魯中南山地3種灌木細根形態(tài)特征的比較分析

張鵬遠 ，周繼磊 ，李 輝，秦永建 ，李 萍 ，高興云

（1.山東省林木種苗和花卉站，山東 濟南250014；2.安丘市興安街道辦事處；3.山東省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院）

根系是植物重要的功能器官，在陸地生態(tài)體統(tǒng)的物質循環(huán)中扮演重要的角色［1］。根系有粗根和細根之分，細根是指根徑小于1mm或2mm的根系，具有水分吸收、養(yǎng)分循環(huán)、碳分配等作用［2,3］。深入了解細根的形態(tài)結構，對認識細根生理生態(tài)功能與細根在陸地生態(tài)系統(tǒng)功能和物質循環(huán)中的地位具有重要意義［4］。山東省丘陵山地占全省總面積近 40%，全省水土流失面積的70%集中于該區(qū)域［5］。要改善這類干旱瘠薄生態(tài)環(huán)境，樹種選擇尤為關鍵，而根系作為改善瘠薄立地的重要因子，是樹種選擇的重要依據(jù)。筆者選擇魯中南干旱瘠薄山地荊條、金銀花、胡枝子3種灌木為研究對象，分析比較根系構型和細根形態(tài)特征，以期闡明根系在改善干旱瘠薄山地中的機理，為干旱瘠薄山地植被修復提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于山東省萊蕪市雪野鎮(zhèn)，屬暖溫帶大陸性季風氣候，森林植被以落葉闊葉林為主，但由于人為破壞，原生植被殘存極少，土壤類型為石灰?guī)r發(fā)育沙壤土，土層厚度50～80cm。2010年對萊蕪市雪野鎮(zhèn)西峪南村荒山進行踏查后選擇標準地進行調查。

2 研究方法

人工挖掘荊條、金銀花、胡枝子完整根系，用去離子水將根系沖洗干凈，分別選取3條未受破壞、結構完整的根系，按照 Pregitzer的方法對細根進行分級，測定各級根序細根長度、表面積和體積，細根生物量。計算各級根序細根的比根長、根組織密度等參數(shù)（比根長表示細根單位質量的根長，計算方法為細根總長度/干質量；根組織密度為單位體積細根的干質量，計算方法為細根總體積/干質量）。

3 結果與分析

3.1 3個灌木樹種1-5級細根根長的比較

圖1 3個樹種1-5級根的總根長

對3個樹種總根長的比較可以看出，1級根根長最大，5級根的根長最小，1-5級細根的根長均隨著根序等級增加而減小。不同樹種之間各個根序中細根長度的差異很大，除3級細根外，各級細根荊條的根長度最長，胡枝子的長度最短；3級細根長度的變化范圍為15.59～46.37cm，長度大小依次為荊條、胡枝子、金銀花。4級根長度變化范圍為7.55～25.88cm，5級根的長度變化范圍為8.67～14.01cm。

3.2 3個灌木樹種1-5級細根平均直徑的比較

圖2 3個樹種1-5級根的平均直徑

對3個樹種1-5級細根平均直徑的比較可以看出，1級根平均直徑最小，5級根的平均直徑最大，隨著根序等級的增加，各級細根的平均直徑也逐漸增加。樹種間細根直徑的差異很大，1、2級細根中金銀花的平均直徑最大，荊條的平均根直徑最小；3-5級細根平均根長荊條平均直徑最大，胡枝子最小。

3.3 3個灌木樹種1-5級細根表面積的比較

3個樹種中，1級根總表面積最大，5級根的總表面積最小。不同樹種之間各個根序中細根總表面積的差異很大。1-5級細根中荊條的總表面積最大，胡枝子的總表面積最小，其中金銀花各級細根總表面積變幅較大，荊條和金銀花各級細根總表面積變幅較小。

圖3 3個樹種1-5級根的總表面積

3.4 3個灌木樹種1-5級細根總體積的比較

由圖4可以看出，3個樹種之間各個根序中細根總體積的差異很大。除1級細根外，各級細根荊條總體積最大，胡枝子總體積最小；并且各級細根荊條總體積逐漸變大，金銀花和胡枝子的總體積逐漸變小。

3.5 3個樹種1-5級細根間比根長的分析比較

分析發(fā)現(xiàn)，3個樹種一致表現(xiàn)出1級細根的比根長最大，5級細根的比根長最小，比根長隨著根序等級的增加而減小。不同樹種之間，胡枝子的各級細根比根長均最大，1-2級細根金銀花的比根長最小，3-5級細根荊條的比根長最小。

圖4 3個樹種1-5級根的總體積

圖5 3個樹種1-5級根的比根長

3.6 3個灌木樹種1-5級細根組織密度的比較

由圖6可以看出，金銀花和荊條的組織密度1級細根最小，5級細根最大，胡枝子的組織密度1級細根最小，4級細根最大，1-5級細根的組織密度總體呈現(xiàn)出隨著根序等級的增加而逐漸變大。不同樹種之間細根組織密度的差異較大，其中荊條1-5級細根的組織密度最大，金銀花1-4級細根的組織密度最小，胡枝子5級細根組織密度最小。

圖6 3個樹種1-5級根的組織密度

4 結論

（1）樹種間細根形態(tài)存在較大差異，荊條1-5級根總根長、總表面積、總體積均明顯高于金銀花和胡枝子,金銀花1-3級細根長度和表面積也高于胡枝子，表明在干旱瘠薄山地造林實踐中，對困難立地適應能力依次為荊條、金銀花、胡枝子，對今后困難立地造林樹種選擇提供了理論依據(jù)。

（2）3個樹種總根長、總表面積隨著根序等級增加而減小，各級細根平均直徑、總體積隨著根序等級增加而變大。

（3）3個樹種比根長隨著根序等級的增加而減小，也就是根的直徑越細，比根長越大；不同樹種之間比根長差異較大。

（4）3個樹種細根的組織密度隨著根序等級的增加而逐漸變大，不同樹種之間細根組織密度的差異較大。