不同林龄亚热带次生林细根生物量和形态分布差异

摘要

[目的]研究不同林龄亚热带次生林主要树种细根的生物量、形态特性及其与土壤养分的相关关系,探讨不同林分细根生长特性差异及树种间的竞争作用,为亚热带森林的经营提供理论依据.[方法]在浙江省黄岩山选取经过皆伐后人工播种造林恢复的23年生林分及未经过人为干扰的60年生林分,每个林分中设置10个10 m×10 m的样方,每个样方中随机选取3个采样点,使用根钻法对0～20 cm土层中林分主要树种(青冈、木荷、石栎、其他木本植物)的根系样品及土壤样品进行采集,测定3个不同直径等级(D1.＞0～≤0.5 mm,D2.＞0.5～≤1 mm,D3.＞1～≤2 mm)细根的生物量及其形态特征(比根长、根长密度),以及土壤铵态氮、硝态氮、全磷及有机质含量,并分析细根生物量及其形态特征与土壤养分的相关性.[结果](1)细根总生物量随林龄的增加而增大,60年生林分细根总生物量显著(P＜0.05)高于23年生林分,是23年生林分的1.3倍,这种显著性差异主要由杂根(其他木本植物根系)生物量引起,而青冈、木荷、石栎的细根总生物量在2个林龄林分间无显著差异.(2)各径级细根生物量因树种和林分的不同而存在差异,60年生林分青冈D1和D2径级细根生物量分别比23年生林分高82.1％和51.1％,差异显著(P＜0.05);木荷各径级细根生物量在2个林分间无显著差异;60年生林分石栎D1径级细根生物量是23年生林分的55.5％,差异显著(P＜0.05);杂根各径级生物量均表现为60年生林分显著(P＜0.05)高于23年生林分,分别是23年生林分的1.5倍(D1)、1.9倍(D2)和1.9倍(D3).(3)木荷、石栎各径级细根的比根长和根长密度在2个林龄林分间均无显著差异(P＞0.05),但青冈和杂根的细根形态在不同林龄林分间差异显著(P＜0.05),其中60年生林分D3径级比根长分别是23年生林分的1.4和1.3倍,60年生林分青冈D1、D2、D3径级根长密度分别较23年生林分增加了58.36％,41.96％和49.57％,杂根根长密度分别较23年生林分增加了44.76％,120.21％和111.31％.(4)细根总生物量与土壤养分呈显著相关关系,但在树种间和林分间有所差异,在23年生林分中,细根总生物量与土壤铵态氮、硝态氮和有机质含量呈显著或极显著正相关关系;在60年生林分中,细根总生物量与土壤铵态氮、硝态氮、全磷和土壤有机质含量呈显著或极显著正相关关系.[结论]未经过人为干扰的60年生林分细根总生物量显著高于皆伐后人工播种造林恢复的23年生林分,但更容易出现养分短缺的现象;随林龄的增加,青冈可能具有更好的适应能力和竞争能力.