全 文 ：第 29卷　第 3期
2008年 9月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
JournalofInnerMongoliaAgriculturalUniversity
Vol.29　No.3
Sep.2008
毛乌素沙地臭柏 、油蒿群落细根分解中
养分含量的动态变化＊
斯庆毕力格 1 , 　王林和 1＊ , 　张国盛 2 , 　秦　艳 1 , 　哈斯其劳 3 , 　阿木古愣 1
(1.　内蒙古农业大学生态环境学院 ,呼和浩特　010019;
2.　内蒙古农业大学林学院 ,呼和浩特　010019;3.　鄂尔多斯市杭锦旗林业局 ,鄂尔多斯　017400)
摘要:　为探索灌木在沙地生态系统养分循环中的作用 ,采用埋袋法对毛乌素沙地臭柏 、油蒿群落细根分解过程中
的养分含量的变化进行了研究。结果表明:臭柏细根在分解前期 , N、Ca、Mg元素的含量逐渐升高 , P、K元素含量则
逐渐降低;虽然油蒿细根分解过程中的各元素含量变化规律与臭柏细根相似 , 但臭柏细根分解过程中各元素含量的
变化幅度较小 , 油蒿较大 , 尤其 P、K元素在油蒿分解初期含量降低最快。
关键词:　细根;　养分含量;　毛乌素沙地;　臭柏;　油蒿
中图分类号:　Q945.12;Q151.94　　　文献标识码:　A　　　文章编号:1009-3575(2008)03-0034-04
STUDYONCHANGEOFNUTRIENTCONTENTDECOMPOSITIONCOURSEOFSABINAVULGARIS、ARTEMISIAORDOSICACOMMUNITYFINE-ROOTINMUUSSANDYLAND
Siqingbilige1 , 　WANGLin-he1＊ , 　ZHANGGuo-sheng2 , 　
QINYan1 , 　Hasiqilao3 , 　Amuguleng1
(1.　CollegeofEcologyandEnvironment, InnerMongoliaAgriculturalUniversity, Huhhot　010019, China;
2.　ColegeofForestry, InnerMongoliaAgriculturalUniversity, Huhhot　010019, China;
3.　ForestryBureauofHangJinCountyinOrdosCity, Ordos　017400, China)
Abstract:　Toexploretheefectofshrubinthenutrientcycleofsandecologicalsystem, adopttheburiedlitlebagstoresearchthe
changeofnutrientcontentofdecompositioncourseofsabinavulgaris, ArtemisiaordosicacommunityFine-RootinMuUsSandyland.
Theresultis:Atthepreviousperiodofsabinavulgarisdecompose, thecontentofelementN、Ca、Mggraduallyincreased, whilethe
contentofelementP、Kgradualyreduced;AlthoughthechangeruleofthecontentofelementindecompositioncourseofArtemisiaor-
dosicasFine-RootissimilarwithsabinavulgarisFine-Roots, themagnitudeinchangeofcontentofelementindecompositioncourse
ofsabinavulgarisFine-RootislessthanArtemisiaordosicas, especiallythereduceofcontentofelementP、KinArtemisiaordosica
sdecompositioncoursespreviousperiodisthequickest.
Keywords:　Fine-root;　nutrientcontent;　muussandyland;　sabinavulgaris;　artemisiaordosica
　　细根死亡是有机质和养分元素向土壤归还的重
要途径 ,植物通过根系死亡归还到土壤中的 N素比
地上凋落物多 18% ～ 58%(McClaughertyetal.,
1982;Vogtetal., 1986)。细根的死亡和分解在一年
四季内随时发生 ,具有持续向土壤输入养分的功能
(Burtonetal., 2000),这在养分受限的土壤中对提
高森林的生产力显得尤为重要 (SilverandMiya,
2001)。随着人们对细根在生态系统养分循环中作
用的重视 ,近 20多年来 ,细根研究已成为生态系统
研究中的 1个热点 ,在国外受到广泛的关注(Nadel-
hoferetal., 1992),目前国内也对树木细根开展了
一些研究(单建平等 , 1993;廖利平等 , 1999;2000)。
但对灌木细根的研究报道较少 (张国盛等 , 1999)。
对于半干旱地区沙地生态系统中生存的固沙灌木而
＊ 收稿日期:　2008-01-25基金项目:　国家自然科学基金(30471423)作者简介:　斯庆毕力格(1983-),男(蒙古族),硕士研究生 ,主要从事水土保持与荒漠化防治研究.＊通讯作者:　E-mail:wlinhe@hotmail.com
言 ,其细根分解处在 1种与森林草原截然不同的环
境条件中 ,在这种疏松 、易动 、干旱 、高温的环境条件
下 ,植物细根养分含量是否有其不同的规律。作者
通过对毛乌素沙地臭柏 、油蒿群落细根分解过程中
的 N、P、K、Ca和 Mg含量的变化进行了测定和分
析 ,为进一步研究沙地生态系统中植物细根分解和
养分循环提供理论基础。
1　实验区自然概况和研究方法
1.1　实验区自然概况
实验地设在鄂尔多斯市乌审旗图克苏木境内的
毛乌素沙地整治开发研究中心的图克天然臭柏保护
区(38°57′～ 39°01′N, 109°02′～ 109°17′E),毛乌素
沙地整治研究开发中心北实验地内。该实验地的主
要地貌类型为流动沙地 ,固定 、半固定沙地及滩地 ,
属温带大陆性半干旱气候。海拔 1 200m～ 1 350m;
年均温度 6.4℃;年均降水量 360mm,主要集中在 6
月中旬至 9月中旬;年蒸发量 2 300mm;年均风速
3.3m/s。地带性植被为典型草原 ,地带性土壤为栗
钙土。臭柏(Sabinavulgaris)和油蒿(Artemisiaordo-
sica)是该实验区的建群种植物。
1.2　研究方法
1.2.1　埋袋实验　采用埋袋法研究臭柏和油蒿细
根分解 。 2005年 4月 ,在毛乌素沙地挖取直径 ≤
2mm的臭柏和油蒿的细根 ,先洗净并去除颜色发暗 、
无弹性的死亡根系 ,阴干 ,剪成 5cm长的根段 ,称取
细根 5.0g,分别装入 20cm×20cm网眼为 0.5mm的
尼龙网袋中 ,共 540袋。在实验区内依据地形 、生长
情况等因子筛选 7块样地用于试验 ,其中臭柏群落 3
块 ,油蒿群落 2块 ,臭柏灌丛 2块 。把装好根样的尼
龙网袋分别埋入选定的 7块样地内 ,在每个埋置点
挖 20cm深的埋置沟 ,将根样袋水平无重叠放置于沟
内 ,覆土时尽可能不破毁原来的土体结构 ,覆土与地
面平 ,表层覆盖林地凋落物。臭柏群落按坡位(坡
顶 、坡中 、坡脚)分别埋入 40袋;油蒿群落的坡顶和
坡中分别埋入 30袋;在臭柏灌丛中部埋入 30袋 。
1.2.2　取样　在 2005年 4月 ～ 10月间每隔 2个月
取样 1次 , 2006年 4月 ～ 10月间每隔 1个月取样 1
次 ,取样时间为每月的 15日左右。臭柏群落 、油蒿
群落和臭柏灌丛每个埋置点每次取样 3袋 。整个实
验地每次共取根样 45袋。拆开网袋 ,去除新长入的
根 ,用土壤筛(40目)冲洗根系 ,剩余的根系于 75℃
烘箱中烘 48h后测定干重。
1.2.3　成分测定　把每次取的根样 ,按坡位混合 ,
粉碎后用于化学成分的分析 。元素含量测定方法:N
素用凯氏定氮法 , P素用铝锑抗比色法 , K、Ca、Mg
用火焰光度法。
2　细根分解过程中养分的动态变
化
2.1　细根初始养分
以 2005年 4月采集的细根为初始样根 ,细根的
初始养分元素浓度(表 1)表明 ,臭柏和油蒿细根中
的 N、P、K、Ca和 Mg的含量有所不同 ,臭柏细根中
Ca的浓度是油蒿的 1.86倍 ,而 N、P、K和 Mg的浓
度都较油蒿的低;油蒿细根中 P和 K的浓度分别是
臭柏的 2.6和 5.7倍。
表 1　臭柏 、油蒿初始养分元素的含量
Tab.1 OriginalelementscontentinsabinavulgarisandArtemisiaordosica
细根种类 fineroot N(%) P(mg/100g) K(%) Ca(%) Mg(%)
臭柏 sabinavulgaris 0.624 78.97 0.336 2.153 0.131
油蒿 Artemisiaordosica 0.827 205.66 1.9 1.158 0.185
2.2　细根分解过程中 N、P素含量变化
细根分解过程中各元素含量是在不断的变化 ,
臭柏 、油蒿细根在分解过程中 N的含量总体上呈现
逐渐上升的变化趋势(图 1),油蒿细根分解中 N的
上升速率明显高于臭柏。臭柏细根在分解初期(60d
以前), N元素含量小幅度上升 ,随后下降 ,而且 120d
后开始小幅度的上升 ,一直延续到 180d,随后又开始
慢慢下降 , 420d后又开始缓慢上升 ,一直延续到实验
结束。油蒿细根在分解前 180d分解过程中 , N素含
量一直在上升过程 ,随后下降 ,而且 420d后又开始
大幅度的上升 ,一直延续到 480d,随后开始慢慢下
降 , 540d后又缓慢上升 ,一直延续到实验结束 。
细根分解过程中 P素养分含量变化如(图 2)所
示 ,臭柏细根在分解过程中 P素含量呈降低趋势 ,处
35第 3期　　　　　　　斯庆毕力格等:　毛乌素沙地臭柏 、油蒿群落细根分解中养分含量的动态变化
于释放状态 。但释放速度很慢 。油蒿细根在分解过
程中 , P含量变化规律与臭柏细根类似 ,但在分解初
期浓度降低很快 , 60d内下降了 24%,其后(60d后)
释放速度非常缓慢。
图 1　细根分解过程中 N素含量的变化
Fig.1 ChangeofNcontentindecomposingfineroot
图 2　细根分解过程中 P素含量的变化
Fig.2 ChangeofPcontentindecomposingfineroot
2.3　细根分解过程中 K、Ca、Mg素含量变化
臭柏细根在分解过程中 K素含量持续下降(图
3),但分解初期(60d以前),含量降低很快 ,随后分
解降低的幅度变小;油蒿细根在分解过程中 , K素含
量变化规律与臭柏细根相似 ,也处于养分释放状态。
但在分解初期含量降低很快 , 到 180d时下降了
90%, 540d后释放速度放慢(图 3)。
臭柏细根在分解过程的 480d前 , Ca元素含量小
幅度上升 ,随后下降(图 4)。油蒿细根在分解过程
中 , 540d前 Ca元素含量一直在增大 ,而且在分解初
期(60d前)Ca含量的升高速率较快 , 540d后开始下
降 ,一直延续到实验结束。
图 3　细根分解过程中 K素含量的变化
Fig.3 ChangeofKcontentindecomposingfineroot
图 4　细根分解过程中 Ca素含量的变化
Fig.4 ChangeofCacontentindecomposingfineroot
　　臭柏细根在分解过程中 , Mg素含量在 180d前
一直在增大 ,随后开始下降 ,直到 360d后又开始上
升 ,但 420d后 , Mg素含量再次下降 ,延续到实验结
束(图 5);油蒿细根在分解时 , Mg素含量变化规律
与臭柏细根相似 , 120d前 Mg元素含量小幅度上升 ,
随后下降 ,而且 360d后又开始小幅度的上升 ,延续
到 420d,随后开始慢慢下降 ,一直延续 720d后。
图 5　细根分解过程中 Mg素含量的变化
Fig.5 ChangeofMgconcentrationindecomposingfineroot
36 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报　　　　 　　　　　　　　2008年
3　讨论
灌木细根是沙地生态系统地下部分凋落物的
主要组成部分 ,因此在研究与森林和草地截然不同
的沙地生态系统凋落物积累 、分解 、养分归还时 ,必
须考虑细根养分含量的作用。油蒿细根在分解实验
初期 , P和 K的含量降低很快 , 180d后 K的含量下
降了 90%,这是淋溶结果 ,细根中可溶性糖和矿物质
离子 K在雨水的作用下淋失到土壤中 。臭柏细根分
解速率慢 ,这很可能是细根的分解速率受细根寿命
的影响 ,臭柏细根的寿命比油蒿细根长 ,这一结果与
前人的研究结论类似(Rurs, 2003)。油蒿细根在分
解实验初期 , N和 Ca的含量一直在增加 ,而臭柏细
根的含量虽然在增加 ,但速度缓慢 。这是由于木质
素 、纤维素和单宁等较难分解因子导致分解速率下
降 , 臭柏细根的分解速率比油蒿细根较慢。在整个
分解试验期 ,臭柏和油蒿细根中的 Ca素含量一直在
增加 ,是干旱半干旱地区水分条件缺乏 ,导致分解速
率下降 。臭柏和油蒿是不同类型的灌木 ,而且处于
不同发育阶段 ,其细根的化学成分 、分解者的种类和
数量等不同 ,细根分解对土壤的物理作用和营养元
素的释放可能会存在差异 ,有待于进一步研究 。
参　考　文　献:
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