西藏砂生槐细根分布规律研究(2)
3.3 砂生槐细根生物量垂直分布与土壤水分的关系
由图1可知试验地土壤含水率的总的特点:0~20 cm的土层基本为干沙层,表层土壤含水率最低,一般为1.2%左右;土壤剖面的20~120 cm土层内,随着土壤深度的增加,土壤含水率逐渐增大,但变化平缓,含水率只是由1.2%左右上升到8.5%左右。砂生槐细根生物量在0~20 cm土层最少,主要分布在20~60 cm土层,因为在林芝地区,由于干湿季明显,水分蒸发较快,所以水分就成为砂生槐细根生长的主要限制因子,而每年的10月就进入了干季,土壤上层水分含量较低,导致砂生槐细根生物量主要分布在土壤中层,而上层分布较少。
4 小结与讨论
砂生槐细根生物量和根长密度在垂直分布上呈现一致性,主要分布在20~60 cm土层,0~20 cm土层分布最低。大量研究证明,细根生物量的垂直分布随着土层的加深而减少[10,11],主要是受到土壤理化性质和养分含量的影响。Caldwell等[12]认为,根系的动态主要是细根的动态,维持细根的生理生态功能主要是保持细根的吸收能力,细根应具有较高的比根长和根长密度。本研究中细根的生物量主要分布在20~60 cm土层与柠条细根、梭梭细根[2,13,14]的分布特征相似,原因可能因为本研究区域处于青藏高原干旱和半干旱地区,研究时间为10月,已进入了该地区的干季,加之土壤为沙土,保水性差,水分的缺少限制了细根在表层的富集,而干旱胁迫可刺激细根向较深土层生长,使得深土层细根比例增加。比根长是指单位质量细根的总根长,是表征细根形态与生理功能的一个重要指标[15]。研究表明,细根比根长大小与土壤资源的有效性相关[16]。一般认为,比根长较大的根系,其养分与水分吸收效率相对较高,比根长大小可以指示根系生理活性。Pregitzer等[15]认为,细根比根长除了与土壤水分和养分有效性相关外,还与树种本身的遗传特性有关。本研究中砂生槐细根比根长在20~40 cm土层最大,原因可能为表层土壤水分含量低,养分含量少。与梅莉等[1]对水曲柳根系的研究结果相比,砂生槐细根比根长远小于水曲柳。一方面是物种之间的差异,也可能是由于区域土壤养分有效性不同所致。
树木细根在水平位置的分布主要受水平位置上土壤的空间异质性影响[17],而土壤在水平位置上的空间异质性主要由林木树冠及树木之间的林隙造成的水分、温度等因素的异质性所致,林隙和林冠下光照和温度的异质性很大,林隙可以接受到更充足的阳光,温度均高于林冠下同一层次土壤的温度,且在一定的范围内根系的生长随温度的升高而增加。本研究中砂生槐细根根长密度和生物量在水平方向的分布规律相似,集中分布在距离树干0~20 cm的空间,距离树干越远分布量越小。显然本研究的结论与干旱区胡杨[16]根系水平分布形成的结论一致,但与上述的原因不相符,主要由于研究的区域环境所致,研究地处于干旱区域水分成为根系生长的主要限制因子,林冠下接受的光照少,水分蒸发量少,相比于林隙水分含量大,加之本研究的对象处于幼林阶段而且是深根形植物,才会导致与柠条[18]不同的结论。树木根系的垂直分布与树种、年龄、土壤水分、养分、物理性质(通气、机械阻力等)、地下水位等有关[19]。土壤资源有效性不但具有季节上的变化,还具有垂直分布的差异,不同季节甚至同一季节各个层次细根的结构和功能可能发生转变,砂生槐细根生物量、比根长和根长密度是否表现出与落叶松[19]明显的季节特点,需要进一步研究。本研究对砂生槐细根在水平方向和垂直方向的分布特征进行了研究,但没有与当地的环境条件等联系起来,今后可进一步进行研究,进而为西藏干旱半干旱地区的植被建设提供理论依据和技术指导。另外本研究选取的毕业论文格式样地上的砂生槐样木处于幼龄阶段,因此形成的特征是否与其他龄组的一致,需要进一步研究。
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