滨海沙地木麻黄(Casuarina equisetifolia)人工林细根养分与能量动态

2005年1月到2005年11月对福建省惠安县赤湖林场不同林龄木麻黄人工林细根养分和能量的季节动态进行了观测,结果表明:(1)6种元素的含量在不同林龄木麻黄细根中都具有明显的季节变化。各林龄细根的N含量一般在冬夏季节较高,且死细根的N浓度高于相同林龄的活细根,除12林龄活细根P浓度在7月份有最大值外,其他各林龄活、死细根在一年中呈波动性下降,K含量在冬季较高,而在其他季节变化幅度不大,除5林龄活细根和18林龄死细根在3月份和7月份有两个峰值外,其他林龄细根Ca含量随季节变化较小,Mg含量随季节变化总体呈下降趋势,而在11月份上升;各林龄C则呈波浪形变化;(2)随着林龄的增大,细根N、P、Mg含量的变化模式相似,都呈先增加,后降低,再增加的趋势,K和Ca含量变化趋势相似,但变动幅度存在差别,C则呈波浪形变化;(3)随着季节的变化,灰分、干重热值和去灰分热值呈"V"形变动,一年中都存在两个峰值,分别在3月份和7月份或9月份;(4)灰分、干重热值和去灰分热值随林龄的增大表现为波浪形增加。由此可见,不同森林类型的细根养分和能量动态具有季节和林龄的特殊性,在进行整个地区森林生态系统物质循环和能量流动研究时,应考虑不同森林类型的特性。     

海南岛北部木麻黄林凋落物与土壤养分、细根生物量的关系

通过对海口市桂林洋海岸木麻黄防护林地表凋落物进行持续清除处理,与保留凋落物层的对照样地进行比较实验,研究防护林凋落物-土壤养分-细根生物量三者之间的关系。结果表明:(1)处理样地与对照样地的年凋落物量分别是6.0162和5.9505t·hm-2,但无显著性差异。两种样地一年内凋落物量变化的时间格局较一致。凋落物组成均为小枝占比例最高,且小枝凋落物量月动态与凋落物总量月动态相似,杂物占比例次之,皮+枝占的比例最小;(2)N、P、K元素归还量的月动态变化在两样地中均较一致。两样地中小枝养分归还量的大小顺序为N>K>P;(3)处理样地在短时间无新鲜凋落物输入情况下,两样地的土壤养分含量无显著性差异;(4)两样地的细根生物量季节动态均呈现\"单峰\"特征,细根生物量在实验期间无显著性差异,但处理样地的细根生物量有随时间延长低于对照样地的趋势,清除凋落物的处理可能会引起细根生物量的减少。     

树木细根养分内循环

养分内循环是树木减少养分损失,提高养分利用效率的重要途径。树木细根寿命短、周转快．每年大量凋落死亡,因此,近20多年来树木细根养分内循环的研究逐渐受到人们的重视。关于树木细根养分内循环目前的研究结论比较复杂。本文从细根在树木地下部分养分内循环中的重要地位、细根养分内循环对树木减少养分损失的重要性、细根中各养分元素内循环的研究现状以及细根养分内循环研究方法存在的问题等方面综合论述了国内外的进展情况,并对今后的研究趋势进行了展望。     

落叶松人工林细根动态与土壤资源有效性关系研究

树木细根在森林生态系统C和养分循环中具有重要的作用。由于温带土壤资源有效性具有明显的季节变化, 导致细根生物量、根长密度 (Rootlengthdensity, RLD) 和比根长 (Specificrootlength, SRL) 的季节性变化。以 17年生落叶松 (Larixgmelini) 人工林为研究对象, 采用根钻法从 5月到 10月连续取样, 研究了不同土层细根 (直径≤ 2mm) 生物量、RLD和SRL的季节动态, 以及这些根系指标动态与土壤水分、温度和N有效性的关系。结果表明 :1) 落叶松细根年平均生物量 (活根 +死根 ) 为 189.1g·m-2 ·a-1, 其中 5 0 %分布在表层 (0~ 10cm), 33%分布在亚表层 (11~ 2 0cm), 17%分布在底层 (2 1~ 30cm) 。活根和死根生物量在 5~ 7月以及 9月较高, 8月和 10月较低。从春季 (5月 ) 到秋季 (10月 ), 随着活细根生物量的减少, 死细根生物量增加 ;2 ) 土壤表层 (0~ 10cm) 具有较高的RLD和SRL, 而底层 (2 1~ 30cm) 最低。春季 (5月 ) 总RLD和SRL最高, 分别为 10 6 2 1.4 5m·m-3 和 14.83m·g-1, 到秋季 (9月 ) 树木生长结束后达到最低值, 分别为 2 198.2 0m·m-3 和 3.77m·g-1;3) 细根生物量、RLD和SRL与土壤水分、温度和有效N存在不同程度的相关性。从单因子分析来看, 土壤水分和有效N对细根的影响明显大于温度, 对活根的影响大于死根。由于土壤资源有效性的季节变化, 使得C的地下分配格局发生改变。各土层细根与有效性资源之间的相关性反映了细根功能季节性差异。细根 (生物量、RLD和SRL) 的季节动态 (5 8%~ 73%的变异 ) 主要由土壤资源有效性的季节变化引起。     

福建东山滨海沙地木麻黄林生态系统的能量特征

对福建东山县海岸带红壤性风积沙土与均一性风积沙土木麻黄群落的生物量、生产力、各组分干重热值、去灰分热值及能量分布与结构特征进行了研究.结果表明,红壤性风积沙土木麻黄群落的现存生物量和能量分别为1 681.84 g·m^-2和317 79.31 kJ·m^-2;均一性风积沙土木麻黄群落现存生物量和能量分别为 129.87 g^-1·m^-2和10 71.0kJ·m^-2;红壤性风积沙土的木麻黄群落各组分热值范围为19.84～21.70 kJ·g^-1,各组分能量在群落中所占比例为:干(38.09%)＞枝(19.48%)＞根(17.09%)＞叶(16.86%)＞皮(6.83%)＞枯枝(0.88%)＞果(0.77%),凋落物能量归还量为9 070.47 kJ·m^-2·yr^-1,群落能量的净固定量为31 298.70kJ·m^-2·yr^-1;均一性风积沙土木麻黄群落各组分热值在19.98～21.39kJ·g^-1,其中枯枝热值最高,根最低;各组分能量在群落中所占比例为:干(46.93%)＞根(16.44%)＞枝(13.92%)＞枯枝(12.28%)＞皮(5.87%)＞叶(3.90%)＞果(0.66%),凋落物能量归还量为2 061.77 kJ·m^-2·yr^-1,群落能量净固定量为12 662.82 kJ·m^-2·yr^-1.红壤性风积沙土上的木麻黄群落现存生物量和能量现存量均要高于均一性风积沙土,原因是红壤性风积沙土的沙土层薄(＜20 cm),土壤保水肥的能力要强于沙土层厚(＞100 em)的均一性风积沙土.     

杨树人工林细根数量和形态特征的季节动态及代际差异

采集欧美杨107Ⅰ代和Ⅱ代人工林细根样品,分析杨树不同根序细根数量特征(根长度、表面积和生物量)和形态特征(比根长、根长密度、根组织密度)对季节波动的响应及其代际差异.结果表明： 杨树各根序细根数量特征(根长度、表面积和生物量)均呈明显的季节变化,且具有明显的根序差异性.低级根序细根数量特征季节差异显著,细根生物量在生长季显著增加而生长季后显著下降.高级根序细根比根长季节波动显著,而根长密度和根组织密度等形态特征波动较小.连作导致人工林杨树1～2级细根长度、生物量、比根长和根长密度在生长季显著增大.1级细根数量特征与土壤温湿度呈显著正相关,与土壤有机质和速效氮含量呈显著负相关;而2级细根数量特征仅与土壤养分显著相关.杨树人工林细根特征的季节动态及代际差异体现了杨树对细根的碳投入变化,因连作引发的土壤养分匮乏可能引发植株对根系的碳投入增加,这种碳分配格局与人工林地上部分生产力形成密切相关.     

格氏栲天然林与人工林细根生物量、季节动态及净生产力

通过对福建三明格氏栲天然林及在其采伐迹地上营造的33年生格氏栲人工林和杉木人工林细根分布、季节动态与净生产力进行的为期3a(1999～2001)的研究,结果表明,格氏栲天然林、格氏栲和杉木人工林活细根生物量分别为4.944t/hm2、3.198t/hm2和1.485t/hm2,死细根生物量分别为3.563t/hm2、2.749t/hm2和1.287t/hm2;死细根生物量占总细根生物量的比例分别为41.9%、46.2%和46.4%;<0.5mm细根生物量占总细根生物量的比例分别为31.2%、29.4%和69.9%。3种林分活细根生物量和死细根生物量季节间差异显著(P<0.05),但年份间差异则不显著(P>0.05);活细根生物量最大值均出现在3月份,最小值一般出现在5～7月份或11～翌年1月份间。0～10cm表土层格氏栲天然林活细根生物量高达295.65g/m2,分别是格氏栲人工林和杉木人工林的2.4倍和8.1倍;该层格氏栲天然林活细根生物量占全部活细根生物量的59.8%,均高于格氏栲人工林(39.07%)和杉木人工林(24.51%)。格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林细根分解1a后的干重损失率分别为68.34%～80.13%、63.51%～77.95%和47.69%～60.78%;年均分解量分别为8.747、5.143和2.503t/hm2;死亡量分别为8.632、5.148和2.492t/hm2;年均净生产量分别为8.797、5.425和2.513t/hm2,年周转速率分别为1.78、1     

柠条细根的空间分布特征及其季节动态

以晋西北黄土区30年生柠条(Caragana korshinskii Kom.)人工林为研究对象,2007年应用Minirhizotron技术,分别在距茎干水平距离0、50、100 cm处设点,对林地0-100 cm土层深度范围内的柠条细根空间分布及其生长季的动态进行了研究。结果表明:(1)生长季柠条细根根长密度(RLD)总平均值为1.3423 mm/cm²。在水平方向上,距茎干水平距离50 cm处分布最多(1.5369 mm/cm²),其次为0 cm处(1.3855 mm/cm²), 100cm处分布最少(1.1044 mm/cm²)。在垂直深度上,各土层RLD平均值大小顺序为40-60 cm>60-80 cm>20-40 cm>0-20 cm>80-100 cm;(2)在0-100 cm土层范围内,月平均RLD在生长季的波动范围为0.4405 2.1040 mm/cm²,其中9月份最多,4月份最少;RLD在5个土层深度3个水平距离处随季节变化均表现先增加后减少的趋势,且不同空间位置RLD峰值变化均在秋季(8 10月份)波动。细根的这种时空分布差异,可能主要受林下土壤资源空间异质性及其季节性变化的影响,但也不排除其它因素的影响(如真菌,植食性昆虫)。     

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.     

杉木(Cunninghamia lanceolata)、火力楠(Michelia macclurei)纯林及其混交林细根分布、分解与养分归还

用土钻法研究了杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ）、火力楠（Ｍｉｃｈｅｌｉａｍａｃｌｕｒｅｉ）纯林和混交林的细根分布,用分解袋法研究了杉木和火力楠细根的分解,计算了３个林分中细根分解的Ｎ,Ｐ,Ｋ,Ｃａ,Ｍｇ的归还量。活细根的垂直分布以火力楠纯林层次性最强,混交林次之,杉木纯林最差。火力楠细根的养分含量比杉木细根高,而Ｃ／Ｎ比低。火力楠细根年分解率比杉木快,火力楠为５７．７％,而杉木为３２．７８％。细根分解的养分归还量多少顺序依次为：火力楠纯林、杉木火力楠混交林和杉木纯林。混交林中,细根分解的Ｎ,Ｐ,Ｋ,Ｃａ和Ｍｇ归还量分别为枯枝落叶的３３．３８％,５．８２％,２６９．３３％,３４．１２％和３７６．０８％。细根在３个林分的物质循环和周转中起着不可忽视的作用。     

盐胁迫下木麻黄幼树营养元素的分配规律

利用盆栽试验,研究了盐胁迫下木麻黄幼树营养元素含量和分布规律。结果表明,不同施盐量处理的木麻黄幼树生长、营养元素含量及分布发生明显的变化。低浓度(5g/kg)NaCl处理促进了木麻黄的生长,而高浓度(20、25g/kg)则抑制木麻黄的生长。随着盐浓度的增加,木麻黄根中N、P、K,茎中N、P,小枝中N含量随之增加,并与盐浓度之间呈显著正相关,而茎和小枝中的K以及小枝中的Ca含量则与盐浓度之间呈显著负相关,说明盐胁迫下木麻黄营养元素的比例失调是导致盐害的主要原因之一。盐浓度对Mg元素影响较小。     

福建东山短枝木麻黄小枝氮磷含量及其再吸收率季节动态

对福建东山赤山林场短枝木麻黄纯林小枝中的N和P含量、N ∶ P比、养分再吸收率的季节动态进行研究.结果表明,随着小枝的成熟和衰老,各季节N和P的含量依次降低,其中衰老小枝中N和P含量分别为(3.97±0.21)～(8.64±0.58) mg · g~(-1)和(0.04±0.03)～(0.10±0.03) mg · g~(-1),基本上表现为N和P的完全再吸收.成熟小枝N ∶ P比的季节动态介于(18.67±3.24)～(37.98±1.32)之间,均高于16,表明木麻黄的生长受到不同程度的P限制.N、P再吸收率的季节变化分别为(51.02±4.66)%～(63.00±8.61)%和(81.24 ±5.08)%～(91.78±5.84)%,P再吸收率显著高于N.N和P的再吸收率之间以及成熟叶中N、P含量与二者再吸收率之间没有显著相关性,但在衰老叶中存在显著负相关,表明养分再吸收程度越高,其再吸收率就越高.因此,木麻黄通过小枝衰老过程中的养分再吸收,减少养分的损失,从而适应贫瘠的立地条件.     

距树干不同距离处华北落叶松人工林细根生物量分布特征及季节变化

 该文研究了华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林细根生物量水平分布和季节变化特征。采用钻土芯法(土钻内径7.0 cm), 在距树干20、50和100 cm处设取样点, 每个样点处分3层(0~10、11~20和21~30 cm)钻取土芯, 取样时间为5、7、9和10月。华北落叶松人工林细根(≤2 mm)生物量全年平均值为224.89 g&#8226;m^–2, 在水平分布上表现为100 cm处细根生物量最大(244.20 g&#8226;m^–2), 其次为20 cm处(221.03 g&#8226;m^–2), 50 cm处最少(209.45 g&#8226;m^–2)。在0~30 cm土层, 总细根(包括活跟和死根)生物量季节变化范围在169.67~263.09 g&#8226;m^–2之间, 9月细根生物量最大, 5月细根生物量最少。0~10 cm土层细根生物量季节变化差异显著(p＜0.05), 11~20和21~30 cm差异不显著(p＞0.05)。距树干100和20 cm处(0~10 cm土层), 细根生物量的季节变化差异明显(p＜0.05), 9月总细根生物量最大(172.82和185.68 g&#8226;m^–2), 5月总细根生物量最少(69.28和73.47 g&#8226;m^–2); 50 cm处季节变化差异不明显(p＞0.05)。细根生物量分布和季节变化不仅受土壤垂直格局影响同时也与距树干不同水平距离有很大的关系。     

不同海岸距离上木麻黄凋落叶金属元素含量及归还量动态特征

精确估算生态系统内部环境梯度引起的养分循环差异, 对评估其生态功能十分重要。为探讨不同距海生境对木麻黄(Casuarina equisetifolia)凋落叶金属元素含量及养分归还动态的影响, 以福建省惠安赤湖国有防护林场木麻黄凋落叶为研究对象, 按照离海由近及远的顺序设置5个距离(T₁到T₅), 收集凋落叶测定金属元素含量。结果表明: 1)海岸梯度环境对木麻黄凋落叶各元素含量及归还量具有显著影响, 由基干林带向林内元素含量、归还量呈线性规律, 总体上近海高于远海, 按照离海由近及远元素含量逐渐降低, 铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)和锰(Mn)在T₄后上升, 归还量变化趋势与含量相似。2)凋落叶元素含量在不同月份存在显著差异, Na、Fe、Cu、Zn具有相似性, 6月、11月存在明显低谷; Mn在2至4月下降后波动上升。归还量总体表现为钠(Na)、Cu相似, 5、8、次年1月出现峰值;Mn、Fe、Zn相似, 5、8、11、次年1月出现峰值。3)土壤Na含量按照离海由近及远逐渐降低, 其他元素波动变化, 各距离之间差异不明显。4)凋落叶Na-Fe含量存在显著正相关关系, Na-Zn、Fe-Cu、Fe-Zn含量存在极显著正相关关系; 土壤与凋落叶相同元素含量间存在正相关关系, Na和Cu达到显著水平。究其原因, 叶片元素含量差异受叶凋落时间差异造成的重吸收差异影响大; 月间差异因植物生命活动对元素需求量存在差异; 归还量差异与凋落叶量及元素含量有关。     

川中丘陵区柏木和马尾松人工林根系分泌物碳输入的季节差异

根系分泌物在维持植物生长和调节土壤碳-养分循环中发挥重要作用,而目前对根系分泌物碳输入通量及其影响因素的研究主要集中于生长季,忽视了对全年根系分泌物碳输入的整体评估。为填补这一知识空白,以川中丘陵区柏木和马尾松人工林为研究对象,分别于2021年的1月(冬季)、4月(春季)、8月(夏季)和10月(秋季)进行了根系分泌物的野外原位收集,并同步收集和分析了气候数据和根系特征。结果表明:1)柏木和马尾松根系分泌速率呈相似的季节变化模式,总体呈先升高后降低的变化趋势,夏季最高、冬季最低;2)细根生物量和根系活力呈现与根系分泌速率一致的变化模式;3)根系分泌速率和根系特征(细根生物量和根系活力)均与温度和降水量之间呈现出显著的正相关关系,且根系分泌物速率与根系活力之间也具有显著的正相关关系。结果表明,根系分泌速率存在明显的季节变化模式,并受到季节性气候变化下根系活性变异的强烈影响。因此,充分了解根系分泌物的季节差异有助于准确评估森林生态系统的根系分泌物输入通量,还能丰富森林根系分泌物季节动态变化规律及其调控因素的认识。