毛竹种群向常绿阔叶林扩张的细根策略探讨

尤泽胜

(福建省三明市清流县林畲林业站,福建 三明 350400)



毛竹种群向常绿阔叶林扩张的细根策略探讨

尤泽胜

(福建省三明市清流县林畲林业站,福建 三明 350400)

摘要：指出了毛竹种群与阔叶林群落边界所具有的一个重要特点就是土壤含有异质养分,毛竹细根分解、周转和逐渐成长都会影响到土壤供给养分。通过内生以及根钻方法,主要对毛竹种群不断往常绿阔叶林扩张过程中的具体细根策略进行了分析探讨,提出了一些思考和建议,以期提供参考。

关键词：毛竹；常绿阔叶林；细根；扩张

1引言

当毛竹种群往周围种群不断扩张的时候,会对物种多样化、种群结构和构成产生非常大的影响,因为毛竹本身具有快速克隆成长的特点,所以它能够往周围种植的常绿阔叶林不断扩张,同时毛竹扩张边沿以及常绿阔叶林间会出现一个边界面,而该边界面所具有的特性也会导致毛竹往周围阔叶林扩张过程受到影响。此外,毛竹种群往附近常绿阔叶林方向扩张,一定会使得交错边界面位置毛竹种群与阔叶林的地下竞争非常激烈,毛竹种群细根主要分布于土壤上层,在与落叶林竞争的过程中,和阔叶林相比,毛竹细根生长率以及周转率一般都比较快。通过内生以及根钻方法,主要对毛竹种群不断往常绿阔叶林扩张过程中的具体细根策略进行分析探讨。

2研究材料和方法

2.1毛竹和常绿阔叶林具体界区位置以及根系的采样

选取福建三明市里面的某森林生态系统为研究站,并且选择海拔高度在300～350 m的竹阔界面。顺着毛竹种群水平方向,设置样方:常绿阔叶林、毛竹林和竹阔混交林,大小为10 m×20 m,并且重复5次,所以有15个种群样方。其中毛竹林的生长年限有20年,而混交林是最近十年来因为毛竹往阔叶林方向不断扩张形成的；常绿阔叶林主要种植的是树龄大约为50年的树种,其中包含壳斗科树种等。表1为3种树林林分所具有的特点:

表1　三种树林林分的参数

按照S型路线,采取根钻法测定生物量。在各样方上选择 6个点,分层钻取土芯[1]。采取内生长法测定细根生长量。在测定过程中,应该先采用大土钻将需要的土芯取出来,然后除掉根系,使其成为无根土,再按照土壤剖面具体呈现顺序,将土回填到洞内,保证细根可以生长。在各样方内均填埋 36根无根土。间隔两个月就通过内径不大的土钻将土芯样品挖出来,共提取样品 6次。把获得的土芯全部装入保鲜袋,放入实验室冰箱,温度应该始终为4 ℃。处理根系样品这一过程一定不能超过两周的时间。

2.2处理以及检测细根样品

过程中一定要浸泡、冲洗和过筛处理土芯样品,再按照外形或弹性选出直径小于 2 mm的活根,并且分开毛竹细根以及阔叶林细根[2]。再将全部样品均置于烘干箱里面将其烘干,测量试验中生物量以及根长根系周转率,具体测量公式为:

B=W[a×(0.049)/22]

SRL=L/W

RLD=B×SRL

T=P/Bave

在上述公式中,字母B代表细根生物量；字母W代表细根质量,而0.049是根钻具体内部直径；字母L代表细根全部长度；字母T代表细根周转率；字母P代表细根一年之内的具体生长量；符号Bave代表一年之内的平均生长量。

2.3分析数据

进行一次试验能够获得6个具体数据,将这 6个不同数据的平均值作为一个重复[3]。因为对每个林分均获取了 5个样方,因此,各林分不同指标均具有 5个重复。

主要通过单变量多因素方差对各林分、季节和林分土层间减退细根生长量进行分析,并利用相同的方法分析同一土层里面不同林分细根所存在的差异性。若差异非常大,则应该利用最小显著差数法来对比不同林分间的平均值,能够进行多重对比[4]。并且通过单因素方差法来判断分析毛竹种群以及阔叶林根在各个林分里面的垂直分布格局与树木根长显著性；通过配对检验来比较毛竹种群以及阔叶林里面植物细根生长量存在的差异性。

3分析结果

3.1分析细根生物量以及细根的分布

所研究的毛竹种群、混交林和常绿阔叶林里面的植物细根生物量都有比较显著的差异性。对于三个土壤层,毛竹种群的细根生物量最突出,其次是竹阔混交林里面的细根生物量,最小的是常绿阔叶林里面的细根生物量[5]。对于 0～60 cm的土层,这三种林分的具体生物量为:1203.4 g/m2、603.15 g/m2与205.83 g/m2。对这些数据进行分析我们能够得出结论:由于生物量多少能够反映出植物细根对森林土壤资源的实际竞争力,而毛竹种群细根生物量和另外两种林分进行比较是最高的,所以,毛竹种群吸收土壤养分的能力比另外两种林分要强。

在毛竹种群不断往竹阔混交林方向扩张的过程中,毛竹与阔叶林之间的竞争导致毛竹细根生物量具体分布出现了非常大的改变。对于 0～20 cm的土层,三种林分里面,毛竹种群细根生长是最显著的,可是在20～40 cm土层里面,毛竹种群细根生物量慢慢开始下降。相反的是,虽然常绿阔叶林0～20 cm土层内的细根生长量在不断减少,可是对于20～40 cm的土层,阔叶林细根生物量慢慢开始增加。这种现象显示,毛竹种群细根主要分布于养分相对较多的土层里面。

3.2分析根长密度

毛竹种群和阔叶林之间产生的竞争导致混交林表面细根具体根长密度出现了显著增加现象。其中毛竹种群具体根长密度为 5240.79 m/m2,常绿阔叶林具体根长密度为2927.93 m/m2,而混交林表层细根具体根长密度和毛竹种群以及常绿阔叶林相比,其密度更加高。除此之外,在混交林里面,毛竹种群细根密度显著大于常绿阔叶林实际细根密度,可以高出 2.1倍左右。这些调查以及测量数据可以充分显示,毛竹种群的细根可以在土壤内不断广泛地延伸。

3.3分析这三种林分细根具体年生长量以及周转率

和常绿阔叶林相比,毛竹细根具体年生长量要比其高很多。因此,毛竹种群快速生长的植物细根,使得毛竹可以在激烈的养分竞争中获得非常显著的优势。同时,和常绿阔叶林相比,毛竹种群具体细根周转率也要高很多。因为毛竹种群的细根可以很快速地周转,能够产生大量新的细根,从而可以最大程度上保证植物对水和土壤内别的养分的有效吸收效率。因此,毛竹种群正是因为其细根周转速度相对较快,才使得毛竹种群和阔叶林进行比较,其土壤养分吸收能力非常显著。

4总结和议论

4.1生物量以及其空间发生的分化

林分所含有的生物量可以直接体现出该林分里面植物根系所具有的伸展能力,同时也可以体现出植物所具有的土壤养分吸收能力。和常绿阔叶林进行比较,毛竹种群的具体细根生物量明显高很多,这种现象表明,毛竹种群的细根具有的伸展能力相对较高。除此之外,毛竹种群在往常绿阔叶林方向不断扩张的时候,毛竹种群细根在 0～20 cm的土层里面增长速度非常快,而阔叶林细根在该土层里面反而是不断下降的。这种现象充分显示出了一个事实,就是毛竹细根会慢慢往养分非常多的那一土层方向伸展,所以,毛竹细根觅食精确性是比较强大的。

4.2分析细根生长以及周转策略

林分生长量可以直接反映出植物细根所具有的养分竞争能力。在进行研究的过程中,毛竹种群所具有的细根增殖能力非常强,毛竹年生长量和阔叶林相比,要高出很多倍。当毛竹种群不断往阔叶林方向扩张的时候,和阔叶林进行比较,其具有的竞争能力非常强,可以抢占更多生长空间。同时,植物细根周转率也可以体现出毛竹种群以及阔叶林所具有的抢占生长资源的能力。如果周转率比较高,那么其细根新陈代谢就会相对较快,所以细根就可以不断获取充足的养分。和常绿阔叶林进行比较,毛竹种群细根周转率要快很多,因为周转率比较快,所以毛竹细根就可以不断地从土壤里面获得生长所需养料,这样毛竹种群就可以快速朝着常绿阔叶林方向不断扩张。

参考文献：

[1] 袁爱兰.探讨毛竹种群向常绿阔叶林扩张的细根策略[J].建材发展导向(上),2015,3(4):288～289.

[2] 刘骏,杨清培,余定坤,等.细根对竹林-阔叶林界面两侧土壤养分异质性形成的贡献[J].植物生态学报,2013,37(8):739～749.

[3] 刘骏,杨清培,宋庆妮,等.毛竹种群向常绿阔叶林扩张的细根策略[J].植物生态学报,2013,37(3):230～238.

[4] 郑家洪.毛竹种群向常绿阔叶林扩张的细根策略探究[J].建材发展导向(上),2014,2(8):316-317.

[5] 刘道平,陈三雄,张金池,等.浙江安吉主要林地类型土壤渗透性[J].应用生态学报,2011,18(3):493～498.

中图分类号：S763

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)03-0021-02

作者简介：尤泽胜(1964—)，男，福建南安人,工程师,主要从事营林工作。

收稿日期：2015-12-23