滨海盐土地人工林细根时空分布及其影响因素研究

发布时间：2018-03-30 22:33

  本文选题：人工林　切入点：细根时空分布　出处：《华东师范大学》2016年博士论文

【摘要】：目前,国内大批快速发展的滨海新城多建立在吹填不久的滨海盐碱地上,盐度含量很高,很少有植物能正常生长；因此,研究植物对盐碱地的适应能力对滨海新城绿化树种的筛选具有重要的意义。细根是植物吸收土壤水分和养分的主要器官,最易受到土壤高盐分的伤害,其形态、生物量等特征的变化可以反映植物对土壤盐度的适应能力的差异。本文以上海临港新城新吹填的盐碱地为对象,在野外踏查的基础上,选取12个人工林样地；利用土钻法、挖掘法和内生长法按月和垂直深度采集人工林细根的样品,同时测定土壤电导率、水分、温度等生态因子并取样室内测定土壤有机质的含量：采用双因素方差分析(two-way ANOVA)、最小显著差数法(LSD)、最小二乘法等方法,系统分析了人工林细根(直径≤2mm)的形态结构、生物量的时空分布以及影响因素,探讨不同树种细根对土壤盐分的适应能力,主要研究结果如下：1、不同人工林细根生物量垂直分布在(0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm、30-40 cm、40-60cm)深度存在显著差异；细根分布受土壤盐分影响主要集中在0-10cm土层深度,40-60cm土层分布最低,细根呈表聚型分布,随土层深度的增加细根生物量呈指数递减(P0.05)。活细根生物量为普陀樟林540.56 g/m2最大,最少是刺槐为148.17 g/m2,死细根生物量、细根根长密度和比根长变化趋势与活细根生物量一致。不同植物配置模式细根生物量垂直分布也存在显著差异(P0.05),乔木模式平均细根生物量为148.49 g/m2、乔灌模式为170.74 g/m2、灌丛模式为116.88g/m2,活细根主要分布在0-20cm土层,所占总细根生物量的比例乔灌配置为78.29%、乔木配置为78.04%、灌丛配置73.11%。乔木配置和灌丛配置模式细根生物量在30-40cm土层出现细根生态位分化,可能是受土壤盐分的影响导致的。2、不同人工林细根生物量月动态变化呈现显著差异(P0.05)。不同物种间出现双峰型或单峰型变化。由于受盐分影响细根生物量峰值主要集中在7月和9月。同一物种活细根双峰出现的时间也存在差异(P0.05)；不同人工林死细根也出现双峰或者单峰变化,当每次出现活细根峰值时,接下来就会出现死细根峰值。不同配置模式中细根生物量月变化也存在显著差异(P0.05),乔木配置和灌丛配置细根生物量峰值均出现在4月和9月,而乔灌植物配置则出现的峰值在7月和9月,8月份细根生物量均最低。3、通过四种植物细根年生产量、细根分解和周转研究,发现细根平均生产量在38.13～60.62 g·m-2·a-1,剌槐的年生长量较高为60.62 g·m-2·a-1、构树较低为38.13g·m-2.a-。不同植物细根的分解机制和周转时间存在一定差异,刺槐分解最快,分解速率为0.036 kg·kg-1·month-1,周转次数为0.91次·a-；构树最慢,细根分解率为0.018 kg·kg-1·month-1,周转次数为0.79次·a-。4、通过环境因子与细根生物量进行相关分析,发现细根生物量与土壤水分、温度、有机质呈正相关与土壤电导率呈现显著负相关(P0.05)。土壤盐含量是限制细根生长的主要限制因子。经盐土地不同人工林细根形态结构分析,发现不同物种细根根长呈现显著差异,根长越长的植物生长就越快。细根具有较强的可塑性,受盐胁迫时通过改变根系形态,降低生长为代价,增加抵抗盐胁迫,是植物适应盐胁迫环境的一种适应策略。细根综合指标经隶属函数排序和耐盐性综合评价,将耐盐性植物分为3类,第一类为杜英,第二类为水杉和落羽杉、其余的分为第三类。其中排在前十位的是落羽杉林水杉林七叶树林刺槐林响叶杨林夹竹桃林银杏林重阳木林大叶女贞林玉兰林。综上,滨海吹填土土壤盐分对植物细根具有明显抑制作用。植被对盐土改良效应是一种正向持续反馈机制。三种不同植物配置对盐分的控制效果存在差异,乔灌组合配置对土壤盐分控制较好。同时,要解决滨海吹填土土壤生态修复问题,首先,考虑选择乡土耐盐植物优势植物群落(本文乔木推荐落羽杉、水杉、七叶树、刺槐、银杏、重阳木、旱柳、乌桕、女贞、玉兰种类；灌丛推荐夹竹桃、构树、滨柃等；配置类型以乔灌为主进行合理配置)；其次,在不同时间和空间尺度上从土壤盐分的角度充分考虑植物-根系-盐分的关系,从而达到较好生态恢复目的。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q948
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本文编号：1687980