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.     

花江峡谷地区顶坛花椒生长状况与土壤条件相关分析

以贵州花江峡谷地区特有植物顶坛花椒 (Zanthoxylum planispinumvar .dintanensis) [1] 为对象 ,根据当地特殊的“盆景农业”现象的特点 ,通过测定 1- 10龄的单株花椒的冠幅、株高、地径及其生长土壤的土量、土深、上表面积六个指标 ,对花椒组各指标与土壤组各指标进行单相关分析。结果表明 :顶坛花椒总体生长状况与其持土量 (相关系数 0 6 6 4 76 0 976 )、上表面积 (相关系数 0 5 0 819973)显著相关 ,与土壤深度 (相关系数 0 36 4 32 56 14 )成正相关关系。该项定量研究的结果对顶坛花椒的栽培技术及生态效应研究具有一定价值     

无患子细根形态及垂直分布特征对配方施肥措施的响应

【目的】探究不同施肥处理下无患子细根垂直分布特征与形态差异,以及氮(N)、磷(P)、钾(K)对细根生长的影响及其交互作用,为中国南方地区广泛种植的生物质能源树种无患子的科学培育提供支撑。【方法】以福建省三明市建宁县 8年生无患子原料林为研究对象,对N、P、K肥料各设置 3个水平,采用“3414”随机区组设计进行配方施肥试验,共 14个处理,以不施肥为对照(CK),设置 3个区组,共 42个处理小区,每小区 5株作为重复。分别在2015年生长季末、2016年花期前、2016年果实迅速生长期按照配比开沟施 3次肥料,2016年12月在每个处理小区选取 4株平均标准木样株,在距树1 m处分 3层(0~20 cm、≥20~40 cm、≥40~60 cm)采集林地土柱样品,研究各处理 3层土壤内的细根分布规律及细根形态。【结果】无患子细根主要分布在0~20 cm土层,呈各土层逐层递减的规律,0~20 cm土层细根生物量(fine root biomass, FRB)及根长密度(fine root length density, FRLD)是 ≥20~40 cm土层的1.51~2.52倍和1.82~2.25倍,是 ≥40~60 cm土层的6.29~13.17倍和6.03~9.31倍。无患子FRB、FRLD、细根表面积(fine root surface area, FRSA)及细根平均直径(fine root average diameter, FRAD)均随着N、P、K施肥量的增加呈先增加后平缓降低的变化趋势,而细根比根长(fine specific root length, SRL)随着施肥量的增加表现为先降低再急剧增加而后平稳降低的变化规律。对根系促进效果最佳的N2P2K2处理在0~20 cm土层的FRB及FRLD较不施肥(CK)分别显著提高了152%和164%,≥20~40 cm土层较不施肥(CK)分别显著提高了242%和161%,≥40~60 cm土层较CK分别显著提高了385%和135%。【结论】无患子FRB、FRLD和FRSA在0~60 cm土层范围内逐层递减,有明显的垂直分布特点。在缺P条件下施用N肥和K肥对无患子根系生长影响效果较小,需要在一定范围内增加土壤养分有效性以促进无患子细根生长及生物量积累。施肥量较为充足时,无患子能够根据 ≥40~60 cm土层土壤养分资源有效性调整细根分布结构,以充分吸收养分。N和P的交互作用对FRB、FRLD、FRAD和SRL的影响达极显著水平,与无患子细根生长的相关性较大。在配方施肥处理下无患子细根生长的拟合模型分析基础上建议施N肥693 kg/hm²、施P肥321 kg/hm²、施K肥432 kg/hm²。     

极端干旱环境下白梭梭细根分布与土壤水分关系

通过野外土柱法采集和室内分析,对白梭梭细根分布规律与土壤水分关系进行研究。结果表明:在垂直方向上,细根主要集中于25～75 cm土层内,其中根重密度和根长密度分别占总量的71. 45%、67. 67%。生物量、根长、比根长、比表面积随土层的加深先升高后下降,和土壤水分含量呈相同趋势;在水平方向上,细根主要集中于0～1. 5 m土层内,其中根长密度和根重密度分别占总量的76. 60%和86. 69%。生物量和根长均随着水平距离的增加而减少,与土壤含水率趋势相同,而比表面积和比根长则随着水平距离的增加而增加,与土壤含水率趋势相反;生物量和根长与土壤含水率呈极显著正相关,根长与生物量呈极显著正相关,比表面积与比根长呈极显著正相关,其余无明显相关关系。因此,水平距离0～1. 5 m和垂直方向25～75 cm土层内是细根分布密集区域,该区域既有利于沙丘表面过度干旱和高温对根系的影响,同时也有利于植株地上部分枝叶结构形成的,对降水的集流作用,高效地吸收降水,在土壤平均含水率仅0. 81%的情况下。因此,认为白梭梭根系的这种分布和生长特征是该物种在古尔班通古特适应沙漠干旱的主要原因。     

西鄂尔多斯绵刺(Potaninia mongolica)和短脚锦鸡儿(Caragana brachypoda)根系特征对土壤水分的响应

以西鄂尔多斯荒漠草原常见灌木绵刺与短脚锦鸡儿为研究对象.采用全根挖掘法研究西鄂尔多斯绵刺与短脚锦鸡儿的根系形态特征,调查土壤水分的分布格局.结果表明绵刺和短脚锦鸡儿根系生物量和根长密度均表现出随土壤深度的加深先增大后减小的趋势.绵刺和短脚锦鸡儿的根系分布浅,主要分布于0~30cm的土壤中;根/冠比很小(分别为0.47和1.38),但根幅可达冠幅6~8倍.根系的细根根长密度、吸水能力与土壤含水量呈显著正相关关系,根系形态构型与土壤含水量的垂直分布格局相匹配.绵刺和短脚锦鸡儿的根系特征表现出了对干旱区的有限降水、局限渗透和土壤含水量的垂直分布格局的生态适应性.     

秦岭北坡杨树人工林细根分布与土壤特性的关系

在秦岭山区北坡,对5年生杨树人工林细根表面积、细根体积、根长密度和细根生物量的垂直分布特征,以及这些根系参数与土壤理化特性的关系进行研究。结果表明：杨树人工林细根表面积、细根体积、根长密度和细根生物量基本上表现为随土壤深度增加而减少的趋势;各细根集中分布在0~20 cm土层中,其中0~10 cm土层中占40%左右,10~20 cm中集中了20%以上。土壤理化特性在0~80 cm土层中呈现各自的变化规律,土壤体积质量基本随土层加深而增加,土壤水分表现为变化不大的波动。土壤pH变动范围为6.14~6.71,且随土层加深呈波动变化趋势。土壤有机质、全氮、速效氮垂直变化趋势相似,随土层深度的增加而减少。在杨树人工林中,细根参数与多种土壤理化因子之间存在着不同程度的相关性,说明杨树人工林细根分布特征受土壤理化特性的影响,这反映了植物长期适应生境条件的有效策略。     

不同优势度马尾松的生物量及根系分布特征

对重庆酸雨区不同优势等级马尾松单木的生物量及根系分布特征进行了系统调查.结果表明:马尾松个体生物量中地上部分占90%以上,根系不足10%,各器官生物量所占比例顺序从大到小依次为:干、枝、根、皮、叶.不同优势等级马尾松林木的根系分布深度与幅度有很大区别.优势木垂直根系深度可达130 cm,水平根系集中在半径为3 m的范围内;而非优势木垂直根系一般不超过80 cm,水平根系集中在1.5 m为半径的范围内.不同径级根系在根系生物量中所占比例顺序从大到小依次为:粗根、大根、中根、小根、细根,其中粗根和大根占总根量的90%以上.中、小、细根不足10%.通过根钻法调查酸化土壤中生长的马尾松林木细根的分布特征,发现在40 cm深度范围内有大量马尾松细根存在,并在表层土壤较为集中;细根量随距样木距离的加大而不断减少,一般在距样木2.0 m的位置减至最低.     

宁夏干旱区3种典型植物群落根系和

以宁夏回族自治区平罗县西大滩的草本型、灌草型和乔草型3种植物群落为研究对象,测定了各群落中不同微生境区位(冠盖区、过渡区和空旷区)的表层土壤稳渗率,土壤密度、植物根系生物量密度和土壤含水率的垂直分布(0~10、10~30、30~60、60~100和100~150 cm梯度层)。结果表明：表层土壤稳渗率在各群落中从空旷区向冠盖区不断增大,植物生长能显著提高土壤稳渗率;各群落中相应区位表层土壤稳渗率也存在差异,其中,受植物生长影响较小的空旷区的稳渗率在乔草型群落最大,草本型群落次之,灌草型群落最小,但未达到显著水平;各群落内有较好荫蔽条件的冠盖区0~10 cm土壤表浅层中细根密度最高,但过渡区与空旷区细根密度最高的土层埋深下移;采样期间,各群落冠盖区下层土壤均出现不同程度的逆含水率梯度,草本型群落最明显,乔草型群落最弱。     

宁夏干旱区3种典型植物群落根系和土壤水分的空间特征

以宁夏回族自治区平罗县西大滩的草本型、灌草型和乔草型3种植物群落为研究对象,测定了各群落中不同微生境区位(冠盖区、过渡区和空旷区)的表层土壤稳渗率,土壤密度、植物根系生物量密度和土壤含水率的垂直分布(0~10、10~30、30~60、60~100和100~150 cm梯度层)。结果表明:表层土壤稳渗率在各群落中从空旷区向冠盖区不断增大,植物生长能显著提高土壤稳渗率;各群落中相应区位表层土壤稳渗率也存在差异,其中,受植物生长影响较小的空旷区的稳渗率在乔草型群落最大,草本型群落次之,灌草型群落最小,但未达到显著水平;各群落内有较好荫蔽条件的冠盖区0~10 cm土壤表浅层中细根密度最高,但过渡区与空旷区细根密度最高的土层埋深下移;采样期间,各群落冠盖区下层土壤均出现不同程度的逆含水率梯度,草本型群落最明显,乔草型群落最弱。     

小兴安岭小叶章根际微生态系统土壤碳空间分布特征

根际微生态系统包括土壤、植物根系和土壤微生物三大部分,它是联接大气、水体、土体、生物体碳流通的中间环节,是生态系统碳循环的关键部分。揭示小叶章根际微生态系统碳的时空动态对于研究小叶章生态系统碳循环具有重要意义。碳素是生命有机体的关键组成成分,根际微生态系统是物质循环的核心区域。论述了根际微生态系统的概念和内涵及其中间环节,是生态系统碳循环的关键部分。研究了国内外近年来根际微生态系统土壤有机碳(SOC)空间分布特征。分别描述了柱状实验和小室实验各类土壤的SOC含量。柱状实验和小室实验的结果显示了较好的一致性;在整个生长季节内,根层根际土和根层根表土SOC含量最高,表层根际土和下层根际土SOC含量相对较高,表层非根际土和下层非根际土SOC含量最低;且保持稳定。并且描述了柱状实验和小室实验各类土壤的土壤微生物量碳(MBC)含量。MBC的空间分布同样也包括为垂直分布和水平分布,垂直分布表现为MBC浓度的差异和微生物活性的差异,主要原因为根系在垂直方向上的不同生长特性导致不同的根系沉积,进而引起的微生物活性差异;水平分布主要由土壤微生物自身水平移动或在其它介质作用下的水平迁移所导致MBC在水平方向上浓度差异。     

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。     

花椒属一新变种--顶坛花椒及其品种的分类研究

本文对分布于贵州省贞丰县兴北镇北盘江河谷的花椒进行了分类学研究。初步研究表明 ,其与竹叶椒(Zanthoxylumplanispinum)比较接近 ,可视为竹叶椒的 1个新变种 ,定名为顶坛花椒 (Zanthoxylumplanispinumvar .dintanensis)。由于顶坛花椒已在当地广为栽培 ,并已成为重要经济林木 ,因此有必要对其进行品种分类。根据其种群个体相对稳定的形态特征、生长发育期及经济性状 ,本文将对顶坛花椒划分 3个品种     

小尺度温室土壤含水率空间变异性及水分迁移研究

为探究土壤含水率的空间分布特征,分析土壤水分迁移特征,以日光温室中8 m×8 m地块为研究对象,布设1 m×1 m采样网格,将0～50 cm深度土壤分为5个水平层,且标记4个垂直剖面.以土钻取样,采用烘干法测定各层土样含水率,运用地统计学方法分析土壤含水率在水平和垂直方向的空间变异性,并分析土壤水分迁移特征.结果表明,土壤含水率在0～50 cm深度中呈现先升高后降低的趋势,各深度土层土壤含水率存在着较强的空间相关性(块金系数≤13. 2),试验中随机因素对空间变异贡献较低(块金值≤0. 54).通过分析观测土层剖面及试验数据发现土壤含水率空间变异性和水分迁移受土壤孔隙结构、翻耕深度、蒸发强度、植物根系生长和土壤生物活动等因素影响均较大.重力势对垂直方向上的水分迁移作用大于水平方向,且供试地块最佳保水层为20～30 cm.     

不同立地条件下荆条根系分布规律

根系分布特征有着特殊的生态意义,它反映出植物适应和改造环境的功能.采用土钻法对北京市门头沟区常见的灌木-荆条的根系特征进行调查和研究.结果表明,不同立地条件下的荆条根系分布特征具有明显的差异,不同径级(d≤1 mm/d＞1 mm)的根系生物量随土壤深度呈指数减少;不同立地条件下根系密度的垂直分布,均表现为从土壤表层到深层逐次递减,在各土层中,0-60cm土层中分布的根系密度所占的比重最大;而根系密度的垂直分布,也均表现为随着距离树干的距离增大逐次递减,0-40cm土层中分布的根系密度所占的比重最大.阴坡立地上的根系密度和生物量均小于阳坡立地,≤1mm的根系分布深度要大于＞1mm根系,有利于刺槐对深层土壤中水分、养分的吸收,适应干旱环境.     

高海拔地区蚕豆/马铃薯根系时空分布特征及根系活性研究

通过土柱栽培实验,对蚕豆/马铃薯间作复合群体根系的时空分布特征和根系活性进行深入研究.结果表明,间作蚕豆的根系总干质量在苗期、盛花期、结荚期、成熟期与对照相比增减了-4.17%,13.40%,15.43%,-6.53%,间作马铃薯的根系总干质量增减分别为-30.98%,38.10%,4.24%,-12.56%.可见,在2作物生长最旺盛时期,间作具有提高根系总质量的作用.同时,间作扩展了蚕豆根系垂直方向的生态位,较深根系分布有利于蚕豆后期的竞争恢复生长.0²0cm土层,2作物生长前期,间作蚕豆与间作马铃薯的根比例较其单作降低了1.01%,6.17%,根系发生了下移现象;生长中期,间作马铃薯的根系较单作上升了10.77%,表现为根质量密度的上移,间作蚕豆的根比例较单作下降了3.08%.020cm土层,2作物生长前期,间作蚕豆与间作马铃薯的根比例较其单作降低了1.01%,6.17%,根系发生了下移现象;生长中期,间作马铃薯的根系较单作上升了10.77%,表现为根质量密度的上移,间作蚕豆的根比例较单作下降了3.08%.0⁴0cm土层,间作群体的根系比例在苗期、盛花期、成熟期与040cm土层,间作群体的根系比例在苗期、盛花期、成熟期与0²0cm土层的根系比例变化不明显,但结荚期间作马铃薯根比例比单作上升了9.27%.间作蚕豆在苗期、盛花期的根系含水率高于相应对照,而结荚期和成熟期却低于相应对照;间作马铃薯在盛花期、结荚期的根系含水率高于相应对照,而苗期、成熟期的根系含水率低于相应单作.蚕豆/马铃薯间作群体020cm土层的根系比例变化不明显,但结荚期间作马铃薯根比例比单作上升了9.27%.间作蚕豆在苗期、盛花期的根系含水率高于相应对照,而结荚期和成熟期却低于相应对照;间作马铃薯在盛花期、结荚期的根系含水率高于相应对照,而苗期、成熟期的根系含水率低于相应单作.蚕豆/马铃薯间作群体0⁸0cm深层,根系含水率高于相应单作,具有更高的贮水能力,有利于提高土壤水的利用效率.随着生育进程的推进,根系高活性位点呈下移趋势.根系还原总质量和还原总质量密度呈上高下低的"T"型分布,可将其分为3种类型:080cm深层,根系含水率高于相应单作,具有更高的贮水能力,有利于提高土壤水的利用效率.随着生育进程的推进,根系高活性位点呈下移趋势.根系还原总质量和还原总质量密度呈上高下低的"T"型分布,可将其分为3种类型:0²0cm为高量高密度型,2020cm为高量高密度型,20⁴0,4040,40⁶0cm为中量中密度型,6060cm为中量中密度型,60⁸0cm为低量低密度型.     

一、二代马尾松林土壤微生物数量及酶活性垂直分布特征

【目的】揭示连栽马尾松林根际土壤环境在垂直方向上的变化。【方法】以不同栽植代数的马尾松人工林作为研究对象,采用配对样地法,于 2015 年 10 月,对比研究不同代马尾松人工林的根际与非根际土壤可培养微生物数量及土壤酶活性土层垂直变化特征。【结果】两代马尾松人工林根际土壤可培养微生物数量与酶活性的土层垂直分布特征明显,均表现为在 0~10cm 土层最高,在 >10~20cm 土层较低,在 >20~30cm 土层最低;同层次不同代之间比较,二代林根际土壤可培养微生物数量及酶活性均高于一代林,除土壤脲酶活性在代际间没有统计学意义上的差异外,其余酶的活性和 3 大类微生物数量在代际间的差异具有统计学意义(p <0.05 );两代马尾松人工林各土层根际可培养微生物数量与酶活性皆高于非根际,随着土层加深,根际与非根际间没有呈现出明显相关规律;两代马尾松林微生物与土壤酶呈统计学意义上的正相关关系(p <0.01 )。【结论】连栽提高了马尾松林根际土壤微生物数量和酶活性,二代林根际土壤性质在土层垂直方向上的表现均优于一代林。
     

淳化县不同立地上刺槐根系的分布参数

树种的根系消弱系数 (rootextinctioncoefficient) β是确定树种根系垂直分布特征的主要参数。通过研究渭北黄土高原淳化县境内的主要造林树种———刺槐 (Robiniapseudoacacia)的根系垂直分布特征 ,确定了该树种在不同立地上 β值的大小。结果表明 ,阴坡立地的 β值均在 0 .982以上 ,而阳坡立地上的 β值则一般小于 0 .982 ,说明阴坡立地上的刺槐根系分布深度要大于阳坡立地上的分布深度。其细根 (Φ <1mm)的分布深度大于较粗根系 (Φ <3mm)的分布深度 ,这有利于刺槐对深层土壤中水分、养分的吸收 ,适应干旱环境 ,促进地上部分的正常生长。     

槟榔香草兰农林复合系统土壤性状及根系分布

采用挖掘法和土壤常规观测方法对香草兰槟榔农林复合系统土壤物理性状及根系分布进行了分析.结果表明与当地土壤相比,混交林表土层比较疏松,0～20cm土壤容重比当地同层土壤小0.13 g·cm-3.混交林下各土层土壤含水量分布具有规律性,0～80cm土层平均为12.8%.混交林土壤平均pH值为4.7,略小于当地土壤pH值.混交林平均土壤有机质含量为1.9%,处于全省较高水平,尤其0～20cm土层中有机质含量为1.96%,同比当地土壤高0.7%.香草兰槟榔复合系统根系多集中在0～40cm土层中,占总根量的82.3%,其中,槟榔根系多集中在20～40cm土层中,占总根量的51.6%,香草兰根系水平分布在0～30cm的表土层中,水平分布范围30～50cm.＜1mm和1～3mm根系主要集中在20～40cm土层中,占总根量的48%,而槟榔纯林中＜1mm和1～3mm根系主要集中在0～20cm土层中,占总根量的37.9%.     

一、二代马尾松林土壤微生物数量及酶活性垂直分布特征

【目的】揭示连栽马尾松林根际土壤环境在垂直方向上的变化。【方法】以不同栽植代数的马尾松人工林作为研究对象,采用配对样地法,于2015年10月,对比研究不同代马尾松人工林的根际与非根际土壤可培养微生物数量及土壤酶活性土层垂直变化特征。【结果】两代马尾松人工林根际土壤可培养微生物数量与酶活性的土层垂直分布特征明显,均表现为在0~10cm土层最高,在10~20cm土层较低,在20~30cm土层最低;同层次不同代之间比较,二代林根际土壤可培养微生物数量及酶活性均高于一代林,除土壤脲酶活性在代际间没有统计学意义上的差异外,其余酶的活性和3大类微生物数量在代际间的差异具有统计学意义(p0.05);两代马尾松人工林各土层根际可培养微生物数量与酶活性皆高于非根际,随着土层加深,根际与非根际间没有呈现出明显相关规律;两代马尾松林微生物与土壤酶呈统计学意义上的正相关关系(p0.01)。【结论】连栽提高了马尾松林根际土壤微生物数量和酶活性,二代林根际土壤性质在土层垂直方向上的表现均优于一代林。     

香根草根系在公路边坡土体中的分布特征

模拟实际公路边坡坡度和土质条件,制作模型试验箱,并种植了根系发达的生态护坡植物——香根草.通过全断面开挖法,研究了在模型箱中生长了两年的香根草根系在边坡土体中的分布特征.结果表明:在贫瘠土壤条件下,两年生香根草的根系垂直向下生长,最大根长达1m多,其根系生物量沿土层剖面深度呈二项式函数关系减少;根系直径约为0.8~1.4mm,且根径1mm的根系居多,最粗者可达2.2mm;香根草根系的分布范围随土层深度呈先增大后减小的趋势,其分布规律可以用Gauss曲线来描述;沿土层剖面自上而下,根系密度分布规律服从Logistic曲线关系;香根草的大部分根系偏向坡脚方向生长,坡脚方向生长的根系粗长且密集,而坡顶方向生长的根系则细短且稀疏.以上对根系形态分布规律的研究可为进一步分析植物根系与土体间的相互作用机理、防治边坡水土流失、浅层滑坡等地质灾害提供理论基础.