林分密度对水曲柳人工林吸收根生物量和根长密度的影响

采用根钻法,研究了株行距分别为1.0 m×1.0 m、1.5 m×1.5 m、2.0 m×2.0 m 3种林分密度对水曲柳（Fraxinus mandshurica）人工林不同直径等级（≤0.5、〉0.5~1.0、〉1.0~2.0 mm）根系、特别是吸收根（直径≤0.5 mm）生物量和根长密度及其垂直分布的影响。结果表明：单位面积吸收根生物量随林分密度降低而减少,总细根（直径≤2.0 mm）生物量随林分密度降低而增加。吸收根与总细根根长密度均以中等林分密度下最高。单株水平上,各直径等级根群生物量和根长密度均随着密度的降低而增加。底层（〉20~30 cm）吸收根所占整个取样剖面的比例,随着吸收根根长密度的增加而降低。相同密度处理内各样地单位面积根系生物量和根长密度变异较大,导致密度的影响未达到显著性水平,但是根系直径等级和土壤深度对林分和单株细根指标均有显著影响（P〈0.05）。总之,林分密度对水曲柳人工林吸收根生物量和根长密度现存量影响较弱,而对其垂直分布格局的影响较强。

皮层和中柱对水曲柳和落叶松吸收根直径变异的影响

采用植物解剖学和通径分析方法研究皮层和中柱对水曲柳和落叶松人工林根系前2级根（最末端的根尖为1级根）直径变异的影响。结果表明：1）根直径、皮层厚度和中柱直径具有明显的季节变化,三者具有相同的变化规律;2）随着皮层厚度或中柱直径的增加,根直径显著增加,皮层厚度可以解释直径变异的85%-95%,中柱直径可以解释直径差异的92%-97%,表明皮层和中柱均对直径变异有重要的影响;3）通径分析结果显示,水曲柳根直径变异和季节变化主要是皮层变化起直接作用,中柱仅起间接作用;而落叶松则是皮层起间接作用,中柱起直接作用。研究结果为认识木本植物吸收根种内直径变异的机制提供重要基础。

混交对红松人工林细根生物量和空间分布的影响

以黑龙江省尚志市帽儿山实验林场的红松(Pinus koraiensis)人工纯林、红松×胡桃楸(Juglans mandshurica)和红松×水曲柳(Fraxinus mandschurica)混交林为研究对象,采用土钻法估计并比较了不同混交处理下红松、伴生树种和其他木本植物细根(直径≤2.0 mm)生物量及其垂直分布特征。结果表明:细根总生物量(0~30cm)以纯林最高(212.6 g·m^(-2)),红松×胡桃楸混交林最低(164.7 g·m^(-2)),而红松×水曲柳混交林居中(200.8 g·m^(-2));纯林中红松细根生物量显著高于红松×胡桃楸混交林,但与红松×水曲柳混交林没有显著差异;混交没有引起林分细根总生物量垂直分布的改变,均为随着土壤深度增加而减少;混交后红松细根生物量在土壤表层(0~10cm)分配的比例增加,但是吸收根(直径≤0.5 mm)生物量在土壤底层(20~30 cm)分配的比例在红松×胡桃楸混交林(64.5%)中比纯林高(40.1%),而在红松×水曲柳混交林中所占比例较低(22.0%)。方差分析显示,混交树种、土壤深度和根直径等级均是影响红松细根生物量的重要因子。这些结果表明,混交对红松人工林细根生物量及其空间分布有明显影响,这为深入认识红松及其混交树种间的相互作用提供了必要的理论依据。

密度结构对大青川红松人工林细根生物量与根长密度的影响

在小兴安岭大青川林场,选择3种不同密度结构的红松人工林林分:低密度红松林(低红,处理A),高密度红松林(高红,处理B)和阔叶树占比例较大的红松林(高阔,处理C)。通过根钻法,研究不同直径等级红松根系生物量(SRD)和根长密度(RLD)及其在不同土壤深度的垂直分布特征,目的是揭示密度结构对红松根系,特别是吸收根的影响。结果表明:方差分析显示,林分密度结构、直径等级和土壤深度均是影响根系SRB和RLD的重要因子。密度结构仅对吸收根SB和RLD有稳定而显著的影响(P<0.05),处理B吸收根SRB和RLD均显著高于处理A和C;密度结构也显著改变了红松吸收根SRB和RLD的垂直分布比例(P<0.05),这表现为处理C中红松吸收根SRB在0～10 cm土层分配比例下降(处理A、B和C分别为65.9%、61.5%和49.8%),而在20～30 cm土层明显增加(处理A、B和C分别为13.7%、11.6%和23.8%)。这些结果表明,维持人工林中红松适宜的株数密度,并保留一定的阔叶树,能够同时促进红松个体胸径、树高和地下吸收根的充分生长,进而获得林分水平上较高的蓄积量和生物量生产。

胡桃楸和黄波椤根尖导水率及影响因子

以胡桃楸(Juglans mandshurica)和黄波椤(Phellodendron amurense)的根尖(典型吸收根)为材料,研究了根尖解剖特征并估计了理论导水率,以及二者之间的潜在联系。结果表明:黄波椤根尖的理论导水率(即轴向导水率)比胡桃楸高出近2倍。两树种根尖的理论导水率均与根解剖特征之间存在紧密的联系,其中导水率与平均导管直径、最大导管直径、导管数目均存在较强的正相关关系(P<0.05),但是与根直径、中柱直径相关性较弱。多元回归分析表明,解剖特征可分别解释导水率72%(胡桃楸)和83%(黄波椤)的变异。

氮有效性增加对细根解剖、形态特征和菌根侵染的影响

氮(N)有效性增加对森林生态系统结构和功能有重要影响.细根作为树木地下最为活跃的组分,其对N有效性增加的响应已成为森林生态学研究的热点.本文对N有效性增加条件下细根解剖构造、形态和菌根侵染的响应趋势及潜在机制进行了综述.N有效性增加导致细根皮层厚度、皮层层数和皮层细胞直径下降,外皮层上通道细胞数量减少,而中柱和木质部横截面积,以及导管(或管胞)直径、数量和壁厚度均增加,根解剖构造的响应与植物激素浓度变化有关;N有效性增加后菌根侵染率下降,比根长(单位根干质量的长度)在外生菌根树种中普遍下降,而在内生菌根树种中增加;根直径和组织密度的变化趋势则表现出较大的种间差异.这些个体根和树种水平上的结果对于理解森林生态系统水平上的碳和养分循环具有重要意义.最后,根据目前研究中存在的不足提出了今后的研究方向与问题.

功能划分方法在树木细根生物量研究中的应用:进展与评述

树木细根具有高度的结构和功能的异质性。近20年来,人们逐渐认识到采用某一直径阈值来定义细根并开展研究的方法(即直径法)不能准确地描述相关的生理学和生态学过程。随着越来越多的研究证实根系功能与其分支等级密切相关,根序划分的方法(即根序法)在根系研究中得到更多的应用。但是,采用根序法测定相关功能属性需耗费大量的人力和时间。最近,有研究者在结合直径法和根序法优点的基础上提出了功能划分的方法。该方法将传统的细根区分为吸收根和运输根,在充分考虑根系结构和功能联系的同时,又能兼顾研究工作的效率和结果间的可比性,特别适用于根系生物量与周转的研究。采用功能划分方法来研究根系生物量(包括其他功能属性)是一个较新的观点,研究结果的规律性和存在的主要问题仍有待总结。该文作者通过查阅近年来的相关研究报告发现吸收根与运输根生物量在树种间存在较大的差异,目前对吸收根生物量在全球尺度上的变异格局并不清楚,吸收根与运输根对细根生物量周转的相对贡献有待探究,运输根在界定上存在着很大的挑战性。该文最后讨论了在根系研究中应用功能划分方法的优势与不足,并提出了建议。