基于根系的濱海鹽堿地刺槐林生長衰退機理研究.pdf

1、濱海鹽堿地刺槐林生長衰退與鹽脅迫關系密切，深入研究不同衰退程度刺槐根系在土壤中的形態(tài)分布規(guī)律及刺槐根系在不同濃度鹽脅迫下的生理變化和生長發(fā)育規(guī)律對揭示濱海鹽堿地刺槐林生長衰退機理具有重要意義。
　　 試驗Ⅰ：本研究以25a生刺槐為研究對象，在林分調查的基礎上，伐取樣木，通過樹干解析和全挖法取根系，研究了林木根系生物量與地上部分的關聯(lián)性；通過鉆取土芯法在生長季內(nèi)對不同衰退程度刺槐根系取樣，并對其根系生物量、細根根長密度、細根比根長

2、和細根根面積指數(shù)的垂直分布特征進行了分析。取得了如下研究結果：
　　 (1)不同生長狀況的刺槐在根系形態(tài)學特征上具有顯著差異。隨著徑級的增加，一級根系的根系質量和基徑逐漸增大，二級根系的根系質量、根系基徑和根系數(shù)量逐漸增大；中等木和瀕死木的根系參數(shù)與健康木的相比出現(xiàn)不同程度降低，中等木和瀕死木的一級根系長度、根系質量和根系基徑與健康木的數(shù)值相比分別低了45.31％、60.11％、62.38％和32.51％、56.92％、57.6

3、2％，中等木和瀕死木的二級根系的平均根系長度、根系基徑、根系數(shù)量、根系質量與健康木數(shù)值相比分別低了38.54％、49.61％、36.76％、38.18％和40.12％、68.99％、39.71％、76.06％。
　　 (2)不同衰退程度刺槐的根系生物量現(xiàn)存量呈現(xiàn)差異。健康木細根根系總生物量為14960.73g·m-3，其中≤2mm活根系的生物量為2040.24g·m-3，占根系總生物量的13.64％，≤2mm死根系的生物量為33

4、9.11g·m-3，占總根系生物量的2.27％，＞2mm的活根系的生物量為12581.38g·m-3，占總根系生物量的84.09％；中等木細根根系總生物量為12707.93g·m-3，其中≤2mm活根系的生物量為1754.18g·m-3，占根系總生物量的13.89％，≤2mm死根系的生物量為497.3g·m-3，占總根系生物量的3.28％，＞2mm的活根系的生物量為10456.45g·m-3，占總根系生物量的82.83％；瀕死木細根根系

5、總生物量為14960.73g·m-3，其中≤2mm活根系的生物量為413.73g·m-3，占根系總生物量的10.59％，≤2mm死根系的生物量為255.05g·m-3，占總根系生物量的5.43％，＞2mm的活根系的生物量為3940.75g·m-3，占總根系生物量的83.97％。
　　 (3)不同衰退程度刺槐的細根對季節(jié)變化表現(xiàn)出不同敏感度。中等木的粗根生物量與健康木粗根生物量季節(jié)變化差異顯著(P=0.016)，中等木死細根生物量

6、與健康木死細根生物量季節(jié)變化差異性極顯著(P=0.001)，中等木活細根生物量與健康木活細根生物量季節(jié)變化差異性顯著(P=0.034)；瀕死木的粗根生物量、死細根生物量和活細根生物量與健康木粗根生物量、死細根生物量和活細根生物量季節(jié)變化差異性均極顯著(P=0.009、P=0.003和P=0.009)。
　　 (4)不同衰退程度刺槐根系參數(shù)的垂直分布特征不同，隨著土層深度的變化均可用二次多項式描述。隨著土層深度的加深，衰退程度的增

7、加，細根生物量、根長密度和根面積指數(shù)均表現(xiàn)出下降趨勢，組間差異均顯著(P＜0.05)；比根長，在同一土層表現(xiàn)為健康木＞中等木＞瀕死木，中等木細根比根長與健康木的差距主要表現(xiàn)在60-80cm土層上的減少，瀕死木細根比根長與中等木的相比0-60cm土層上的降低幅度最大。
　　 (5)刺槐林根系生物量與地上部分、全樹、側枝、冠部及樹干等各部分的生物量呈顯著相關關系，均可建立一元線性模型，樹高與各級根系生物量的關系均不顯著，胸徑與一、二

8、級根系生物量在極顯著水平。
　　 試驗Ⅱ：本研究以1年生刺槐實生苗為試驗材料，參照濱海鹽堿地根際土壤含鹽量，設置4個鹽濃度梯度，測定鹽脅迫處理后第8、15、22、29、36和42d的根系生理生化特性和光合生理特征以及第42d的植株形態(tài)數(shù)據(jù)。
　　 試驗結果表明：
　　 (1)形態(tài)指標：鹽脅迫對刺槐幼苗的生長發(fā)育狀態(tài)造成顯著影響。隨著鹽濃度脅迫水平的增加，平均根系長度、平均根系表面積、平均根尖數(shù)、基徑相對生長量、苗

9、高相對生長量等5個指標呈降低趨勢；鹽濃度脅迫水平越高，平均根系直徑越大。
　　 (2)生理生化特性：低鹽濃度超氧化物歧化酶(SOD)活性被促進，中鹽濃度SOD活性呈S型變化，高鹽濃度SOD活性受抑制；低、中鹽濃度的POD呈“緩升-急降-緩升”變化，高鹽濃度的過氧化物酶(POD)表現(xiàn)為“先升后降”；隨著時間的推移，鹽脅迫水平的增加，根系活力均表現(xiàn)為下降趨勢；根系傷害度與丙二醛(MDA)含量，隨著處理時間的增加，鹽脅迫水平的增加，均

10、表現(xiàn)為上升趨勢。
　　 (3)光合生理指標：隨著鹽脅迫水平的增加，水分飽和虧呈顯著增大趨勢；氣孔導度與凈光合速率呈相似變化趨勢，低濃度鹽脅迫處理兩者水平均高于對照，中、高濃度鹽脅迫兩者水平均低于對照。
　　 (4)相關性分析：平均根長與平均根表面積、基徑相對生長量與平均根長、苗高相對生長量與平均根長、根尖數(shù)與平均根長、枝條干重與平均根長、基徑相對生長量與平均根表面積、根尖數(shù)與平均根表面積、枝條干重與平均根表面積、基徑相對

11、生長量與枝條干重、苗高相對生長量與根尖數(shù)、苗高相對生長量與枝條干重、根尖數(shù)與枝條干重、根系干重與葉片干重、根系活力與根系POD活性、枝條水分飽和虧與根系水分飽和虧、葉片水分飽和虧與根系水分飽和虧、總葉綠素含量與根系水分飽和虧、葉片水分飽和虧與枝條水分飽和虧、總葉綠素含量與枝條水分飽和虧、總葉綠素含量與葉片水分飽和虧、凈光合速率與氣孔導度存在極顯著正相關關系；根系干重與平均根長、葉片干重與平均根長、苗高相對生長量與平均根表面積、根系干重與

12、平均根表面積、葉片干重與平均根表面積、苗高相對生長量與基徑相對生長量、根尖數(shù)與基徑相對生長量、根系干重與基徑相對生長量、葉片干重與基徑相對生長量、根系干重與苗高相對生長量、根尖數(shù)與根系干重、葉片干重與根尖數(shù)、根系干重與枝條干重、葉片干重與枝條干重、根系POD活性與根系SOD活性呈顯著正相關關系；凈光合速率與根系水分飽和虧、凈光合速率與枝條水分飽和虧、凈光合速率與葉片水分飽和虧、凈光合速率與總葉綠素含量、根系活力與根系傷害度呈極顯著負相關