姜 濤

（新賓滿族自治縣國營林業(yè)總場，遼寧 新賓113200）

植被根系不但是植被攝取、運輸和貯存碳水化合物和營養(yǎng)物質(zhì)以及合成一系列有機化合物的器官，而且還以直接和間接兩種方式創(chuàng)造土壤結(jié)構(gòu)，增強土體的抗蝕力［1-3］。國內(nèi)外許多學(xué)者提出通過根系的根長、生物量等來研究根系在土壤中的分布狀況及其與土壤性質(zhì)的關(guān)系。根系在土體中穿插、纏繞來分散或固結(jié)土壤顆粒形成土壤孔隙，可增加土壤滲透性和持水性，從而有效地提高周邊土壤的水源涵養(yǎng)能力［4-5］。因此，研究遼東山區(qū)水源涵養(yǎng)林根系分布特征具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義［6-7］。本研究針對遼東山區(qū)水源涵養(yǎng)林（落葉松林、紅松林、天然林、灌木林）根系的分布特征，能準(zhǔn)確地了解水源涵養(yǎng)林下根系分布規(guī)律，以期為遼東山區(qū)水源涵養(yǎng)林構(gòu)建、涵養(yǎng)水源能力以及該區(qū)生態(tài)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

研究區(qū)位于新賓滿族自治縣國家級自然保護區(qū)猴石公園內(nèi)，該區(qū)東與吉林省通化市、柳河縣搭界，南與本溪市、桓仁滿族自治縣為鄰，西與撫順市相連，北與清原滿族自治縣毗鄰。地理坐標(biāo)為41°14′10″～41°58′50″N，124°15′56″～125°27′46″E。氣候?qū)俦睖貛Ъ竟?jié)性大陸氣候，四季分明，氣候宜人，雨量充沛，年均降水量750～850 mm，無霜期150 d 左右。新賓地貌類型屬于構(gòu)造侵蝕的中低山區(qū)，以長白山系龍崗山脈為主體，境內(nèi)峰巒疊嶂，山丘起伏，平均海拔492 m。

1.2 研究方法

調(diào)查樣地設(shè)在猴石公園內(nèi)，各樣地基本情況見表1。

表1 各樣地基本情況

每種林分均10塊樣地，水源均為天然降水。本試驗采用根鉆法采集根系，根鉆內(nèi)徑為10 cm。取根點設(shè)置在距離標(biāo)準(zhǔn)木30 cm 處，以20 cm 為1個層次向下采集根系標(biāo)本。采集后放入采集袋中帶回實驗室洗凈進行根系分級，分級標(biāo)準(zhǔn)為3級，具體為＜1 mm、1～2 mm、2～5 mm。采用Win RHIZO 根系分析系統(tǒng)測定根系條數(shù)、長度、表面積等指標(biāo)。最后烘干并稱重。

2 結(jié)果與分析

2.1 水源涵養(yǎng)林各樣地根密度分布特征

水源涵養(yǎng)林涵養(yǎng)水源能力與林下有機質(zhì)和根系密度有緊密聯(lián)系，根系密度大不僅能提高土壤有機質(zhì)含量，且細(xì)小根系，尤其是根毛穿插在土體中可防止土體在水中分散、破碎，增強土壤抗蝕性。不同調(diào)查樣地根系密度分布情況存在差異，由圖1 可知，0～20 cm 土層，根系密度為灌木林1 399條·m-2＞天然林1 296 條·m-2＞紅松林956 條·m-2＞落葉松林902 條·m-2；20～40 cm 土層依次為灌木林1 356 條·m-2＞天然林1 111 條·m-2＞紅松林987條·m-2＞落葉松林931條·m-2；40～60 cm 土層，依次為灌木林1 556 條·m-2＞天然林1 396 條·m-2＞落葉松林1 029 條·m-2＞紅松林1 028 條·m-2。4 種不同樣地水源涵養(yǎng)林根系密度在各土層內(nèi)都隨土層深度的增加而增大，其中灌木林地的根系最為明顯。

2.2 水源涵養(yǎng)林各樣地根質(zhì)量密度分布特征

根質(zhì)量密度為單位體積內(nèi)的根系質(zhì)量，4 種水源涵養(yǎng)林不同土層的根質(zhì)量密度存在差異（圖2）。

由圖2可知，0～20 cm土層，根質(zhì)量密度依次為紅松林0.7258 g·cm-3＞落葉松林0.7077 g·cm-3＞天然林0.6372 g·cm-3＞灌木林0.3169 g·cm-3；20～40 cm土層，根質(zhì)量密度依次為紅松林0.8954 g·cm-3＞落葉松林0.7258 g·cm-3＞天然林0.6874 g·cm-3＞灌木林0.4196 g·cm-3；40～60 cm 土層，根質(zhì)量密度為紅松林0.9645g·cm-3＞落葉松林0.7587 g·cm-3＞天然林0.7054 g·cm-3＞灌木林0.5989 g·cm-3。各樣地根質(zhì)量密度均表現(xiàn)為隨著土層增大而增加，但灌木林地的根質(zhì)量密度最小，主要原因是喬木樹種根系發(fā)達且粗壯，灌木樹種根密度大，但須根所占比例較大。

2.3 水源涵養(yǎng)林各樣地根表面積密度分布特征

根表面積密度是單位體積內(nèi)根系的表面積，是植物根系表面與土壤直接接觸的表面積。水源涵養(yǎng)林各樣地根表面積密度分布特征見圖3。

由圖3可知，0～20 cm土層內(nèi)，根表面積密度依次為灌木林0.0364 cm2·cm-3＞紅松林0.0243 cm2·cm-3＞天然林0.0234 cm2·cm-3＞落葉松林0.0196 cm2·cm-3；20～40 cm 土層內(nèi)，根表面積密度依次為灌木林0.0425 cm2·cm-3＞天然林0.0285 cm2·cm-3＞紅松林0.0268 cm2·cm-3＞落葉松林0.0201 cm2·cm-3；40～60 cm土層，根表面積密度依次灌木林0.0513 cm2·cm-3＞天然林0.0302 cm2·cm-3＞紅松林0.0298 cm2·cm-3＞落葉松林0.0265 cm2·cm-3。所有樣地都表現(xiàn)為灌木林地根表面積密度大于喬木林地。

3 討論與結(jié)論

遼東山區(qū)水資源總量占遼寧省的62%，以公益林和天然林為主的森林資源涵養(yǎng)水源120 億t·a-1，而水源涵養(yǎng)林根系分布特征是水源涵養(yǎng)林森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定健康的重要標(biāo)志，本文主要研究了4 種水源涵養(yǎng)林根系分布特征，而植被根系的主要功能還包括網(wǎng)絡(luò)固結(jié)土體以及增強土體穩(wěn)定性等重要指標(biāo)，今后應(yīng)增強遼東山區(qū)水源涵養(yǎng)林土體穩(wěn)定性等方面的研究。

遼東山區(qū)水源涵養(yǎng)林各樣地在0～60 cm 三個土層，根系密度依次為灌木林＞天然林＞紅松林＞落葉松林，各樣地均表現(xiàn)為灌木林＞喬木林；根質(zhì)量密度依次為紅松林＞落葉松林＞天然林＞灌木林地，各樣地均表現(xiàn)為喬木林＞灌木林；根表面積密度分布特征所有樣地都表現(xiàn)為灌木林大于喬木林。