發(fā)布時間：2020-11-12 03:27

　　 細(xì)根生物量和根長密度的季節(jié)動態(tài),是估計森林生態(tài)系統(tǒng)地下碳分配和理解資源吸收策略的重要指標(biāo)。然而,長期以來研究者們忽略了細(xì)根內(nèi)在的結(jié)構(gòu)和功能的異質(zhì)性,影響了對細(xì)根生物量周轉(zhuǎn)和養(yǎng)分吸收的準(zhǔn)確估計。基于功能劃分的方法,細(xì)根根群可區(qū)分為吸收根(absorptive fine roots)和運輸根(transport fine roots)2個庫,前者主要由皮層完整的低級根組成(如1-3級根,根尖定義為1級根),后者主要由皮層解體或消失的高級根組成。吸收根的組成(數(shù)量比例)不僅在樹種和立地條件間存在差異,而且在同一樹種的不根序中也具有顯著差異,這將影響對吸收根生物量和根長的估算。然而,關(guān)于吸收根生物量和根長密度的季節(jié)動態(tài)及其環(huán)境影響因子目前仍缺乏了解。為此,本文以東北地區(qū)6個溫帶常見樹種人工純林為實驗材料,包括水曲柳(Fraxinus mandshurica)、黃波羅(Phellodendron amurense)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、興安落葉松(Larix gwelinii)、紅松(Pinus koraiensis)、紅皮云杉(Picea koraiensis),于2017年5、7、9月進(jìn)行取樣,對0-10 cm 土層中的1-5級根的解剖和形態(tài)特征、生物量和根長密度進(jìn)行了分析,同期測定土壤理化性質(zhì),主要目的是:(1)揭示不同樹種各根序中吸收根的數(shù)量比例和季節(jié)變化;(2)明確6樹種吸收根生物量和根長密度的季節(jié)動態(tài);(3)闡明影響吸收根生物量和根長密度季節(jié)動態(tài)的主要土壤因子和根系特征。研究結(jié)果表明:(1)6樹種1-5級細(xì)根的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和解剖特征在不同季節(jié)表現(xiàn)出比較一致的規(guī)律。從春季到秋季,各根序細(xì)根直徑、組織密度和分支比(1級根與2級根的數(shù)量比)表現(xiàn)出先增加后下降的趨勢,比根長表現(xiàn)出相反的趨勢,隨著季節(jié)的推移先下降后增加。不同根序解剖特征也存在一定的季節(jié)變化規(guī)律,其中1-4級細(xì)根皮層厚度和中柱直徑隨著季節(jié)推移先增加后下降。但是,6樹種皮層厚度與中柱半徑比例的季節(jié)動態(tài)并沒有表現(xiàn)出一致的趨勢。隨著根序的增加,6樹種均表現(xiàn)出直徑和中柱直徑增加,皮層厚度和比根長下降,組織密度升高的趨勢。6樹種1-3級根直徑最粗的樹種為黃波羅(0.56±0.01-1.59±0.04 mm),1-5級根中比根長最小的為紅松(25.31±0.58-8.78±0.56 gm-1),1-5級根組織密度最小的為黃波羅(0.17±0.01-0.29±0.01 g cm-3)。整體上看,3個闊葉樹樹種(水曲柳、胡桃楸、黃波羅)的比根長要大于3個針葉樹樹種(落葉松、云杉、紅松),闊葉樹的組織密度要小于針葉樹,而分支比要大于針葉樹。(2)吸收根數(shù)量比例的季節(jié)變化比較穩(wěn)定。各樹種的1級根均為吸收根,而5級根皮層均消失或嚴(yán)重解體,為運輸根,二者的數(shù)量比例不存在季節(jié)動態(tài);而6樹種2-4級根吸收根的數(shù)量比例均為7月份最高(38%-75%);除少數(shù)樹種的個別根序外,9月份吸收根的數(shù)量比例(33%-65%)均表現(xiàn)出高于5月份的趨勢(29%-64%)。隨著根序的增加,各樹種吸收根數(shù)量比例則普遍下降。平均來講,在整個生長季內(nèi),6樹種吸收根數(shù)量比例隨著根序的升高而降低,分別為:1級根100%(所有樹種相同),2級:68%(黃波羅)-58%(云杉),3級:58%(黃波羅)-45%(云杉),4級:33%(黃波羅)-23%(云杉),5級根0(所有樹種相同)。(3)6樹種吸收根生物量與根長密度的季節(jié)動態(tài)表現(xiàn)出明顯的種間差異,但與具體的根序有關(guān)。吸收根生物量和根長密度季節(jié)動態(tài)呈現(xiàn)出先增加后降低、先降低后增加、單調(diào)增加和單調(diào)降低等4種模式,但是具體的模式與考察的樹種和根序有關(guān),這反映了吸收根數(shù)量比例和根生物量的雙重影響。此外,吸收根在各級根生物量和根長密度中所占比例的季節(jié)動態(tài)表現(xiàn)出種的特異性。前4級根吸收根的生物量和根長密度求和在種間差異較大,不考慮季節(jié)差異,總吸收根生物量以水曲柳最高(66.7±4.6g m-2),紅松最低(13.7±6.2g m-2),總吸收根根長密度水曲柳最高(5544±530m m-2),紅松最低(192±93mm-2)。(4)根系特征和土壤因子對不同根序吸收根生物量、根長密度季節(jié)動態(tài)有重要的影響,但是影響程度與具體的根序有關(guān)。根系形態(tài)特征對吸收根生物量和吸收根根長密度有顯著的影響(除3級根的吸收根生物量外),土壤的全效養(yǎng)分(全氮、全碳和碳氮比)僅對1級根吸收根生物量和吸收根根長密度有顯著的影響影響吸收根數(shù)量比例季節(jié)動態(tài)的因子在根序間存在差異,2級根中吸收根比例受直徑土壤硝態(tài)氮的顯著影響,而4級根中吸收根比例則受根組織密度顯著影響�？傊�,6樹種各根序吸收根數(shù)量比例存在明顯且一致的季節(jié)動態(tài)。吸收根生物量和根長密度也存在較大的季節(jié)變化,但各根序趨勢并不一致。吸收根的數(shù)量比例、吸收根生物量及其比例、根長密度及其比例的季節(jié)變化與根系特征和土壤因子有關(guān),但是不同根序的影響因子存在差異。
【學(xué)位單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S718.5
【部分圖文】：

黃波羅（３３％±１．１％）。從季節(jié)動態(tài)上來６樹種２－４級根吸收根比例的都表現(xiàn)為７月??份最高。除了水曲柳的２級根，云杉的３級根，胡桃楸的４級根外，各樹種和根序均表??現(xiàn)出在９月份吸收根的比例大于５月份（圖３－６）。??２級??８０?－?ａ?ａ?ａ??６０－?＾＼ｃ?＾??＇￣、??＜４０??＊?？?ｉ?ｉ?ｔ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?世？?ｉ?？?ｉ?ｉｉ?ｉ???軍?３級?ａ??■?６０－?＞?々?Ａ?ａ?Ａ??萆?３０?－??＞?ｉｌｌ?ｉｉｉ?ｉｉｉ?ｉｉｉ?ｉｉｉ?ｉｌｌ??多?＿＿?＿＿?＿?＿?＿＿?＿????????＾?４級??Ｉ?ｆ?３?Ｐ?Ａ??０?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??月份?５７９?５?７?９?５?７?９?５?７?９?５?７?９?５?７?９??落葉松?云杉?紅松?水曲柳?胡桃楸?黃波羅??樹利１??圖３－６?２－４級根吸收根數(shù)欺比例的季節(jié)動態(tài)??Ｆｉｇ．３－６?Ｓｅａｓｏｎａｌ?ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ?ｏｆ?ａｂｓｏｒｐｔｉｖｅ?ｒｏｏｔｓ?ｏｆ?２－４?ｏｒｄｅｒ?ｆｉｎｅ?ｒｏｏｔｓ?ｏｆ?ｓｉｘ?ｓｐｅｃｉｅｓ??注：月份間的顯著差異（Ｐ＜〇．〇５）由不同的小寫字母表示。??Ｎｏｔｅ：?Ｓｉｇｎｉｆ

落葉松?云杉?紅松?水曲柳胡桃楸黃波羅??樹種??圖３－９?６樹種丨－４吸收根牛．物量比例的季節(jié)動態(tài)??Ｆｉｇ．３－９?Ｓｅａｓｏｎａｌ?ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ａｂｓｏｒｐｔｉｖｅ?ｆｉｎｅ?ｒｏｏｔ?ｂｉｏｍａｓｓ?ａｍｏｎｇ?ｆｉｒｓｔ－ｆｏｕｒｔｈ?ｏｒｄｅｒ?ｏｆ?ｓｉｘ??ｓｐｅｃｉｅｓ??注：月份間的顯著差異（戶＜〇．〇５）由不同的小寫字母表示。??Ｎｏｔｅ：?Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?（Ｐ?＜?０．０５）?ａｍｏｎｇ?ｍｏｎｔｈｓ?ａｒｅ?ｉｎｄｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｌｏｗｅｒ－ｃａｓｅ?ｌｅｔｔｅｒｓ．??－２５－??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2880173