小兴安岭4种森林类型细根生物量的时空格局

摘要

[目的]对原生林及其皆伐后自然演替形成的次生林和造林形成的人工林的细根生物量及土壤特性进行研究,分析不同更新方式对细根动态分布的影响、了解细根与土壤特性之间的互动效应,为阐明森林生态系统中碳和养分循环以及为该地区森林恢复和森林经营提供理论依据.[方法]以小兴安岭南坡典型阔叶红松林、皆伐后天然更新的白桦次生林、皆伐后栽植的红松人工林和兴安落叶松人工林为研究对象,于2013年5-9月用连续钻取土芯法采集细根(直径≤2 mm)和土壤,测定细根生物量的垂直分布与季节动态,分析生物量与土壤特性的相关性.[结果]典型阔叶红松林、红松人工林细根生物量均显著高于白桦次生林和兴安落叶松人工林(P＜0.05);各森林类型细根生物量的垂直分布存在显著差异(P＜0.05),细根主要集中在0 ～ 20 cm土层中,其中自桦次生林0 ～20 cm土层中细根生物量占其细根总生物量的比例最高(75.81％),典型阔叶红松林最低(62.73％);各森林类型细根生物量存在季节性波动,各森林类型活、死细根生物量均有2个峰值;4种森林类型的细根生物量与土壤温度的相关性不显著,除典型阔叶红松林外,其他3种森林类型的细根生物量与土壤含水率极显著正相关(P＜0.0l),4种森林类型的细根生物量与土壤水解氮含量极显著正相关(P＜0.01),白桦次生林的细根生物量与土壤有效磷含量显著负相关(P＜0.05).[结论]本地区的顶极群落——典型阔叶红松林和以典型阔叶红松林的建群种为主要组成树种的红松人工林细根生物量显著高于以先锋树种白桦和兴安落叶松为主要组成树种的白桦次生林和兴安落叶松人工林;细根生物量在土壤中的分布具有明显的不均匀性,主要集中在养分含量较高的土壤表层,处于演替顶极阶段的森林较处于演替早期的森林采取更精细的获取资源的策略,土壤下层细根占细根总生物量比例较高;细根生物量的季节变化与物候节律一致,细根生物量的高峰期出现在春末和初秋.