尾巨桉和厚莢相思人工林細根生物量的研究

牙湘湘,劉松林,唐青梅

(廣西國有黃冕林場,廣西柳州545600)

尾巨桉和厚莢相思人工林細根生物量的研究

牙湘湘,劉松林,唐青梅

(廣西國有黃冕林場,廣西柳州545600)

通過對廣西黃冕林場6年生尾巨桉和厚莢相思人工林細根的生物量含量進行研究,結果表明:尾巨桉和厚莢相思人工林細根在春、夏、秋、冬4個季節的生物量分別為0.576、0.765、0.624、0.391 t hm-2和0.416、1.482、1.256、0.288 t hm-2,年平均分別為0.589和0.861 t hm-2,兩樹種細根生物量的季節變化基本一致,均為夏季＞秋季＞春季＞冬季,但厚莢相思的季節變化幅度明顯大于尾巨桉。

尾巨桉;厚莢相思;細根;生物量

細根通常是指直徑＜2 mm的根,包括菌根。樹木根系的垂直分布因樹種、林齡、土壤水分、養分和物理性質、地下水位等因素的不同而各異。細根生物量的垂直分布模式為:隨著土層加深細根生物量分布逐漸減少[1]。樹木或者林分50%左右細根位于30 cm土層內,且多集中于枯落物層和10 cm以上的礦質土壤表層,很多研究結果均遵循這一規律[2-4]。

關于細根的研究內容集中在死、活生物量的分布模式,細根的生產及周轉,細根的分解,根呼吸以及細根在生態系統C分配及循環中的作用等方面。這些方面與環境因子(如養分、水分和溫度等)的關系也是細根研究的重要內容[5]。而關于細根養分動態的研究已有一些報道[6],但所研究的營養元素主要是氮、磷元素,涉及鉀元素的研究極少,而有關鈣、鎂元素的研究至今未見報道。由于鉀、鈣和鎂元素對林木生長發育有著重要的作用,因此,研究細根中鉀、鈣和鎂元素的含量無疑對闡明林木的養分吸收機制,為林木的合理經營提供科學依據。

尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)是尾葉桉(Eucalyptus urophylla)和巨桉(Eucalyptus grandis)的雜交種,綜合了尾葉桉和巨桉的優良品質,是近年來華南地區種植面積較大的優良桉樹品種。尾巨桉不僅繼承了親本速生豐產的特性,而且多數的品系在生長、抗逆性方面比親本表現更為優良。

厚莢相思(Acacia crassicarpa)又名粗果相思,屬含羞草科,為常綠喬木,材質堅硬,樹皮暗灰褐色,深溝直裂,內樹皮紅色,纖維狀。喜光喜溫,不耐寒,具根瘤,能固定大氣中的游離態氮以改良土壤,適應性強,耐干旱,又耐鹽漬,生長較快,萌生力較強。分布區最冷月平均溫度15～22℃,最熱月平均溫度31～34℃,年降雨量1 000～3 500 mm。

1 研究方法

1.1 試驗地的設置和細根生物量的測定

在尾巨桉和厚莢相思人工林中選擇立地條件相似地段,設置10 m×10 m的標準地各3個,于2008年4月(春)、7月(夏)、10月(秋)和2009年1月(冬)分別在各標準地用內徑為5 cm的土鉆在樣地內順等高線走“S”形等距離采集0～40 cm土樣,帶回室內在1 mm網篩上沖洗,撿出粗度≤2 mm的根系(即細根),漂洗干凈、風干后裝入帆布袋中于85℃烘箱中烘至恒重,測定含水量,計算細根干質量。

1.2 細根樣品的處理與營養元素分析

細根樣品的處理:將已經85℃烘至恒重的細根樣品用微型植物樣品粉碎機粉碎,并通過0.5 mm篩孔,然后裝入玻璃瓶中保存備用。

2 結果分析

從圖1可見,尾巨桉和厚莢相思人工林細根生物量在季節動態上存在明顯差異,兩者均表現為單峰型,峰值出現在夏季,其次為秋季和春季,最低值出現在冬季。在春季,厚莢相思細根的生物量為0.416 t hm-2,略低于尾巨桉(0.576 t hm-2);到了夏季,雖然兩樹種細根的生物量都有所上升,但是厚莢相思細根生物量上升的速度很快,明顯超過了尾巨桉細根生物量的上升速度,且其生物量為1.482 t hm-2,幾乎是尾巨桉(0.765 t hm-2)的兩倍;到了秋季兩樹種細根的生物量都是下降,下降的幅度也差不多,厚莢相思細根生物量為1.256 t hm-2,還是大于尾巨桉(0.624 t hm-2);到了冬季,厚莢相思和尾巨桉細根生物量分別為0.288 t hm-2和0.391 t hm-2,可見厚莢相思細根生物量要比尾巨桉下降的幅度大很多。

圖1 尾巨桉和厚莢相思人工林細根生物量的季節變化

尾巨桉和厚莢相思人工林細根生物量的這種變化規律,一方面由其各自的生物學特性決定,在尾巨桉和厚莢相思的生長初期(4月)至生長旺盛期(7月),地上部分迅速生長,為了滿足地上部分迅速增長的養分需求,植物具有相應的適應機制,以最大量的根系參與養分吸收,因此生長旺盛期活細根生物量最大,到生長季后期,樹木生長減慢,逐漸進入休眠期,根系也如地上部分一樣凋落歸還,根系死亡量增大,活細根生物量最小;另一方面,根系生物量的這種動態還與氣候狀況、特別是水分狀況密切相關,由于5—7月降雨量較大,林地含水量較高,因而根系生長量增加,而在8月之后,持續的高溫少雨不利于細根的生長,細根死亡量增大,根生物量減少。

3 結論與討論

3.1 植物細根生物量會隨著季節、生長期以及降雨量等因素的變化有很大的變化,尾巨桉和厚莢相思人工林細根生物量更是說明了這一點。這兩樹種的生物量在季節動態上存在明顯差異,兩者均表現為單峰型,都是峰值出現在夏季,其次為秋季和春季,最低值出現在冬季。但是與厚莢相思相比,尾巨桉細根生物量在四個季節中的變化幅度較小,夏季細根生物量(0.765 t hm-2)不到冬季(0.391 t hm-2)的兩倍;而厚莢相思細根的變化幅度很大,在夏季細根生物量(1.482 t hm-2)是冬季(0.288 1 t hm-2)的將近六倍。

4.2 尾巨桉和厚莢相思人工林細根生物量的這種變化規律和其波動的差距,一方面由其各自的生物學特性決定,都是在生長季初期(4月)至生長旺盛期(7月),以最大量的根系參與養分吸收而使細根生物量最大;另一方面還與氣候狀況、特別是水分狀況密切相關,在降雨量較大的5—7月,林地含水量較高,因而根系生長量增加,而在8月之后,持續的高溫少雨不利于細根的生長,細根死亡量增大,故而細根生物量也就減少。

[1]楊玉盛,陳光水,林鵬,等.格氏拷天然林與人工林細根生物量、季節動態及凈生產力[J].生態學報,2003,23(9):1719-1731

[2]李凌浩,林鵬.武夷山甜儲林細根生物量和生長量研究[J].應用生態學報,1998,9(4):337-344

[3]廖利平.杉木、火力楠純林及混交林細根周轉的研究[J].應用生態學報,1995,6(1):7-10

[4]溫志達,魏平,孔國輝,等.鼎湖山南亞熱帶森林細根生產力與周轉[J].植物生態學報,1999,23(4):361-369

[5]劉波.亞熱帶常綠闊葉林細根生物量及根系呼吸的研究[D].中國優秀碩士學位論文全文數據庫,2008

[6]蔣宗塏.福建柏和杉木人工林細根N、P養分含量動態[J].福建師范大學學報:自然科學版,2006,22(4):107-111

Biomass Dynamics of Fine Roots for Eucalyptus urophylla×E. grandis and Acacia crassicarpa Plantations

Ya Xiangxiang,Liu Songlin,Tang Qingmei
(Guangxi State-Owned Huangmian Forest Farm,Liuzhou 545600,China)

The biomass of the fine roots for six-year-old Eucalyptus urophylla×E.Grandis and Acacia crassicarpa plantations in Guangxi State-Owned Huangmian Forest Farm were studied.Result shows that he biomass of the fine roots for Eucalyptus urophylla×E.grandis and Acacia crassicarpa in spring,summer,autumn&winter is 0.576, 0.765,0.624,0.391 t hm-2and 0.416,1.482,1.256,0.288 t hm-2respectively;their annual biomasses of the fine roots are 0.589,0.861 t hm-2respectively.The seasonal variation of biomass of fine roots for the two species is unanimous,their descending order all are summer＞autumn＞spring＞winter,but the variation of biomass for A-cacia crassicarpa at different seasons is more obvious than that of Eucalyptus urophylla×E.grandis.

Eucalyptus urophylla×E.grandis;Acacia crassicarpa;fine root;biomass

S792.39

:A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.11.019

1005-5215(2015)11-0051-02

2015-09-08

牙湘湘(1987-),女,廣西鳳山人,大專,助理工程師,現從事營造林技術管理工作.