兩種林窗條件下柏木人工林細根分解研究.pdf

1、細根是地下凋落物的主要組成部分，也是林地土壤養(yǎng)分庫的主要來源。細根分解是人工林地土壤養(yǎng)分歸還的一個重要途徑，深入研究細根分解有助于了解森林生態(tài)系統(tǒng)能量流動與物質(zhì)循環(huán)。本文以川中丘陵區(qū)柏木人工林為研究對象，采用土塊法采樣，研究川中丘陵區(qū)柏木不同根序細根形態(tài)和生物量的根序分配規(guī)律，分解袋法研究不同根序細根在人工更新林窗(LR)、天然更新林窗(LZ)和柏木人工林下(CK)1a內(nèi)的分解動態(tài)和養(yǎng)分釋放動態(tài)，為川中丘陵區(qū)柏木人工林地力維持和生態(tài)系統(tǒng)

2、服務(wù)功能的提升提供參考。研究結(jié)果如下:
　　(1)柏木人工林細根總生物量平均值為1978.44kg/hm2，其中，活細根和死細根分別為1819.67和158.77kg/hm2，占細根總生物量的91.9％和8.1％。隨著土壤深度增加，柏木細根生物量表現(xiàn)出顯著減少的規(guī)律(P＜0.05)，85.98％的細根集中生長在0-20cm土層。柏木人工林不同根序細根生物量和形態(tài)特征具有明顯的變化規(guī)律。柏木1級根比根長和根長密度最高，直徑和生物量最

3、小;5級根比根長和根長密度最小，直徑和生物量最大。隨著根序等級的升高，細根生物量和直徑顯著增加(P＜0.05），而比根長和根長密度降低。隨著土壤深度增加，柏木1-5級根生物量、比根長和根長密度逐漸減小(P＜0.05），而直徑逐漸增加(P＞0.05）。細根形態(tài)和生物量垂直分布規(guī)律與土壤資源有效性密切相關(guān)。
　　(2)柏木細根在前90d分解最快，CK、LZ和LR中柏木細根質(zhì)量分別損失10.85％、13.49％和15.26％;隨著時間的

4、推移，分解速率減緩，分解1a后，殘留率分別為81.04％、77.20％和75.48％。柏木細根分解速率呈現(xiàn)LR＞LZ＞CK的變化規(guī)律，可見，人造林窗條件下有利于細根的分解。柏木1-5級根前期分解最快，后期分解緩慢，分解速率均隨根序等級增加而減小。分解1a后，柏木人工林下(CK)1-5級細根年分解率分別為23.58％、21.11％、19.48％、17.09％和13.63％。與CK相比，林窗條件下(LZ和LR)1-5級根年分解速率顯著高于柏

5、木人工林下(P＜0.05），但LR和LZ之間差異不顯著(P＞0.05)。
　　(3)利用Olsen非線性指數(shù)方程Xt/X0=e-kt對林窗條件下和柏木人工林下柏木不同根序細根分解過程擬合。結(jié)果表明，所有指數(shù)模型相關(guān)系數(shù)均在0.81以上，細根年分解常數(shù)為0.1372-0.3047，在林窗內(nèi)(LZ和LR)和柏木人工林下差異顯著(P＜0.05）。柏木細根干物質(zhì)分解50％需要的時間為747-1769d，分解到95％需要的時間為3505-7

6、890d。柏木細根分解1a的實測細根年分解率與預(yù)測年分解率較為接近。
　　(4)隨著柏木細根根序等級升高和直徑增加，柏木1-5級細根分解速率降低。線性回歸擬合結(jié)果顯示，直徑和根序分別能解釋柏木細根84.4％和95.0％的年分解速率變化。可見，直徑和根序?qū)毟纸庥兄匾绊?。柏木細根分解速率與細根初始碳濃度、C/P和C/N顯著負相關(guān)(P＜0.05），與細根初始氮濃度、磷濃度和鉀濃度呈顯著的正相關(guān)(P＜0.05）。柏木細根分解速率與土

7、壤水解氮、有效磷和速效鉀呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.05），與土壤全氮和全磷也呈正相關(guān)但不顯著(P＞0.05)。細根分解與土壤含水量和溫度呈正相關(guān)關(guān)系，但與土壤含水量相關(guān)性不顯著（P＞0.05）。
　　(5)研究期內(nèi)，柏木細根養(yǎng)分濃度隨分解時間推移而呈動態(tài)變化。在林窗內(nèi)和柏木人工林下柏木1-5級根1a的分解過程中C、P和K濃度表現(xiàn)為下降趨勢，前期下降較快，后期下降較緩;N和Mg濃度始終表現(xiàn)為增加趨勢，但Ca濃度表現(xiàn)為先增加后下降的趨

8、勢。細根分解釋放是土壤養(yǎng)分的重要來源，柏木細根各養(yǎng)分質(zhì)量殘留變化規(guī)律不同。在1a分解期內(nèi)，林窗內(nèi)和柏木人工林下柏木1-5級根的C、P和K質(zhì)量殘留均呈釋放趨勢，分解前90d釋放迅速，隨時間推移，釋放減緩。所有1級根和LR內(nèi)2級根N質(zhì)量殘留呈釋放-富集-釋放的變化規(guī)律，而CK和LZ內(nèi)2-5級根及LR內(nèi)3-5級根N質(zhì)量殘留呈富集-釋放的變化規(guī)律。兩種林窗條件下和CK中柏木1-5級根Mg質(zhì)量殘留整體呈現(xiàn)釋放-富集的變化規(guī)律。Ca的質(zhì)量殘留在CK