立地的N、P残留率持续下降,表现为释放;PB微立地的N、P变化模式分别为释放-富集-释放、富集-释放模式,释放均大于富集,最终表现为释放模式。微立地对凋落叶P释放具有极显著影响（P<0.01）,对N释放具有显著影响（P<0.05）;微立地与掘根倒木腐烂等级的交互作用对C、N释放均具有极显著的影响（P<0.01）。（4）凋落叶质量残留率与P的残留率在所有微立地中均存在显著或极显著正相关关系,与N的残留率仅在Ⅱ级UT、PB微立地、Ⅲ级UT微立地、Ⅳ级UT、PB和MF微立地以及FG对照中呈显著或极显著的正相关关系,与C的残留率仅在Ⅱ级UT、PB微立地、Ⅳ级PB、MF微立地中存在极显著或显著正相关关系,与C/N在Ⅱ级UT微立地、Ⅲ级UT、MF微立地和FG对照中呈显著或极显著负相关关系。可见,与不同腐烂等级的掘根倒木相比,掘根倒木形成的微立地环境对凋落叶分解和养分释放的影响较大。     

珍稀濒危植物长白松(Pinus sylvestris var. sylvestriformis)天然种群生存压力

为了揭示珍稀濒危植物长白松（Pinus sylvestris var. sylvestriformis）天然种群生存压力状况,在全面调查长白山国家级自然保护区长白松分布的基础上,基于邻体干扰模型,引入树高、冠幅、方位等因子,提出3种生存压力指数：个体生存压力指数、种群生存压力指数和群落生存压力指数,分析天然长白松所处6种群落类型中的生存压力。结果表明：长白松承受群落生存压力（PI）从大到小依次为：白桦-臭冷杉群落（PI=21.532）、红松-长白松群落（PI=14.185）、白桦群落（PI=13.262）、臭冷杉-长白松群落（PI=8.752）、长白落叶松-鱼鳞云杉群落（PI=7.780）和蒙古栎群落（PI=5.440）。多重比较单向方差分析表明,6种群落类型中长白松生存压力总体上差异明显,白桦-臭冷杉群落中长白松生存压力最大,显著高于其他5种群落;竞争树种主要为长白落叶松、红松、长白松、山杨和白桦,这5个树种生存压力大小占群落生存压力的87%;红松-长白松群落和白桦群落中长白松生存压力无明显差异,但显著高于臭冷杉-长白松群落、长白落叶松-鱼鳞云杉群落和蒙古栎群落;臭冷杉-长白松群落、长白落叶松-鱼鳞云杉群落和蒙古栎群落中长白松生存压力相对较小,彼此无明显差异。长白松生存压力与其所处植物群落演替阶段及其龄级结构有关。目前,保护区采取严格保护和管理方式不完全有利于长白松种群的稳定发展。根据长白松种群所处的植物群落生境特点、种群生存压力状况并结合种群年龄结构特征,针对不同群落类型提出相应抚育措施建议以期为长白松天然种群的保护提供参考。     

1992-2015年鼎湖山季风常绿阔叶林群落种间关联动态

季风常绿阔叶林是我国南亚热带地区的地带性植被,有研究表明过去23年其群落结构和物种组成发生了很大变化,但对群落种间关系的动态变化还缺乏了解。该研究利用鼎湖山季风常绿阔叶林1 hm²监测样地7次群落调查数据,采用方差比率和Spearman秩相关分析的方法,对1992-2015年鼎湖山季风常绿阔叶林群落种间关系的长期动态变化进行了分析。结果表明：从1992年到2015年,群落方差比率都显著（P < 0.05）大于1,但方差比率总体呈显著下降趋势（R²=0.93,P < 0.001）,显著正联结种对数显著减少,显著负联结种对数显著增多,群落正联结关系减弱;群落各垂直层次内和垂直层次之间显著正联结种对数呈显著下降趋势（P < 0.001）,种间的正关联关系减弱;香楠（Aidia canthioides）、红枝蒲桃（Syzygium rehderianum）、光叶红豆（Ormosia glaberrima）等树种能够和大多数物种长时间稳定共存,在季风常绿阔叶林群落结构中可能具有重要地位和作用,可以作为华南地区生态恢复、林业种植的搭配树种。总的来说,1992-2015年,鼎湖山季风常绿阔叶林群落种间正联结关系减弱,负联结关系增强,导致群落种间关联愈加松散,群落稳定性下降。     

11种温带树种粗木质残体分解初期结构性成分和呼吸速率的变化

采用长期定位跟踪实测方法,比较分析我国东北温带森林11个主要树种粗木质残体(CWD)分解初期3a中结构性成分的差异、变化以及与其呼吸速率(R_CWD)的关系。测定树种包括:软阔叶树种(白桦、山杨、紫椴)、硬阔叶树种(胡桃楸、蒙古栎、色木槭、春榆、黄檗、水曲柳)和针叶树种(兴安落叶松、红松)。结果表明:11个树种CWD木质素含量(L_c,%)和综纤维素含量(H_c,%)差异显著(P<0.001),其中软阔叶树种的L_c最低。木质素含量与N含量的比值(L_c/N)依次为:针叶树种 >硬阔叶树种 >软阔叶树种。经过3a的分解,大部分树种(除了紫椴和春榆)的L_c略有增加,但变化不显著(P>0.05);而其木质素密度(L_d, g/cm³)和综纤维素密度(H_d, g/cm³)都有不同程度的减小(P<0.05),软阔叶树种损失最多,针叶树种损失最少。所有树种L_c/N值均增大。将R_CWD标准化成温度为15 ℃时(R₁₅)比较发现,在CWD形成初期(2005年)不同树种的R₁₅有所差异;阔叶树种的R₁₅及其温度系数(Q₁₀)均高于针叶树种。经过3a的分解,除兴安落叶松、色木槭和水曲柳外,其它树种的R₁₅出现了不同程度减小。总体看来,软阔叶树种R₁₅减少了32.0%,而针叶树种R₁₅则增加了23.1%。另外,针叶树种的Q₁₀增大,而阔叶树种的Q₁₀则基本保持不变。R₁₅与H_c呈正相关,与L_c和L_c/N呈负相关。CWD分解初期3a R₁₅的变化率与H_c的变化率之间呈正相关关系,表明结构性成分的变化是导致CWD分解初期R_CWD变化的主要因素之一。     

青海东部人工生态公益林近自然经营的林分结构调整

依据研究区5种典型人工林近自然状况,以人工生态公益林的近自然经营管理为目标,提出林分结构调整策略与方法。主要从林分结构、物种组成、年龄及枯死木几个方面考虑选取了垂直结构、水平结构、草本盖度及其多样性、天然更新、物种多样性、组成系数、直径分布、枯木比例、健康木比例10个指标,应用基于单位圆的π值法则,采取定性与定量相结合的方法,对5种林分的近自然状态做出评价并依据评价结果提出相应改造措施。青海云杉-白桦混交林（ω_PB=0.4786）属于远近自然林分,此类林分在密度合理的情况下无需过多人为抚育;青杨-白桦混交林（ω_BP=0.2664）属于近人工林,此类林分以伐除病虫害严重的青杨、调整密度和补植青海云杉为主;青海云杉-青杨混交林（ω_PP=0.2283）属于近人工林,此类林分以伐除病虫害严重的青杨、调整密度和补植白桦为主;青海云杉-落叶松混交林（ω_PL=0.1872）属于人工林,此类林分以调整密度和补植白桦为主;青海云杉纯林（ω_P=0.0190）属于人工林,此类林分以调整密度和营造杉桦混交林为主。通过近自然度评价与分析,为当地近自然经营提供了直观可靠的依据。在进行林分结构调整时,首先通过伐除干扰木来调整林分密度,其次要营造针阔混交林分,其中以青海云杉和白桦混交林为主要目标林分。     

阿尔泰山萨彦岭4种优势树种径向生长对气候因子的响应

气候变化深刻地影响森林树木的生长,而树种对气候变化敏感度的差异可能影响了气候变化下的森林生态系统响应。因此,研究优势树种间生长对气候变化的敏感度差异,对正确认识气候变化下林分生长动态及分布格局十分重要。基于树木年代学的方法,研究了阿尔泰山萨彦岭西伯利亚落叶松（Larix sibirica）、西伯利亚红松（Pinus sibirica）、西伯利亚冷杉（Abies sibirica）以及西伯利亚云杉（Picea obovata）4种优势树种的径向生长-气候关系。结果显示：（1）西伯利亚冷杉径向生长与上一年10-11月、当年1-9月的干旱指数、2-4月的降水显著正相关,与1月的平均温和最高温呈显著负相关关系,与当年4、6月份的水汽压正相关;（2）西伯利亚落叶松径向生长与上一年8月和当年8月的平均温、最高温以及当年8月的最低温显著负相关,而与当年6月的最低温则正相关,与8月份的水汽压显著负相关;（3）西伯利亚红松径向生长与3月降水、7月最低温、上一年10月的水汽压显著正相关;（4）西伯利亚云杉径向生长与6月平均温、最高温、水汽压正相关,与上一年10-11月、当年2-4月和9月的干旱指数正相关,同时与3、4月的降水量显著正相关。西伯利亚冷杉和西伯利亚云杉、西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松、西伯利亚云杉和西伯利亚红松对于特定气候因子表现出相似的响应结果,与年表间相关性的结果一致。但差异也是明显的,西伯利亚冷杉和西伯利亚云杉对区域水分变化敏感,而西伯利亚落叶松和西伯利亚红松主要对区域温度变化敏感。综上所述,气候变化下,该区域优势树种对气候变化响应的差异可能导致区域林分动态和格局的改变,因此,多树种径向生长-气候关系研究有助于正确反映森林动态。研究结果可以为区域森林管理与生态保护工作提供理论依据。     

黄柳不同级序根的解剖结构及其细根的研究

采用石蜡切片法和徒手切片法对3年生黄柳不同级序的根进行解剖结构研究,并结合直径和根序对其细根进行定义,为沙生植物细根及其碳分配等相关研究提供依据。结果表明:(1)黄柳1、2级根为初生根,4、5级根为次生根,3级根为过渡型根。(2)黄柳根的初生木质部为三原型或四原型。(3)黄柳不同级序根的形态与解剖结构存在显著差异,随着根序的增加,根直径与维管柱直径逐渐增大;低级根直径主要影响因素为维管柱直径、皮层薄壁细胞直径和皮层层数;高级根直径主要影响因素为维管柱直径。(4)定义黄柳的细根为前3级根中未形成连续木栓层且直径小于0.7mm的根。该研究明确了黄柳不同级序根的解剖结构特征,并界定了黄柳细根的范围,其研究方法对于精确估计细根在生态系统中的作用具有重要的意义。     

The Influence of Cellulose Content on Tensile Strength in Tree Roots

Root tensile strength is an important factor to consider when choosing suitable species for reinforcing soil on unstable slopes. Tensile strength has been found to increase with decreasing root diameter, however, it is not known how this phenomenon occurs. We carried out tensile tests on roots 0.2–12.0 mm in diameter of three conifer and two broadleaf species, in order to determine the relationship between tensile strength and diameter. Two species, Pinus pinaster Ait. and Castanea sativa Mill., were then chosen for a quantitative analysis of root cellulose content. Cellulose is responsible for tensile strength in wood due to its microfibrillar structure. Results showed that in all species, a significant power relationship existed between tensile strength and root diameter, with a sharp increase of tensile strength in roots with a diameter <0.9 mm. In roots >1.0 mm, Fagus sylvatica L. was the most resistant to failure, followed by Picea abies L. and C. sativa., P. pinaster and Pinus nigra Arnold roots were the least resistant in tension for the same diameter class. Extremely high values of strength (132–201 MPa) were found in P. abies, C. sativa and P. pinaster, for the smallest roots (0.4 mm in diameter). The power relationship between tensile strength and root diameter cannot only be explained by a scaling effect typical of that found in fracture mechanics. Therefore, this relationship could be due to changes in cellulose content as the percentage of cellulose was also observed to increase with decreasing root diameter and increasing tensile strength in both P. pinaster and C. sativa.     

三峡库区马尾松不同直径细根分解动态及其影响因素

在三峡库区秭归县九岭头林场马尾松人工林进行一年的细根分解试验,研究马尾松直径<0.5、0.5～1和1～2 mm细根的分解动态及其影响因素.结果表明: 细根分解速率随直径增大而减小,直径<0.5、0.5～1和1～2 mm细根年分解率分别为34.0%、28.0% 和25.7%.直径<1 mm细根分解速率随时间增加而逐渐减小,直径1～2 mm细根分解速率随时间增加先逐渐增加再减小.在细根分解过程中,N、P和Ca浓度随时间增加而增加,K浓度呈先降低后上升再下降的趋势.细根分解速率与细根初始N、P、K和Ca浓度,以及C/N、C/P均显著相关,细根Ca浓度和土壤温度是影响细根分解的主导因子.     

氮添加对油松不同径级细根分解及其养分释放的影响

采用4个梯度的林地氮处理(N₀、N₃、N₆和 N₉依次为0、3、6 和9 g N·m^-2·a^-1),利用分解袋试验,研究了N添加对油松不同径级细根分解及养分释放过程的影响.结果表明: 细根分解过程分为快速分解(0～60 d)和慢速分解(60～300 d)两个阶段.0～0.4、0.4～1和1～2 mm细根分解的质量百分数在第60天分别为7.6%、10.4%和11.4%,在第300天分别为19.8%、23.5%和30.5%,说明较细的根系分解较慢.N添加显著降低了0～0.4 mm细根的分解速率,但对0.4～1和1～2 mm细根分解速率无显著影响,与对照(N₀)相比,N₃、N₆和N₉处理试验期间分解速率分别降低2.1%、4.5%和5.8%.N添加显著增加了0～0.4和0.4～1 mm细根C和N残留率,但对1～2 mm细根C和N残留率无显著影响,且对3个径级细根P残留率无显著影响.与对照相比,N₃、N₆和N₉处理分别增加了0～0.4 mm细根中8.1%、9.4%和4.5%的C残留率和5.3%、16.3%和16.7%的N残留率;同时增加了0.4～1 mm细根中2.5%、2.5%和0.9%的C残留率和0.9%、2.3%和3.9%的N残留率.0～0.4、0.4～1 mm细根C、N、P迁移模式总体表现为直接释放,而1～2 mm细根N为富集-释放模式.氮沉降可能主要通过影响0～0.4 mm细根(主要为1和2级细根)的分解过程,从而降低细根的分解速率.     

不同施肥方法对马来沉香和土沉香苗期根系生长的影响

以珍贵树种马来沉香、土沉香1年生播种苗木为材料进行试验,研究指数施肥、平均施肥对2种沉香苗期根系生长动态及对N的响应特征。结果表明,经氮素处理的马来沉香、土沉香的根系生物量、根系长度、根系表面积、根系平均直径、根体积等指标均显著高于对照处理(P<0.05)。经指数施肥处理的苗木根系生长及各形态指标均高于平均施肥处理。同一时期在相同施肥处理方式下,马来沉香苗根系生长及根系形态指标值均高于土沉香。洛伦兹模型对不同施肥方法处理下马来沉香、土沉香苗木生长指标与根系生物量进行拟合,具有较高的R²(0.95-0.99)和较低的RSMD(0.538-2.352);抛物面模型对不同施肥方法处理下马来沉香、土沉香苗木生长指标与比根长进行拟合,具有较高的R²(0.92-0.99)和较低的RSMD(3.218-6.692)。     

水曲柳和落叶松不同根序之间细根直径的变异研究

细根直径大小和根序高低对细根寿命和周转估计具有重要的影响,研究不同根序之间的直径变异对认识细根直径与根序的关系具有重要意义。该文根据Pregitzer等(2002)提供的方法,研究了位于东北林业大学帽儿山实验林场尖砬沟森林培育实验站17年生水曲柳(Fraxinus mandshurica)和落叶松(Larix gmelinii)人工林细根1~5级根序的平均直径的变化、直径的最小值和最大值范围、直径的变异系数。结果表明,水曲柳和落叶松细根直径<2 mm时,包含5个根序,随着根序由小到大的增加,细根直径也在增大。各根序平均直径之间,存在较大的差异。在同一根序内,细根直径范围很大,水曲柳和落叶松一级根最小直径均<0.20 mm,最大直径分别<0.50 mm(水曲柳)和<0.70 mm(落叶松)左右。2~3级根序直径最小值在0.20~0.30 mm之间,最大值≤1.0 mm。5级根直径最小值<1.0 mm,最大值超过2.0 mm。随着根序等级增加,直径变异系数增大。一级根序的直径平均变异系数<10%,2~3级根序直径平均变异系数在10%~15%左右,4~5级根序直径的平均变异系数在20%~30%之间。因此,在细根寿命与周转研究过程中,必须同时考虑直径和根序对细根的寿命估计的影响。     

干旱条件下接种AM真菌对小马鞍羊蹄甲幼苗根系的影响

为了探讨岷江干旱河谷丛枝菌根真菌(AMF)对寄主植物幼苗根系的影响,通过接种购买的AMF摩西球囊霉菌(Funneliformis mosseae)到优势乡土灌木小马鞍羊蹄甲(Bauhinia faberi var.microphylla)幼苗,在重度、中度和轻度干旱条件下培养3个月,研究不同干旱条件下AMF对幼苗根系形态特征、结构特征、功能性状的影响。方差分析结果表明:(1)3种干旱胁迫条件下,接菌均显著增加了幼苗的根总长、根表面积、根分枝数、根尖数(P0.001),在中度胁迫和轻度胁迫下,接菌显著促进根鲜重、根体积的增加(P0.001),轻度胁迫条件下接菌幼苗的根鲜重、根总长、根表面积、根体积、根尖数最高并显著高于其它处理,但接菌与未接菌的根平均直径之间没有显著差异;(2)接菌幼苗根系趋向于叉状分支结构,在重度胁迫时,叉状分支趋势更显著(P0.001);(3)接菌幼苗的根比例都显著小于未接菌的,但幼苗比根长不存在显著差异。相关分析结果表明:菌根侵染率与根鲜重、根总长、根表面积、根体积、根分枝数、根尖数呈极显著正相关(P0.001),与拓扑指数、根比例呈极显著负相关(P0.001)。研究表明,在干旱条件下,AMF虽然没有提高生长初期的根系的吸收效率,但接种AMF显著影响幼苗根系形态特征和结构特征,更利于植物适应干旱环境,并且AMF对幼苗根系的促生作用随着干旱胁迫程度减轻而提高。     

Clustered root distribution in mature stands of <Emphasis Type="Italic">Fagus sylvatica</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Picea abies</Emphasis>

Distribution of small roots (diameter between 2 mm and 5 mm) was studied in 19 pits with a total of 72 m² trench profile walls in pure stands of Fagus sylvatica and Picea abies. Root positions within the walls were marked and transformed into x-coordinates and y-coordinates. In a GIS-based evaluation, zones of potential influence around each root were calculated. The total potential influence produced isoline maps of relative root influence zones, thus indicating small root clustering. The questions studied were (1) whether there were marked clusters of small roots in the soil and (2) whether trees surrounding the pit (defined as tree density) correlate with the root abundance and distribution on the trench profile walls. Small roots of both species showed maximum abundance in the top 20 cm of the soil, where pronounced root clusters occurred next to areas with only low root accumulation. The area of root clusters did not differ significantly between the two stands. Weighted clumping, WC, calculated as a product of root class, and its area was used as an index of root clustering, which again did not differ between beech and spruce stands. However, evaluations on a single root level showed that beech achieved the same degree of clustering with lower number of roots. Regardless of soil properties related to root clusters, a significantly higher clustering acquired per root for beech than for spruce suggests beech to be more efficient in belowground acquisition of space. Because none of the parameters describing root clustering were correlated with tree density around the investigated soil profiles, clusters of small roots are inherently present within the tree stands.     

Fine root architecture, morphology, and biomass of different branch orders of two Chinese temperate tree species

We have limited understanding of architecture and morphology of fine root systems in large woody trees. This study investigated architecture, morphology, and biomass of different fine root branch orders of two temperate tree species from Northeastern China—Larix gmelinii Rupr and Fraxinus mandshurica Rupr —by sampling up to five fine root branch orders three times during the 2003 growing season from two soil depths (i.e., 0–10 and.10–20 cm). Branching ratio (R _b) differed with the level of branching: R _b values from the fifth to the second order of branching were approximately three in both species, but markedly higher for the first two orders of branching, reaching a value of 10.4 for L. gmelinii and 18.6 for F. mandshurica. Fine root diameter, length, SRL and root length density not only had systematic changes with root order, but also varied significantly with season and soil depth. Total biomass per order did not change systematically with branch order. Compared to the second, third and/or fourth order, the first order roots exhibited higher biomass throughout the growing season and soil depths, a pattern related to consistently higher R _b values for the first two orders of branching than the other levels of branching. Moreover, the differences in architecture and morphology across order, season, and soil depth between the two species were consistent with the morphological disparity between gymnosperms and angiosperms reported previously. The results of this study suggest that root architecture and morphology, especially those of the first order roots, should be important for understanding the complexity and multi-functionality of tree fine roots with respect to root nutrient and water uptake, and fine root dynamics in forest ecosystems.