植物根系研究新技术Minirhizotron的起源、发展和应用

根系是土壤和植物的动态界面,对植物和土壤均具有重要意义。但由于根系深处地下,观测研究十分不便,导致根系研究在广度、深度上均落后于地上部分。随着对根系在生态系统以及全球碳平衡中重要作用的认识,根系渐渐成为国际相关领域的研究热点之一。Minirhizotron(微根区管或小观察窗)技术的诞生和应用,使根系研究手段得到了进一步发展,成为根系研究技术发展的重要里程碑。Minirhizotron技术主要由透明观察管、观测设备和记录设备组成,观测设备曾先后使用了普通镜子、观察镜和相机(或摄像机),记录设备也相应地经历了手工绘制、传统黑白、彩色相片或录像带以及高清晰数字图像。同时,还开发了多种图像自动分析系统,使该项技术日臻完善。Minirhizotron技术可以以非破坏方式,定期对同一根系的出现、生长、衰老、死亡和消失进行连续观察,对根系伸长、根系密度、扎根深度、侧根伸展、分枝特性、菌根特性以及细根动态、根系生命周期和分解等进行观测研究,同时,也可开展根系对不同处理响应的研究。因此,Minirhizotron技术必将在农业、林业和环境等科学领域得到越来越广泛的应用。     

集约和粗放经营下毛竹林土壤活性有机碳的变化

以集约和粗放经营的毛竹(Phyllostachys heterocycla ‘Pubescens’)林为研究对象, 探讨了春季毛竹林集约经营后土壤有机碳的变化。结果表明: (1)集约经营后毛竹林0-10和10-20 cm土层土壤总有机碳含量分别下降了7.01%和18.90%, 易氧化碳含量分别下降了31.22%和46.03%, 0-20 cm土层轻组有机质含量下降了19.87%。(2)两种毛竹林的土壤有机碳含量在剖面上整体上均随土层深度的增加而呈下降趋势, 但下降幅度不同。粗放经营的毛竹林土壤易氧化碳的剖面特征与总有机碳相似, 而集约经营的毛竹林存在明显差异。轻组有机质具有表聚性, 主要分布在土壤表层(0-20 cm)。(3)土壤总有机碳、易氧化碳、轻组有机质与土壤养分之间的相关性均达到极显著水平(p < 0.01), 总有机碳与速效磷显著相关(p < 0.05)。(4)集约经营后, 毛竹林0-10 cm土层土壤易氧化碳的碳素有效率和土壤碳库活度分别下降了26.01%和50.52%, 差异显著(p < 0.05); 10-20 cm土层分别下降了35.51%和54.41%。因此, 施加适当配比的有机肥和无机肥, 有利于土壤中各种有机碳的积累, 也可改善土壤的生物化学活性。     

幕阜山森林群落结构与物种多样性研究

幕阜山地处中亚热带-北亚热带过渡地带,物种资源丰富.通过对其典型样地的调查,分别采用Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数作为测度指标,研究了幕阜山地区森林群落结构及其物种多样性特征.结果表明,该地区主要有21个森林群落类型.其中常绿阔叶林中,物种丰富度指数与多样性指数在群落梯度上的总体趋势均为灌木层相对高于乔木层,乔木层相对高于草本层;在落叶阔叶林中,其丰富度指数的趋势为灌木层＞草本层和乔木层,而在草本层与乔木层间是波动的,多样性指数的趋势为灌木层＞草本层＞乔木层;在针叶林中,物种丰富度、多样性指数表现的总趋势基本一致,即灌木层的丰富度相对较高,其次为草本层,乔木层的相对较小.在其他群落类型中,多样性指数、均匀度指数在乔木层、灌木层和草本层则表现出多样化的趋势;另外,从总体上看,各种指数在海拔梯度上并未表现出明显的规律性.