本文選題：人工林　切入點(diǎn)：細(xì)根時(shí)空分布　出處：《華東師范大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：目前,國(guó)內(nèi)大批快速發(fā)展的濱海新城多建立在吹填不久的濱海鹽堿地上,鹽度含量很高,很少有植物能正常生長(zhǎng)；因此,研究植物對(duì)鹽堿地的適應(yīng)能力對(duì)濱海新城綠化樹(shù)種的篩選具有重要的意義。細(xì)根是植物吸收土壤水分和養(yǎng)分的主要器官,最易受到土壤高鹽分的傷害,其形態(tài)、生物量等特征的變化可以反映植物對(duì)土壤鹽度的適應(yīng)能力的差異。本文以上海臨港新城新吹填的鹽堿地為對(duì)象,在野外踏查的基礎(chǔ)上,選取12個(gè)人工林樣地；利用土鉆法、挖掘法和內(nèi)生長(zhǎng)法按月和垂直深度采集人工林細(xì)根的樣品,同時(shí)測(cè)定土壤電導(dǎo)率、水分、溫度等生態(tài)因子并取樣室內(nèi)測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)的含量：采用雙因素方差分析(two-way ANOVA)、最小顯著差數(shù)法(LSD)、最小二乘法等方法,系統(tǒng)分析了人工林細(xì)根(直徑≤2mm)的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物量的時(shí)空分布以及影響因素,探討不同樹(shù)種細(xì)根對(duì)土壤鹽分的適應(yīng)能力,主要研究結(jié)果如下：1、不同人工林細(xì)根生物量垂直分布在(0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm、30-40 cm、40-60cm)深度存在顯著差異；細(xì)根分布受土壤鹽分影響主要集中在0-10cm土層深度,40-60cm土層分布最低,細(xì)根呈表聚型分布,隨土層深度的增加細(xì)根生物量呈指數(shù)遞減(P0.05)�；罴�(xì)根生物量為普陀樟林540.56 g/m2最大,最少是刺槐為148.17 g/m2,死細(xì)根生物量、細(xì)根根長(zhǎng)密度和比根長(zhǎng)變化趨勢(shì)與活細(xì)根生物量一致。不同植物配置模式細(xì)根生物量垂直分布也存在顯著差異(P0.05),喬木模式平均細(xì)根生物量為148.49 g/m2、喬灌模式為170.74 g/m2、灌叢模式為116.88g/m2,活細(xì)根主要分布在0-20cm土層,所占總細(xì)根生物量的比例喬灌配置為78.29%、喬木配置為78.04%、灌叢配置73.11%。喬木配置和灌叢配置模式細(xì)根生物量在30-40cm土層出現(xiàn)細(xì)根生態(tài)位分化,可能是受土壤鹽分的影響導(dǎo)致的。2、不同人工林細(xì)根生物量月動(dòng)態(tài)變化呈現(xiàn)顯著差異(P0.05)。不同物種間出現(xiàn)雙峰型或單峰型變化。由于受鹽分影響細(xì)根生物量峰值主要集中在7月和9月。同一物種活細(xì)根雙峰出現(xiàn)的時(shí)間也存在差異(P0.05)；不同人工林死細(xì)根也出現(xiàn)雙峰或者單峰變化,當(dāng)每次出現(xiàn)活細(xì)根峰值時(shí),接下來(lái)就會(huì)出現(xiàn)死細(xì)根峰值。不同配置模式中細(xì)根生物量月變化也存在顯著差異(P0.05),喬木配置和灌叢配置細(xì)根生物量峰值均出現(xiàn)在4月和9月,而喬灌植物配置則出現(xiàn)的峰值在7月和9月,8月份細(xì)根生物量均最低。3、通過(guò)四種植物細(xì)根年生產(chǎn)量、細(xì)根分解和周轉(zhuǎn)研究,發(fā)現(xiàn)細(xì)根平均生產(chǎn)量在38.13～60.62 g·m-2·a-1,剌槐的年生長(zhǎng)量較高為60.62 g·m-2·a-1、構(gòu)樹(shù)較低為38.13g·m-2.a-。不同植物細(xì)根的分解機(jī)制和周轉(zhuǎn)時(shí)間存在一定差異,刺槐分解最快,分解速率為0.036 kg·kg-1·month-1,周轉(zhuǎn)次數(shù)為0.91次·a-；構(gòu)樹(shù)最慢,細(xì)根分解率為0.018 kg·kg-1·month-1,周轉(zhuǎn)次數(shù)為0.79次·a-。4、通過(guò)環(huán)境因子與細(xì)根生物量進(jìn)行相關(guān)分析,發(fā)現(xiàn)細(xì)根生物量與土壤水分、溫度、有機(jī)質(zhì)呈正相關(guān)與土壤電導(dǎo)率呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)(P0.05)。土壤鹽含量是限制細(xì)根生長(zhǎng)的主要限制因子。經(jīng)鹽土地不同人工林細(xì)根形態(tài)結(jié)構(gòu)分析,發(fā)現(xiàn)不同物種細(xì)根根長(zhǎng)呈現(xiàn)顯著差異,根長(zhǎng)越長(zhǎng)的植物生長(zhǎng)就越快。細(xì)根具有較強(qiáng)的可塑性,受鹽脅迫時(shí)通過(guò)改變根系形態(tài),降低生長(zhǎng)為代價(jià),增加抵抗鹽脅迫,是植物適應(yīng)鹽脅迫環(huán)境的一種適應(yīng)策略。細(xì)根綜合指標(biāo)經(jīng)隸屬函數(shù)排序和耐鹽性綜合評(píng)價(jià),將耐鹽性植物分為3類,第一類為杜英,第二類為水杉和落羽杉、其余的分為第三類。其中排在前十位的是落羽杉林水杉林七葉樹(shù)林刺槐林響葉楊林夾竹桃林銀杏林重陽(yáng)木林大葉女貞林玉蘭林。綜上,濱海吹填土土壤鹽分對(duì)植物細(xì)根具有明顯抑制作用。植被對(duì)鹽土改良效應(yīng)是一種正向持續(xù)反饋機(jī)制。三種不同植物配置對(duì)鹽分的控制效果存在差異,喬灌組合配置對(duì)土壤鹽分控制較好。同時(shí),要解決濱海吹填土土壤生態(tài)修復(fù)問(wèn)題,首先,考慮選擇鄉(xiāng)土耐鹽植物優(yōu)勢(shì)植物群落(本文喬木推薦落羽杉、水杉、七葉樹(shù)、刺槐、銀杏、重陽(yáng)木、旱柳、烏桕、女貞、玉蘭種類；灌叢推薦夾竹桃、構(gòu)樹(shù)、濱柃等；配置類型以喬灌為主進(jìn)行合理配置)；其次,在不同時(shí)間和空間尺度上從土壤鹽分的角度充分考慮植物-根系-鹽分的關(guān)系,從而達(dá)到較好生態(tài)恢復(fù)目的。
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【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q948
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本文編號(hào)：1687980