鲁中南山地3种灌木细根形态特征的比较分析

2019-01-08张鹏远周继磊秦永建高兴云

山东林业科技 2018年6期

张鹏远，周继磊，李辉，秦永建，李萍，高兴云

（1.山东省林木种苗和花卉站，山东济南250014；2.安丘市兴安街道办事处；3.山东省林业监测规划院）

根系是植物重要的功能器官，在陆地生态体统的物质循环中扮演重要的角色［1］。根系有粗根和细根之分，细根是指根径小于1mm或2mm的根系，具有水分吸收、养分循环、碳分配等作用［2,3］。深入了解细根的形态结构，对认识细根生理生态功能与细根在陆地生态系统功能和物质循环中的地位具有重要意义［4］。山东省丘陵山地占全省总面积近 40%，全省水土流失面积的70%集中于该区域［5］。要改善这类干旱瘠薄生态环境，树种选择尤为关键，而根系作为改善瘠薄立地的重要因子，是树种选择的重要依据。笔者选择鲁中南干旱瘠薄山地荆条、金银花、胡枝子3种灌木为研究对象，分析比较根系构型和细根形态特征，以期阐明根系在改善干旱瘠薄山地中的机理，为干旱瘠薄山地植被修复提供科学依据。

1 研究区概况

研究区位于山东省莱芜市雪野镇，属暖温带大陆性季风气候，森林植被以落叶阔叶林为主，但由于人为破坏，原生植被残存极少，土壤类型为石灰岩发育沙壤土，土层厚度50～80cm。2010年对莱芜市雪野镇西峪南村荒山进行踏查后选择标准地进行调查。

2 研究方法

人工挖掘荆条、金银花、胡枝子完整根系，用去离子水将根系冲洗干净，分别选取3条未受破坏、结构完整的根系，按照 Pregitzer的方法对细根进行分级，测定各级根序细根长度、表面积和体积，细根生物量。计算各级根序细根的比根长、根组织密度等参数（比根长表示细根单位质量的根长，计算方法为细根总长度/干质量；根组织密度为单位体积细根的干质量，计算方法为细根总体积/干质量）。

3 结果与分析

3.1 3个灌木树种1-5级细根根长的比较

图1 3个树种1-5级根的总根长

对3个树种总根长的比较可以看出，1级根根长最大，5级根的根长最小，1-5级细根的根长均随着根序等级增加而减小。不同树种之间各个根序中细根长度的差异很大，除3级细根外，各级细根荆条的根长度最长，胡枝子的长度最短；3级细根长度的变化范围为15.59～46.37cm，长度大小依次为荆条、胡枝子、金银花。4级根长度变化范围为7.55～25.88cm，5级根的长度变化范围为8.67～14.01cm。

3.2 3个灌木树种1-5级细根平均直径的比较

图2 3个树种1-5级根的平均直径

对3个树种1-5级细根平均直径的比较可以看出，1级根平均直径最小，5级根的平均直径最大，随着根序等级的增加，各级细根的平均直径也逐渐增加。树种间细根直径的差异很大，1、2级细根中金银花的平均直径最大，荆条的平均根直径最小；3-5级细根平均根长荆条平均直径最大，胡枝子最小。

3.3 3个灌木树种1-5级细根表面积的比较

3个树种中，1级根总表面积最大，5级根的总表面积最小。不同树种之间各个根序中细根总表面积的差异很大。1-5级细根中荆条的总表面积最大，胡枝子的总表面积最小，其中金银花各级细根总表面积变幅较大，荆条和金银花各级细根总表面积变幅较小。

图3 3个树种1-5级根的总表面积

3.4 3个灌木树种1-5级细根总体积的比较

由图4可以看出，3个树种之间各个根序中细根总体积的差异很大。除1级细根外，各级细根荆条总体积最大，胡枝子总体积最小；并且各级细根荆条总体积逐渐变大，金银花和胡枝子的总体积逐渐变小。

3.5 3个树种1-5级细根间比根长的分析比较

分析发现，3个树种一致表现出1级细根的比根长最大，5级细根的比根长最小，比根长随着根序等级的增加而减小。不同树种之间，胡枝子的各级细根比根长均最大，1-2级细根金银花的比根长最小，3-5级细根荆条的比根长最小。

图4 3个树种1-5级根的总体积

图5 3个树种1-5级根的比根长

3.6 3个灌木树种1-5级细根组织密度的比较

由图6可以看出，金银花和荆条的组织密度1级细根最小，5级细根最大，胡枝子的组织密度1级细根最小，4级细根最大，1-5级细根的组织密度总体呈现出随着根序等级的增加而逐渐变大。不同树种之间细根组织密度的差异较大，其中荆条1-5级细根的组织密度最大，金银花1-4级细根的组织密度最小，胡枝子5级细根组织密度最小。