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沿海沙地竹林细根生态系统特性研究

作　者: 郝瑞
导　师: 郑郁善；林武星
学　校: 福建农林大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 沿海沙地竹林细根生物量养分能量
分类号: S795
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 66次
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内容摘要

本文首次对绿竹（Dendroclampsis oldhamli）、花吊丝（Dendrocalamus．minor．var amoenus）、麻竹（Dendrocalamus affinis）、大头典（Dendroclampsis beecheyana var．pubescens）、云南甜（Dendrocalamus brandisii）、台湾桂竹（Phyllostachys makinoiii）、黄甜竹（Acidosasa edulis）、四季竹（Oligostachyum lubricum）、早竹（Phyllostachys praecox）、高节竹（P．prominens）、乌哺鸡（P．vivax cv．Vivax）、雷竹（P．cv．Ventricousinternode）等沿海沙地的12个竹种，其中前8种是丛生竹，后4种是散生竹，就其细根生态特性进行了比较全面的研究，包括细根生物量、养分、能量及其分解特性的各部分环节，结果表明：1沿海沙地竹林细根生物量年平均在1.302-2.562 t·hm^-2之间，其中，高节竹的细根生物量最高，可以达到2.562 t·hm^-2，而麻竹的细根生物量最低，仅为1.302t·hm^-2；总体来看，各竹种细根生物量在一年内波动较大；细根生物量具有明显的季节动态，不同竹种细根生物量的月动态都基本表现出双峰的变化趋势，峰值因竹种不同而异，一般出现在5和9月份。2沿海沙地各竹种横向比较，一年1内1月份细根生物量变化最稳定，丛生竹和散生竹都在1.0 t·hm^-2左右，其中，全年总体来看，散生竹较丛生竹变化稳定。3沿海沙地各竹种各土层细根生物量基本在1.0 t·hm^-2以下，最高不超过2.0 t·hm^-2，各竹种细根生物量随着土层深度增加而逐渐地减少，表层细根量变化最为急剧，20～30cm层和30cm以下的细根量在一年内基本恒定；各竹种不同土层细根生物量季节动态与总生物量的变化格局相似，但表层的季节变化大于底层。4沿海沙地各竹种细根总生物量主要分布在0～20cm的表土层中，占总生物量的80％以上，30cm以下基本没有细根分布，细根生物量不足5％，其中0～5cm的土层内细根占35％左右，5～10cm占28％左右，10～20cm占20％左右，20～30cm占10％左右；对于同一土层来说，各竹种细根生物量变化不大，特别是20～30cm和＞30cm的土层几乎接近；丛生竹和散生竹在细根垂直分布上没有明显的区别。5总的来说，在整个一年中，沿海沙地竹子细根的分解比较剧烈，尤其是在前四个月，经过120天的分解时间，几乎分解了30～50％，即近半数左右，接下来的两个月分解趋于平缓，到180天后又开始分解加快；总体来看，台湾桂竹分解最快，分解一年后干重残留率仅为11％，四季竹分解最慢，分解一年后干重残留率为22.4％；从生竹和散生竹分解速度没有明显的区别。6沿海沙地竹林细根含N量较低，年平均一般不会超过10g／kg，在一年内波动较大，全年平均来看，早竹细根全N含量最高为10.964 g／kg，雷竹最低为4.535 g／kg。其中，各竹种细根全N含量在早春1到3月份波动最大，9到11月份波动最小；除早竹外，丛生竹细根全N含量的含N量普遍稍高于散生竹。7沿海沙地竹林细根含P量较低，年平均不超过1.0g／kg，在一年内波动较大，从9月份到11月份浓度都很低且基本处于平稳状态。全年平均来看，台湾桂竹细根全P含量最高为0.9714 g／kg，乌哺鸡竹最低为0.1362 g／kg；同一月份不同竹种横向比较细根全P含量波动较大，特别是早春1到3月份最明显，以后随着竹子生长期的结束，各竹种细根含P量越来越趋近；全年平均来看，丛生竹比散生竹细根含P量普遍较高。8沿海沙地竹林细根含K量较低，年平均不会超过2.8g／kg，总体来看波动较大：全年平均来看，四季竹细根全K含量最高为2.761g／kg，花吊丝竹最低为1.127g／kg；同一月份不同竹种之间横向比较细根全K含量波动较大，特别是早春1到3月份最明显，以后随着竹子生长期的结束，各竹种细根含K量越来越趋近；丛生竹和散生竹细根全K含量总体比较而言没有明显的区别。9沿海沙地竹林细根年平均干重热值总体来看变化不大，集中在10～17kJ／g之间，其中，台湾桂竹最高为15.6428kJ/g，大头典竹最低为11.4320 kJ／g；总的来说，在冬季较高，夏季较低；丛生竹和散生竹细根干重热值动态变化相似。10沿海沙地竹林细根全N现存量年内波动较大，年平均值在6～19 kg／hm²之间，黄甜竹细根全N养分现存量年平均值最高为18.8004 kg／hm²，绿竹最低为6.2495 kg／hm²；除云南甜、台湾桂、绿竹外，各竹种细根全X养分现存量在一年内基本呈现出“M”型的双峰变化趋势，峰值在3和9月份；丛生竹和散生竹细根全N现存量全年来看没有明显的区别。11沿海沙地竹林细根全P现存量年内波动较小，除黄甜竹外，年平均值都在1.0 kg／hm²以下，其中，黄甜竹细根全P养分现存量年平均值最高为1.5108kg／hm²，乌哺鸡最低为0.1745 kg／hm²；高节竹、云南甜、绿竹、早竹、四季竹、乌哺鸡细根全P养分现存量在一年内呈现出单峰曲线的变化趋势，从1月份开始增加，到7月份达到全年的最高值，之后开始下降，峰值在7月份；对于台湾桂竹、大头典竹、花吊丝竹来说，其细根全P现存量波动较小，从1月份开始一直平缓下降；全年平均来看，丛生竹细根全P养分现存量普遍高于散生竹。12沿海沙地竹林细根全K现存量年内波动较大，年平均值都在1.0～5.0 kg／hm²之间，其中，早竹细根全K养分现存量年平均值最高为4.1749 kg／hm²，绿竹最低为1.7254 kg／hm²；各竹种细根K现存量从1到7月份变化较为平缓，9月份是各竹种细根K现存量的一个普遍高峰期；全年平均来看，散生竹细根K现存量普遍高于丛生竹。13除绿竹外，各竹种能量现存量一年内波动较大，其中，全年平均来看，麻竹最高为3.2975×10⁶J/m²，台湾桂竹最低为1.6532×10⁶J／m²；在一年内，绿竹变化最为稳定，都在1.5×10⁶J／m²左右；全年平均来说，丛生竹和散生竹细根能量现存量较为接近。14沿海沙地竹林细根在分解过程中，N、P、K浓度变化各有规律，因不同竹种而异；各竹种细根在分解300天后，N和K元素都表现为养分释放，但K的释放程度更大，K的损失率最高，都在90％以上，最高可以达到99.13％（四季竹）；N的损失率最高可以达到93.41％（麻竹）：而P元素在分解后表现为养分富集且大大超过了初始水平。15沿海沙地各竹种细根年能量分解损失量较大，都在60％以上，最高可达77.74％（高节竹）。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-12
1 前言  12-29
  1.1 根系研究发展的历史  13-14
  1.2 细根及其相关概念  14-15
  1.3 细根研究的意义  15-16
  1.4 细根的研究方法  16-22
    1.4.1 根钻法(Auger method/Sequential soil coring)  16-17
    1.4.2 生长袋法(Ingrowth bag/core)  17-18
    1.4.3 根室法(Rhizotrons)  18
    1.4.4 微根管法(Minirhizotrons)  18-19
    1.4.5 土柱法(Monoliths)  19
    1.4.6 挖掘法(Excavation)  19-20
    1.4.7 氮平衡法(Nitrogen budget)  20
    1.4.8 生态系统碳平衡法(Ecosystem carbon budget)  20
    1.4.9 淀粉含量法(Starch Approach)  20
    1.4.10 土壤碳通量法(Soil carbon flux)  20-22
  1.5 细根分解研究方法  22-23
    1.5.1 埋袋法(buried litterbags)  22
    1.5.2 原状上芯法(intact-core)  22-23
  1.6 有关细根的研究热点  23-29
    1.6.1 细根生物量  24
    1.6.2 细根垂直分布  24
    1.6.3 细根的生命周期  24-25
    1.6.4 细根周转率  25
    1.6.5 细根分解及其在矿质养分循环中的作用  25-26
    1.6.6 影响细根分解的主要因子  26-29
  1.7 细根研究中存在的问题  29
2 材料与方法  29-32
  2.1 试验地概况  29-31
  2.2 研究竹种  31
  2.3 研究方法  31-32
    2.3.1 样地设置与取样方法  31
    2.3.2 细根生物量计算方法  31-32
    2.3.4 细根分解试验方法  32
    2.3.5 细根养分分析方法  32
    2.3.6 细根能量分析方法  32
    2.3.7 数据处理方法  32
3 结果与分析  32-51
  3.1 细根生物量及动态  32-37
    3.1.1 细根生物量及月动态  32-34
    3.1.2 不同竹种不同上层细根生物量月动态  34-36
    3.1.3 细根垂直分布特点  36-37
  3.2 竹林细根的分解规律  37-40
  3.3 竹林细根养分含量及其季节动态  40-43
    3.3.1 细根全N含量季节动态  40-41
    3.3.2 细根全P含量季节动态  41-42
    3.3.3 细根全K含量季节动态  42-43
  3.4 竹林细根干重热值季节动态  43-44
  3.5 竹林细根养分现存量季节动态  44-48
    3.5.1 全N养分现存量季节动态  45-46
    3.5.2 全P养分现存量季节动态  46-47
    3.5.3 全K养分现存量季节动态  47-48
  3.6 竹林细根能量现存量季节动态  48-49
  3.7 竹林细根分解过程中养分及能量的变化  49-51
    3.7.1 细根分解过程中养分浓度的变化  49-50
    3.7.2 细根分解过程中元素重量损失  50-51
    3.7.3 细根分解过程中能量年释放量  51
4 结论与讨论  51-56
  4.1 结论  51-53
  4.2 讨论  53-56
参考文献  56-62
致谢  62

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