毛竹種群向常綠闊葉林擴張的細根策略探討

尤澤勝

(福建省三明市清流縣林畬林業(yè)站,福建 三明 350400)

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毛竹種群向常綠闊葉林擴張的細根策略探討

尤澤勝

(福建省三明市清流縣林畬林業(yè)站,福建 三明 350400)

摘要：指出了毛竹種群與闊葉林群落邊界所具有的一個重要特點就是土壤含有異質養(yǎng)分,毛竹細根分解、周轉和逐漸成長都會影響到土壤供給養(yǎng)分。通過內生以及根鉆方法,主要對毛竹種群不斷往常綠闊葉林擴張過程中的具體細根策略進行了分析探討,提出了一些思考和建議,以期提供參考。

關鍵詞：毛竹；常綠闊葉林；細根；擴張

1引言

當毛竹種群往周圍種群不斷擴張的時候,會對物種多樣化、種群結構和構成產生非常大的影響,因為毛竹本身具有快速克隆成長的特點,所以它能夠往周圍種植的常綠闊葉林不斷擴張,同時毛竹擴張邊沿以及常綠闊葉林間會出現一個邊界面,而該邊界面所具有的特性也會導致毛竹往周圍闊葉林擴張過程受到影響。此外,毛竹種群往附近常綠闊葉林方向擴張,一定會使得交錯邊界面位置毛竹種群與闊葉林的地下競爭非常激烈,毛竹種群細根主要分布于土壤上層,在與落葉林競爭的過程中,和闊葉林相比,毛竹細根生長率以及周轉率一般都比較快。通過內生以及根鉆方法,主要對毛竹種群不斷往常綠闊葉林擴張過程中的具體細根策略進行分析探討。

2研究材料和方法

2.1毛竹和常綠闊葉林具體界區(qū)位置以及根系的采樣

選取福建三明市里面的某森林生態(tài)系統(tǒng)為研究站,并且選擇海拔高度在300～350 m的竹闊界面。順著毛竹種群水平方向,設置樣方:常綠闊葉林、毛竹林和竹闊混交林,大小為10 m×20 m,并且重復5次,所以有15個種群樣方。其中毛竹林的生長年限有20年,而混交林是最近十年來因為毛竹往闊葉林方向不斷擴張形成的；常綠闊葉林主要種植的是樹齡大約為50年的樹種,其中包含殼斗科樹種等。表1為3種樹林林分所具有的特點:

表1　三種樹林林分的參數

按照S型路線,采取根鉆法測定生物量。在各樣方上選擇 6個點,分層鉆取土芯[1]。采取內生長法測定細根生長量。在測定過程中,應該先采用大土鉆將需要的土芯取出來,然后除掉根系,使其成為無根土,再按照土壤剖面具體呈現順序,將土回填到洞內,保證細根可以生長。在各樣方內均填埋 36根無根土。間隔兩個月就通過內徑不大的土鉆將土芯樣品挖出來,共提取樣品 6次。把獲得的土芯全部裝入保鮮袋,放入實驗室冰箱,溫度應該始終為4 ℃。處理根系樣品這一過程一定不能超過兩周的時間。

2.2處理以及檢測細根樣品

過程中一定要浸泡、沖洗和過篩處理土芯樣品,再按照外形或彈性選出直徑小于 2 mm的活根,并且分開毛竹細根以及闊葉林細根[2]。再將全部樣品均置于烘干箱里面將其烘干,測量試驗中生物量以及根長根系周轉率,具體測量公式為:

B=W[a×(0.049)/22]

SRL=L/W

RLD=B×SRL

T=P/Bave

在上述公式中,字母B代表細根生物量；字母W代表細根質量,而0.049是根鉆具體內部直徑；字母L代表細根全部長度；字母T代表細根周轉率；字母P代表細根一年之內的具體生長量；符號Bave代表一年之內的平均生長量。

2.3分析數據

進行一次試驗能夠獲得6個具體數據,將這 6個不同數據的平均值作為一個重復[3]。因為對每個林分均獲取了 5個樣方,因此,各林分不同指標均具有 5個重復。

主要通過單變量多因素方差對各林分、季節(jié)和林分土層間減退細根生長量進行分析,并利用相同的方法分析同一土層里面不同林分細根所存在的差異性。若差異非常大,則應該利用最小顯著差數法來對比不同林分間的平均值,能夠進行多重對比[4]。并且通過單因素方差法來判斷分析毛竹種群以及闊葉林根在各個林分里面的垂直分布格局與樹木根長顯著性；通過配對檢驗來比較毛竹種群以及闊葉林里面植物細根生長量存在的差異性。

3分析結果

3.1分析細根生物量以及細根的分布

所研究的毛竹種群、混交林和常綠闊葉林里面的植物細根生物量都有比較顯著的差異性。對于三個土壤層,毛竹種群的細根生物量最突出,其次是竹闊混交林里面的細根生物量,最小的是常綠闊葉林里面的細根生物量[5]。對于 0～60 cm的土層,這三種林分的具體生物量為:1203.4 g/m2、603.15 g/m2與205.83 g/m2。對這些數據進行分析我們能夠得出結論:由于生物量多少能夠反映出植物細根對森林土壤資源的實際競爭力,而毛竹種群細根生物量和另外兩種林分進行比較是最高的,所以,毛竹種群吸收土壤養(yǎng)分的能力比另外兩種林分要強。

在毛竹種群不斷往竹闊混交林方向擴張的過程中,毛竹與闊葉林之間的競爭導致毛竹細根生物量具體分布出現了非常大的改變。對于 0～20 cm的土層,三種林分里面,毛竹種群細根生長是最顯著的,可是在20～40 cm土層里面,毛竹種群細根生物量慢慢開始下降。相反的是,雖然常綠闊葉林0～20 cm土層內的細根生長量在不斷減少,可是對于20～40 cm的土層,闊葉林細根生物量慢慢開始增加。這種現象顯示,毛竹種群細根主要分布于養(yǎng)分相對較多的土層里面。

3.2分析根長密度

毛竹種群和闊葉林之間產生的競爭導致混交林表面細根具體根長密度出現了顯著增加現象。其中毛竹種群具體根長密度為 5240.79 m/m2,常綠闊葉林具體根長密度為2927.93 m/m2,而混交林表層細根具體根長密度和毛竹種群以及常綠闊葉林相比,其密度更加高。除此之外,在混交林里面,毛竹種群細根密度顯著大于常綠闊葉林實際細根密度,可以高出 2.1倍左右。這些調查以及測量數據可以充分顯示,毛竹種群的細根可以在土壤內不斷廣泛地延伸。

3.3分析這三種林分細根具體年生長量以及周轉率

和常綠闊葉林相比,毛竹細根具體年生長量要比其高很多。因此,毛竹種群快速生長的植物細根,使得毛竹可以在激烈的養(yǎng)分競爭中獲得非常顯著的優(yōu)勢。同時,和常綠闊葉林相比,毛竹種群具體細根周轉率也要高很多。因為毛竹種群的細根可以很快速地周轉,能夠產生大量新的細根,從而可以最大程度上保證植物對水和土壤內別的養(yǎng)分的有效吸收效率。因此,毛竹種群正是因為其細根周轉速度相對較快,才使得毛竹種群和闊葉林進行比較,其土壤養(yǎng)分吸收能力非常顯著。

4總結和議論

4.1生物量以及其空間發(fā)生的分化

林分所含有的生物量可以直接體現出該林分里面植物根系所具有的伸展能力,同時也可以體現出植物所具有的土壤養(yǎng)分吸收能力。和常綠闊葉林進行比較,毛竹種群的具體細根生物量明顯高很多,這種現象表明,毛竹種群的細根具有的伸展能力相對較高。除此之外,毛竹種群在往常綠闊葉林方向不斷擴張的時候,毛竹種群細根在 0～20 cm的土層里面增長速度非常快,而闊葉林細根在該土層里面反而是不斷下降的。這種現象充分顯示出了一個事實,就是毛竹細根會慢慢往養(yǎng)分非常多的那一土層方向伸展,所以,毛竹細根覓食精確性是比較強大的。

4.2分析細根生長以及周轉策略

林分生長量可以直接反映出植物細根所具有的養(yǎng)分競爭能力。在進行研究的過程中,毛竹種群所具有的細根增殖能力非常強,毛竹年生長量和闊葉林相比,要高出很多倍。當毛竹種群不斷往闊葉林方向擴張的時候,和闊葉林進行比較,其具有的競爭能力非常強,可以搶占更多生長空間。同時,植物細根周轉率也可以體現出毛竹種群以及闊葉林所具有的搶占生長資源的能力。如果周轉率比較高,那么其細根新陳代謝就會相對較快,所以細根就可以不斷獲取充足的養(yǎng)分。和常綠闊葉林進行比較,毛竹種群細根周轉率要快很多,因為周轉率比較快,所以毛竹細根就可以不斷地從土壤里面獲得生長所需養(yǎng)料,這樣毛竹種群就可以快速朝著常綠闊葉林方向不斷擴張。

參考文獻：

[1] 袁愛蘭.探討毛竹種群向常綠闊葉林擴張的細根策略[J].建材發(fā)展導向(上),2015,3(4):288～289.

[2] 劉駿,楊清培,余定坤,等.細根對竹林-闊葉林界面兩側土壤養(yǎng)分異質性形成的貢獻[J].植物生態(tài)學報,2013,37(8):739～749.

[3] 劉駿,楊清培,宋慶妮,等.毛竹種群向常綠闊葉林擴張的細根策略[J].植物生態(tài)學報,2013,37(3):230～238.

[4] 鄭家洪.毛竹種群向常綠闊葉林擴張的細根策略探究[J].建材發(fā)展導向(上),2014,2(8):316-317.

[5] 劉道平,陳三雄,張金池,等.浙江安吉主要林地類型土壤滲透性[J].應用生態(tài)學報,2011,18(3):493～498.

中圖分類號：S763

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)03-0021-02

作者簡介：尤澤勝(1964—)，男，福建南安人,工程師,主要從事營林工作。

收稿日期：2015-12-23