水曲柳落葉松人工林細根周轉與碳分配.pdf

1、本文以東北地區(qū)水曲柳(FraxinusmandshuricaRupr)和落葉松(LarixgmeliniiRupr)人工林為研究對象，采用不同方法估計細根周轉以及施N肥對細根周轉和C分配的影響；采用環(huán)割的方法控制C向地下部分的分配，研究C對不同根序和地上部分C、N分配格局的控制，探討C對細根周轉的控制機理。 水曲柳細根生物量、比根長(SRL)和根長密度(RLD)均高于落葉松。水曲柳、落葉松兩樹種細根周轉分別消耗總生產量的18％和

2、10％左右，光合產物不斷地向細根分配而消耗了大量的生產力，其中水曲柳細根周轉對生產力的消耗較多，這可能是水曲柳地上生產力低于落葉松的重要原因。施肥顯著降低了水曲柳活細根現存生物量，但死細根生物量沒有顯著變化，而落葉松活根和死根生物量均沒有因施肥而顯著下降或增加。水曲柳細根根長密度在施肥樣地顯著下降，但落葉松兩年中細根根長密度與生物量一樣均沒有因施肥而顯著改變。另外，施肥降低了兩樹種細根的比根長，其中落葉松細根比根長下降顯著，而水曲柳變化

3、不顯著。 水曲柳和落葉松細根生物量、根長密度和比根長季節(jié)上的峰值出現在不同時間，而且由于帽兒山地區(qū)各年氣候條件的差異，同一樹種在2003年和2004年的季節(jié)變化趨勢并不一致，但施肥不影響細根的季節(jié)動態(tài)。水曲柳活細根生物量在春季有一個峰值，秋季的生物量回升不明顯，而落葉松活細根生物量在2003年和2004年兩個生長季內均出現兩個顯著的高峰。兩樹種2003年的死細根生物量峰值均在春季，而2004年則有兩個峰值，分別出現在早春和晚秋，

4、死根生物量春季的峰值是由于冬季根系的死亡積累導致的。由于不同根序細根的比例在季節(jié)上的變化，細根的根長密度與活細根生物量的季節(jié)變化規(guī)律不同，兩樹種兩年內根長密度的峰值均出現在6～8月的夏季，但各年各樹種出現的具體月份不同。兩樹種活細根生物量最大值與比根長、根長密度高峰值在季節(jié)上的不同規(guī)律說明夏季細根的直徑相對較小，秋季的細根直徑相對較粗，反映秋季的細根與春季和夏季的細根具有不同的結構成分和生理功能。 兩樹種細根周轉對施肥的響應機制

5、不同，水曲柳施肥樣地細根年生產量和周轉率平均值小于對照樣地，但差異不顯著；而落葉松施肥樣地細根年生產量和周轉率平均值顯著大于對照樣地。施肥處理的時間對細根生產和周轉的影響也不相同，施肥的第一年兩樹種平均生產量在施肥樣地和對照樣地之間沒有顯著差異，而施肥后的第二年，水曲柳施肥樣地的平均生產量和周轉率顯著大于對照樣地，施肥則顯著降低了落葉松樣地的生產量和周轉率。兩樹種處于相同的立地條件，對施肥響應的差異主要是由物種本身生物學特性決定的。

6、 不同研究方法和計算方法估計水曲柳和落葉松兩樹種細根的生產量和周轉率，結果表明同一生態(tài)系統(tǒng)中采用不同研究方法得出細根的生產量和周轉率差異可達10倍，同樣采用根鉆法但計算方法不同，得出兩樹種生產和周轉率差異達3倍左右。這個結果表明，在細根生產和周轉研究中選取適當的研究方法或者采用多種方法對比研究對于評價結果的準確性至關重要。 水曲柳各級別根序中可溶性糖、淀粉和總非結構性碳水化合物(Totalnonstructuralcarbo

7、hydrate，TNC)含量高于落葉松相應根序，但3種物質含量隨根序的變化在水曲柳和落葉松兩樹種中表現出相同的趨勢?？扇苄蕴呛侩S根序級別的提高表現出先上升后下降的趨勢，淀粉和TNC含量隨根序級別的提高而提高，其中可溶性糖隨根序級別的變化幅度最大，而淀粉隨根序的提高幅度較低。水曲柳和落葉松兩樹種各級別根序中可溶性糖、淀粉以及TNC含量在生長季內均表現出先下降后提高的趨勢。5～6月的展葉過程中，各級別根系中3種形態(tài)非結構性碳水化合物含量顯

8、著下降，6月之后，葉片完全展開，新葉中的光合產物又開始向地下部分補充碳水化合物，各級別根系中淀粉和TNC逐步積累，在9月落葉時又達到較高水平，其中高級根序中積累最為顯著。TNC在秋季的積累是與細根秋季生物量的峰值有關。 環(huán)割降低了兩樹種各級根序中可溶性糖，淀粉和TNC含量，而且由高級根序中開始下降，當環(huán)割后期高級根序中各成分下降到一定閾值后低級根才開始下降，而且高級根序中下降最為明顯。兩樹種環(huán)割后各根序可溶性糖首先傾向于維持一定

9、的水平，環(huán)割后期高級根序才顯著下降，低級根序下降不顯著；淀粉顯著下降的時間早于可溶性糖，最終各級別根序中淀粉含量下降均達顯著水平。與地下部分的根系相反，環(huán)割提高了地上各器官的TNC含量，在葉和枝條中表現最明顯。但環(huán)割后期的9月，由于沒有光合產物的積累，導致環(huán)割后各器官中TNC含量下降到與對照同等或低于對照的水平。 水曲柳各級別根序中全N含量平均值高于落葉松，兩樹種全N含量隨根序級別表現出下降趨勢，前1～5級根序中隨根序的提高全N

10、含量顯著下降。水曲柳和落葉松各級別根序中全N含量在生長季內表現出先下降后提高的趨勢，盡管7～9月兩樹種各級別根序中全N含量都處于上升趨勢，但9月份低于5月份各相應根序的全N水平，低級根序全N含量隨季節(jié)的變化幅度最大。 環(huán)割最終降低了兩樹種根系中N含量，但兩樹種N含量對環(huán)割的響應程度并不相同。環(huán)割后的30天，各級別根序中全N含量比對照根序提高，之后各根序N含量下降，但水曲柳N含量下降幅度較低，只有少數根序下降達顯著水平；而落葉松環(huán)