晋西北黄土区幼龄柠条细根动态的研究

摘要

细根作为树木养分和水分吸收的主要器官，其生长和死亡在森林生态系统碳平衡和养分循环过程中发挥着重要的作用。微根管技术（Minirhizotron technique）是一种非破坏性、定点直接观察和研究植物根系的新方法。本研究以晋西北黄土区人工栽植的5年生柠条（Caragana korshinskii Kom.）林为对象，利用微根管技术对0～100cm土层的柠条细根动态进行了观测。本文根据2007年生长季（4月～9月）观测数据，对柠条细根的现存量（standing length，RLDst）、生长速率(growth rate，RLDg)、死亡速率(death rate，RLDdr)和净生长速率(net growth rate，RLDngr)及其与气温、降雨量、土壤温度和土壤水分等环境因子的关系进行了研究。
　　(1)柠条细根主要分布于40～90cm土层，细根RLDst季节变化特征为5月26日到9月5日持续增大，在9月5日达到生长季峰值，之后RLDst略有减小。柠条细根RLDst与10℃以上积温、同期土壤积温、积降雨量均存在极显著正相关。
　　(2)在年生长季，柠条细根RLDgr与RLDdr最大值出现的土层均由浅入深。与上层(0～50cm)相比，下层(50～100cm)的细根平均RLDgr交大，而平均RLDdr则较小。柠条细根RLDgr的季节动态特征为4月11日至8月12日逐渐增大，在8月中旬达到最大，之后逐渐减小;而细根RLDdr的季节变化特征为4月11日至7月4日缓慢增大，7月4日后迅速增大，在生长季末达到最大值。年生长季柠条细根的生长量与死亡量分别为18.89mm·cm-3和4.44mm·cm-3。虽然4月至9月生长与死亡之比（Rgd）逐渐减小，但仅生长季末Rgd＜1。柠条细根RLDg与气温存在极显著正相关，与土壤温度存在显著正相关;而柠条细根RLDdr与各环境因子均不存在显著相关性。
　　(3)下层(50～100cm)柠条细根平均RLDngr大于上层(0～50cm)。柠条细根RLDngr的季节动态特征与RLDgr完全一致。生长季柠条细根的净生长量为14.61mm·cm-3。柠条细根平均RLDngr与气温显著正相关。
　　总体而言，深土层(50～100cm)为柠条细根主要分布和生长活跃区。柠条细根LDst、RLDgr和RLDngr的季节变化均表现为单峰型曲线，主要在夏末秋初（7月下旬至9月上旬）达到最大值，柠条细根RLDdr则随时间的推移不断增大，并在生长季末达到最大。各环境因子中，气温和土壤温度对柠条细根生长和死亡的影响最大。2007年生长季柠条细根的总生长量为18.89mm·cm-3，死亡量为4.44mm·cm-3，净生长量为14.61mm·cm-3。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 细根的垂直变化

1．2．2 细根的季节动态

1．2．3 细根研究中存在的问题

1．3 细根研究的主要方法

1．3．1 直接测定法

1．3．2 间接测定法

1．4 影响细根生长的因子

1．4．1 土壤温度

1．4．2 土壤水分

1．4．3 养分

1．4．4 其它因素

1．5 本研究的目的和意义

1．6 拟注意的关键技术问题

第二章 材料与方法

2．1 试验区概况和样地设置

2．2 微根管安装

2．3 数据采集、整理

2．4 环境因子测定

2．5 数据处理

第三章 柠条细根现存量的变化规律

3．1 细根直径的径级结构与季节和垂直变化情形

3．2 细根RLDst的垂直变化特征

3．3 细根RLDst的季节动态特征

3．4 细根RLDst与环境因子的关系

3．5 小结

第四章 柠条细根生长速率与死亡速率的变化规律

4．1 柠条细根RLDgr的变化及其与环境因子的关系

4．1．1 细根RLDgr的垂直变化特征

4．1．2 柠条细根RLDgr的季节动态特征

4．1．3 生长季林地总细根生长量的估算

4．1．4 细根RLDgr与环境因子的关系

4．2 柠条细根RLDdr的变化及其与环境因子的关系

4．2．1 细根RLDdr的垂直变化特征

4．2．2 细根RLDdr的季节动态特征

4．2．3 生长季林地细根总死亡量的估算

4．2．4 细根RLDdr与环境因子的关系

4．3 柠条细根Rgd的变化规律

4．4 小结

第五章 柠条细根净生长速率的变化规律

5．1 细根RLDngr的垂直变化特征

5．2 细根RLDngr的季节动态特征

5．3 生长季林地细根净生长量的估算

5．4 细根RLDngr与环境因子的关系

5．5 小结

第六章 结论和讨论

6．1 柠条细根的垂直变化特征

6．2 柠条细根的季节动态特征

6．3 柠条细根动态与环境因子的关系

6．4 柠条细根的生长速率和死亡速率

6．5 柠条细根生死比

6．6 生长季柠条细根总生长量与净生长量的估计

6．7 问题与展望

参考文献

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