黑河源流区旱柳根系分布特征研究

在位于黑河源流区的肃南裕固族自治县境内选择旱柳利用根钻1/4样圆法取样,采用根系密度分析项目区旱柳根系的空间分布。结果表明,0～200 cm垂直剖面上,旱柳细根系(d≤2 mm)根系密度随土层深度的增加总体呈衰减趋势。0～60 cm土层细根根密度较大,在60～80 cm土层细根根系密度分布较为稳定。旱柳粗根根系密度在剖面随土层深度的增加呈"增-减-增-减"的趋势变化,40～80和120～180 cm土层为旱柳粗根根系密度分布的高密度区。距树干50、100、150、200 cm处,旱柳细根生物量占总根系生物量的比例分别为32.97%、27.01%、21.98%、18.05%,粗根生物量占总根系生物量的比例分别为51.35%、33.16%、6.96%、8.53%。垂直方向上,旱柳细根生物量均随土层深度的增加呈显著的负指数衰减。粗根生物量垂直分布基本相似,随着水平距离的增加,高密度区所占比重依次减小。水平方向上,旱柳根系生物量随距树干距离的增加而减小。     

晋西黄土区核桃花生复合系统核桃根系空间分布特征

采用分层挖掘法对晋西黄土区核桃花生复合系统核桃根系的空间分布特征进行研究。结果表明:在垂直方向上,核桃根系生物量较为集中地分布在0～60cm的土层中,占整个根系生物量的90.52%;在水平方向上,核桃根系生物量主要集中在距核桃1.5m的区域内,占整个根系生物量的70.37%。不同径级根系生物量的分布规律基本一致,其中,细根主要集中分布在垂直方向0～40cm土层、水平方向1.5m的带距内,并且随土层深度的增加以及距树体距离(水平方向)的增加,根系生物量均呈指数型减少。建立了根质量密度与距树体水平距离和土层深度的关系。根系消弱系数(β)反映出的根系分布特点与根系的实际分布情况相符,可以作为描述核桃根系垂直变化的参数。     

泰宁雷公藤根系分布规律

对泰宁县3种雷公藤林分的雷公藤根系含水率和生物量进行研究。结果表明,3年生林分比5年生林分的根系含水率低;野生林分根系生物量远小于人工林林分,前者总根量仅达到430.019 kg.hm-2,而后两者则分别达到1073.070和1937.669 kg.hm-2;不同类型林分的根系生物量在各径级中分配的共同规律:粗根>中根>细根,根系生物量的垂直分布随着土壤深度的增加而逐渐下降,在0-10 cm的土层中,根生物量所占比例最大,达总量的40%以上,随后逐层减少;在30-40 cm的土层中,根量所占比例已经很小了,而>40 cm的土层,几乎没有根系,根量绝大部分集中在前3层(0-30 cm)。     

辽南地区越橘根系分布特征

调查了7a生越橘在辽南地区棕壤条件下根系分布特征。结果表明:(1)5个越橘品种根幅为50～70cm,水平分布主要在0～50cm范围内;(2)根系生物量以高丛越橘、半高丛越橘较大,矮丛越橘较小;不同径级根系生物量占总生物量的比例以1～3mm的根系最大,其次为≤1mm的根系,≥3mm的根系所占比例较小;(3)康维尔、北村和斯卫克的根长密度较大,北陆和美登较小;不同径级根系根长密度占总根长密度的比例≤1mm根系最大,其次为1～3mm的根系,≥3mm的根系所占比例较小;(4)5个越橘品种根系生物量和根长密度垂直分布深度在30～40cm以内,主要分布在0～20cm土层中,其中康维尔和北村集中分布在0～10cm土层中,美登集中分布在10～20cm土层中,北陆和斯卫克在0～20cm土层内分布相对较为均匀。     

灌草立体配置对退化草地土壤水分和养分的影响

【目的】比较灌草立体配置模式下3种不同生境的土壤水分、养分和植物根系相关参数的差异，探究灌草立体配置30年对退化草地土壤水分和养分以及植物根系的影响，为黄土高原水土保持和生态恢复提供理论依据。【方法】以位于黄土高原云雾山国家草原自然保护区种植30年的人工柠条和野山桃搭配灌丛带样地为研究对象，采集灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部不同土层的土样和植物根系，比较3种位置下土壤水分、养分含量和植物根系特征的差异，并分析了根长与土壤水分和养分含量的相关性。【结果】在0～80 cm土层，灌丛带内部的土壤含水量明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在0～80 cm土层，随着土层深度增加，灌丛带3个位置土壤全氮、碱解氮和有机碳含量均呈下降趋势，而全磷含量变化不明显；在同一土层，灌丛带内部的全氮、碱解氮和有机碳含量均明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部3个位置，植物根系生物量呈减小的趋势。从垂直分布来看，灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部0～15 cm土层的植物根系生物量分别占0～40 cm土层植物根系生物量的90.86%，90.79%，92.91%，说明植物根系生物量主要集中分布于0～15 cm土层。3个取样位置中，灌丛带内部植物根长、根表面积和根体积均最大。相关性分析表明，灌丛带植物根长与0～20 cm土层的土壤含水量，0～40 cm土层土壤有机碳和全氮、0～80 cm土层碱解氮均呈显著或极显著正相关。【结论】在黄土高原退化草地上进行灌草立体配置可以促进植物根系生长，提高土壤水分和养分含量，有利于退化草地的恢复。     

不同固定程度沙地油蒿根系与土壤水分特征研究

水分是干旱、半干旱地区生态系统中最重要的限制因子,而根系是植物吸收水分的重要器官。为研究不同固定程度沙地油蒿根系与土壤水分特征,分别选取毛乌素沙地固定、半固定和流动沙地上的油蒿植株,采用分层取土的方法调查不同类型沙地上的油蒿根系分布特征,同时用TDR测定相应层次土壤水分。结果表明:固定、半固定和流动沙地油蒿根系均以粗根最多,中粗根次之,细根最少,且随着土层深度的增加,3种级别的根量均呈指数状递减;固定、半固定和流动沙地0～40 cm范围内细根所占比重分别为:79.11%、74.71%和53.23%,固定和半固定沙地油蒿植株主要利用0～40 cm范围内的土壤水分,而流动沙地油蒿植株能更多地利用40 cm以下土壤水分。从流动沙地到固定沙地,植被盖度不断增加,植被对土壤水分的消耗也逐渐加大,同时由于地表发育的生物结皮具有阻碍降水入渗的作用,造成固定沙地土壤水分不断恶化,久之将造成固定沙地油蒿群落的衰退。     

休眠期苹果树体不同器官氮素的分布

【目的】探讨休眠期苹果树体不同器官生物量与氮素分布的规律。【方法】以9年生红富士苹果树为对象,对休眠期不同器官及其皮层和木质部的生物量、氮含量与氮累积量进行了详细分析。【结果】休眠期苹果树体地上部与根系的生物量分别占树体的生物量的77.17%和22.83%;树体皮层和木质部生物量分别占单株树体生物量的21.29%和77.96%;根系生物量随深度增加而降低,71.18%的根分布在0~40 cm土层中。树体各器官皮层的氮含量均高于其木质部;枝及其皮层和木质部氮含量随枝龄的增加而减少;同一土层细根的氮含量大于粗根。休眠期苹果树体69.85%的氮累积在地上部,且主要贮藏在3~8年枝的木质部,而根系的氮素主要贮藏于0~20 cm的粗根木质部;根系氮累积量随深度增加而降低;在同一土层中,粗根氮累积量明显高于细根。【结论】苹果树休眠期氮素在树体内的储存量表现为地上部大于根系,木质部大于皮层。     

青土湖间断性水淹干扰对白刺沙堆土壤特性与生物量的影响

以青土湖过渡带3个不同立地类型(常淹水中的白刺沙包、固定白刺沙包、半固定白刺沙包)的白刺灌丛沙包为研究对象,采用了空间代替时间的方法,测定了间断性水淹前后白刺群落土壤水分、土壤电导率、pH、白刺生物量等参数。结果表明,3种立地类型的白刺沙包土壤电导率和pH随着深度的变化而有不同的变化。常淹在水中的白刺沙包不同部位的土壤含水量的变化较为平稳;固定白刺沙包不同部位的土壤含水量在浅层(0～20cm)相差较大,在较深层变化较小;半固定样地的各个部位土壤含水量相差不大。白刺的生物量从大到小依次为距离水50 m、离水200 m、离水100 m、水中,这说明土壤水分对白刺沙包生长有重要的影响,距离水50 m为白刺生长最佳距离。     

无瓣海桑林根系分布规律的研究

采用全部分层挖取法研究了无瓣海桑林的根系组成及其分布格局,结果表明:无瓣海桑属笋状呼吸根,总根量主要的分布范围在0～60 cm土层中,占90.75%;其中20～40 cm土层的根系量占总根量的一半,达51.96%,且以粗根最多,占29.13%;根的生物量与地上部分的胸径和树高成幂函数关系,相关系数达0.899以上.     

延安燕沟流域刺槐根系分布特征

根系分布特征有着特殊的生态意义,它反映出林木适应和改善环境的功能。采用土钻法对延安燕沟流域阴坡刺槐根系分布特征进行调查和研究。结果表明,①细根集中分布在表层0~60 cm土层,粗根根系密度分布呈"高-低-高"3个密度区,且80~100 cm土层为低密度区;②细根和粗根生物量水平分布均可用"抛物线"描述;③随着距树干距离的增加,细根根系消弱系数β值逐渐增大,150 cm处β值达到最大,为0.994,而粗根根系消弱系数β在100 cm处达到最大,为0.992;④水平方向0~150 cm范围内,细根根系消弱系数β值(0.992)大于粗根根系消弱系数β值(0.990),说明细根的分布深度大于粗根,这种分布特征扩大了刺槐对水分养分的吸收利用空间。     

陇南旱地油橄榄细根纵向生长力研究

以陇南市白龙江干热河谷地区的油橄榄作为对象,运用垂直剖面取土法,分析0~20、20~40 cm与40~60 cm土层的细根特征。结果表明:油橄榄细根（直径0~2 mm）的长度、表面积、体积、细根生物量和细根活力都随土层深度的增加而显著减小,0~20 cm中的各指标均占总数的50%左右;0~20 cm土层是油橄榄水分和养分吸收的重要部分,在施肥和灌水时应考虑最佳深度在0~20 cm以内,且灌水的最大渗透范围不应超过60 cm。不同径阶的（0<D≤0.2 mm、0.2<D≤0.5 mm、0.5<D≤1 mm、1<D≤2 mm）细根长度、表面积、体积、根尖数量都随土层纵向深度的加深而显著减小,而直径为0.2~1 mm的细根长度和表面积均占总长度和总表面积的80%左右,0.2~1 mm的细根是油橄榄养分和水分吸收的主体。     

秦岭北麓地区猕猴桃根系分布与生长动态研究

[目的]研究秦岭北麓地区猕猴桃根系分布与生长形态。[方法]于猕猴桃不同生育期采集不同土层的样本。[结果]年周期猕猴桃根干物质增加1.33kg,在3月28日至5月18日和7月9日至9月8日生长较慢,5月18日至7月9日和9月8日至11月6日生长相对较快,11月以后基本停止生长。根系主要分布在0～40cm土层,占总根量的78.10%。随着土层深度的增加,猕猴桃根量减少。猕猴桃的主根（直径〉1cm）占根总量的60.23%,其中91.33%分布在0～40cm土层,没有到达60cm以下。侧根（直径0.2～1.0cm）占根总量的32.34%,主要分布在20～40cm土层,占51.79%;其次是40～60cm土层,占20.96%。细根（直径〈0.2cm）占根总量的7.44%,与侧根一样分布在20～40cm土层最多,占35.08%;0～20、40～60、60～80cm土层分别为19.62%、22.85%、14.52%;80～100cm土层最少,为7.93%。[结论]该研究可为秦岭北麓地区猕猴桃合理和适时施肥提供科学依据。     

垄膜集雨对陇东旱塬苹果根系分布及土壤性状的影响

为探明黄土高原旱塬区垄膜集雨措施对苹果根系及土壤性状的影响,以9 a生苹果树为试材,结合田间调查和室内测量的方法,研究垄膜集雨保墒条件下果树根系分布及土壤性质的变化特点。结果表明,垄膜和清耕处理苹果根系水平分布特征相似,垂直分布有明显差异。清耕条件下,富士苹果根系主要分布在距离主干30~150 cm内的20~80 cm深土层中,以40~60 cm土层分布最多;而垄膜集雨处理根系主要集中在 0~20 cm 土层中,占根系总量的48.18%,随着土壤深度的增加,根系生物量减少,表现出根系上浮现象;垄膜和清耕处理土壤体积质量与总根长、根系生物量、根系表面积、根长密度均呈极显著负相关,而土壤含水量与根系各指标呈极显著正相关;垄膜处理下,0~40 cm土壤体积质量明显降低,而土壤含水量显著提高。     

护岸金丝柳根系分布特征和力学特性分析

了解不同土壤生物工程措施下根系分布特征与抗拉特性对土壤生物工程措施的合理配置意义重大。以竣工5年的北京市怀柔区土壤生物工程试验区4种不同种植方式(埋根、扦插、梢捆、灌丛垫)下的金丝柳根系为研究对象,测量统计不同土层深度、不同径级的根系生物量并进行单根拉伸试验,分析在不同种植方式下金丝柳根系的生物量分布特征和单根抗拉特性,结果表明:灌丛垫和梢捆措施根系主要分布在0~40cm深度的土层中,在0~20cm土层中尤为集中。灌丛垫方式下根径≤1mm的细根含量丰富(占其总量的31.3%),须根系最为发达,梢捆次之,细根含量占其总量的19.2%。不同种植方式下根系抗拉力与直径都呈正相关,且以幂函数的规律变化。在0~20cm的土层中,不同种植方式下根系的抗拉特性存在较大差异,平均抗拉力从大到小依次为埋根、扦插、梢捆、灌丛垫;而平均延伸率从大到小依次为灌丛垫、梢捆、扦插、埋根。所以,灌丛垫和梢捆方式下根系浅层生物量较大,须根发达且具有更好的延伸性能,可有效减轻表土侵蚀,应设置在水位浮动区;埋根和扦插措施下根系能抵抗更大的剪切力,更好地深入土层深处,可设置在岸堤区。      

不同草本层三倍体毛白杨细根及草根的空间分布及季节变化

以退耕还林后2种不同草本层(自然草、黑麦草)模式下的4年生三倍体毛白杨幼林为研究对象,利用土柱法对林地细根和草根按照0~10 cm(上层)、10~20 cm(中层)、20~30 cm(下层)3个土壤层次,2个径级(0~1 mm,1~2 mm)进行每月1次、为期1 a的草根和细根生长及死亡的生物量研究。结果表明:2种模式林地内,2个径级活细根的生物量,基本为上层中层下层,黑麦草林地在上、中、下层变化趋势均比自然草林地明显,0~1 mm细根上层有明显的年变化趋势,峰值出现在5月和9月,谷值分别出现在8月和7月;2个径级死细根的生物量,0~1 mm径级为上层中层下层,1~2 mm径级则全年均为中层下层上层,黑麦草林地变化同样比自然草林地明显。2种模式内3层0~1 mm、1~2 mm活细根与死细根生物量的比值为5∶1。2种模式草根的生物量上层峰值也都出现在5月和9月,与0~1 mm细根上层相同,谷值则出现在8月。草根的年平均生物量,黑麦草仅在上层和中层分布,每层的自然草根系生物量都比黑麦草根系生物量大得多,上层是黑麦草的3.6倍,中层是黑麦草根系的4.6倍。人工种植的黑麦草林地细根生物量(0.614 t/hm~2)较自然草林地生物量(0.465 t/hm~2)高,但细根和草根合在一起后,自然草林地比黑麦草林地高。在自然草林地内,草根占据了0~2 mm根系生物量的53.4%,可见,就0~1 mm的根系来说,在造林初期,生物量在自然条件下要比人为干扰环境下大得多。     

青海贵南高海拔沙地沙棘种群根系生物量的研究

用土钻取样法研究了生长于流动沙地和固定沙地上的中国沙棘种群根系生物量。结果表明,在干旱季节,各土层的根际土壤含水量随深度的增加而增加,增加幅度为流动沙地大于固定沙地;在湿润季节,根际土壤含水量随深度的增加而减少,减少幅度为固定沙地大于流动沙地。表土层(0~15 cm)中沙棘主根分布量在流动沙地显著高于固定沙地。在不同类型沙地上,沙棘细根分布比例的差异表现为:在干旱季节,土层深度为0~45 cm处,固定沙地(86.7%)显著高于流动沙地(62.4%),而在土层深度大于45 cm处,流动沙地(37.6%)显著高于固定沙地(13.3%);在湿润季节,表土层(0~15 cm)中细根分布比例显著高于干旱季节,土层深度大于15 cm的细根分布比例较少,流动沙地仅为13.3%,固定沙地为37.5%。     

阔叶红松林细根分布及周转

采用根钻法和内生长土芯法对小兴安岭阔叶红松林3种林型(云冷杉红松林、椴树红松林、蒙古栎红松林)细根(≤2 mm)的生物量、垂直分布、生产与周转进行了研究,考察了细根生物量与土壤环境的相关性。结果表明：3种林型的活细根生物量均高于死细根生物量,且随土壤深度增加而逐渐降低;0－10 cm土层,3种林型活细根生物量在幼龄林和成熟林之间差异显著;细根生物量与土壤有机碳、易氧化碳、微生物生物量碳、全氮、 C/N、含水率之间呈显著正相关,与土壤水溶性碳、 pH、容重之间呈显著负相关(P<0.05);细根年生产量在0.14－0.64 kg?m－2?a－1之间,年死亡量在0.07－1.43 kg?m－2?a－1之间,云冷杉红松林成熟林细根周转率较高(1.61 a－1),椴树红松林幼龄林细根周转率最低(0.63 a－1)。     

施氮对白刺灌木幼苗生长的影响

通过4种浓度氮素处理,对唐古特白刺的形态特性及生物量分配等方面进行研究,探讨施氮对唐古特白刺表型可塑性的影响。结果表明:1)一定浓度范围内的氮素有利于白刺生长,施用氮素后白刺的株高、基径、比叶面积、新枝数及生物量等指标均有所增加,但随施氮浓度的增加,部分指标呈现出先增加后降低的趋势。2)当施氮浓度为36mmol·L^-1时,白刺叶片干重和比叶面积增加幅度最显著(P<0.05),分别达1.14g、196.17cm2·g^-1,较不施氮处理增加48.05%和49.93%;当氮添加浓度为60mmol·L^-1时,白刺根总干重已显著低于无氮添加处理(P<0.05),此时根总干重仅为不施氮处理的59.54%。3)白刺根茎叶分配比例虽施氮浓度变化有所调整,其叶片分配比例和茎分配比例增加,根系分配比例和根冠比降低,60mmol·L^-1的氮添加对根系分配比例和根冠比的抑制作用最严重。并非浓度越高的氮素对白刺生长越有利。     

共和盆地东缘不同林龄青杨人工林细根生物量和形态特征

以青海共和盆地东缘5、10、15、20、25年生青杨人工林为研究对象,采用根钻取土芯法收集细根,分析0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm各土层深度细根生物量、生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的差异。结果表明,20年生青杨人工林以5~7 cm径级（65.63%）、3~4 m高度级（34.38%）乔木占比最大,且均显著高于其他4个林龄的林分;青杨人工林生物量密度主要分布在0~60 cm土层,占细根总量的73.20%~76.92%,其数值随林龄增大呈增大趋势;随着不同林龄的增加,0~60 cm土层根表面积密度和根长密度占总量的80.42%和76.71%,60~80 cm的土层占8.79%和10.27%,80~100 cm的土层占10.78%和13.01%;青杨人工林生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度均随林龄的增大而增大;通过RDA分析表明土壤钾离子、土壤含水量和林龄与根长密度、根表面积密度、比表面积呈显著正相关,与土壤pH、硝酸根离子呈负相关。研究认为,青杨人工林根系随林龄的增大逐渐向深层发展,不同林龄青杨人工林细根分布的差异表明群落地下分配模式不同,需要在今后研究中深入探索分配差异的机理;青杨人工林发育20 a后,可进行合理抚育,促进细根发育,最大程度发挥其生态效益。