毛烏素沙地臭柏、油蒿細根的生產(chǎn)與周轉.pdf

1、為揭示細根在沙地生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)中的作用，采用鉆土芯法和埋袋法，對毛烏素沙地開發(fā)整治研究中心北實驗地天然臭柏(Sabina vulgaris)、油蒿(Artemisia ordosica)細根的生產(chǎn)與周轉進行兩年的動態(tài)研究。主要結論如下: 1.臭柏細根占其總根量的60.10％，年平均生物量為14.480t·hm-2，52.72％為活細根。油蒿的細根占總根系的73.04％，年平均生物量為1.027t·hm-2，活細根占53.57％

2、。臭柏細根生物量為油蒿的14.1l倍(P<0.05)。臭柏、油蒿細根主要分布0～45cm的土層中，其深度特征值13在0.96左右，細根根長密度和根面積指數(shù)在垂直面上呈現(xiàn)相似的規(guī)律:年平均細根最大根長密度和根面積指數(shù)都出現(xiàn)在表層0～15era，并隨土層的加深而遞減。臭柏、油蒿的總細根生物量季節(jié)動態(tài)均呈現(xiàn)雙峰型，臭柏細根生物量峰值出現(xiàn)在春末和盛夏。油蒿細根生物量峰值出現(xiàn)在春末夏初和晚秋。 2.臭柏、油蒿細根C、N、P、K、Ca、Mg

3、的濃度呈波動狀態(tài)。臭柏細根中C、N、P、K、Ca、Mg的現(xiàn)存量在2005年基本呈現(xiàn)倒“S”型，在2006年基本呈現(xiàn)“V”字型。油蒿細根中C、N、P、K、Ca、Mg的現(xiàn)存量總體上看基本呈現(xiàn)倒“S”型。臭柏細根中灰分濃度變化為單峰型，油蒿細根中灰分濃度變化呈現(xiàn)倒“S”型；臭柏、油蒿干重熱值變化與灰分濃度變化趨勢相反?；曳挚偭俊⒏芍責嶂?、去灰分熱值現(xiàn)存量隨季節(jié)變化，臭柏2005年呈“S”型，2006年呈“V”型。油蒿呈倒“S”型。 3

4、.臭柏細根分解系數(shù)(K)為0.0004d-1，為油蒿(0.0009d-1)的44.44％。臭柏和油蒿細根年分解率為17.6％和41.8％，半分解時間分別為1639d、544d，分解95％時間分別為7396d、3102d。在臭柏、油蒿細根分解過程中，C、P濃度表現(xiàn)為上升與下降交替進行的波浪形下降，K濃度呈快速下降趨勢，N、Ca濃度變化呈上升趨勢，Mg濃度為波浪形上升。臭柏、油蒿C/N和C/P的動態(tài)變化表現(xiàn)為相同的變化趨勢，變化幅度存在顯著

5、的差異(P<0.05)。木質素濃度的變化趨勢為單峰型，纖維素濃度變化為上升和下降交替波浪型。C、P、K、Mg均表現(xiàn)為釋放，釋放率油蒿>臭柏。元素重量損失率K>P>C>Mg。N在臭柏分解中表現(xiàn)為積累，在油蒿分解中表現(xiàn)為釋放；Ca在臭柏、油蒿細根分解中都表現(xiàn)為積累的趨勢，積累率為油蒿>臭柏。 4. 不同計算方法估算兩種植物的細根生產(chǎn)量和周轉率差異可達2～3倍。臭柏、油蒿細根年生產(chǎn)量分別為5.868t·hm-2·a-1、0.428t·

6、hm-2·a-1；細根年死亡分別為5.309t·hm-2·a-1、0.357 t·hm-2·a-1；年分解殘留量分別為4.534t·hm-2·a-1、0.250t·hm-2·a-1；細根周轉率分別為0.788times·a-1、0.892times·a-1。臭柏各養(yǎng)分歸還量大小順序為C>Ca>N>K>Mg>P，油蒿為C>K>Ca>N>P>Mg；臭柏各養(yǎng)分歸還比為K>C>P>N>Ca>Mg，油蒿為K>C>P>N>Mg>Ca。在分解過程中C

7、、N、P、K、Mg表現(xiàn)為釋放，Ca表現(xiàn)為積累。臭柏細根分解釋放量C>K>P>N>Mg，油蒿細根分解釋放量C>K>N>P>Mg，與臭柏略有不同。臭柏年細根年能量凈生產(chǎn)量是油蒿細根的11.23～16.58倍，年能量年歸還量是油蒿的9.21～20.27倍。年能量分解釋放量是油蒿的4.49～9.88倍，臭柏、油蒿細根的能量歸還比分別為51.70％、為57.86％。 5.臭柏群落細根生產(chǎn)動態(tài)與0～15cm土壤含水率在P<0.05水平下相關

8、，并且與空氣相對濕度達到極顯著相關；油蒿細根生產(chǎn)動態(tài)與表層土壤含水率相關系數(shù)比較大，但是均未達到顯著水平。臭柏、油蒿的細根分解除受自身特性影響外，還與微氣象因子有關。臭柏、油蒿細根分解與樣地溫度達到顯著的正相關(P<0.05)，油蒿細根分解與樣地的相對濕度、露點溫度、絕對溫度間達到極顯著的負相關(P<0.01)。兩種植物細根分解與土壤含水率間不存在顯著的相關性。 本項研究成果為全面系統(tǒng)研究毛烏素沙地主要群落的細根周轉和相關機制，