杉木和米槠细根混合分解及其养分释放

在福建省建瓯万木林自然保护区,选取针叶树种杉木(Cunninghamia lanceolata,CUL)细根和常绿阔叶树种米槠(Castanopsis carlesii,CAC)细根,采用网袋法进行了为期720d细根(分0-1mm、1-2mm两个径级)单独分解(在各自细根的起源林分)和混合分解(分别在杉木林和米槠林)干重损失及其养分释放动态的研究。结果表明:杉木和米槠细根混合分解前期(0-270d)曾对干重损失起促进作用,而之后(270-720d),细根混合起了抑制作用。分解过程中的养分释放与干重损失有所不同,混合分解前期(0-360d)出现过促进作用,分解后期(360-720d),除1-2mm径级混合细根P的释放既没有促进也没有抑制作用外,均表现为养分释放的抑制作用。细根混合分解过程中干重损失和养分释放速率变化与分解者生物群落有很大关系。     

杉木和米槠人工林细根形态对短期氮和磷添加的可塑性响应

以福建三明地区林龄相似的丛枝菌根树种杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林和外生菌根树种米槠(Castanopsis carleisii)人工林为研究对象,采用短期氮添加与根袋法探讨氮和磷添加对不同菌根类型树种细根形态性状的影响。结果表明, 杉木细根的直径与组织密度表现出显著正的氮和磷可塑性响应,比根长和比表面积表现出负的氮和磷可塑性响应,而米槠细根的各形态性状均表现出与杉木相反的氮和磷可塑性响应方向;杉木细根形态性状的磷可塑性响应更强,米槠细根形态性状的氮和磷可塑性响应间无显著差异。细根同一形态性状对氮和磷添加的可塑性响应间的方向相同,且具有正相关关系;细根不同形态性状的养分塑性响应间存在着协同与权衡关系。因此,丛枝菌根树种杉木采取了延长细根寿命的资源保守型策略,而外生菌根树种米槠采取快速占有资源的资源获取型策略。此外,杉木和米槠细根对氮和磷添加可能均具有相同的觅食趋向,且杉木细根形态性状对磷添加更敏感。     

中亚热带杉木人工林细根生物量空间变异与取样数量估算

林木细根生物量具有一定的空间异质性,因此采用合理的细根取样策略对精确估算细根生物量十分重要。通过在福建省三明杉木人工林林内采用土钻法随机选取100个取样点,分析不同细根类型(杉木、林下植被、总细根)生物量的空间变异特征,并对细根生物量所需的取样数量进行估计。结果表明:不同细根类型单位面积生物量随径级(0—1、1—2 mm)及土层深度的增加变异增大,所需的取样数量也相应增加。Shapiro-Wilk检验表明,仅0—2 mm杉木细根和总细根单位面积生物量符合正态分布,其余各个细根类型不同径级不同土层单位面积生物量均不符合正态分布,均呈明显的右偏分布。蒙特卡罗统计模拟分析表明:在置信水平为95%、精度为80%的条件下,直径为0—1 mm、1—2 mm和0—2 mm的细根,杉木采集95、96、32个样品可以满足测定单位面积生物量的需要,林下植被分别采集98、98、63个样品可以满足测定单位面积生物量的需要,而总细根分别采集93、93、18个样品可以满足测定单位面积生物量的需要。     

米槠与杉木细根凋落物是否在自身群落中分解得更快?

本研究应用网袋法对福建省万木林自然保护区米槠（Castanopsis carlesii）、杉木（Cunninghamia lanceolata）细根在米槠林群落和杉木林群落交叉分解进行了为期2年的研究。结果表明,0-1mm、1-2mm米槠细根在米槠群落比在杉木群落分解速率快,而相同径级杉木细根在两群落分解差异较大。0—1mm杉木细根在杉木群落的分解速率高于米槠群落,而1—2mm杉木细根在杉木群落的分解速率只及米槠群落的48％。米槠、杉木细根在两群落分解的差异表明,群落立地条件对细根分解存在较大的影响。     

中亚热带细柄阿丁枫和米槠群落细根的生产和死亡动态

采用微根管技术与挖掘法相结合的方式对福建省万木林自然保护区细柄阿丁枫和米槠天然林细根生产和死亡动态进行了为期两年多的观测,分析细根生产和死亡的季节变化、垂直分布及径级和序级分配,并估计细根的年生产量和年死亡量.结果表明:细柄阿丁枫细根年生产量和年死亡量分别为(230.1±162.8) g·m-2·a-1和(188.8±75.5)g·m-2· a-1,均略大于米槠的(214.5±185.8) g·m-2·a-1和(178.8±26.5) g·m-2·a-1,但两种森林群落的细根年生产量和年死亡量均无显著差异(P＞0.05).两森林群落细根生产均在春季达到高峰,其中米槠细根生产与月降水量呈极显著相关(P＜0.01,r=0.566);细根死亡则呈现季节性地波动,米槠细根死亡峰值主要发生于夏季和秋季,而细柄阿丁枫则出现在秋季.两森林群落细根生产和死亡皆主要集中于土壤表层0-40 cm中,而且不同径级细根生产和死亡集中于0-1 mm细根中,其中0.3-0.6 mm细根的生产和死亡在两森林群落中均最大.两森林群落一级根的生产和死亡均大于高级根.     

米槠与杉木细根凋落物是否在自身群落中分解得更快？

本研究应用网袋法对福建省万木林自然保护区米槠(Castanopsis carlesii)、杉木(Cunninghamia lanceolata) 细根在米槠林群落和杉木林群落交叉分解进行了为期2年的研究。结果表明, 0~1 mm、1~2 mm米槠细根在米槠群落比在杉木群落分解速率快, 而相同径级杉木细根在两群落分解差异较大。0~1 mm杉木细根在杉木群落的分解速率高于米槠群落, 而1~2 mm杉木细根在杉木群落的分解速率只及米槠群落的48％。米槠、杉木细根在两群落分解的差异表明, 群落立地条件对细根分解存在较大的影响。     

鼎湖山南亚热带森林细根分解干物质损失和元素动态

鼎湖山南亚热带森林细根分解干物质损失和元素动态温达志（中国科学院华南植物研究所,广州５１０６５０）魏平张佑昌（中国科学院华南植物研究所鼎湖山树木园,肇庆５２６０７０）孔国辉（中国科学院华南植物研究所,广州５１０６５０）ＤｒｙＭａｓＬｏｓａｎｄＣｈｅｍ...     

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.     

南亚热带格木和红椎凋落叶及细根分解特征

采用原位分解法对南亚热带格木(Erythrophleum fordii)和红椎(Castanopsis hystrix)人工纯林的凋落叶和细根分解动态及凋落叶和细根分解速率之间的相关关系进行了比较研究。结果显示,格木、红椎人工林凋落叶和细根分解系数分别为0.98a~(-1)、0.88a~(-1)和0.65a~(-1)、0.59a~(-1)。格木、红椎凋落物分解主要受凋落物自身化学性质的影响,而与林分内环境条件的关系不显著。分解初期,凋落叶和细根的质量损失均与氮含量显著正相关(R~2分别为0.525和0.549),与C/N比显著负相关(R~2分别为0.764和0.361);而分解后期,凋落叶和细根的质量损失均与氮含量显著正相关(R~2分别为0.565和0.511),与C/N比、木质素含量、木质素/N比显著负相关(R~2分别为0.482和0.574;0.525和0.519;0.523和0.486)。格木、红椎凋落叶分解速率和细根分解速率表现出明显的正相关性,这主要归因于凋落叶、细根基质质量对凋落叶分解速率和细根分解速率的影响具有明显的相似性。     

中亚热带13种树种幼苗叶片和细根可溶性有机碳的数量特征和结构特征

植物叶片和细根输入的可溶性有机碳(Dissolved organic carbon, DOC)是森林生态系统最活跃的组成部分,对生态系统的碳循环有重要作用。以中亚热带13种典型树种为研究对象,测定其幼苗叶片和细根(0—1 mm和1—2 mm)的碳氮含量,淋溶产生的DOC浓度以及傅里叶红外光谱特征,分析不同树种和不同器官之间DOC的数量特征和结构特征。结果表明：(1)浙江桂在叶片和细根(0—1 mm和1—2 mm)的总碳含量上最高,竹柏在叶片和0—1 mm细根的总碳含量上最低,观光木在1—2 mm细根的总碳含量上最低。花榈木和罗汉松在叶片的总氮含量上分别为最高和最低,木荚红豆和观光木分别在0—1 mm和1—2 mm细根的总氮含量上最高,冬青在细根(0—1 mm和1—2 mm)的总氮含量上最低。(2)刨花楠、闽楠和浙江桂等樟科树种在叶片淋溶产生的DOC浓度上最高,而罗汉松和和竹柏等罗汉松科树种在叶片淋溶产生的DOC浓度上最低;花榈木和木荚红豆等红豆属树种在细根(0—1 mm和1—2 mm)淋溶产生的DOC浓度上最高;刨花楠、闽楠和浙江桂等樟科树种在细根(0—1 mm和1—2 mm)淋溶产生...     

亚热带6种树种细根序级结构和形态特征

以福建省建瓯市万木林自然保护区内占优势的6种天然林树种(沉水樟Cinnamomum micranthum,CIM;观光木Tsoongiodendron odorum Chun,TOC;浙江桂Cinnamomum chekiangense,CIC;罗浮栲Castanopsis fabri,CAF;细柄阿丁枫Altingiagracilipes,ALG;米槠Castanopsis carlesii,CAC)为研究对象,对其1—5级细根的结构,形态特征及生物量进行了分析。结果表明:沉水樟,细柄阿丁枫和米槠细根分支比表现出在1,2级(4倍以上)明显大于其它序级(3倍左右);其余3种树种则是在3,4级的细根分支比最大,其中浙江桂达到8.65倍,其它序级则大致为3倍左右。6种树种1,2级细根数量占到总数的70%—90%。6种树种细根直径,根长,组织密度随序级升高逐渐增大,比根长减小,生物量未表现出一致的变化规律,6种树种生物量主要集中在高级根部分。方差分析表明,树种对细根分支比例有显著影响(P<0.05),浙江桂和米槠细根分支水平对分支比例有极显著影响(P<0.01),其余4种树种分支水平对分支比例有显著影响(P<0.05),树种和分支水平的交互作用对6种树种细根分支比均有极显著的影响(P<0.01);树种对细根根长,直径以及生物量均有极显著影响(P<0.01),对比根长有显著影响(P<0.05),而对组织密度的影响则不显著(P>0.05);树种和序级的交互作用对细根根长,直径以及生物量均有极显著影响(P<0.01),对组织密度有显著影响(P<0.05),对比根长影响不显著(P>0.05)。序级对6种树种细根根长,直径,比根长以及生物量的影响并未达到一致,对6种树种细根组织密度有极显著影响(P<0.01)。树种间1—4级根的比根长变异主要由组织密度引起,而5级根的比根长变异则由直径引起,同时在1级根中组织密度与直径呈现出权衡的关系。6种树种细根数量,直径,根长,比根长,组织密度以及生物量与序级之间回归分析发现它们与序级之间具有指数函数,线性函数,二次函数,三次函数或者幂函数关系。     

亚热带3种树种凋落叶厚度对其分解速率及酶活性的影响

对中国亚热带树种杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、银杏(Ginkgo biloba)3个树种在不同凋落物厚度下凋落物分解速率和分解酶活性进行了探究.利用分解网袋法,根据浙江省的平均酸雨水平,在酸雨(pH4.0)条件下设置了凋落物40g、凋落物20g、凋落物10g 3个梯度.结果表明:凋落物分解速率随厚度的增加呈加快的趋势,杉木凋落物10、20、40g的年分解系数K分别为0.24、0.27、0.34,香樟凋落物10、20、40g的年分解系数K分别为0.25、0.3、0.32,银杏凋落物10、20、40g的年分解系数K分别为0.42、0.5、0.58;脲酶活性表现为:凋落叶40g＞凋落叶20g＞凋落叶10g,纤维素酶活性表现为:凋落叶40g、凋落叶20g＞凋落叶10g,蔗糖酶活性表现为:后期凋落叶40g＞凋落叶20g＞凋落叶10g,凋落物分解过程是多种酶共同作用的结果.     

亚热带6种天然林树种细根呼吸异质性

以福建省建瓯市万木林自然保护区6个优势树种为研究对象,使用Li-6400便携式光合测定仪离体测定6个树种1—5级细根呼吸速率。单因素和双因素方差分析表明:树种、序级及其交互作用对6种树种细根比根呼吸均有极显著影响(P<0.01);6种树种细根比根呼吸均随序级的升高呈极显著下降(P<0.01),这种变化可分别用二次函数,三次函数,指数函数或幂函数来拟合。相关性分析表明比根长和氮浓度可以很好地表征同一树种不同序级细根的比根呼吸,但两者不能有效表征不同树种同一序级的比根呼吸。协方差分析表明:细根比根呼吸与比根长的相关性在不同树种间具有显著差异,但在不同序级间则表现一致;细根比根呼吸与氮浓度的相关性则在不同树种和序级间均表现不一致。结果表明细根内部存在明显的功能异质性,而比根长可反映特定树种细根的这种功能异质性。     

华西雨屏区不同退耕模式细根(包括草根)分解过程中土壤酶动态

采用原状土芯(intact core)法, 探讨了四川洪雅柳江退耕模式——光皮桦(Betula luminifera)与扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)复合模式(HN)、扁穗牛鞭草草地模式(NC)、柳杉(Cryptameria fortunei)人工林模式(LS)、光皮桦人工林模式(H)细根(包括草根)分解过程中土壤酶动态。结果表明: 1) HN下的土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶活性较大, LS下的土壤脲酶、酸性磷酸酶活性最小, 显著低于其他模式(p < 0.05)。2) HN、NC和LS下的土壤脲酶与细根(包括草根)分解速率显著相关, HN的蔗糖酶、NC的酸性磷酸酶、LS的多酚氧化酶活性与细根(包括草根)分解速率也呈显著正相关关系(p < 0.05)。3) 除H外, 土壤脲酶活性与细根C/N、纤维素绝对含量呈显著负相关关系(p < 0.05); 除NC外, 多酚氧化酶活性与细根纤维素绝对含量呈显著负相关关系。4)土壤脲酶活性与需氧固氮细菌或与真菌数量显著相关, HN下的土壤蔗糖酶活性与细菌和纤维素分解菌数量呈正相关关系, H与NC下的土壤酸性磷酸酶还分别与细菌和纤维素分解菌数量呈正相关关系(p < 0.05)。以上结果显示: 由光皮桦与扁穗牛鞭草不同生活型植物构成的复合模式有利于土壤酶活性的提高; 土壤脲酶活性高低能够反映这几种退耕模式细根(包括草根)分解速率的快慢, 细根(包括草根)的C/N是影响土壤脲酶活性的一个重要因素; 土壤酶活性与土壤真菌、需氧固氮细菌、纤维分解菌及细菌数量有关。     

根系在凋落物层生长对凋落叶分解及酶活性的影响

根系向凋落物层生长是森林生态系统存在的普遍现象,研究根系存在对凋落物分解的影响对理解森林生态系统的养分物质循环具有重要意义.在福建三明市楠木和格氏栲林进行1年的凋落叶分解试验,设置有根处理和无根处理(对照),研究根系生长对凋落叶分解速率、养分释放和酶活性的影响.结果表明:在分解360 d后,有根处理楠木和格氏栲凋落叶干...     

国外对树木细根的研究动态

森林生态系统的研究已经深入到了生态系统的各个层次,但无论是在哪一层次上的研究,其重点往往是树木的地上部分,而对地下部分——根系的研究相对较为薄弱。主要原因是对根系的生态学作用认识不足以及根系研究的困难。近来,随着对根系特别是细根在养分循环及能流中的重要作用的认识,细根的研究已成为森林生态系统研究的一个热点。根系中粗根(直径>5mm)虽然占总生物量的20%左     

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.     

凋落物输入对中亚热带不同森林细根生物量及分布的影响

在全球变化背景下,植物凋落物输入的改变对森林生态系统地下生态过程具有重要的影响。中亚热带森林中,细根进入凋落物层生长是一种常见现象,然而凋落物量的改变对细根生长影响的研究较少。通过对中国中亚热带针叶林、针阔混交林及常绿阔叶林这3种典型森林进行地上凋落物添加和去除实验,研究不同凋落物处理水平下细根生物量、垂直分布及形态特征的变化。结果表明:与对照(CK)相比,地上凋落物去除(LR)分别导致针叶林和针阔混交林细根总生物量显著降低40.3%和37.5%,而凋落物添加(LA)使常绿阔叶林中的细根总生物量明显提高了19.4%。不同层次的细根生物量对凋落物处理的响应不同,从针叶林到常绿阔叶林,凋落物量的改变对细根的垂直分布的影响加剧。LA处理明显提高常绿阔叶林凋落物层的细根生物量百分比(相比对照提高了10.6%)以及降低7.5—15 cm土层的细根生物量百分比(相比对照降低了10.4%)。凋落物层中生长的细根生物量和凋落物层厚度呈高度线性相关(R~2=0.742,P0.01),并且和凋落物层生物量也呈显著线性相关(R~2=0.521,P0.01)。3种森林类型细根的根长密度(RLD)和比根长(SRL)变化趋势与细根所处的层次紧密相关,而不同凋落物处理对它们的影响均不明显,说明细根对养分的获取策略表现为在养分丰富的凋落物层和表土层投资更多的生物量和更活跃的代谢,而不是改变细根形态的表型可塑性。     

亚热带六种天然林树种细根养分异质性

以福建省建瓯市万木林自然保护区常绿阔叶林6种优势树种为研究对象,分析其1—5级细根养分特征及其与细根形态特征和叶片养分的关系。结果发现:除沉水樟细根C含量表现为随序级升高而增加外,其余5种树种均没有明显变化规律;6种树种N、P含量基本表现为随序级升高而降低,C/N随序级升高而增加;但N/P随序级升高均没有明显变化规律。单因素方差分析发现:树种对C、N、P含量和C/N、N/P具有极显著影响(P<0.01),序级对6种树种N、P含量和C/N有极显著或显著影响(P<0.01,P<0.05),对C含量和N/P影响并不显著(P>0.05);双因素方差分析发现:树种和序级的交互作用对C、N、P含量和C/N有极显著或显著的影响(P<0.01,P<0.05),对N/P影响不显著(P>0.05)。相关性分析表明:在较高级根中C、N含量之间呈现相关性,在较低级根中N、P含量呈现相关性,同时C/N、N/P的变化均主要由N含量变化决定;6种树种细根比根长和N、P含量、C/N有极显著相关性(P<0.01),而与C含量和N/P相关性并不明显。一级根的N、P含量和N/P相比于整个细根更接近于叶片,但一级根与叶片N、P、N/P之间并没有显著的相关性(P>0.05)。     

古田山亚热带常绿阔叶林凋落物分解及养分释放动态

亚热带常绿阔叶林在我国森林生态系统碳存储方面发挥着重要作用,研究其凋落物分解机制对理解和预测亚热带森林生态系统养分循环和碳储存具有重要意义。以古田山国家级自然保护区典型亚热带常绿阔叶林为研究区域,以两种亚热带树种马尾松(Pinus massoniana)和石栎(Lithocarpus glaber)凋落叶作为分解基质,通过对凋落物分解速率、凋落物养分释放速率、土壤微生物群落结构、土壤胞外酶活性以及土壤理化性质的测定,从凋落物质量、分解者和分解环境三个层面探究亚热带常绿阔叶林凋落物分解的主场效应、养分释放模式以及土壤微生物作用机制。研究结果表明：(1)马尾松凋落叶主场效应不明显,而石栎凋落叶在分解过程中表现出一定主场效应,并具有时间依赖性,在分解后期主场效应较为强烈,说明具有较低初始有机碳含量的凋落物可能存在相对明显的正主场效应;(2)马尾松和石栎凋落叶的有机碳均呈净富集状态,马尾松凋落叶氮在分解后期呈释放模式,而石栎凋落叶氮则表现为净富集模式;(3)亚热带常绿阔叶林内凋落物分解主要受养分残留率、土壤微生物群落结构(真菌/细菌比和革兰氏阳性/阴性细菌比)和土壤pH的影响。综上,揭示了马尾松和石栎凋落物分解主场效应的差异性表现和时间依赖性,有助于亚热带常绿阔叶林优势树种的凋落物分解机制的深入理解。