尤澤勝

(福建省三明市清流縣林畬林業(yè)站,福建 三明 350400)

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毛竹種群向常綠闊葉林?jǐn)U張的細(xì)根策略探討

尤澤勝

(福建省三明市清流縣林畬林業(yè)站,福建 三明 350400)

摘要：指出了毛竹種群與闊葉林群落邊界所具有的一個(gè)重要特點(diǎn)就是土壤含有異質(zhì)養(yǎng)分,毛竹細(xì)根分解、周轉(zhuǎn)和逐漸成長都會影響到土壤供給養(yǎng)分。通過內(nèi)生以及根鉆方法,主要對毛竹種群不斷往常綠闊葉林?jǐn)U張過程中的具體細(xì)根策略進(jìn)行了分析探討,提出了一些思考和建議,以期提供參考。

關(guān)鍵詞：毛竹；常綠闊葉林；細(xì)根；擴(kuò)張

1引言

當(dāng)毛竹種群往周圍種群不斷擴(kuò)張的時(shí)候,會對物種多樣化、種群結(jié)構(gòu)和構(gòu)成產(chǎn)生非常大的影響,因?yàn)槊癖旧砭哂锌焖倏寺〕砷L的特點(diǎn),所以它能夠往周圍種植的常綠闊葉林不斷擴(kuò)張,同時(shí)毛竹擴(kuò)張邊沿以及常綠闊葉林間會出現(xiàn)一個(gè)邊界面,而該邊界面所具有的特性也會導(dǎo)致毛竹往周圍闊葉林?jǐn)U張過程受到影響。此外,毛竹種群往附近常綠闊葉林方向擴(kuò)張,一定會使得交錯(cuò)邊界面位置毛竹種群與闊葉林的地下競爭非常激烈,毛竹種群細(xì)根主要分布于土壤上層,在與落葉林競爭的過程中,和闊葉林相比,毛竹細(xì)根生長率以及周轉(zhuǎn)率一般都比較快。通過內(nèi)生以及根鉆方法,主要對毛竹種群不斷往常綠闊葉林?jǐn)U張過程中的具體細(xì)根策略進(jìn)行分析探討。

2研究材料和方法

2.1毛竹和常綠闊葉林具體界區(qū)位置以及根系的采樣

選取福建三明市里面的某森林生態(tài)系統(tǒng)為研究站,并且選擇海拔高度在300～350 m的竹闊界面。順著毛竹種群水平方向,設(shè)置樣方:常綠闊葉林、毛竹林和竹闊混交林,大小為10 m×20 m,并且重復(fù)5次,所以有15個(gè)種群樣方。其中毛竹林的生長年限有20年,而混交林是最近十年來因?yàn)槊裢熑~林方向不斷擴(kuò)張形成的；常綠闊葉林主要種植的是樹齡大約為50年的樹種,其中包含殼斗科樹種等。表1為3種樹林林分所具有的特點(diǎn):

表1　三種樹林林分的參數(shù)

按照S型路線,采取根鉆法測定生物量。在各樣方上選擇 6個(gè)點(diǎn),分層鉆取土芯[1]。采取內(nèi)生長法測定細(xì)根生長量。在測定過程中,應(yīng)該先采用大土鉆將需要的土芯取出來,然后除掉根系,使其成為無根土,再按照土壤剖面具體呈現(xiàn)順序,將土回填到洞內(nèi),保證細(xì)根可以生長。在各樣方內(nèi)均填埋 36根無根土。間隔兩個(gè)月就通過內(nèi)徑不大的土鉆將土芯樣品挖出來,共提取樣品 6次。把獲得的土芯全部裝入保鮮袋,放入實(shí)驗(yàn)室冰箱,溫度應(yīng)該始終為4 ℃。處理根系樣品這一過程一定不能超過兩周的時(shí)間。

2.2處理以及檢測細(xì)根樣品

過程中一定要浸泡、沖洗和過篩處理土芯樣品,再按照外形或彈性選出直徑小于 2 mm的活根,并且分開毛竹細(xì)根以及闊葉林細(xì)根[2]。再將全部樣品均置于烘干箱里面將其烘干,測量試驗(yàn)中生物量以及根長根系周轉(zhuǎn)率,具體測量公式為:

B=W[a×(0.049)/22]

SRL=L/W

RLD=B×SRL

T=P/Bave

在上述公式中,字母B代表細(xì)根生物量；字母W代表細(xì)根質(zhì)量,而0.049是根鉆具體內(nèi)部直徑；字母L代表細(xì)根全部長度；字母T代表細(xì)根周轉(zhuǎn)率；字母P代表細(xì)根一年之內(nèi)的具體生長量；符號Bave代表一年之內(nèi)的平均生長量。

2.3分析數(shù)據(jù)

進(jìn)行一次試驗(yàn)?zāi)軌颢@得6個(gè)具體數(shù)據(jù),將這 6個(gè)不同數(shù)據(jù)的平均值作為一個(gè)重復(fù)[3]。因?yàn)閷γ總€(gè)林分均獲取了 5個(gè)樣方,因此,各林分不同指標(biāo)均具有 5個(gè)重復(fù)。

主要通過單變量多因素方差對各林分、季節(jié)和林分土層間減退細(xì)根生長量進(jìn)行分析,并利用相同的方法分析同一土層里面不同林分細(xì)根所存在的差異性。若差異非常大,則應(yīng)該利用最小顯著差數(shù)法來對比不同林分間的平均值,能夠進(jìn)行多重對比[4]。并且通過單因素方差法來判斷分析毛竹種群以及闊葉林根在各個(gè)林分里面的垂直分布格局與樹木根長顯著性；通過配對檢驗(yàn)來比較毛竹種群以及闊葉林里面植物細(xì)根生長量存在的差異性。

3分析結(jié)果

3.1分析細(xì)根生物量以及細(xì)根的分布

所研究的毛竹種群、混交林和常綠闊葉林里面的植物細(xì)根生物量都有比較顯著的差異性。對于三個(gè)土壤層,毛竹種群的細(xì)根生物量最突出,其次是竹闊混交林里面的細(xì)根生物量,最小的是常綠闊葉林里面的細(xì)根生物量[5]。對于 0～60 cm的土層,這三種林分的具體生物量為:1203.4 g/m2、603.15 g/m2與205.83 g/m2。對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析我們能夠得出結(jié)論:由于生物量多少能夠反映出植物細(xì)根對森林土壤資源的實(shí)際競爭力,而毛竹種群細(xì)根生物量和另外兩種林分進(jìn)行比較是最高的,所以,毛竹種群吸收土壤養(yǎng)分的能力比另外兩種林分要強(qiáng)。

在毛竹種群不斷往竹闊混交林方向擴(kuò)張的過程中,毛竹與闊葉林之間的競爭導(dǎo)致毛竹細(xì)根生物量具體分布出現(xiàn)了非常大的改變。對于 0～20 cm的土層,三種林分里面,毛竹種群細(xì)根生長是最顯著的,可是在20～40 cm土層里面,毛竹種群細(xì)根生物量慢慢開始下降。相反的是,雖然常綠闊葉林0～20 cm土層內(nèi)的細(xì)根生長量在不斷減少,可是對于20～40 cm的土層,闊葉林細(xì)根生物量慢慢開始增加。這種現(xiàn)象顯示,毛竹種群細(xì)根主要分布于養(yǎng)分相對較多的土層里面。

3.2分析根長密度

毛竹種群和闊葉林之間產(chǎn)生的競爭導(dǎo)致混交林表面細(xì)根具體根長密度出現(xiàn)了顯著增加現(xiàn)象。其中毛竹種群具體根長密度為 5240.79 m/m2,常綠闊葉林具體根長密度為2927.93 m/m2,而混交林表層細(xì)根具體根長密度和毛竹種群以及常綠闊葉林相比,其密度更加高。除此之外,在混交林里面,毛竹種群細(xì)根密度顯著大于常綠闊葉林實(shí)際細(xì)根密度,可以高出 2.1倍左右。這些調(diào)查以及測量數(shù)據(jù)可以充分顯示,毛竹種群的細(xì)根可以在土壤內(nèi)不斷廣泛地延伸。

3.3分析這三種林分細(xì)根具體年生長量以及周轉(zhuǎn)率

和常綠闊葉林相比,毛竹細(xì)根具體年生長量要比其高很多。因此,毛竹種群快速生長的植物細(xì)根,使得毛竹可以在激烈的養(yǎng)分競爭中獲得非常顯著的優(yōu)勢。同時(shí),和常綠闊葉林相比,毛竹種群具體細(xì)根周轉(zhuǎn)率也要高很多。因?yàn)槊穹N群的細(xì)根可以很快速地周轉(zhuǎn),能夠產(chǎn)生大量新的細(xì)根,從而可以最大程度上保證植物對水和土壤內(nèi)別的養(yǎng)分的有效吸收效率。因此,毛竹種群正是因?yàn)槠浼?xì)根周轉(zhuǎn)速度相對較快,才使得毛竹種群和闊葉林進(jìn)行比較,其土壤養(yǎng)分吸收能力非常顯著。

4總結(jié)和議論

4.1生物量以及其空間發(fā)生的分化

林分所含有的生物量可以直接體現(xiàn)出該林分里面植物根系所具有的伸展能力,同時(shí)也可以體現(xiàn)出植物所具有的土壤養(yǎng)分吸收能力。和常綠闊葉林進(jìn)行比較,毛竹種群的具體細(xì)根生物量明顯高很多,這種現(xiàn)象表明,毛竹種群的細(xì)根具有的伸展能力相對較高。除此之外,毛竹種群在往常綠闊葉林方向不斷擴(kuò)張的時(shí)候,毛竹種群細(xì)根在 0～20 cm的土層里面增長速度非?？?而闊葉林細(xì)根在該土層里面反而是不斷下降的。這種現(xiàn)象充分顯示出了一個(gè)事實(shí),就是毛竹細(xì)根會慢慢往養(yǎng)分非常多的那一土層方向伸展,所以,毛竹細(xì)根覓食精確性是比較強(qiáng)大的。

4.2分析細(xì)根生長以及周轉(zhuǎn)策略

林分生長量可以直接反映出植物細(xì)根所具有的養(yǎng)分競爭能力。在進(jìn)行研究的過程中,毛竹種群所具有的細(xì)根增殖能力非常強(qiáng),毛竹年生長量和闊葉林相比,要高出很多倍。當(dāng)毛竹種群不斷往闊葉林方向擴(kuò)張的時(shí)候,和闊葉林進(jìn)行比較,其具有的競爭能力非常強(qiáng),可以搶占更多生長空間。同時(shí),植物細(xì)根周轉(zhuǎn)率也可以體現(xiàn)出毛竹種群以及闊葉林所具有的搶占生長資源的能力。如果周轉(zhuǎn)率比較高,那么其細(xì)根新陳代謝就會相對較快,所以細(xì)根就可以不斷獲取充足的養(yǎng)分。和常綠闊葉林進(jìn)行比較,毛竹種群細(xì)根周轉(zhuǎn)率要快很多,因?yàn)橹苻D(zhuǎn)率比較快,所以毛竹細(xì)根就可以不斷地從土壤里面獲得生長所需養(yǎng)料,這樣毛竹種群就可以快速朝著常綠闊葉林方向不斷擴(kuò)張。

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中圖分類號：S763

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)03-0021-02

作者簡介：尤澤勝(1964—)，男，福建南安人,工程師,主要從事營林工作。

收稿日期：2015-12-23