红松和水曲柳叶生态化学计量及养分重吸收特征的地理变异

以我国东北地区4个纬度针叶树种红松和阔叶树种水曲柳为对象,研究两树种成熟叶碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征和养分重吸收率及其相关性,分析气候和土壤因子对叶化学计量特征及养分重吸收率的影响。结果表明:叶化学计量特征的地理变异存在种间差异,随着纬度的升高,水曲柳叶C、N含量显著增加;水曲柳C∶N、红松N∶P均与纬度呈显著负相关,而水曲柳N∶P与纬度呈显著正相关。红松磷重吸收率与纬度呈显著正相关。相关分析表明,红松和水曲柳叶的生态化学计量特征主要受到气候因子(年均温和降水量)的影响,而养分重吸收率仅受少数土壤因子(pH和全氮)的影响。主成分分析表明,红松和水曲柳磷重吸收率与N∶P均呈显著负相关,与P含量呈显著正相关;氮重吸收率仅在红松中与P含量呈显著正相关,与N∶P呈显著负相关。水曲柳相比红松更倾向于具有快速投资-收益型特征。

不同针叶树混交对水曲柳吸收根和运输根形态与生物量垂直分布的影响

为研究树种之间根系的相互作用,以黑龙江省东北林业大学帽儿山地区的水曲柳(Fraxinus mandshurica)纯林和水曲柳与兴安落叶松(Larix gmelinii)、红松(Pinus koraiensis)、红皮云杉(Picea koraiensis)的混交林为研究对象,采用根钻法,研究了不同针叶树混交对水曲柳吸收根和运输根形态与生物量的垂直分布特征的影响。结果表明:在土壤表层(0<土壤深度(d)≤10 cm)和亚表层(10 cm<d≤20 cm),水曲柳红松混交林、水曲柳兴安落叶松混交林内,水曲柳吸收根生物量显著高于水曲柳纯林。4种林型内,水曲柳吸收根和运输根生物量均随土壤深度加深呈现下降的趋势,其中,45.79%~53.76%的吸收根和39.63%~49.39%的运输根位于土壤表层。在土壤表层,水曲柳云杉混交的运输根比根长显著降低,根平均直径显著增加。在土壤亚表层,水曲柳云杉混交的吸收根和运输根组织密度及吸收根平均直径显著低于纯林,而吸收根比根长显著高于纯林。水曲柳吸收根和运输根平均直径随土壤深度增加整体呈现增加的趋势,且在运输根表现更加明显。吸收根生物量和比根长均与土壤全氮质量分数存在显著正相关。因此,水曲柳与红松、落叶松混交在一定程度上提高了目的树种水曲柳的吸收根生物量,增强了水曲柳对土壤资源的获取能力。