国家自然科学基金(31270489) 作品数:16 被引量:96 H指数:7 相关作者: 于水强 阮宏华 许凯 徐钰 王国兵 更多>> 相关机构: 南京林业大学 西南林业大学 河北省林业科学研究院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 江苏高校优势学科建设工程资助项目 更多>> 相关领域: 农业科学 生物学 文化科学 交通运输工程 更多>>
不同林龄亚热带次生林细根生物量和形态分布差异 被引量:8 2021年 【目的】研究不同林龄亚热带次生林主要树种细根的生物量、形态特性及其与土壤养分的相关关系,探讨不同林分细根生长特性差异及树种间的竞争作用,为亚热带森林的经营提供理论依据。【方法】在浙江省黄岩山选取经过皆伐后人工播种造林恢复的23年生林分及未经过人为干扰的60年生林分,每个林分中设置10个10 m×10 m的样方,每个样方中随机选取3个采样点,使用根钻法对0~20 cm土层中林分主要树种(青冈、木荷、石栎、其他木本植物)的根系样品及土壤样品进行采集,测定3个不同直径等级(D1.>0~≤0.5 mm,D2.>0.5~≤1 mm,D3.>1~≤2 mm)细根的生物量及其形态特征(比根长、根长密度),以及土壤铵态氮、硝态氮、全磷及有机质含量,并分析细根生物量及其形态特征与土壤养分的相关性。【结果】(1)细根总生物量随林龄的增加而增大,60年生林分细根总生物量显著(P<0.05)高于23年生林分,是23年生林分的1.3倍,这种显著性差异主要由杂根(其他木本植物根系)生物量引起,而青冈、木荷、石栎的细根总生物量在2个林龄林分间无显著差异。(2)各径级细根生物量因树种和林分的不同而存在差异,60年生林分青冈D1和D2径级细根生物量分别比23年生林分高82.1%和51.1%,差异显著(P<0.05);木荷各径级细根生物量在2个林分间无显著差异;60年生林分石栎D1径级细根生物量是23年生林分的55.5%,差异显著(P<0.05);杂根各径级生物量均表现为60年生林分显著(P<0.05)高于23年生林分,分别是23年生林分的1.5倍(D1)、1.9倍(D2)和1.9倍(D3)。(3)木荷、石栎各径级细根的比根长和根长密度在2个林龄林分间均无显著差异(P>0.05),但青冈和杂根的细根形态在不同林龄林分间差异显著(P<0.05),其中60年生林分D3径级比根长分别是23年生林分的1.4和1.3倍,60年生林分青冈D1、D2、D3径级根长密度分别较23年生林分增加了58.36%,41.96%和 王静波 于水强 郝倩葳 曹雨婷 葛之葳 葛之葳关键词:细根生物量 细根形态 土壤养分 水杉人工林细根形态及生物量分布规律 被引量:1 2016年 [目的]研究水杉人工林细根形态和生物量分布特征,为水杉人工林管理提供数据支持。[方法]利用根钻法,对水杉细根的形态参数(直径、长度、比根长、比表面积)和生物量进行测定。[结果]随着细根根序等级的增加,水杉细根直径和细根平均长度呈现增加趋势;一级细根的比根长和比表面积远大于高级根;水杉细根主要集中在距树干1.5m范围内;在垂直分布上,绝大部分的细根分布在0~20cm土层;表层以小直径细根为主,而土壤深层以大直径细根为主。[结论]该研究可为细根生态过程研究及人工林管理提供数据支持。 曹国华 姚继周 杨鑫 方月丰 张高洁 于水强关键词:水杉 细根形态 生物量 外源养分对麻栎细根生长形态及氮磷含量的影响 被引量:2 2022年 【目的】研究添加外源养分对麻栎细根生长特征、形态特征和养分特征的影响,探讨细根在不同富养斑块的觅养特征,为研究细根养分捕获策略提供理论支撑。【方法】以林龄约30年的麻栎为研究对象,采用原位根系生长袋法,设置对照(CK)、氮添加(N)、磷添加(P)、多养分添加(NPK)、凋落物添加(F)共5个处理,探究细根生长特征(细根生物量、总根长)和形态特征(平均直径、比根长、组织密度、比表面积、分枝比、分枝强度)以及细根中N、P含量对养分添加的响应规律。【结果】(1)与CK相比,NPK处理麻栎1~3级细根的总根长及生物量均显著增加(P<0.05);而N处理总根长和生物量均表现出降低趋势,但差异并未达到显著水平(P>0.05)。(2)不同外源养分对麻栎细根形态特征的影响并不一致。与CK相比,P、NPK、F处理总体使麻栎细根直径减小,而N处理使3级根直径显著增加(P<0.05),细根的组织密度、比根长和比表面积对4种养分添加处理响应并不敏感。与CK相比,P、NPK和F处理对细根分枝比和分枝强度无显著影响(P>0.05),但N处理使2~3级细根的分枝比和分枝强度显著增加(P<0.05)。(3)N、P、NPK、F 4个处理细根的N含量均高于CK,其中N、NPK处理与CK之间均存在显著差异(P<0.05),较CK增幅分别为102.3%和77.0%;N及F处理细根P含量与CK之间无显著差异(P>0.05),但NPK和P处理细根的P含量均较CK显著增加(P<0.05),其中以NPK处理最高,较CK的增幅为128.8%。【结论】同时增加土壤N、P养分时,麻栎通过增殖根长和细根生物量来获取更多的养分,而将N、P肥单独作为外源养分添加时,麻栎则通过改变细根形态特征来提高对土壤养分的吸收能力,添加凋落物对麻栎细根生长形态特征无明显影响,可知麻栎对不同类型外源养分具有不同的吸收策略。 郝倩葳 于水强 曹雨婷 邵慧妹 王维枫关键词:麻栎 细根生长 根系形态特征 Temperature and precipitation changes in Extensive Hexi Region, China, 1960–2011 2016年 Global climate change has been evident in many places worldwide. This study provxdes a better understanding of the variability and changes in frequency, intensity, and duration of temperature, precipitation, and climate extremes in the Extensive Hexi Region, based on meteorological data from 26 stations. The analysis of average, maximum, and minimum temperatures revealed that statistically significant warming occurred from 1960 to 2011. All temperature extremes dis- played trends consistent with warming, with the exception of coldest-night temperature (TNn) and coldest-day tempera- ture (TXn), which were particularly evident in high-altitude areas and at night. Amount of precipitation and number of rainy days slowly increased with no significant regional trends, mainly occurring in the Qilian Mountains and Hexi Cor- ridor. The significance of changes in precipitation extremes during 1960-2011 was high, hut the regional trends of max- imum 5-day precipitation (RX5day), the average precipitation on wet days (SDII), and consecutive wet days (CWD) were not significant. The variations in the studied parameters indicate an increase in both the extremity and strength of precip- itation events, particularly in higher-altitude regions. Furthermore, the contribution from very wet precipitation (R95) and extremely wet precipitation (R99) to total precipitation also increased between 1960 and 2011. The assessment of these changes in temperature and precipitation may help in developing better management practices for water resources. Future studies in the region should focus on the impact of these changes on runoffs and glaciers. Wei Liu ZongXing Li Meng Zhu XiaoYan Guo LiJuan Chen不同林龄杨树细根生物量分配及其对氮沉降的响应 被引量:11 2014年 氮沉降已经成为全球变化背景下的热点问题,并呈现逐渐加重趋势,了解森林生态系统对这种持续氮增长和快速氮循环的响应模式及反馈机制,对于维护森林生态系统健康具有重要的理论意义。本研究选择不同林龄杨树人工林作为试验样地,设置N0(0gN·m^-2·a^-1)、N1(5gN·m^-2·a^-1)、N2(10gN·m^-2·a^-1)、N3(15gN·m^-2·a^-1)、N4(30gN·m^-2·a^-1)5个不同浓度,进行氮沉降野外模拟实验,探讨不同林龄杨树人工林细根生物量的垂直分布及对模拟氮沉降的响应。结果表明:(1)70%-80%细根生物量分配在0-20cm土层,呈现表层富集特征;外源氮增加后,幼龄林(4年生)中,0—10cm土层细根生物量所占比例有所增加,而中龄林(8年生)和成熟林(15年生)则不同程度的减少;(2)细根生物量主要分布在0~0.5和0.5~1.0mm径级,其中0—0.5mm径级细根约占总细根(〈2.0mm)生物量的50%,外源氮输入增加极小径级(0~0.5mm)的根系生物量,特别是幼龄林;(3)30~40cm土层中,成熟林0~0.5mm细根生物量分配量远大于幼龄林和中龄林,表明随着林龄的增加,小直径细根有向下分配趋势;(4)林龄、土层、径级以及施氮浓度4个因素的综合效应能够解释细根生物量66.3%的变异,其中林龄、土层、径级3个因素各自对细根生物量的影响极显著(P〈0.01),分别能解释细根生物量17.6%、16.1%、10.4%的变异,而增氮处理仅能解释细根生物量0.24%的变异,影响效应不显著(P〉0.05)。 徐钰 许凯 于水强 阮宏华 范换 杨悦 徐长柏 曹国华关键词:氮沉降 杨树人工林 细根生物量 林业院校生态学专业实践教学改革与探索 被引量:3 2017年 实践教学是生态学教学的重要环节,而加强实践教学是生态学专业高质量人才培养的关键途径。通过分析生态学实践教学过程中存在的问题,可以提出相应的改革措施和建议,旨在为生态学专业实践教学内容与方法的改革,实现教学资源的优化配置等提供参考与借鉴。 于水强关键词:生态学 实践教学 教学改革 不同优势树种菌根类型差异对土壤胞外酶活性的影响 被引量:1 2023年 土壤酶作为微生物代谢指标,在森林生态系统土壤碳和养分循环过程中发挥着重要作用,是土壤质量的重要指标。针对不同优势树种的内生菌根(AM)和外生菌根(ECM)所占比例差异,设置4种菌根类型比例梯度(即林分中ECM树种所占比例为<25%、25%—50%、50%—75%、>75%),分析4种林分中土壤水解酶[β-葡糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)]和过氧化物酶(PER)活性差异,运用方差分析和多重比较分析方法,探究水解酶和氧化酶沿菌根类型梯度的变化规律及原因。结果表明:(1)lnBG和ln(NAG+LAP)与lnAP的回归斜率小于1,且AP远大于BG和NAG+LAP,这表明森林土壤微生物受磷(P)限制更严重,随着林分中ECM优势树种的增加,微生物受碳(C)和P限制的状况得到缓解;(2)土壤有机碳(SOC)随着ECM树种占比的增加而增加,ECM森林比AM森林表现出更高的全氮(TN)和全磷(TP)含量;(3)随着林分中ECM树种占比的增加,BG、AP和NAG+LAP呈逐渐显著增加的趋势(P<0.05);但氧化酶活性差异不显著;(4)土壤水解酶活性与铵态氮、硝铵比、TN、TP、SOC有显著相关关系,氧化酶活性只与土壤水分(SM)含量呈现显著相关性。研究支持资源分配理论,验证了土壤胞外酶活性随AM和ECM菌根比例变化而呈现梯度变化,证实了菌根——养分经济模型的适用性,研究结果可加强对不同菌根梯度林分土壤理化性质和酶活性的可预测性,有助于生物地球化学循环模型的补充与完善。 曹雨婷 于水强 于水强 谭蕊 徐新颖 王维枫关键词:内生菌根 外生菌根 四种不同生活型树种细根寿命及影响因素 被引量:13 2020年 以4种不同生活型树种(常绿阔叶和针叶树种、落叶阔叶和针叶树种)为研究对象,通过微根管法现地观测细根的生长动态,比较不同生活型树种细根寿命在种内和种间的差异,探讨影响细根寿命的主要因子,研究结果对理解和预测森林生态系统碳及养分循环过程具有重要的理论意义。结果表明:(1)细根形态特征(分枝结构和直径)显著影响种内细根寿命,分枝等级越低、直径越小,细根的寿命越短;(2)4个树种的细根寿命表现出明显的土层效应和季节效应,即随土壤深度增加,细根的累积存活率逐渐增加,寿命延长;而不同季节出生的细根其寿命长短模式在树种间不一致,春季或夏季出生的细根寿命要长于秋冬季;(3)常绿树种(柳杉、石栎)的细根寿命要长于落叶树种(池杉、麻栎),同时,针叶树种(池杉、柳杉)的细根寿命要长于阔叶树种(麻栎、石栎)。在同一树种内,细根寿命受细根直径、根系分枝结构、土壤环境因子(土层)等因素显著影响,但在不同树种间,细根寿命可能更依赖于树木生长速率、碳分配模式等树木整体的功能性状差异。 于水强 王静波 郝倩葳 王维枫 王琪 詹龙飞关键词:常绿树种 落叶树种 细根寿命 水平空间配置对南林-95杨人工林主要细根性状的影响 被引量:2 2019年 【目的】本文主要研究杨树主要细根性状的空间分布规律与株行距配置间的关系。【方法】本文选取4种不同水平空间配置(株距×行距分别为3 m×8 m、5 m×5 m、6 m×6 m、4.5 m×8 m)的南林-95杨人工林为研究对象,采用根钻法对细根生物量、比根长和根长密度的空间分布特征进行研究。【结果】表明:水平空间配置对杨树人工林细根空间分布特征有显著影响。在垂直方向上,低密度(6 m×6 m)林分表层细根生物量、比根长及根长密度比高密度(3 m×8 m、5 m×5 m)林分显著较高;在水平方向上,长方形配置(3 m×8 m和4.5 m×8 m)的林分细根生物量随距树干距离的增加而减少,正方形配置(5 m×5 m和6 m×6 m)林分的细根生物量以及4种林分的细根根长密度、比根长与取样距离关系不明显。6 m×6 m林分在水平各距离处均高于其他林分。长方形配置林分,株距方向上的细根生物量、根长密度和比根长总是显著低于行距方向。【结论】株行距过小,细根生物量会显著减小,生长受限,株行距过大,在距树干较远处细根生物量会显著降低,造成空间浪费,低密度正方形配置(6 m×6 m)杨树人工林主要细根生长特征在4种株行距配置林分中最优,更适合杨树人工林初值株行距。 詹龙飞 于水强 于水强 王琪 王静波关键词:株行距配置 杨树人工林 细根生物量 根长密度