木麻黄细根形态和化学计量特征对P添加的塑性响应

探究不同发育阶段木麻黄防护林细根形态和化学计量特征对磷(P)添加的塑性响应规律,为滨海沙地土壤低磷限制下进行木麻黄不同发育阶段有针对性的施肥抚育提供科学依据。以福建省平潭岛木麻黄幼龄林(5 a)、中龄林(12 a)和成熟林(25 a)为研究对象,以内生长土芯法开展P添加试验,细根在内生长芯生长一年后,采用功能划分法对细根形态性状和化学计量特征进行测定。结果表明:(1)P添加显著提高木麻黄细根根长和根表面积,其中,总根长和总表面积总体提高7.79倍、8.69倍,比根长和比表面积总体提升15.1%、19.5%;(2)不同根系功能类群间,细根形态对P添加的塑性响应具有较显著差异,形态塑性以吸收根为主,且吸收根对P养分资源的响应更为敏感,P添加使吸收根P含量总体提高56.0%,C/P和N/P总体降低18.7%和38.7%,组织密度总体降低31.4%;(3)对于土壤P养分资源的变化,不同林龄木麻黄采取不同的塑性响应策略,P添加后,幼龄林主要通过吸收根化学计量特征变异,改变自身生理性状获取P元素,中龄林细根形态和化学计量特征无显著变异,成熟林主要通过改变吸收根形态,扩大根系吸收面积获取P元素。外源P添加可以协调木麻黄细根形态与化学计量特征的内部关系,而不同林龄木麻黄细根在获取P资源时会选择性投资。故在木麻黄施肥抚育时,应根据不同林龄采取针对性的抚育方案。

大别山五针松半天然林不同根级细根解剖结构特征

以岳西县妙道山林场10、20、30年生大别山五针松半天然林的1~5级细根为研究对象,采用石蜡切片方法对不同林龄树种的1~5级细根解剖结构进行观察统计,从而揭示不同林龄树种根序细根解剖结构的差异。研究表明,大别山五针松的细根直径、皮层厚度和维管束直径均随根序的增加而增加,同时,不同林龄相同根序的细根直径、皮层厚度、维管束直径和维根比之间也存在差异。样本解剖发现,该树种前5级根解剖结构存在明显差异,其中,在1~3级根解剖结构中可以清晰发现皮层结构,而4~5级根皮层结构消失,由此可以说明该树种1~3级细根属于初生结构,主要承担吸收功能,而4~5级细根属于次生结构,主要承担养分运输功能。本文研究对揭示大别山五针松地下生态学规律具有重要意义。

树种功能模块根系对土壤养分斑块的响应策略

以亚热带森林共存的8个树种为研究对象,设置养分不添加与添加处理,测定不同树种功能模块根系(吸收细根和运输细根)的属性及生长。结果表明,无养分添加下,相比较吸收细根的直径(0.36mm)和单根长度(4.28cm),运输细根有更大的直径(0.64mm)和单根长度(17.94cm),而同一功能根系的属性不受养分处理的影响;植物主要通过增加吸收细根的长度和运输细根的质量来响应土壤养分环境的变化。不同树种的细根生长存在树种特异性,例如,最近进化的树种根直径较细,在根长度的增长上更有优势;而早期进化的树种根直径较粗,在运输细根质量的增长上更有优势。

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。

Species-specific responses to drought,salinity and their interactions in Populus euphratica and P.pruinosa seedlings

干旱和盐胁迫是严重的非生物胁迫因子,限制植物的生长和生产力,特别是在沙漠地区。本研究采用两种沙漠杨树—胡杨(Populus euphratica)和灰杨(P.pruinosa)幼苗,比较它们对干旱、盐胁迫和两者交互胁迫的耐受性。研究了在干旱、盐胁迫和交互胁迫下,胡杨和灰杨在生长、光合能力和色素含量、非结构性碳水化合物浓度、Cl−分配、渗透调节和活性氧积累等方面的物种特异性响应。研究结果表明,与胡杨相比,灰杨在干旱、盐胁迫,特别是交互胁迫下表现出更高的生长抑制作用,光合作用下降,气孔关闭和活性氧积累,抗氧化酶活性和渗透调节能力下降。此外,在盐胁迫下,胡杨限制了盐从根部向叶片的转运,并且向粗根分配的Cl−较多,向叶片分配的Cl−较少,而灰杨向叶片分配较多的Cl−。表明这两种杨树存在着物种特异性变化,在干旱、盐胁迫,特别是交互胁迫下,灰杨受到更大的负面作用。因此,在未来干旱和盐胁迫加重的气候环境下,在生态恢复和植树造林时,应考虑这两种杨树对干旱和盐胁迫的物种特异性响应和耐受性。