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Root Distribution and Fine Root Growth in Mixed Plantation of Robinia pseudoacacia and Fraxinus velutina in Coastal Saline-Alkali Area

滨海盐碱地人工刺槐绒毛白蜡混交林的根系分布与细根生长


在黄河三角洲盐碱地人工刺槐绒毛白蜡混交林内分别选择3株刺槐和绒毛白蜡标准木,在距离这6株标准木树干水平方向0~50,50~100,100~150,150~200和200~250 cm这5个距离范围内,按0~20,20~40和40~60 cm将土壤分为3个垂直层次,采用分层分段挖掘法分别获取根样,研究刺槐和绒毛白蜡根系的空间分布格局和细根生长特征。结果表明:这2种林木的根系构成以大于5 mm的粗根为主,绒毛白蜡的根系生物量显著高于刺槐,绒毛白蜡和刺槐根系在0~20 cm土层中的生物量分别占根系总生物量的59.8%和83.6%;绒毛白蜡的0~2,2~5 和大于5 mm径级根系的水平分布距离均明显大于刺槐;2树种的大于5 mm粗根主要分布在距树干0~100 cm距离内,而较细的根系则主要分布在50~100 cm距离内;绒毛白蜡细根的生物量、根长、表面积和活力显著大于刺槐细根。绒毛白蜡在滨海盐碱立地条件下较刺槐具有更强适应能力。

The root distribution and growth were studied in mixed plantation of Robinia pseudoacacia and Fraxinus velutina in coastal saline-alkali area of the Yellow River delta. The root samples were collected by excavating the soils at different horizontal distances of 0-50 cm, 50-100 cm, 100-150 cm, 150-200 cm ,and 200-250 cm from stem, and at depths of 0-20 cm, 20-40 cm and 40-60 cm, respectively. The results showed that the root systems of both R. pseudoacacia and F. velutina were mainly consisted of the roots with diameters larger than 5 mm, which accounted for 59.8% and 83.6% in the soil layers of 0-20 cm for R. pseudoacacia and F. velutina, respectively. The horizontal distribution distances of F. velutina roots of different diameter classes were evidently longer than those of R. pseudoacacia. The roots with diameters larger than 5 mm mainly distributed within 0-100 cm while the smaller roots less than 5 mm diameter were in 50-100 cm from stem. The length, surface area, volume and average diameter, activity of fine roots of F. velutina were significantly higher than those of R. pseudoacacia. The study reveals a mechanism why F. velutina has stronger adaptability in coastal saline soils than R. pseudoacacia.


全 文 :第 50 卷 第 3 期
2 0 1 4 年 3 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 50,No. 3
Mar.,2 0 1 4
doi:10.11707 / j.1001-7488.20140302
收稿日期: 2013 - 01 - 15; 修回日期: 2014 - 01 - 14。
基金项目: 山东省科技发展计划项目“黄河三角洲人工刺槐林更新改造技术研究”(2010GNC10942) ;山东省农业重大应用技术创新项目
“黄河三角洲盐碱化土地高效利用模式配置研究”。
滨海盐碱地人工刺槐绒毛白蜡混交林的
根系分布与细根生长
杜振宇1 刘方春1 马丙尧1 董海凤2 马海林1
(1. 山东省林业科学研究院 济南 250014; 2. 山东农业大学资源与环境学院 泰安 271018)
摘 要: 在黄河三角洲盐碱地人工刺槐绒毛白蜡混交林内分别选择 3 株刺槐和绒毛白蜡标准木,在距离这
6 株标准木树干水平方向 0 ~ 50,50 ~ 100,100 ~ 150,150 ~ 200 和 200 ~ 250 cm 这 5 个距离范围内,按 0 ~
20,20 ~ 40 和 40 ~ 60 cm 将土壤分为 3 个垂直层次,采用分层分段挖掘法分别获取根样,研究刺槐和绒毛白
蜡根系的空间分布格局和细根生长特征。结果表明: 这 2 种林木的根系构成以大于 5 mm 的粗根为主,绒毛
白蜡的根系生物量显著高于刺槐,绒毛白蜡和刺槐根系在 0 ~ 20 cm 土层中的生物量分别占根系总生物量的
59. 8% 和 83. 6% ; 绒毛白蜡的 0 ~ 2,2 ~ 5 和大于 5 mm 径级根系的水平分布距离均明显大于刺槐 ; 2 树种的
大于 5 mm 粗根主要分布在距树干 0 ~ 100 cm 距离内,而较细的根系则主要分布在 50 ~ 100 cm 距离内 ; 绒
毛白蜡细根的生物量、根长、表面积和活力显著大于刺槐细根。绒毛白蜡在滨海盐碱立地条件下较刺槐具有
更强适应能力。
关键词: 刺槐; 绒毛白蜡; 根系生物量; 空间分布; 细根
中图分类号: S728. 5; S718. 5 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 7488(2014)03 - 0010 - 06
Root Distribution and Fine Root Growth in Mixed Plantation of
Robinia pseudoacacia and Fraxinus velutina in
Coastal Saline-Alkali Area
Du Zhenyu1 Liu Fangchun1 Ma Bingyao1 Dong Haifeng2 Ma Hailin1
(1 . Shandong Academy of Forestry Jinan 250014; 2 . College of Resources and Environment,Shandong Agricultural University Tai’an 271018)
Abstract: The root distribution and growth were studied in mixed plantation of Robinia pseudoacacia and Fraxinus
velutina in coastal saline-alkali area of the Yellow River delta. The root samples were collected by excavating the soils at
different horizontal distances of 0 - 50 cm,50 - 100 cm,100 - 150 cm,150 - 200 cm ,and 200 - 250 cm from stem,and
at depths of 0 - 20 cm,20 - 40 cm and 40 - 60 cm,respectively. The results showed that the root systems of both R.
pseudoacacia and F. velutina were mainly consisted of the roots with diameters larger than 5 mm,which accounted for 59.
8% and 83. 6% in the soil layers of 0 - 20 cm for R. pseudoacacia and F. velutina,respectively. The horizontal
distribution distances of F. velutina roots of different diameter classes were evidently longer than those of R. pseudoacacia.
The roots with diameters larger than 5 mm mainly distributed within 0 - 100 cm while the smaller roots less than 5 mm
diameter were in 50 - 100 cm from stem. The length,surface area,volume and average diameter,activity of fine roots of
F. velutina were significantly higher than those of R. pseudoacacia. The study reveals a mechanism why F. velutina has
stronger adaptability in coastal saline soils than R. pseudoacacia.
Key words: Robinia pseudoacacia; Fraxinus velutina; root biomass; spatial distribution; fine root
黄河三角洲地处山东省东北部,位于渤海南部
的黄河入海口沿岸地区,在环渤海地区发展中具有
重要的战略地位。区域内荒漠化和土壤盐渍化严
重,分布有大片盐碱化未利用的土地,生态环境极度
脆弱,抗干扰能力弱,系统对外界变化的适应能力
差,导致生态系统退化严重(邢尚军等,2006)。因
第 3 期 杜振宇等: 滨海盐碱地人工刺槐绒毛白蜡混交林的根系分布与细根生长
此,在该区域开展盐碱地脆弱生态区的植被恢复和
重建、森林的保护管理、盐碱地造林技术和生物改良
技术研究是目前该区域经济发展和生态环境建设要
解决的重点问题。
为此,该地区自 20 世纪 80 年代初开始大规模
造林,主要造林树种为刺槐(Robinia pseudoacacia),
其次为绒毛白蜡 ( Fraxinus velutina)、白榆 ( Ulmus
pumila)和臭椿(Ailanthus altissima)等。至今刺槐保
存面积达 5 000 hm2,是我国现存面积最大的刺槐人
工林(马凤云等,2010)。这些以刺槐为代表的人工
林对于防风固沙、保持水土、涵养水源和改善气候发
挥了重要作用,已成为胜利油田和东营市防风固沙
的重要屏障。但目前刺槐人工林出现了大面积枯
梢,甚至成片死亡,对黄河三角洲地区的防护林建设
及盐碱化治理造成了巨大损失。绒毛白蜡具有较强
的抗逆性能,其耐盐能力和寿命远高于其他耐盐乔
木树种属(刘德玺等,2008)。在黄河三角洲地区,
刺槐和绒毛白蜡混交是应用较早和栽培面积较大的
造林模式。早在 30 年前,该地区就营造了大面积的
刺槐绒毛白蜡混交林,在滨海盐碱立地环境中经过
多年生长,刺槐和绒毛白蜡表现出不同的生长特征。
根系的分布是指根在空间梯度或格点上的存
在,主要涉及: 根生物量、长度或表面积随土层深度
的变化,距植物茎部的距离,邻体间的位置等(王进
鑫等,2004)。根系的形态和分布直接反映林木对
立地的利用状况,对树木的生长具有决定性作用。
根系,尤其是细根,在发挥植物功能和陆地生态系统
能量流动和物质循环中扮演重要角色 (程瑞梅等,
2012)。细根通常是指直径小于 2 mm 的根,具有巨
大的吸收表面积,是树木吸收水分和养分的主要器
官(张小全等,2000)。由于刺槐适应性强、生长快、
繁殖容易、耐干旱贫瘠等特点,成为水土保持先锋树
种,很多研究者对其在干旱胁迫条件下的根系生长、
根系分布、细根特征等开展了较多研究,取得了很大
进展(李鹏等,2002; 董三孝,2004)。但目前尚未
有针对滨海盐碱立地条件下刺槐林根系分布的研究
报道。绒毛白蜡具有较强的抗逆性能,在盐碱地区
土壤改良和生态体系构建中发挥了重要作用,而其
根系方面的研究目前仍属空白。本研究分析黄河三
角洲人工刺槐绒毛白蜡混交林中不同林木的根系空
间分布和细根生长特征,探讨刺槐和绒毛白蜡对盐
碱立地土壤条件的适应机制,为滨海盐碱地的植被
恢复和适宜树种选择提供理论依据。
1 研究区概况
试验地点位于山东省东营市河口区(118°49E,
37°55N),该地处于黄河三角洲的东北部,属于暖
温带大陆季风性气候,全年平均气温 12. 3 ℃,全年
无霜期长达 206 天,0 ℃以上年积温 4 783. 5 ℃。太
阳辐射年总量 5 146 ~ 5 411 MJ·m - 2,平均年日照时
数 2 682 h,是我国日照较丰沛的地区之一。平均年
降水量 574. 4 mm,约 63. 9% 的降水集中于夏季
(6—8 月份),年蒸发量 1 962. 1 mm,是降水量的
3. 6 倍。试区土壤为冲击性黄土母质在海侵母质上
沉积而成,机械组成以粉沙为主,沙粘相间,层次变
化复杂,地下水位约 1. 5 m,水质矿化度较高。天然
植被以盐生、湿生的芦苇 ( Phragmites australis)、白
茅 ( Imperata cylindrica )、田 旋 花 ( Convolvulus
arvensis)和狗尾草( Setaria viridis)为主,人工林分主
要有刺槐林、柽柳(Tamarix chinensis)林、竹柳( Salix
sp. )林、绒毛白蜡林及不同类型的混交林等 (邢尚
军等,2006; 吴丽云等,2010)。
试验林为 27 年生刺槐和绒毛白蜡行状混交林
(1 ∶ 1),1985 年春季采用 1 年苗营造,株行距为
2. 5 m × 3 m,造林当年林地间作豆类。由于土壤盐
渍化影响,目前林分生长状况较差,刺槐的枯梢死亡
现象严重,绒毛白蜡目测无枯梢,总体长势优于刺
槐,但也有很明显的缺株现象。试验林地土壤类型
为盐化潮土,基本理化性状如下: pH 值 8. 8 (土水
比 1 ∶ 2. 5 ),有机质含量 1. 6 g·kg - 1,有效氮含量
75. 4 mg·kg - 1,有效磷含量 4. 0 mg·kg - 1,速效钾含
量 92. 6 mg·kg - 1,水溶性盐总含量 0. 08%。
2 研究方法
在刺槐绒毛白蜡混交林中设置 30 m × 20 m 的
标准地 3 块。对标准地林木逐株进行胸径、树高测
定,记录树木缺失和死亡情况。在各标准地选取刺
槐和绒毛白蜡标准木各 3 株,进行根系和根际土壤
的调查取样。
根系取样采用分层分段挖掘法 (王进鑫等,
2004)。以 6 株标准木为中心,沿垂直树行方向,水
平方向每 50 cm 为一段,分别取 0 ~ 50,50 ~ 100,
100 ~ 150,150 ~ 200 和 200 ~ 250 cm 共 5 段,向下每
20 cm 为一层,分别取 0 ~ 20,20 ~ 40 和40 ~ 60 cm
3 个层次。每一层、段土体,经破碎过筛,仔细挑拣
活根,清洁根系表面之后,用游标卡尺逐一量测,按
照 < 2,2 ~ 5 和 > 5 mm 的粗度进行分级。取 < 2
mm 细 根,采 用 根 系 形 态 学 和 结 构 分 析 系 统
(WINRhizo)测定根系长度、表面积、体积和平均直
径等生长指标。采用氯化三苯基四氮唑法测定 < 2
mm 细根的根系活力 (西北农业大学植物生理生化
11
林 业 科 学 50 卷
教研组,1986)。然后,将各级根系分别放入80 ℃烘
箱中烘干至恒质量,称质量并记录其生物量。
使用 Microsoft Excel 2003 计算根系生物量和细
根生长指标的平均数、标准差和百分比。采用
Statistics 6. 0 统 计 软 件 的 方 差 分 析 ( One-way
ANOVA)和多重比较(LSD 法,P < 0. 05)来研究不
同树种在不同土层深度、不同水平距离根系生物量
的差异显著性以及细根生长指标的差异显著性。利
用 Excel 进行统计作图。
3 结果与分析
3. 1 人工混交林中林木的生长情况
刺槐和绒毛白蜡的生长情况调查结果见表 1。
由表 1 可以看出,人工混交林中绒毛白蜡的平均胸
径和树高均明显大于刺槐,分别高出 25. 2% 和
38. 5%。2 者的保存率也存在显著差异,绒毛白蜡
明显优于刺槐。
表 1 人工刺槐绒毛白蜡混交林的生长概况
Tab. 1 General growth status of mixed plantation of Robinia pseudoacacia and Fraxinus velutina
树种
Tree species
平均胸径
Average DBH / cm
平均树高
Average tree
height /m
初植密度
Plantation density /
( individual·hm - 2 )
保留密度
Reserve density /
( individual·hm - 2 )
保存率
Survival
percentage(% )
刺槐 Robinia pseudoacacia 16. 32 6. 53 667 289 43. 3
绒毛白蜡 Fraxinus velutina 20. 43 9. 05 667 383 57. 4
3. 2 根系生物量的空间分布
人工刺槐绒毛白蜡混交林中 2 种林木的根系生
物量在 0 ~ 20 cm 土壤表层剖面具有相似的分布特
征(图 1): 随着距树干距离的增加,根系生物量都
呈下降趋势; 在林地土壤表层,绒毛白蜡的根系生
物量显著高于刺槐; 绒毛白蜡根系的水平延伸距离
也明显大于刺槐,在 200 ~ 250 cm 距离内仍有一定
数量的根系分布。在 20 ~ 40 cm 土层内,绒毛白蜡
根系主要分布在距树干 50 ~ 100 cm 距离内,在其他
距离范围内均有少量分布; 刺槐根系的分布特征同
在其土壤表层中的分布类似。在 40 ~ 60 cm 土层,
刺槐和绒毛白蜡根系主要分布在距树干 50 ~ 100
cm 距离内,刺槐根系在 0 ~ 50 cm 和 100 ~ 150 cm
距离内有少量分布,绒毛白蜡根系在 100 ~ 150 cm
内也有少量分布,而在距离树干 150 cm 以外没有发
现这 2 种林木的根系分布。结果表明,这 2 种林木
的根系主要分布在 0 ~ 20 cm 土层,分别占根系生物
量的 59. 8%和 83. 6%,其次为 20 ~ 40 cm土层,而在
40 ~ 60 cm 土层内的根系很少,仅占根系总生物量
的 4. 9%和 3. 2%。
本试验所挖掘土体内绒毛白蜡和刺槐的根系生
物量分别为 4 146. 04 g 和 1 563. 14 g,绒毛白蜡显
著高于刺槐。由此可见,绒毛白蜡的根系较刺槐更
加发达,且主要分布在 0 ~ 20 cm 土壤表层内,而刺
槐的根系主要分布在 0 ~ 40 cm 土层内。
刺槐根系的水平分布范围为距树干 150 cm 内,
在 0 ~ 50,50 ~ 100 和 100 ~ 150 cm 内的生物量分别
占根系总生物量的 57. 4%,30. 2%和 12. 4% ; 相比
之下,绒毛白蜡在 0 ~ 250 cm 水平距离内均有较多
图 1 刺槐和绒毛白蜡根系生物量的水平分布
Fig. 1 Horizontal distribution of root biomass of Robinia
pseudoacacia and Fraxinus velutina in soil
根系分布,主要集中在 0 ~ 100 cm,占根系总生物量
的 55. 9%。在 50 ~ 250 cm 内的 4 个等距离区段内,
绒毛白蜡的根系生物量均显著高于刺槐根系,而在
21
第 3 期 杜振宇等: 滨海盐碱地人工刺槐绒毛白蜡混交林的根系分布与细根生长
0 ~ 50 cm 内二者无显著差异。
3. 3 不同径级根系的垂直分布
人工混交林中刺槐和绒毛白蜡不同径级根
系的分布特征随土壤不同深度的变化状况见表
2。研究结果表明,刺槐的大于 5 mm 根系在 0 ~
20,20 ~ 40 和 40 ~ 60 cm 土层中的生物量分别
占根系总生物量的 51. 6% ,32. 3% 和 2. 9% ,绒
毛白蜡则分别为 80. 4% ,11. 7% 和 2. 4% 。刺槐
和绒毛白蜡的小于2 mm细根也主要分布在 0 ~
20 cm 表层,但所占比重相对较小,分别占各自根
系总生物量的 4. 8% 和 2. 2% 。相比之下,绒毛
白蜡细 根 的生物 量要 显 著 高 于 刺 槐,分 别 为
89. 72 和 75. 4 g。
3. 4 不同径级根系的水平分布
人工刺槐绒毛白蜡混交林中 2 种林木不同径级
根系的水平分布特征与其垂直分布存在很大差异。
由表 3 可以看出,刺槐和绒毛白蜡根系中大于 5 mm
粗根主要分布在距树干 0 ~ 100 cm 距离内,而较细
的根系则主要分布在 50 ~ 100 cm 距离内。两树种
的 2 ~ 5 mm 和小于 2 mm 根系均是在 50 ~ 100 cm
范围内分布最多,其次为 100 ~ 150 cm。总体而言,
绒毛白蜡的 3 个不同径级根系在水平方向的分布距
离均明显大于刺槐。
3. 5 细根的生长特征
细根是根系的重要组成部分,植物生长所需的
水分和养分主要是由细根从土壤中摄取(Catalin et
al.,2011),细根的生长特征是判断根系吸收利用养
分和水分的重要参考。表 4 列出了人工刺槐绒毛白
蜡混交林地 0 ~ 20 cm 土层中林木细根的生长指标。
由表 4 分析结果可以看出,绒毛白蜡细根的生物量、
长度、表面积和体积均显著大于刺槐,而平均直径与
刺槐细根没有显著性差异。绒毛白蜡细根的较大表
面积有利于根系从土壤中吸收养分和水分,从而促
进地上部林木生长。
表 2 不同径级根系在土壤中的垂直分布①
Tab. 2 Vertical distribution of roots of different diameter classes in soil
树种
Tree species
土层
Soil layer
根系生物量 Root biomass / g
> 5 mm 2 ~ 5 mm < 2 mm 总计 Total
0 ~ 20 cm 806. 00 b 78. 43 a 50. 36 b 934. 79 b
刺槐 Robinia pseudoacacia 20 ~ 40 cm 504. 95 c 36. 37 bc 10. 79 d 552. 11 c
40 ~ 60 cm 44. 77 e 17. 19 d 14. 28 cd 76. 24 e
0 ~ 20 cm 3 335. 1 a 65. 00 a 64. 33 a 3 464. 43 a
绒毛白蜡 Fraxinus velutina 20 ~ 40 cm 483. 45 c 49. 41 b 17. 25 c 550. 11 c
40 ~ 60 cm 97. 97 d 25. 39 d 8. 14 e 131. 50 d
①同一列中不同字母表示差异显著(P < 0. 05)。下同。Different letters in the same column mean significant difference at P < 0. 05 level. The
same below.
表 3 不同径级根系在土壤中的水平分布
Tab. 3 Horizontal distribution of roots of different diameter classes in soil
树种
Tree species
距树干距离
Distance from stem
根系生物量 Root biomass / g
> 5 mm 2 ~ 5 mm < 2 mm 总计 Total
0 ~ 50 cm 866. 54 b 23. 64 c 7. 03 d 897. 21 b
50 ~ 100 cm 347. 50 d 79. 24 a 46. 03 a 472. 77 d
刺槐 Robinia pseudoacacia 100 ~ 150 cm 141. 68 f 29. 11 bc 22. 37 bc 193. 16 f
150 ~ 200 cm 0 0 0 0
200 ~ 250 cm 0 0 0 0
0 ~ 50 cm 965. 76 b 0 0 965. 76 b
50 ~ 100 cm 1 246. 62 a 68. 24 a 36. 55 a 1 351. 41 a
绒毛白蜡 Fraxinus velutina 100 ~ 150 cm 738. 95 c 32. 13 b 22. 19 b 793. 27 c
150 ~ 200 cm 677. 23 c 24. 90 bc 18. 15 c 720. 28 c
200 ~ 250 cm 287. 96 e 14. 53 d 12. 83 c 315. 32 e
表 4 刺槐和绒毛白蜡细根的细根生长特征
Tab. 4 Growth characteristics of fine roots of Robinia pseudoacacia and Fraxinus velutina
树种
Tree species
生物量
Biomass / g
长度
Length /m
表面积
Surface area / cm2
体积
Volume / cm3
平均直径
Average diameter /mm
刺槐 Robinia pseudoacacia 50. 36 b 356. 81 b 5 031. 94 b 257. 22 b 0. 51 a
绒毛白蜡 Fraxinus velutina 64. 33 a 572. 97 a 7 481. 75 a 463. 85 a 0. 55 a
31
林 业 科 学 50 卷
3. 6 细根的根系活力
根系活力是根系对养分吸收能力的综合体现,
它的强弱直接标志着地上部分生长发育的快慢,与
植物产量高低也有密切关系(王媛等,2007)。因
此,在根系生物量基础上研究其活力是很有必要的。
由于人工刺槐绒毛白蜡混交林的细根主要分布在距
树干 50 ~ 150 cm 距离内土壤中,因此本研究对这一
区段内林木的细根活力进行了研究。由图 2 可以看
出,随着土层深度增加,这 2 种林木细根的活力呈逐
渐降低的趋势。与刺槐相比,绒毛白蜡细根的根系
活力显著高于刺槐细根,在 0 ~ 20,20 ~ 40 和 40 ~
60 cm 土层中的细根活力分别是刺槐的 6. 77,7. 95
和 1. 68 倍。由此可见,在滨海盐碱土立地条件下绒
毛白蜡细根较刺槐细根具有更强的活力。
图 2 混交林中不同林木的细根活力
Fig. 2 Fine root viability of different trees in the mixed stands
4 结论与讨论
由于受到黄河三角洲土壤盐渍化影响,试验地
人工刺槐绒毛白蜡混交林的林木存活率较低。相比
之下,绒毛白蜡的胸径、树高和存活率均显著大于刺
槐,表明绒毛白蜡对滨海盐碱立地环境的适应能力
要明显优于刺槐。在人工混交林生长 20 年时,刺槐
和绒毛白蜡的保存率分别为 52% 和 72% (曹帮华
等,2008)。与 7 年前相比,刺槐和绒毛白蜡的保存
率均有较大幅度下降,主要原因是受土壤盐渍化的
持续影响,但绒毛白蜡在一定程度上也受到人为干
扰。由于近几年绿化苗木市场对绒毛白蜡需求量增
大,销售价格较高,尽管人工刺槐绒毛白蜡林得到管
理部门的一定保护,但仍有部分绒毛白蜡被移走卖
掉,从而导致绒毛白蜡存活率明显下降。
人工混交林内刺槐的根系主要分布在 0 ~
20 cm,与王俊波等(2007)和万子俊等(2010)的研
究结果(20 ~ 30 cm 和 20 ~ 40 cm)存在差异。主要
原因是立地条件的不同导致刺槐根系的垂直分布出
现了较大差异。刺槐的根系有一半以上集中在表层
土壤中,而 40 ~ 60 cm 土层中刺槐的根系生物量所
占比重仅为 4. 9%,这可能与深层土壤含盐量较高
有关(邢尚军等,2006)。
绒毛白蜡根系也主要集中在 0 ~ 20 cm 表层,同
样以大于 5 mm 的粗根为主。绒毛白蜡的根系生物
量 80%以上分布在土壤表层,这种分布格局能够减
轻土壤盐渍化对根系的危害,有利于林木生长,是导
致绒毛白蜡生长状况明显优于刺槐的重要因素。国
外一些研究证实,通常情况下深根型树种较浅根型
树种具有更高的生产力,特别是在较差立地上。然
而,在黄河三角洲滨海盐碱立地条件下,深根型树种
较浅根型树种反而会更容易受到盐碱胁迫,降低其
生产力。根系分布特征不仅由本身遗传特性决定,
而且在很大程度上要受到所处生态环境的影响。
根系的生长是土壤水分、温度和养分综合作用
的结果,既表现在不同的土壤层次之间,又表现在距
树干水平方向上,而目前对刺槐和绒毛白蜡根系水
平分布的研究报道甚少。有研究表明,黄土高原南
部刺槐的最大有效根长和根密度在距树干 30 ~
90 cm处最大(王进鑫等,2004)。本研究表明,刺槐
和绒毛白蜡根系生物量主要分布在距树干 0 ~ 100
cm 距离内,刺槐根系在 0 ~ 50 cm 距离内的生物量
最大,而绒毛白蜡根系在 50 ~ 100 cm 的生物量最
大,分别占各自根系总生物量的 57. 4% 和 32. 6%。
关于细根生物量与树干水平距离间关系的研究,目
前结论并不一致。有的研究认为细根生物量随着距
树干距离的增加而逐渐减少( Persson,1980),也有
的研究表明林木的细根分布与水平距离无关
(Kummerow et al.,1990)。
在黄河三角洲盐碱土壤上,人工刺槐绒毛白蜡
混交林中 2 种林木虽然处于相同的立地环境条件,
但它们在细根生长特征和根系活力上的表现存在显
著差异。与刺槐相比,绒毛白蜡细根的生物量、根
长、表面积、体积等生长指标明显较大,具有更强的
根系活力,这可能主要是由树种本身的遗传特性决
定的,这种差异也是刺槐和绒毛白蜡地上部分生长
出现明显差异的重要原因之一。一些研究证实,在
反映根系生长分布特征的各项指标中,根系表面积,
尤其是细根,与林木生长的关系非常密切,能够更好
地反映林木对土壤环境条件的利用程度( Jackson et
al.,1997; 何维明,2000)。
本研究表明绒毛白蜡和刺槐 2 种林木根系在空
间分布和细根生长特征上的差异是绒毛白蜡对滨海
盐碱立地条件较刺槐具有更强适应能力的重要原
因。在以后的研究中,还应进一步从更广的角度来
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第 3 期 杜振宇等: 滨海盐碱地人工刺槐绒毛白蜡混交林的根系分布与细根生长
探讨各环境因子及林分特征与林木根系生长动态间
的关系,同时开展细根生产和周转研究,使盐碱胁迫
环境下林木的根系研究更加深入。
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(责任编辑 于静娴)
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