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黄土丘陵区燕沟流域刺槐细根分布特征研究

作　者: 张良德
导　师: 徐学选
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 刺槐空间分布根系参数土壤理化性质根系消弱数
分类号: S792.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

细根空间分布能够反映出林木适应和改善环境的功能。本研究通过钻取土芯法在生长季内对黄土丘陵区燕沟流域10a和25a生人工刺槐林根系取样,并对其根系生物量、细根比根长、细根根长密度和细根根面积指数的空间分布特征,以及这些根系参数与土壤物理性质（土壤含水量、土壤温度和土壤容重）和土壤养分的关系进行了分析。取得如下研究结果:（1）人工林刺槐根系现存生物量特征:两种林龄刺槐根系现存生物量分别为11316.54 g.m^-2和17621.10g.m^-2,其中活细根（≤2mm）生物量分别占16.59%和11.73%,活粗根（>2mm）生物量分别占为81.52%和86.16,死细根生物量分别占1.89%和2.11%。同时,林龄较大,根径越大,根系空间分布异质性越大。（2）人工林刺槐根系的季节动态:两种林龄刺槐根系（细根和粗根）生物量具有明显的夏季（7月）和秋季（10月）两个高峰,季节变化差异性达显著水平（除25a林粗根生物量）（p<0.05）;根长密度和根面积指数与生物量季节变化规律相同,呈“双峰”型,10a林季节变化不显著（p>0.05）,25a林季节变化差异性显著（p<0.05）;比根长表现为“单峰”型,峰值出现在夏季,分别为293.15 m·g^-1和289.47 m·g^-1,季节变化达极显著或显著水平。（3）人工林刺槐细根系的空间分布特征:两种林龄刺槐细根系在0²00 cm土层中随深度呈层次性衰减（a、b、c、d、e 5层）;其中细根生物量、根长密度和根面积指数等随土层深度变化均可用负指数函数描述,根系集中分布在0⁶0 cm土层,峰值均在0²0 cm土层,分别占各自0⁶0 cm土层的42.56﹪和46.66﹪、47.12﹪和50.00﹪、43.44﹪和47.60﹪;而比根长随深度衰减趋势减弱,在60～140 cm剖面中出现反复,其随土层深度的变化可用三次多项式描述。两种林龄刺槐细根生物量、根长密度和根面积指数等均随距树干基部的距离增加而减小,比根长随距树干距离增加呈现先增加后减小的变化趋势,最大值在距树干基部80 cm处,但各参数在株距范围内变化幅度较小。（4）人工林刺槐根系分布特征参数β表现:两种林龄细根根系消弱系数均随着距树干距离的增加而减小,最大值在40cm处,分别为0.989和0.990,最小值在160cm处,分别为0.983和0.986;粗根根系消弱系数与细根变化规律相同,最大值在40cm处,分别为0.984和0.985,最小值在120cm处,均为0.982;两种林龄株距范围平均的细根根系消弱系数β值（0.988和0.991）均大于粗根根系消弱系数β值（0.983和0.984）,25a林根系消弱系数大于10a林,说明细根的分布深度大于粗根,林龄增加根深增加,有利于刺槐对深层土壤水分和养分的吸收利用。（5）人工林刺槐细根系与土壤环境关系:刺槐细根系分布受土壤物理性质影响程度依次为土壤含水量>土壤容重>土壤温度;刺槐细根系分布受土壤化学性质影响程度依次为土壤全氮>土壤有机质>土壤铵态氮>土壤硝态氮,建立了根系参数与土壤理化因子的多元线性回归模型,模型均达到95%以上显著水平。

全文目录

中文摘要  6-8
英文摘要  8-12
第一章绪论  12-21
  1.1 选题目的、意义  12-14
  1.2 细根研究简述  14-15
  1.3 细根的主要参数与生长动态  15-17
    1.3.1 生物量  15-16
    1.3.2 根长密度、根面积指数和比根长  16-17
    1.3.3 细根生长的季节动态  17
  1.4 细根生长与土壤环境关系  17-21
    1.4.1 土壤水分对细根生长及分布的影响  18
    1.4.2 土壤质地对细根生长及分布的影响  18-19
    1.4.3 土壤温度对细根生长及分布的影响  19
    1.4.4 土壤养分对细根生长及分布的影响  19-21
第二章研究区概况及研究方法  21-26
  2.1 研究区自然状况及研究方法  21-24
    2.1.1 研究区自然状况  21-22
    2.1.2 技术路线  22
    2.1.3 根样获取及处理  22-23
    2.1.4 数据处理  23-24
    2.1.5 土壤含水量测定  24
    2.1.6 土壤容重测定  24
    2.1.7 土壤温度测定  24
    2.1.8 土壤养分测定  24
  2.2 研究内容  24-25
  2.3 预期结果  25
  2.4 本研究的创新点  25-26
第三章人工林刺槐根系动态  26-37
  3.1 根系生物量的现存量  26-27
  3.2 根系参数季节动态  27-35
    3.2.1 根系生物量季节动态  27-30
    3.2.2 土壤垂直剖面内根系生物量季节动态  30-32
    3.2.3 细根根长密度和根面积指数季节动态  32-33
    3.2.4 细根比根长季节动态  33-35
  3.3 小结  35-37
第四章人工林刺槐细根空间分布格局  37-47
  4.1 细根系空间分布特征  37-42
    4.1.1 细根系垂直分布特征  37-41
    4.1.2 细根系水平分布特征  41-42
  4.2 根系消弱系数  42-45
  4.3 小结  45-47
第五章人工林刺槐细根垂直分布与土壤环境关系  47-55
  5.1 土壤理化性质垂直分布  47-50
    5.1.1 土壤物理性质垂直分布  47-48
    5.1.2 土壤化学性质垂直分布  48-50
  5.2 细根系分布与土壤理化性质的关系  50-54
    5.2.1 细根系分布与土壤物理性质的关系  50-52
    5.2.2 细根系分布与土壤化学性质的关系  52-54
  5.3 小结  54-55
第六章主要结论及建议  55-58
  6.1 主要结论  55-57
    6.1.1 根系生物量的现存量及季节动态  55
    6.1.2 其它根系参数季节动态  55-56
    6.1.3 刺槐林细根系空间分布  56
    6.1.4 刺槐林细根参数垂直分布与土壤环境关系  56-57
  6.2 建议  57-58
参考文献  58-65
致谢  65-66
作者简介  66

黄土丘陵区燕沟流域刺槐细根分布特征研究

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