湘中丘陵區(qū)不同森林細根生物產量與構型研究.pdf

1、細根在森林生態(tài)系統(tǒng)碳分配和養(yǎng)分循環(huán)過程中發(fā)揮著重要作用,但細根產量、分布和構型、養(yǎng)分、分解動態(tài)與森林植物多樣性之間關系方面的研究相對較少。本研究選擇湘中丘陵區(qū)從單一樹種的杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林到青岡(Cyclobalanopsis glauca)石櫟(Lithocarpus glaber)組成的多樹種常綠闊葉林,構成不同植物多樣性梯度,用根鉆法采集細根樣品,測定生物量,內生長芯法采集細根樣品,測定細

2、根生產量,并用Win-RHIZO2005c根系分析系統(tǒng)測定細根形態(tài)參數。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根生物量、形態(tài)、生產力、周轉及養(yǎng)分含量方面的差異。主要研究結果為:
　　 (1)從單一樹種的杉木人工林到植物種類較復雜的青岡-石櫟常綠闊葉林,0—30 cm土層的林分細根總生物量和活細根生物量均呈增加的趨勢,即細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根總生物量差異顯著(p<0.05),但活細根生物量差異不顯著。土壤垂直剖面上,除杉木林細根生

4、物量隨土層變化不顯著外,其他森林類型的活細根生物量和總細根生物量均隨土層變化顯著,表層細根生物量隨樹種多樣性的升高呈減小趨勢,據此推測垂直土層方向上樹種間的生態(tài)位分離水平逐漸增大。植物多樣性的不同對林分的細根形態(tài)參數影響不顯著,細根形態(tài)可塑性對生物量變化響應不明顯。
　　 (2)4種森林類型細根年生產力南酸棗林最高,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種森林類型細根周轉率分別為南酸棗林(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)不同森林類型細根C含量在3個土層差異顯著(p<0.05),細根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)分現存量方差分析顯示,馬尾松林的活細根

6、C、N現存量和死細根C現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)。細根碳貯存量和氮貯存量與活細根RLD和RAI呈顯著的正相關(p<0.01)。細根C/N與RLD、SRL、RAI呈顯著的負相關,其中與RLD和SRL達到極顯著(p<0.01)。
　　 (4)在細根分解

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