柏木细根形态的季节动态及其对土壤环境变化的响应

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaoleiBCB
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柏木(Cupressus funebris)是川中丘陵地区主要的乡土针叶树种,遍及四川盆地及盆周的低山丘陵地区,具有较强的耐旱、耐贫瘠的能力,在对水土的保持、改善森林生态环境等多个方面都具有重要的作用。细根是林木获取、运输养分及水分的关键器官,在不同土壤环境中表现出高度的形态可塑性,其形态特征对森林生态系统功能具有重要影响。虽然人们已经认识到细根形态特征的重要性,但是对细根形态在不同土壤环境条件下的响应机制仍需深入探索。为了研究柏木细根在不同土壤环境条件下的形态可塑性及其季节动态。本文以代表四川盆地丘陵区的四个地点(重庆、德阳、遂宁、绵阳)的柏木为研究对象,采用土柱法分别于2019年1月(冬季)、4月(春季)、7月(夏季)及10月(秋季)获取完整细根,测定柏木的1-5级细根直径、比根长、比表面积及根组织密度等形态特征及其对应林下的土壤理化性质。研究结果如下:(1)根序、地点以及季节对柏木细根直径均有显著影响(P<0.01)。柏木细根直径大小呈现出随1级到5级的上升而逐渐升高的趋势,其中1-5级细根直径的变异幅度(最小值~最大值)分别为0.42~0.61 mm、0.51~0.75 mm、0.60~1.21 mm、0.80~1.39 mm、1.36~1.94 mm;同时柏木细根直径在不同地点之间有明显的差异,且主要表现在1-2级细根上;细根直径的大小规律为重庆>遂宁>绵阳>德阳。从季节动态来看,柏木1-5级细根直径的大小规律总的来说呈现出冬季>春季>夏季>秋季。(2)根序、地点以及季节对柏木细根比根长有显著影响(P<0.01)。柏木细根比根长大小呈现出随1级到5级的上升而逐渐降低的趋势,其中1-5级细根比根长的变异幅度(最小值~最大值)分别为11.57~24.90 m·g-1、7.43~17.57 m·g-1、3.15~12.65m·g-1、2.14~5.11 m·g-1、0.64~1.83 m·g-1;同时柏木细根比根长在不同地点之间有明显的差异,且主要表现在1-3级细根上;细根比根长的大小规律为德阳>绵阳>重庆>遂宁。从季节动态来看,柏木1-5级细根比根长的大小规律总的来说呈现出秋季>夏季>春季>冬季。(3)根序、地点以及季节对柏木细根比表面积有显著影响(P<0.01)。柏木细根比表面积大小呈现出随1级到5级的上升而逐渐降低的趋势,其中1-5级细根比表面积的变异幅度(最小值~最大值)分别为199.48~375.83 cm2·g-1、155.86~281.68cm2·g-1、86.91~238.66 cm2·g-1、75.59~171.66 cm2·g-1、36.67~106.94 cm2·g-1;同时柏木细根比表面积在不同地点之间有明显的差异,且主要表现在1-3级细根上;细根比表面积的大小规律为德阳>绵阳>重庆>遂宁。从季节动态来看,柏木1-5级细根比表面积的大小规律总的来说呈现出秋季>夏季>春季>冬季。(4)根序、地点以及季节对柏木细根组织密度有显著影响(P<0.01)。柏木细根组织密度大小呈现出随1级到5级的上升而逐渐升高的趋势,其中柏木1-5级细根组织密度的变异幅度(最小值~最大值)分别为0.20~0.34 g·cm-3、0.21~0.36 g·cm-3、0.26~0.40 g·cm-3、0.30~0.44 g·cm-3、0.34~0.50 g·cm-3;同时柏木细根组织密度在不同地点之间有明显的差异,且主要表现在1-2级细根上;细根组织密度的大小规律为遂宁>重庆>绵阳>德阳。从季节动态来看,柏木1-5级细根组织密度的大小规律总的来说呈现出冬季>春季>夏季>秋季。(5)Pearson相关分析表明,柏木细根各形态特征之间存在着密切的相关性。其中,直径与比根长、比表面积呈显著负相关(P<0.01),但与根组织密度呈显著正相关(P<0.01)。根组织密度与比根长、比表面积呈显著负相关(P<0.01);比根长与比表面积呈显著正相关(P<0.01)。(6)四个地点不同土壤理化性质均存在着显著的地理和季节差异性(P<0.05)。同时,RDA分析表明,细根比根长和比表面积与土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷、有机碳、孔隙度呈正相关,但与土壤水分、容重呈负相关;细根直径和组织密度与土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷、有机碳、孔隙度呈负相关,但与土壤水分、容重呈正相关;土壤温度与细根直径、比根长、比表面积及组织密度无明显相关性。土壤全氮、碱解氮、土壤水分和有效磷对柏木细根形态特征的影响显著(P<0.05),其中土壤全氮、碱解氮和土壤水分的影响最大;土壤全磷、有机碳、容重、孔隙度、土壤温度对柏木细根形态特征的影响未达到显著水平(P>0.05)。由此说明,土壤氮素和土壤含水量是影响柏木细根形态特征的主要因子。
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