亞熱帶常綠闊葉林細根生物量及根系呼吸的研究.pdf

1、肖坑具有典型亞熱帶季風(fēng)氣候,其典型森林植被為亞熱帶常綠闊葉林。采用根鉆土芯法和內(nèi)生長法相結(jié)合的研究方法,系統(tǒng)研究了亞熱帶常綠闊葉林細根生物量的分布狀況、不同年齡林分的細根生物量及季節(jié)動態(tài)變化、細根養(yǎng)分元素含量(N、P、K、Ca、Na、Mg、Fe)及其季節(jié)動態(tài)變化。采用切斷根系法、運用Li-6400光合呼吸測定儀對不同年齡林分根系呼吸特性、及其對土壤呼吸的貢獻和季節(jié)動態(tài)變化進行了研究,探討了根系呼吸對土壤溫度和含水量的響應(yīng)。 (1

2、)常綠闊葉林細根生物量隨土層的深度增加而逐漸減少,大部分細根集中于0～10 cm的土壤表層。中齡林細根生物量平均值為3.825 t.hm-2,稍大于幼齡林(3.768 t.hm-2)。在30 cm表土層內(nèi)中齡林與幼齡林細根生物量季節(jié)波動性較大,都于6月達最高值。 (2)常綠闊葉林30 cm土層內(nèi),中齡林細根年生長量為1.394 t.hm-2·a-1,與幼齡林細根年生長量(1.398 t.hm-2·a-1)非常接近。中齡林、幼齡林

3、細根年周轉(zhuǎn)率分布為0.36和0.37。細根生長量隨季節(jié)變化明顯：一年中,常綠闊葉林細根月均生長量范圍為0.031～0.228 t.hm-2·a-1;月平均生長量最大值在3～6月,幼齡林可達到0.205 t.hm-2·a-1,而中齡林為0.228 t.hm-2·a-1。 (3)中齡林與幼齡林細根中N、P、K、Ca、Mg、Na、Fe養(yǎng)分元素含量和細根生物量分布規(guī)律一致,垂直分布明顯,隨著土層深度的增加而減少,0～10cm表土層細根養(yǎng)

4、分含量最高。中齡林中各元素含量大小順序為:Fe>Ca>N>K>Na>Mg>P;幼齡林為:Ca>Fe>K>N>Mg>Na>P。N、P、K、Na含量隨季節(jié)變化不大。中齡林與幼齡林細根Ca含量一年中呈現(xiàn)“雙峰”曲線波動：6月出現(xiàn)最大值,而11月又一次出現(xiàn)較高的峰值。Mg、Fe含量一年中均呈現(xiàn)“單峰”曲線變化,Mg含量最大值出現(xiàn)在9月,而最小值在1月；Fe含量最大值出現(xiàn)在6月,而最小值在11月。 (4)中齡林與幼齡林細根的N、P、K、C

5、a、Na、Mg、Fe的養(yǎng)分現(xiàn)存量隨著土層深度的增加而減少。0～lOcm土層細根養(yǎng)分現(xiàn)存量最高,特別是P元素,其現(xiàn)存量占30 em表土層內(nèi)細根該元素總量的70.81％,最低的是Na占48.42％。中齡林中,細根各養(yǎng)分元素的現(xiàn)存量大小為:Fe>Ca>N>K>Na>Mg>P;而幼齡林細根各養(yǎng)分元素的現(xiàn)存量大小為:Ca>Fe>K>N>Mg>Na>P,兩種林分P現(xiàn)存量均為最少。中齡林細根N、P、K、Na、Fe的現(xiàn)存量大于幼齡林。 細根養(yǎng)分

6、現(xiàn)存量的變化與細根生物量和細根養(yǎng)分含量的變化有關(guān)。中齡林與幼齡林隨季節(jié)動態(tài)變化基本一致。兩林分細根N、P、Mg、Na的現(xiàn)存量隨季節(jié)變化趨勢不十分明顯；Fe、Mg、Na的現(xiàn)存量呈“單峰”曲線變化,Fe最大值出現(xiàn)在6月,最小值出現(xiàn)在1月。Ca自4月開始增長較快,于6月達最大值,之后迅速下降,在9月達較低水平。Mg、Na于6月出現(xiàn)變化幅度較小的峰值。兩林分中,K呈“雙峰”曲線變化,峰值出現(xiàn)在6月和11月,最小值在9月。兩林分細根P現(xiàn)存量周年處

7、于較低水平,且季節(jié)變化極不明顯。中齡林細根的N現(xiàn)存量顯著高于幼齡林。 (5)中齡林根系呼吸速率年變化范圍在0.412～1.970 μmol·m-2.S-1,幼齡林為0.259～1.414 μmol·m-2.S-1;幼齡林年平均根系呼吸速率(1.198 μmol·m-2.S-1)是中齡林的(0.937 μmol·m-2.S-1)1.13倍。中齡林和幼齡林根系呼吸速率及根系呼吸占土壤總呼吸的比例季節(jié)變化規(guī)律基本一致,1年中基本呈現(xiàn)單

8、峰曲線模式,高峰值出現(xiàn)在6月,之后逐漸下降至次年1月達最低值。幼齡林根系呼吸速率各月均明顯高于中齡林,二者之間呼吸速率的最大差值出現(xiàn)在6月。幼齡林根系呼吸占土壤總呼吸的比例為31.79％～59.00％;而中齡林為23.50％～50.26％,變化幅度較幼齡林小。 (6)中齡林和幼齡林根系呼吸速率與土壤5 cm內(nèi)溫度相關(guān)性顯著。指數(shù)相關(guān)回歸可以說明土壤溫度對根系呼吸速率季節(jié)變化的影響,幼齡林達85.10％,中齡林達90.34％,中齡

9、林根系呼吸對土壤溫度的敏感程度大于幼齡林。根系呼吸速率與土壤含水量之間的相關(guān)性較差。在溫度較低的情況下,土壤高含水量并沒有促進根系的呼吸,但與土壤溫度互作可能對林木根系呼吸產(chǎn)生較為顯著的促進效果,這方面還需進一步研究。 (7)中齡林根系呼吸速率與其細根生物量均呈線性正相關(guān)關(guān)系(p<0.05),可以說明常綠闊葉林細根生物量對根系呼吸速率影響達72.52％。但幼齡林根系呼吸速率與細根生物量相關(guān)性不顯著,僅能解釋其細根生物量對根系呼吸