秦岭火地塘林区天然油松、锐齿栎根系特征及其在生态系统中的功能和作用
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘建军 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1999 |
| 授予单位 | 中国科学院、水利部水土保持研究所 |
| 授予地点 | 陕西 |
| 导师 | 吴钦孝 ; 雷瑞德 |
| 学位专业 | 土壤学 |
| 中文摘要 | 本文采用野外调查、定位观测和室内分析相结合的方法，从个体、生态系统两个层面，对秦岭火地塘林区天然油松、锐齿栎根系数量特征及空间构型；根生物量积累特征；细根代谢及其周转动态过程；根库中物质循环、能量流动和碳素积累、释放；根系—土壤互动效应等方面进行了系统研究。结果表明： 1. 油松、锐齿栎属于深根性树种。油松根系的骨架结构为垂直根型；锐齿栎为垂直、斜生根型。在相同的年龄阶段，锐齿栎的水平根幅和树冠幅要比油松大，即锐齿栎具有较强的竞争能力。 2. 林木单株根系生物量与其胸径、树高具有极强的相关性。相关模型可采用改进的Kittredge公式表述： 油松： Wr=0.0157(D2H)0.8567 锐齿栎： Wr=0.0492(D2H)0.7848 模型中引入了与立地质量有关的树高因子，可据此推算出各种立地条件下的单株林木根系生物量。3. 油松、锐齿栎根库中储存着大量的矿质元素，构成森林生态系统物质分室库；细根每年的死亡、凋落，成为森林生态系统生物地球化学循环的重要组成部分。林木根系和其它器官一样，有生长、老化、死亡、更替的过程，这是林木根系适应不断变化的土壤环境，更新“进食点”，生长新的吸收根，为避免过多的呼吸消耗而产生的一种生态“冗余”。 4. 在油松、锐齿栎混交林中，油松和锐齿栎根系生物量呈交错镶嵌分布，彼此可以有效地利用不同土层深度的水分和养分。混交林根系生物量积累效率及其生物量占乔木层总生物量比例均低于锐齿栎纯林，即混交林单位根系生物量支撑的地上部分总生物量高于锐齿栎纯林，整个林分所能获得的经济产量高。在适宜的自然生境下，培育松栎混交林不仅能够充分发挥森林的生态功能、维持林地土壤肥力，并且也能获得较大的经济产量。5. 油松是秦岭火地塘林区中山地带山脊生态脆弱区唯一的成林树种，构成独特的山脊森林景观。油松吸收根占根系总生物量的比例较高和直接从凋落层中吸收养分，是对干旱瘠薄山脊环境的重要适应机制。6. 天然油松林乔木层储存的能量总值平均为4032.966×106KJ.hm-2，锐齿栎林为7388.371×106KJ.hm-2，其中根库储存的能量占林分净固定太阳能的20%左右。由于地上和地下器官的凋落代谢，油松林年归还给土壤的能量为90.459×106KJ.hm-2，其中根系凋落占23.8%；锐齿栎林年归还给土壤的能量为149.750×106KJ.hm-2，其中根系凋落占38.0%。因此，在研究森林生态系统能量流动时，必须考虑细根凋落归还的作用。7. 林地土壤呼吸速率具有明显的季节变化规律。其各个分量与土壤温度的相关模型为： 油松 林地呼吸速率 y=3.0589e0.0519x 凋落物呼吸速率 y=0.3784ln(x)-0.4526 土壤生物呼吸速率 y=2.0587e0.0453x 根系呼吸速率 y=0.8952e0.0510x 锐齿栎 林地呼吸速率 y=3.2684e0.0629x 凋落物呼吸速率 y=0.2279ln(x)+0.1362 土壤生物呼吸速率 y=2.0709e0.0669x 根系呼吸速率 y=0.5479e0.0830x 油松林地年呼吸释放CO2量为22.323t CO2.hm-2，其中土壤生物呼吸量占61.0%；根系呼吸量占31.1%；凋落物呼吸量占7.9%。锐齿栎林地呼吸释放CO2量为28.252t CO2.hm-2.yr-1，其中土壤生物呼吸量占67.5%；根系呼吸量占23.8%；凋落物呼吸量占8.7%。锐齿栎林地呼吸释放CO2量大于油松林。 8. 由于根系生理代谢和分泌作用对根际微区土壤特性的影响，根际微区土壤pH值降低、有机质含量提高、微生物数量增加，明显增强了根际土壤生物活性和物质转化速率。 9. 根系主要通过缠绕、串连、网络及粘结作用，将土粒和小的团聚体聚合成大的团聚体，即根系的作用主要体现在大型团聚体的形成上。直径<1mm的根系(活根、死根)对土壤水稳性团聚体形成具有明显的作用，1—5mm的根系(活根、死根)也有不可忽视的作用。 |
| 公开日期 | 2011-06-30 ; 2011-07-14 |
| 源URL | [http://ir.iswc.ac.cn/handle/361005/3999]  |
| 专题 | 水土保持研究所_水保所知识产出(1956-2013) |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘建军. 秦岭火地塘林区天然油松、锐齿栎根系特征及其在生态系统中的功能和作用[D]. 陕西. 中国科学院、水利部水土保持研究所. 1999. |
入库方式： OAI收割
来源：水土保持研究所
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