漓江水陆交错带典型灌木群落根系分布与土壤养分的关系

在漓江流域水陆交错带选取一叶萩、细叶水团花、枫杨3种典型灌木群落,对不同土层深度的根长密度,以及根长密度与土壤有机质、全氮、有效磷的相关关系进行了研究,旨在为漓江流域生态修复过程中灌木植被恢复、主要灌木植被配置、快速绿化材料选取等提供科学依据。结果表明:(1)漓江水陆交错带典型灌木群落各土层根长密度差异性显著,分布规律均为:枫杨细叶水团花一叶萩。0—10 cm到40—60 cm土层,各灌木群落根长密度均减小,但不同灌木群落根长密度的差异程度逐渐缩小,表明地形、地表植物类型及生长状况对根长密度分布的影响也随土层深度的增加而逐渐减小。(2)枫杨(25.10g/kg)灌木群落底层腐殖质层厚,有机质含量最高,分别是细叶水团花、一叶萩的1.24、1.87倍。各灌木群落全氮含量从大到小依次是枫杨、细叶水团花、一叶萩,其值分别为:3.23、2.41、1.46 g/kg。土壤有效磷分布规律为一叶萩(11.56 mg/kg)细叶水团花(5.37 mg/kg)枫杨(3.99 mg/kg);一叶萩灌木群落有效磷含量远远大于枫杨和细叶水团花,原因是漓江水长期受人为洗漱影响,导致受江水干扰大的一叶萩灌木群落有效磷含量高。(3)根长密度与有机质、全氮含量呈正相关,与有效磷含量呈负相关,说明适量增加土壤有机质、全氮含量,减少土壤有效磷,有利于土壤根系的生长。根长密度与0L≤1 mm径级的根系所占比例呈极显著正相关,与1L≤2 mm径级的根系所占比例呈显著正相关,表明根系细根越多,根长密度越大。     

微地形对大西沟新疆野杏萌发层土壤因子的影响

野杏是新疆野果林的主要建群种和种质资源树种。野杏在种子萌发成苗期,幼苗的根系主要分布在0—15 cm土层中。为了阐明坡向、坡位、坡度和坡形等微地形因子对野杏种子萌发层土壤特征和养分分布的影响,在新疆伊犁州霍城县大西沟的封育野果林内(44°26′01.09″—44°26′17.12″N,80°46′27.49″—80°47′03.26″E)设置样地,测定0—15 cm土层的土壤砾石、酸碱值、有机质和全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷和速效钾含量,分析各土壤因子和地形因子的关系。结果表明:(1)东北坡土壤养分含量较高,其土壤砾石含量、酸碱值、有机质、全磷、水解性氮和速效钾含量与东南坡、南坡皆存在显著差异(P0.05),阴坡的土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量都高于阳坡,不同坡向的土壤特征和养分分布存在显著差异(P0.05);(2)不同坡位的土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均表现为中坡位下坡位上坡位,土壤砾石、全钾和速效钾含量均呈现上坡位中坡位下坡位,全钾、全磷和有效磷含量在同坡位分布较均匀,不同坡位的土壤特征和土壤养分分布无显著差异(P0.05);(3)不同坡度下的土壤水解性氮和有效磷含量是缓坡中坡缓中坡陡坡,土壤砾石、酸碱值、全氮、水解性氮、有效磷和速效钾含量有显著差异(P0.05),陡坡土壤有机质、全氮、水解性氮和有效磷含量均低于其他坡度,而土壤砾石、土壤酸碱值和全钾在陡坡土层中含量最高,缓坡与缓中坡的土壤养分含量丰富,陡坡较为贫瘠,坡度对土壤特征和土壤养分分布有显著影响(P0.05);(4)不同坡形下的土壤砾石、全钾、水解性氮、有效磷和速效钾含量是凸形坡凹形坡直线坡,不同坡形下的土壤特征和土壤养分(除全钾和速效钾)均存在显著差异性(P0.05)。野果林地形因子对野杏萌发层土壤特征和土壤养分分布有显著影响,东北坡、中坡位、缓坡和凸形坡土壤养分含量较为丰富,是适宜野杏萌发的地形。研究结果可为探究影响野杏种子萌发和生长的气候与土壤水热等因子奠定良好基础。     

不同森林类型根系分布与土壤性质的关系

在红壤丘陵区选取8种典型森林类型,对不同土层深度、不同径级的根长密度分布特征、根长分维数,以及根系特征与土壤容重、有机碳、全氮的关系进行了研究。结果表明:马尾松低效林根长密度最小,杉木低效林和湿地松林较大,表层土壤根长密度与灌草覆盖度显著相关(r=0.793,P<0.05)。各种森林类型的根长密度随着土壤深度的增加均表现为递减规律,但随深度的增加,不同森林类型的差异逐步缩小,且植物种类及生长状况对根长密度分布的影响越来越小。在相同的土层中,根长密度随径级的变化并不一致,马尾松低效林0相似文献   

青杨人工林根系生物量、表面积和根长密度变化

在植物生长季节,采用钻取土芯法对秦岭北坡50年生青杨人工林根径≤2 mm和2～5 mm根系的生物量、表面积和根长密度进行测定.结果表明：在青杨人工林根系(＜5 mm)中,根径≤2 mm根系占总生物量的77.8%,2～5 mm根系仅占22.2%;根径≤2 mm根系表面积和根长密度占根系总量的97%以上,而根径2～5 mm根系不足3%.随着土层的加深,根径≤2 mm根系生物量、表面积和根长密度数量减少,根径2～5 mm根系生物量、表面积和根长密度最小值均分布在20～30 cm土层.≤2 mm根系生物量、表面积和根长密度与土壤有机质、有效氮呈极显著相关,而根径2～5 mm根系的相关性不显著.     

河滨湿地不同植物群落根系分布特征与土壤理化性状的关系——以黄河中游荥阳段为例

在黄河中游郑州荥阳段,选择了5种河滨湿地植物群落进行根系和土壤性状特征研究,以期阐明不同植物群落的根系分布规律与土壤性状的关系,为河滨湿地植物群落组成以及土壤质量恢复提供科学参考。结果表明(1)在0—40 cm土层,根生物量密度与根长密度的平均值均表现为：芦苇群落(Phragmites australis)和芦苇-狗牙根(Cynodon dactylon)群落均大于芦苇-拂子茅(Calamagrostis epigeios)-狗牙根群落、拂子茅-狗牙根群落、拂子茅-狗牙根-水莎草(Juncellus serotinus)群落。拂子茅-狗牙根、芦苇-拂子茅-狗牙根、拂子茅-水莎草-狗牙根三种植物群落类型下根生物量密度、根长密度在0—20 cm表层土壤较大,芦苇群落和芦苇-狗牙根群落的根生物量密度、根长密度在10—40 cm的土层较大。(2)黄河河滨湿地芦苇群落、芦苇-狗牙根群落的土壤以粉粒为主,拂子茅-狗牙根群落、芦苇-拂子茅-狗牙根群落、拂子茅-狗牙根-水莎草群落的土壤主要以砂粒为主。在0—40 cm土层,芦苇群落、芦苇-狗牙根群落的土壤含水率、土壤有机质、有效氮和有效磷含量均显著高于...     

冬小麦根系分布规律

根据在郑州进行的冬小麦根系田间实测资料,研究了根长密度和根质量密度在砂壤土中的垂直分布.结果表明:冬小麦根量主要集中在上层,根长密度、根质量密度在0～50 cm土层内分别占57.7%和66.7%,而在50～100 cm层分别占23.4%和18.7%,根长密度和根质量密度随土壤深度的变化均符合指数函数形式;综合考虑根量分布、根系吸水等因素,确定了冬小麦适宜的底墒深度为100 cm.     

冬小麦根系分布规律

根据在郑州进行的冬小麦根系田间实测资料,研究了根长密度和根质量密度在砂壤土中的垂直分布。结果表明:冬小麦根量主要集中在上层,根长密度、根质量密度在0～50 cm土层内分别占57.%和66.%,而在50～100 cm层分别占23.%和18.%,根长密度和根质量密度随土壤深度的变化均符合指数函数形式;综合考虑根量分布、根系吸水等因素,确定了冬小麦适宜的底墒深度为100 cm。     

滨岸不同植物配置模式的根系空间分布特征

崇明岛位于长江河口,是世界上最大的冲积岛。滨岸植物配置模式对防止侵蚀、坍塌等具有不同的作用。以崇明岛南岸4种不同的植物配置模式:芦苇(Phragmites australis)-海三棱藨草(Scirpus mariqueter)模式(PSM)、池杉(Taxodium ascendens)-芦苇-海三棱藨草模式(TAPSM)、杂交柳(Salix matsudana×alba)-芦苇-海三棱藨草模式(SPSM)及落羽杉(Taxodium distichum)-芦苇-海三棱藨草模式(TDPSM)为对象,对不同植物配置模式在低、中、高3个潮位根系空间分布进行了调查和分析。结果表明:(1)4种模式中0-40cm土层内平均总根长最大的为SPSM模式,其值为137.0cm/cm2,平均总根长最小的为TAPSM模式(91.4cm/cm2);在3种乔木增配模式中,草本植物根长占总根长比例达94.6%-98.1%。(2)除SPSM模式外,其他3种植物配置模式根长密度均随土层加深而减小,这3种模式根长密度最大的土层皆为0-10cm土层,分别为各自最底层根长密度的15.1倍(PSM)、4.9倍(TDPSM)和2.0倍(TAPSM);SPSM模式在10-20cm土层根长密度最大。(3)在所有4种模式中,直径Φ0.1mm的微细根对总根长密度的贡献均为最大,比例从74.7%到81.7%,其次为直径0.1mm≤Φ1mm的细根,直径Φ≥5mm的大根极少。(4)秩和检验显示,4种模式在低、中、高3个潮位根长密度的差异并不一致。根系能够提高土壤抗侵蚀能力,研究4种模式根系空间分布特征,可以为崇明岛滨岸植物配置,建设抗蚀护滩植被带提供科学依据。     

不同林龄华北落叶松人工林根系特征和氮磷养分研究

采用野外调查取样和实验室分析相结合的方法,以陕西太白和甘肃小陇山5年(5a),10年(10a),20年(20a)生华北落叶松为试验材料,分析林下土壤全氮、全磷含量,林木根、茎、叶的生物量和全氮、全磷含量,根系形态特征,以及它们之间的相关性。结果显示:(1)不同林龄华北落叶松土壤全氮含量随土层深度的增加而降低,而土壤全磷含量并未表现出均一规律,0~60cm土层中的全氮、全磷含量之间呈显著正相关关系。(2)叶中的氮磷含量最高,且叶和细根中的氮磷含量显著高于粗根和茎中的含量,各器官内氮磷含量存在显著正相关关系。(3)各器官生物量和氮磷积累量随着林龄的增加而显著增加,茎的生物量最大,叶中氮磷积累量最高。(4)表层土壤(0~20cm)氮含量和细根氮、磷含量均与细根比根长存在显著正相关关系。(5)粗根总长、侧根平均长、最大径向距离和最大根深随林龄的增加而增加;粗根氮、磷含量分别与粗根总长、粗根最大径向距离呈显著负相关关系。研究表明:土壤氮含量的适当提高,可以增加细根比根长,当粗根氮磷含量下降时,华北落叶松通过拓展根系吸收氮磷养分的范围来满足自身生长的需要。     

杉木成熟林细根形态与功能特征的海拔梯度变异特点

为探究植物对环境变化的适应策略,在安徽省金寨县天马国家自然保护区,以不同海拔高度(750、850、1000、1150 m)杉木(Cunninghamia lanceolata)成熟林为对象,采用土钻法获取土壤细根样品,分别测定了不同海拔不同土层(0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm)土壤细根生物量、形态特征参数和碳氮含量。结果表明:(1)随海拔梯度增加,0—30 cm土层细根生物量、根长密度、比根长、表面积密度、体积密度均呈先减少后增加趋势,在海拔750 m生物量最大,其余指标在海拔1150 m最大;随土层深度增加,同一海拔细根生物量、根长密度、表面积密度、体积密度均呈减少趋势。(2)随海拔梯度增加,0—30 cm土层细根C和N含量呈先增加后减少趋势,C/N比呈先减少后增加再减少趋势;随土层深度增加,同一海拔细根C含量呈先减少后增加趋势,N含量呈降低趋势,C/N比呈上升趋势。(3)细根N含量与生物量、根长密度和体积密度显著正相关,C/N比与生物量、根长密度、表面积密度和体积密度极显著负相关。(4)土壤水分对细根生物量及其形态指标影响显著。     

Vertical distribution of fine roots in relation to soil factors in Pinus tabulaeformis Carr. forest of the Loess Plateau of China

Growth and vertical distribution of fine root closely depend on soil resource availability. Better understanding of relationships of root profile with vertical distribution of available soil resource and soil characteristics can allow ecologists to predict the fine root distribution on the scales ranging from individual plants to vegetation communities. The objective of the study was to understand the fine root mass density (FRMD), fine root length density (FRLD), fine root area density (FRAD), mean root diameter and specific root length (SRL), vertical distribution in soil profile and their relation with soil environment factors in semiarid and arid Loess Plateau of China. The vertical fine root distribution and soil bulk density, soil moisture and soil inorganic N in 0-60 cm soil profile (0–15, 15–30, 30–45 and 45–60 cm intervals) were investigated by soil coring methods in three Pinus tabulaeformis Carr. forests chosen at three locations. The fine root density parameters (FRMD, FRLD and FRAD) and SRL peaked in the most upper soil layer (0–15 cm interval) and decreased with increased soil depth. The results provided a strong support that soil water rather than soil inorganic N is a key control on fine root distribution in the Loess Plateau. With increased soil moisture, the root mass, length and SRL increased and the mean root diameter decreased. The effects of soil bulk density on the fine root parameters were consistent with those of the soil water. An unexpected result was obtained about the relationships between soil organic N and the root distributions and occurrences because of no differences among the soil depth intervals in soil inorganic N content. It might be associated with severe soil water deficit limiting soil nitrogen utilization efficiency in arid Loess Plateau.     

黄土高原沟壑区小流域坡地土壤养分分布特征

坡地土壤质量退化以及生产力下降是限制坡地植被恢复的主要因素，而坡地土壤质量和生产力在很大程度上取决于土壤养分状况。通过野外调查和室内分析相结合的方法，研究了黄土高原沟壑区坡地土壤养分分布特征，结果表明坡地土壤主要养分含量均随土壤层次的加深而降低，其中以有机碳和全氮降低最多，而硝、铵态氮和全磷降低较少；坡地不同土层土壤有机碳和全氮表现出较大的变异性，土壤铵态氮和全磷的变异较小。0．005～0．05mm土壤颗粒含量随土层加深而增加，0．05～1mm颗粒含量随土层加深而降低；〈0．005mm土壤颗粒含量在0～40cm土层变异很大，而0．005～0．05mm和0．05～1mm的土壤颗粒在所有土层变异都很小。有机碳、全氮、全磷和〈0．005mm颗粒从坡顶向下呈增加的趋势，其分布与坡度和坡长有关，其变异性随坡度和坡长的增加而增大。坡面较长时，〈0．005mm颗粒易于在坡面中、下部累积，坡度较大时则易于迁移出坡面。坡面土壤有机碳、全氮和全磷均在坡底部富集，其富集程度和位置因坡长和坡度而异，长缓坡有利于养分富集，短陡坡利于养分迁出。坡度较小时坡面不同位置土壤养分剖面分布主要由坡面土壤性质变异引起，随坡度的增加，土壤侵蚀便逐渐成为坡面养分分布的主导因子。坡上部碳、氮养分流失的深度也随坡度的增加而加深，而不同坡位全磷的剖面分布与坡度的关系较差。因此，在坡地土壤养分调控中必须综合考虑坡度和坡长因素。     

大田期烟草根系构型参数的动态变化

采用“根箱”法研究了大田期烟草根系构型参数在时间、空间上的动态变化.结果表明, 烟草2级侧根总长度的增加明显大于1级侧根,根快速增长期分别出现在移栽后26～40和56～70 d.栽后57 d(打顶)前,烟草根系的分枝密度表现为10～20＞0～10＞20～30＞30～40 cm,此后随土层的加深呈递减趋势.在主根上,以7～21 cm范围内的分枝密度最大.打顶前,比根长随着入土深度的加深而递增;栽后90 d,比根长随土层的加深而递减.1级侧根根长密度在0～10 cm土层内的变化呈“S”型曲线,10～20、20～30和30～40 cm内表现为双峰曲线;2级侧根根长密度随生育期的进程而增加,其中0～10 cm根长密度的变化为“S”曲线,其它层次为单峰曲线.     

Seasonal dynamics of fine root biomass,root length density,specific root length,and soil resource availability in a Larix gmelinii plantation

Fine root tumover is a major pathway for carbon and nutrient cycling in terrestrial ecosystems and is most likely sensitive to many global change factors.Despite the importance of fine root turnover in plant C allocation and nutrient cycling dynamics and the tremendous research efforts in the past,our understanding of it remains limited.This is because the dynamics processes associated with soil resources availability are still poorly understood.Soil moisture,temperature,and available nitrogen are the most important soil characteristics that impact fine root growth and mortality at both the individual root branch and at the ecosystem level.In temperate forest ecosystems,seasonal changes of soil resource availability will alter the pattern of carbon allocation to belowground.Therefore,fine root biomass,root length density(RLD)and specific root length(SRL)vary during the growing season.Studying seasonal changes of fine root biomass,RLD,and SRL associated with soil resource availability will help us understand the mechanistic controls of carbon to fine root longevity and turnover.The objective of this study was to understand whether seasonal variations of fine root biomass,RLD and SRL were associated with soil resource availability,such as moisture,temperature,and nitrogen,and to understand how these soil components impact fine root dynamics in Larix gmelinii plantation.We used a soil coring method to obtain fine root samples(≤2 mm in diameter)every month from Mav to October in 2002 from a 17-year-old L.gmelinii plantation in Maoershan Experiment Station,Northeast Forestry University,China.Seventy-two soil cores(inside diameter 60 mm;depth intervals:0-10 cm,10-20 cm,20-30 cm)were sampled randomly from three replicates 25 m×30 m plots to estimate fine root biomass(live and dead),and calculate RLD and SRL.Soil moisture,temperature,and nitrogen(ammonia and nitrates)at three depth intervals were also analyzed in these plots.Results showed that the average standing fine root biomass(live (32.2 g.m-2.a-1)in the middle(10-20 cm)and deep layer (20-30cm),respectively.Live and dead fine root biomass was the highest from May to July and in September,but lower in August and October.The live fine root biomass decreased and dead biomass increased during the growing soil layer.RLD and SRL in May were the highestthe other months,and RLD was the lowest in Septemberdynamics of fine root biomass,RLD,and SRL showed a close relationship with changes in soil moisture,temperature,and nitrogen availability.To a lesser extent,the temperature could be determined by regression analysis.Fine roots in the upper soil layer have a function of absorbing moisture and nutrients,while the main function of deeper soil may be moisture uptake rather than nutrient acquisition.Therefore,carbon allocation to roots in the upper soil layer and deeper soil layer was different.Multiple regression analysis showed that variation in soil resource availability could explain 71-73% of the seasonal variation of RLD and SRL and 58% of the variation in fine root biomass.These results suggested a greater metabolic activity of fine roots living in soil with higher resource availability,which resulted in an increased allocation of carbohydrate to these roots,but a lower allocation of carbohydrate to those in soil with lower resource availability.     

Long-term warming effects on root morphology, root mass distribution, and microbial activity in two dry tundra plant communities in northern Sweden

Effects of warming on root morphology, root mass distribution and microbial activity were studied in organic and mineral soil layers in two alpine ecosystems over>10 yr, using open-top chambers, in Swedish Lapland. Root mass was estimated using soil cores. Washed roots were scanned and sorted into four diameter classes, for which variables including root mass (g dry matter (g DM) m(-2)), root length density (RLD; cm cm(-3) soil), specific root length (SRL; m g DM(-1)), specific root area (SRA; m2 kg DM(-1)), and number of root tips m(-2) were determined. Nitrification (NEA) and denitrification enzyme activity (DEA) in the top 10 cm of soil were measured. Soil warming shifted the rooting zone towards the upper soil organic layer in both plant communities. In the dry heath, warming increased SRL and SRA of the finest roots in both soil layers, whereas the dry meadow was unaffected. Neither NEA nor DEA exhibited differences attributable to warming. Tundra plants may respond to climate change by altering their root morphology and mass while microbial activity may be unaffected. This suggests that carbon may be incorporated in tundra soils partly as a result of increases in the mass of the finer roots if temperatures rise.     

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。     

漓江水陆交错带土壤理化性质及其分布特征

水陆交错带是水生生态系统与陆地生态系统之间的过渡带,是一种典型的生态交错区,承载着能量流动、物质循环和信息交换的重要作用。土壤作为水陆交错带系统的重要组成部分,是水陆交错带功能实现的基础之一。鉴于此,以桂林漓江水陆交错带纵向梯度(上游、中游、下游)不同植被覆盖条件下的土壤为研究对象,采用野外取样调查、实验分析与统计检验相结合,系统的分析了土壤理化性质及其分布特征,旨在为该区域退化生态系统恢复与重建提供依据。结果表明:11个土壤理化性质,其中5个指标(土壤含水量、全氮、全磷、速效氮和速效钾)在上游、中游和下游均差异性显著。不同梯度下的土壤理化性质的相关性及相关性大小也不尽相同,但在总体上存在一些较相似的变化规律,如上游、中游和下游的土壤容重和孔隙度均呈现显著负相关,土壤全磷和有机质与多数土壤化学性质呈显著正相关;土壤含水量在下游与多数土壤化学性质均显著相关,但在上游仅与土壤全磷显著负相关。PCA主成分分析表明,土壤容重、土壤孔隙度和土壤全磷含量的贡献均大于其他环境因子的平均贡献率,体现了它们是影响漓江水陆交错带土壤理化性质的重要环境因子。