湘中丘陵區(qū)不同森林細(xì)根生物產(chǎn)量與構(gòu)型研究.pdf

1、細(xì)根在森林生態(tài)系統(tǒng)碳分配和養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,但細(xì)根產(chǎn)量、分布和構(gòu)型、養(yǎng)分、分解動(dòng)態(tài)與森林植物多樣性之間關(guān)系方面的研究相對(duì)較少。本研究選擇湘中丘陵區(qū)從單一樹(shù)種的杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林到青岡(Cyclobalanopsis glauca)石櫟(Lithocarpus glaber)組成的多樹(shù)種常綠闊葉林,構(gòu)成不同植物多樣性梯度,用根鉆法采集細(xì)根樣品,測(cè)定生物量,內(nèi)生長(zhǎng)芯法采集細(xì)根樣品,測(cè)定細(xì)

2、根生產(chǎn)量,并用Win-RHIZO2005c根系分析系統(tǒng)測(cè)定細(xì)根形態(tài)參數(shù)。研究目的是比較中亞熱帶不同植物多樣性梯度的森林類型在細(xì)根生物量、形態(tài)、生產(chǎn)力、周轉(zhuǎn)及養(yǎng)分含量方面的差異。主要研究結(jié)果為:
　　 (1)從單一樹(shù)種的杉木人工林到植物種類較復(fù)雜的青岡-石櫟常綠闊葉林,0—30 cm土層的林分細(xì)根總生物量和活細(xì)根生物量均呈增加的趨勢(shì),即細(xì)根總生物量為杉木林(305.203 g·m-2)<馬尾松(Pinus massoniana)林

3、(374.248 g·m-2)<南酸棗(Choerospondias axillaris)林(537.422 g·m-2)<青岡林(579.334 g·m-2),活細(xì)根生物量為杉木林(268.745 g·m-2)<馬尾松林(299.154 g·m-2)<南酸棗林(457.317 g·m-2)<青岡林(508.466g·m-2),各森林類型之間的細(xì)根總生物量差異顯著(p<0.05),但活細(xì)根生物量差異不顯著。土壤垂直剖面上,除杉木林細(xì)根生

4、物量隨土層變化不顯著外,其他森林類型的活細(xì)根生物量和總細(xì)根生物量均隨土層變化顯著,表層細(xì)根生物量隨樹(shù)種多樣性的升高呈減小趨勢(shì),據(jù)此推測(cè)垂直土層方向上樹(shù)種間的生態(tài)位分離水平逐漸增大。植物多樣性的不同對(duì)林分的細(xì)根形態(tài)參數(shù)影響不顯著,細(xì)根形態(tài)可塑性對(duì)生物量變化響應(yīng)不明顯。
　　 (2)4種森林類型細(xì)根年生產(chǎn)力南酸棗林最高,為608.697 g·m-2·a-1,其次是青岡林為495.543 g·m-2·a-1,杉木林為305.004 g

5、·m-2·a-1,馬尾松林為299.771 g·m-2·a-1。4種森林類型細(xì)根周轉(zhuǎn)率分別為南酸棗林(1.133times·a-1)>杉木林(0.999 times·a-1)>青岡林(0.855 times·a-1)>馬尾松林(0.801 times·a-1)。
　　 (3)不同森林類型細(xì)根C含量在3個(gè)土層差異顯著(p<0.05),細(xì)根C、N含量隨土層深度的增加而減少。4種森林類型不同土層養(yǎng)分現(xiàn)存量方差分析顯示,馬尾松林的活細(xì)根

6、C、N現(xiàn)存量和死細(xì)根C現(xiàn)存量在不同土層間差異顯著(p<0.05)。其他森林類型養(yǎng)分現(xiàn)存量在不同土層間差異不顯著(p>0.05)。不同森林類型間N年貯存量差異顯著(p<0.01),C年貯量和C、N養(yǎng)分年歸還量差異不顯著(p>0.05)。細(xì)根碳貯存量和氮貯存量與活細(xì)根RLD和RAI呈顯著的正相關(guān)(p<0.01)。細(xì)根C/N與RLD、SRL、RAI呈顯著的負(fù)相關(guān),其中與RLD和SRL達(dá)到極顯著(p<0.01)。
　　 (4)在細(xì)根分解

7、初期,不同群落細(xì)根失重率都較高；細(xì)根失重率與時(shí)間呈指數(shù)關(guān)系,經(jīng)指數(shù)衰減模型擬合后,不同森林類型細(xì)根分解系數(shù)為:0.450·a-1(CL),0.268·a-1(PM),0.408·a-1(CA)和0.338·a-1(CG)。群落細(xì)根在分解過(guò)程中N含量均發(fā)生了變化,在分解初期,青岡群落細(xì)根表現(xiàn)為N富集,而后期表現(xiàn)為釋放。
　　 (5)細(xì)根生物量和生產(chǎn)力與群落演替過(guò)程中植物獲取資源策略密切相關(guān),演替初期,細(xì)根具有較高的周轉(zhuǎn)率,但細(xì)根資