花江喀斯特峡谷适生植物的抗旱特征 Ⅰ:顶坛花椒根系与土壤环境

以15株顶坛花椒作样本进行研究,对其根系的根深、根幅、根的直径、侧根的分布范围、叶重、吸收根的密度及重量等进行实地数据采集,从中得出喀斯特石漠化区顶坛花椒根系的生长特征。表明顶坛花椒根系界于散生根型与水平根型之间,根系水平分布远大于垂直分布,反映了根系的发达性及浅根性的特点。根系主要分布在0~35 cm的土层中,吸收根一般分布0~30 cm范围内。土壤环境决定了根系的生长分布特征,土壤容重、土壤水分与根系分布显著相关(P<0.05);垂直方向上,所调查样株根系集中分布于有机质高的土壤上层;水平方向,各根系分布与土壤养分多寡没有明显关系,而更多受制于小地形条件。     

花江喀斯特峡谷适生植物的抗旱特征I:顶坛花椒根系与土壤环境

以15株顶坛花椒作样本进行研究,对其根系的根深、根幅、根的直径、侧根的分布范围、叶重、吸收根的密度及重量等进行实地数据采集,从中得出喀斯特石漠化区顶坛花椒根系的生长特征.表明顶坛花椒根系界于散生根型与水平根型之间,根系水平分布远大于垂直分布,反映了根系的发达性及浅根性的特点.根系主要分布在0～35cm的土层中,吸收根一般分布0～30cm范围内.土壤环境决定了根系的生长分布特征,土壤容重、土壤水分与根系分布显著相关(P＜0.05);垂直方向上,所调查样株根系集中分布于有机质高的土壤上层;水平方向,各根系分布与土壤养分多寡没有明显关系,而更多受制于小地形条件.     

森林演替过程中根系分布的动态变化

综述了演替过程中植被根系的分布与动态变化的研究进展,阐述了未来森林演替过程根系研究的重点和技术路线.根系作为生态系统中一个重要组成部分,在植被演替过程中占有重要地位,演替早期的树种的根系分布深度和根系总长度都要比后期树种的高,这种分布特征使林木得以吸收深层的水分和养分,并为演替后期的植被生长创造了良好的生长环境.由不同种群的根系分布范围可以描述该种群可以利用的资源范围以及它在演替过程中的作用和地位.森林根系分布受自身条件(如植被组成、林龄、所处演替阶段)和生态因子(如大气、气候带、土壤条件等)的影响.未来应加强森林根系动态研究的标准方法研究;森林根系分布和分层结构的动态与功能研究;全球变化对根系生态效应研究;根系生态系统的生物多样研究;根系演替速度研究等.     

巨桉根系和根系土壤化感物质的研究

研究了以正己烷作溶剂，用超声浸提巨桉根系及其根系土壤，并用GC—MS检测其成分．用该法鉴定出根系含有烷烃、烯烃、芳香烃、醇、醛、酮、蒽醌、芳香酸酯、含N的萘杂环等9类29种有机成分；根系土壤含有烷烃、烯烃、芳香烃、醇、芳香酸酯、烯酸酯、内酯、氰等8类22种有机成分．证明了根系及其土壤中存在化感物质，表明了化感作用研究有一定的价值；根系和根系土壤中有17个相同化学成分，可推测土壤的这些化感成分可能来自巨桉的根系分泌物，但其作用机理有待进一步研究．     

苏北淤泥质海岸主要造林树种根系研究

本文报道了苏北淤泥质海岸带主要造林树种(刺槐、水杉等)的根系与立地条件和林木生长以及土壤抗冲性、抗蚀性关系的研究结果,表明刺槐根系不耐水湿,当生长季土壤潜水位埋深小于1.0m时,主根发生分叉、转向或被淹死,为水平根型;在周期性潜水位升降活动频繁处,水杉根系有再生现象;遇通透性差的紧沙层,刺槐根系难于穿过,集中在其上层,而水杉根系有较强的穿插能力,紧沙层中由垂直根系联结,有明显成层分布特点。细根和吸收根量随土壤含盐量的降低和有机质、氮、磷含量的增高而增加。     

边坡植被的护坡效应探讨

 边坡植被借助根系使边坡土体成为土与根的复合材料,从而明显提高了边坡土体的抗剪强度和安全稳定性,具有稳定土壤结构,提高土壤抗冲性,防治土壤侵蚀的作用;并且边坡植被地上部分的树冠、茎叶和枯枝落叶具有截留降雨和减弱高速落下的雨滴对边坡溅蚀的功能。但由于岩土介质的多变性和边坡植被受力的复杂性,目前的研究仍然停留在定性分析上。通过对边坡植被固土的力学相互作用和护坡效应的研究,探讨了边坡植被摩擦型根系和锚固型根系对边坡岩土体的力学作用机理,分析了边坡植被改善土壤环境,提高边坡的抗冲性,截留降雨,减弱雨滴溅蚀的效应。     

毛竹爆发式生长机理的探究

毛竹作为禾本科中的木本植物，在社会经济及自然生态有着重要作用。毛竹爆发式生长是其独特的生长方式，这与其地下密布的竹鞭和发达的根系及水分的吸收有着密切关系。通过对浙江安吉10个竹林样地的测量调查，发现：毛竹在疏松、湿润土壤中具有更为发达的竹鞭和根系，有利于水分和营养的吸收，可能是其爆发式生长的一个重要因子；在水分舍量高的土壤中，其爆发式生长尤为显著。因此：水夯是毛竹爆发式生长的最根本的因素。     

贵州高原喀斯特山区土壤环境问题与对策

贵州喀斯特(岩溶)山区是中国西部生态环境脆弱带的重要组成部分。现从6个方面总结岩溶山区土壤环境存在的主要科学问题。指出岩溶山区土壤环境问题的研究应着重于土壤因子与其它环境因子的相互作用,其核心内容是研究岩溶山区土壤与生态环境问题,开展岩溶山区土壤与生态环境的多样性、稳定性及岩溶生态系统中土壤储存、转化和运输功能等3个方面研究工作,在此基础上提出了相应的岩溶山区土壤环境问题战略对策与治理途径。     

三峡库区消落带160～175m植被生长与土壤环境关系研究

探究不同海拔高程处植物群落与土壤环境间的关系及两者与海拔的变化规律,以三峡库区香溪河段水淹前消落带160～175m为研究区,运用Pielou指数、Shannon-wiener指数、Simpson指数以及重要值等指标进行植物群落特征调查分析.结合室内分析,研究了土壤pH、容重SD、有机碳SOC、土壤养分(TN、TP、AN、AP)的变化特征,并利用冗余分析(RDA)和Pearson相关性分析研究了土壤理化因子与消落带植物群落多样性的关系.结果显示:植物群落结构简单,物种较少,且随海拔高程的增加植物群落组成和生物多样性显著增加.土壤理化性质随海拔高程的变化呈波动变化,土壤容重逐渐升高,土壤养分含量则先升高后降低.相关性分析结果表明海拔对消落带地区植物群落和土壤环境具有重要影响,而土壤环境与植物群落之间存在相互作用.     

AMF对间套作体系中植物-土壤-微生物相互作用的影响及机制

丛枝菌根真菌（AMF）能与自然环境中的多数陆生植物互利共生。间套作种植作为增加农田生态系统生物多样性的重要措施，能显著提高植物对农田环境中多种资源的利用率。在间套作体系中，AMF通过对农作物和土壤环境的影响，提高农田生态系统的经济产量并促进其可持续发展。本文从AMF对宿主植物根系特征的影响、AMF对宿主植物根际微生物群落结构功能的影响、AMF在改善土壤结构提高土壤肥力方面的作用、菌根植物间共生菌丝网络的养分资源传递分配等方面，阐述AMF对间套作体系中植物-土壤-微生物相互作用的影响及其机制，为AMF在农业方面的进一步应用提供理论基础。     

林木根际微生态过程与细根寿命调控机制研究进展

细根在森林生态系统中具有重要的生物学和生态学地位。细根寿命取决于树种本身,也受控于环境条件。根际作为植物、土壤与微生物三者交互作用的区域,其中的微生态过程对细根寿命的调控具有决定意义。笔者基于当前国内外细根寿命调控的主要因素,分别从根际碳沉积与根际微生态过程、根系对根际微生物群落构建的影响、根际微生物对细根寿命调控的可能机制3个方面对根际微生物与根系的互作效应,及其对细根寿命调控机制的相关研究进展进行综述。在此基础上,提出了:①酚酸介导的植物-微生物化学对话机制是未来根土互作研究的重要领域;②根系与微生物互作主要以光合产物碳作为枢纽,根际碳沉积促进了土壤微生物在根际的定殖,进而导致根际的微生物群落在组成和结构上与非根际土壤的呈现显著差异;③根土互作过程中由根系和根际微生物产生的信号物质可能对根系的生长发育产生显著影响;④作为细菌的主要群感信号分子,酰化高丝氨酸内脂(AHLs)可参与调控根系细胞的凋亡;真菌侵染根系后也可能导致根内活性氧(ROS)累积,进而调控根系细胞凋亡。目前未见根际微生物参与根系寿命调控的研究报道。建议进一步构建细菌群落演变-群感信号表达-细根寿命关系模型,以及真菌侵染-活性氧信号内稳态调控-细根寿命关系模型,这些对深入揭示林木细根衰老和凋亡的微生态调控机制具有重要理论意义。     

基于并行电法的重阳木根系空间分布探测试验研究

探测树木根系的空间分布,对了解树木的生长及移栽等具有重要的作用。利用并行电法技术进行树木根系三维空间分布特征探测试验,通过在重阳木周边7.5 m×9.5 m范围内布置观测系统进行数据采集,对采集到的数据进行多测线联合反演得到三维电阻率图像。结果表明:探测范围内的根系分布呈现出南测密集,北侧稀少的特征;探测区域根系根径范围主要分布在200~300 mm;深度为0.46 m位置处根系量最大且根系生物量最多;重阳木根系下方土壤中含水充足,结果图呈现了根系与地下环境间的相互关系。该成果在研究树木根系空间分布范围及特征方面具有良好的应用前景。     

海堤林带树木根系对堤防安全影响探讨

通过对苏北现有海堤防护林造林树种的根系，土壤抗冲，抗蚀及渗透性能进行了认真调查和试验测定工作。本文认为：（１）树木根系有较强的网络土壤功能，能大大提高土壤的抗冲，抗蚀性能，其抗冲，抗蚀指数随根量（尤其是细根数量）的增加而增加。（２）海堤树木根系分布有其独特性，水平根系主要由２－３根较粗侧根组成，并沿海堤走向水平伸展，而垂直伸向海堤的侧根较少。垂直根系分布深度视树种，年龄而异，一般在０．６－１．０ｍ     

内蒙古温带草地低级根生物量格局及其与环境因子的关系

为了揭示根系生长策略与环境的关系以及草地植物根系周转对土壤碳的贡献, 在内蒙古荒漠草地、典型草地以及草甸草地设置17 个样点, 分析总根生物量、低级根生物量和低级根占总根生物量之比随草地类型与土层深度的变化及其与气候、土壤因素之间的关系。结果表明: 1) 低级根生物量与总根生物量正相关, 低级根生物量和总根生物量都与年均降水量、土壤氮含量正相关, 与年均温为负相关; 2) 低级根占总根生物量之比总体上呈现荒漠草原(14%)<典型草原(20%)<草甸草原(39%)的趋势, 与年均降水量正相关, 与年均温负相关, 与土壤全碳和全氮不相关; 3) 低级根生物量随土层的垂直分布规律与总根生物量一致, 在草甸草地随着土层加深而降低, 低级根主要分布在0~40 cm 表层土壤中(85%以上), 而在典型草地与荒漠草地则土层之间差异不显著。研究得到以下结论: 1) 草地植物根系可能通过不同机制响应温度和降水这两个环境因子; 2) 植物在水分贫乏的生境中可能通过降低对快速周转的低级根的投入来减少碳支出, 而投入更多的高级根来存储水分养分, 同时表明干旱生境中植物细根的水分养分吸收效率可能高于湿润生境。     

苏南丘陵区杉木根系的生态特性

<正>本文记述了在杉木根系研究中采用的方法——重量法。按照这一方法于1973—1979年间在苏南丘陵区调查了33株2—20年生杉木的根系及地上部分生物产量。研究结果表明: 一、丘陵区杉木根系分布的特点具有明显的浅根性,根系主要集中分布于0—20厘米的土层内(占根量的80％);根系分布因土壤容积重和营林措施的不同表现出一定程度的可塑性,即土壤容积重愈大,根系愈集中土壤表面,地上部分生长愈差,深翻能减轻土壤容积重,促进杉木根系分布位置有一定程度的下移。 二、杉木根系具有明显的趋肥性、好气性、怕水渍和与杂草竞争能力弱等生态特性。 三、杉木根量(ω)的大小与树高(H)之间呈幂函数关系:(ω=3.430H~(1.3686) 四、杉木地下与地上部分生物量之间的比例关系(地下:地上=1:y),随树高(H)而变,呈对数曲线关系:y=0.3067+3.5321lgH。 掌握了杉木树高与根量,树高与地下和地上部分的比例关系后,只要测出林分平均高就能粗略地计算出林分的生物产量。     

川中丘陵区4种乡土阔叶树根系拓扑结构特征

【目的】林木地下根系的养分竞争影响着林木生长、物种共存和森林群落动态,了解川中丘陵区乡土阔叶树根系构型的差异性和相似性,探讨它们在土壤环境中根系的适应策略,为该区域的防护林建设与植被恢复物种选择提供参考。【方法】以川中丘陵区“带状采伐改造”采伐带内补植的4种7年生乡土阔叶树桤木(Alnus cremastogyne)、香椿(Toona sinensis)、喜树(Camptotheca acuminata)、香樟(Cinnamomum camphora)作为研究对象,选择长势良好的桤木、喜树、香椿各7株,香樟6株,测定其地径、胸径、树高和冠幅。采用50 cm×50 cm的网格确定根系的分布位置,按1∶40的比例在50 cm×75 cm的坐标纸上准确绘制出根系的俯视图。将根系全部挖出后,测定各级根系长度及分支前后的直径、各级根数目,根系内、外部连接数目,以及连接长度等指标。【结果】①桤木根系以水平分布占绝对优势(水平分布半径是垂直分布深度的2.29倍),侧根十分发达,根系浅层化;喜树主根十分发达,垂直分布深度是水平分布半径的2.71倍,但其侧根不发达;香樟和香椿则主根和侧根均十分发达。喜树、香樟和香椿均属深根性树种。根系水平分布半径除香樟和香椿间差异不显著外,其余均差异显著(df=3,F=145.007, P<0.01);而垂直分布深度除香樟和喜树间差异不显著外,其余树种间均表现为差异显著(df=3,F=99.478, P<0.05)。②不同树种的根系拓扑指数之间存在显著差异,其中修正拓扑指数(q_a、q_b)、拓扑指数(T_I)存在极显著差异($df_{q_{a}}=3, F_{q_{a}}, P_{q_{a}}<0.01, df_{q_{b}}=3, F_{q_{b}}=4.066, P_{q_{b}}<0.05; df_{T_{I}}=3, F_{T_{I}}=69.561, P_{T_{I}}<0.01$)。桤木、香椿的根系为叉状分支结构,它们的q_a、q_b、T_I分别为0.160、0.097、0.673和0.122、0.047、0.635;喜树、香樟的根系则趋向于鱼尾形分支结构,q_a、q_b、T_I分别为0.582、0.547、0.885和0.364、0.266、0.799。③不同物种的根系平均连接长度差异显著(df=3,F=6.166, P<0.05)。4种阔叶树根系的平均连接长度按大小排序为:香樟>香椿>桤木>喜树。【结论】桤木和香椿主要通过增加次级根系来扩大根系的分布范围,从而增大对营养物质的吸收;而香樟和喜树则主要通过根系垂直向土层中快速延伸,以扩大根系的有效空间,从而更加有效地从土壤中获取水分和营养物质。研究表明,4种乡土阔叶树种均能在川中丘陵区生长,但根据它们根系构型的差异和植物的生态学特性,桤木适合在光照相对充足的地段栽种,喜树、香椿适合在土壤相对肥沃、水分条件较好、光照相对充足的地段栽种,香樟适宜在土壤相对肥沃、水分条件较好的地段栽种。     

根系输入对森林土壤碳库及碳循环的影响研究进展

植物根系输入是森林土壤碳库的重要来源。全球气候变化可能引起森林地下部分碳通量改变,进而影响森林土壤碳库及碳循环。笔者综述了根系输入对土壤碳累积、土壤活性碳库(包括土壤微生物生物量碳和可溶性有机碳)和土壤碳库稳定性的影响,综合分析了森林土壤呼吸、土壤微生物和土壤酶活性对根系输入变化的响应。分析发现:①根系输入减少可能减弱根际的激发效应,使土壤有机碳(SOC)短期增加,但从长期来看根系输入的缺失会导致SOC的减少;②根系分泌的一些物质促进土壤初始团聚体的形成,但其对矿物-有机质结合物稳定性的影响还不完全清楚;③根系输入减少会降低土壤呼吸作用;④微生物群落结构对根系输入变化的响应主要取决于微生物对底物质量和数量的适应,而这些响应在不同森林生态系统间可能也有差异;另外,酶合成主要取决于与微生物生长相关的资源分配到酶生产中的成本效率。目前,关于根系输入对碳循环,特别是土壤呼吸的研究比较多,但根系输入物组成复杂,微生物与酶对不同根系输入物的响应机制尚不清楚,这些响应在不同森林生态系统中也有差异;此外,根系输入对土壤碳库稳定性的作用常被忽视,根系与微生物的相互作用对碳循环和土壤碳库稳定性的影响还有很大不确定性。建议加强植物根系、土壤和微生物的相互关系研究,以深入理解气候变化背景下森林生态系统碳循环。     

“碳中和”背景下碳输入方式对森林土壤活性氮库及氮循环的影响

森林生态系统具有碳源和碳汇双重功能,调控森林中碳输入方式对于实现我国“碳中和”目标具有重要意义。作为森林土壤有机碳(SOC)的主要来源,不同碳(C)输入方式(如地上凋落物、地下植物根系等)对森林生态系统土壤氮(N)循环的影响一直是相关学者的研究重点。笔者综述了目前国内外不同C输入方式对土壤活性N库、土壤N矿化、硝化过程及氧化亚氮(N₂O)排放的影响研究现状,分析了森林土壤活性N库及N转化过程对不同C输入变化的响应,发现:① 地上C排除可以降低土壤有效态氮(主要包括$NH_{4}^{+}$-N和$NO_{3}^{-}$-N)的含量,但地下C排除却增加了土壤$NH_{4}^{+}$-N含量。C输入方式的改变对土壤微生物生物量氮(MBN)含量影响具有不确定性,这可能与生态系统类型、树种组成、时间尺度等因素相关。此外,地下C排除对土壤可溶性氮(DON)含量的影响较地上C排除的大,地下根系可能是影响土壤DON含量的主要贡献者。② 地上C输入对土壤N矿化及硝化速率的影响在短期内较大,而长期影响较小。其主要是通过间接改变土壤微生物活性从而影响了土壤N矿化及硝化过程,地下C排除增加了土壤N矿化速率,且随着时间尺度的增加表现更加明显。③ 地上C输入通过改变硝化和反硝化微生物的可利用C源而间接影响了N₂O的排放,且受到树种影响显著,而地下C输入对N₂O的影响因根系质量等的差异而发生改变。综上可知,森林土壤活性N库及N循环过程对不同C输入具有不同的响应机制,且受生态系统类型、物种、时间等因素影响较大。目前关于两种乃至多物种不同C的输入对森林土壤N影响的研究较少,且定性研究较为普遍;对优化森林生态系统地上地下C输入动态模型和精准预算不足,尚未建立完整的碳减排生态补偿机制。今后的研究亟须定量了解不同森林生态系统不同的C输入及其两者或者多物种之间的交互影响对土壤N的影响机制,且需更多地考虑在时间尺度上的长期变化过程;需要提升核算与预测森林地上地下碳中和能力,加快森林碳中和技术研发,为提前实现“碳中和”战略目标提供科技支撑。