晋西北黄土丘陵区不同林龄柠条灌丛细根形态和化学性状特征研究

　　 摘要:

明晰不同林龄柠条灌丛人工林不同根序细根功能性状变异规律，对于深入了解柠条人工林对环境的生态适应性策略具有重要现实意义，同时也可为柠条灌丛人工林生态系统功能的提升和稳定性维持提供理论支撑。以晋西北五寨县张家坪林场不同林龄（11a、16 a、22 a、32 a、47 a、60 a）柠条灌丛人工林为研究对象，系统分析了其不同根序细根的形态特征和化学功能性状。结果表明：（1）细根形态特征（直径、比根长、比表面积和组织密度）随根序增加，细根直径呈增加趋势，而比根长和比表面积呈降低趋势。随林龄增加，细根直径（除4级根外）和根组织密度均表现先增加后降低的趋势；比根长和比表面积则呈先降低后增加的趋势。（2）细根化学性状（碳（C）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、碳氮比（C/N）、氮磷比（N/P）、碳磷比（C/P））随根序增加，C含量无明显变化趋势，N、P和K含量均表现为1—3级根大于4—5级根；C/N随根序增加而升高，N/P在1—3级根普遍高于4—5级根（32 a除外），而C/P则相反（16 a和22 a除外）。随林龄增加，1—5级细根的C、N、P含量整体表现为降低后再增加趋势；47 a 柠条细根C/N显著高于其他林龄，而其余林龄间无显著差异；N/P与C/P均随林龄增加呈先增加后降低趋势。（3）相关性分析表明，细根直径与比根长、比表面积呈显著负相关，与根组织密度呈显著正相关，N含量与比表面积、P含量及N/P呈显著正相关，而与C/N、C/P呈显著负相关。（4）主成分分析表明，柠条灌丛细根功能性状沿两个维度发生变异，第一维度（PC1）主要与细根的形态特征（如直径、比根长等）相关，而第二维度（PC2）则与细根的化学组分（C、N、P含量）相关。总体上，柠条灌丛人工林细根形态特征和化学功能性状在根序和林龄间具有异质性，研究结果对于深入理解柠条灌丛人工林根系资源分配策略和其生态系统的管理与功能维持均具有重要参考价值。