武夷山不同海拔高度植被细根生物量及形态特征

! 余水强
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（ " 南京林业大学江苏省林业生态工程重点实验室，南京 #"$$%& ；# 武夷山国家级自然保护区管理局，福建武夷山 %’(%"’ ）
摘! 要! 以福建武夷山不同海拔高度 ( 种植物群落为对象， 采用挖掘法获取土壤细根样 品， 用 )*+,-./0 根系分析仪分析细根形态， 分别测定了不同海拔高度不同土层 （ $ 1 "$ 、 "$ 1 #’ 23） 土壤细根现存生物量及各形态指标的变化特征。结果表明： $ 1 "$ 23 土壤活细根 生物量、 活细根根长密度、 活细根表面积密度、 活细根体积密度均是常绿阔叶林 4 矮林 4 针 叶林 4 高山草甸， 各群落间呈现极显著差异 （ ! 4 $5 $" ） ； 不同海拔高度植被， 活细根和死细 根的生物量、 根长密度、 细根表面积密度、 细根体积密度均指标均是 $ 1 "$ 6 "$ 1 #’ 23； ( 种植被在 $ 1 "$ 、 "$ 1 #’ 23 土层中 "#5 $ 33 径级的活细根、 死细根对细根总长度、 总表面 积的贡献最大； 土壤细根生物量及细根的主要形态指标总体趋势是高海拔显著大于低海 拔； 同时表明了土壤含水率是影响活细根各指标垂直变化的主要因子。 关键词! 海拔；细根；常绿阔叶林；亚高山矮林；高山草甸 中图分类号! 78(9! 文献标识码! :! 文章编号! "$$$;(98$ （ #$$9 ） $&;"$8’;$8 !"#$ %&&’ ("&)*++ *#, "’+ )&%-.&/&0"1*/ 1.*%*1’$%"+’"1+ &2 ,"22$%$#’ 3$0$’*’"&#+ */&#0 *# $/4 $3*’"&# 0%*,"$#’ &2 567" 8&6#’*"#+ "# +&6’.$*+’$%# 9."#*: 7<:= )>*" ，?< ?*@" ，):=A " " !"#$%&’%() *+, B>+C" ，):=A D*@EFG># ，B:=A H@+EGI+C# ，,<:= -I+CEGJ@" ，H< KGJ*EL*@+C（ -(.#"(/#", #0 1#"+2/", 3’#)#4%’() 3&4%&++"%&4 #0 5%(&426 ，7(&8%&4 1#"+2/", 9&%$+"2%/,，7(&8%&4 #"$$%& ，:;%&(；# <6,% =#6&/(%&2 7(/%#&() 7(/6"+ >+2+"$+，<6,%2;(& %’(%"’ ，168%(&，:;%&(） ? :;%&+2+ 5#6"&() #0 3’#)#4,， #$$9 ， ;< （&） ： "$8’;""$%M =(+’%*1’ ：)*NG OIJP QR@+N 2I33J+*N*>F @RI+C @+ >R>S@N*I+ CP@T*>+N IO )JU* VIJ+N@*+F @F N>FN IWE X>2NF，NG>*P O*+> PIINF *+ $;"$ 23 @+T "$;#’ 23 FI*R R@U>PF Y>P> F@3QR>T NI T>N>P3*+> NG> PIIN W*I3@FF @+T *NF 2I+O*CJP@N*I+ *+T*2>FM ZG> P>FJRNF FGIY>T NG@N *+ $ ;"$ 23 FI*R R@U>P，NG> W*IE 3@FF，R>+CNG T>+F*NU，FJPO@2> @P>@ T>+F*NU，@+T SIRJ3> T>+F*NU IO R*S*+C O*+> PIINF Y>P> @RR T>E 2P>@F>T *+ NG> IPT>P IO >S>PCP>>+ WPI@TR>@O OIP>FN 4 TY@PO OIP>FN 4 2I+*O>PIJF OIP>FN 4 @RQ*+> 3>@TE IYF ，Y*NG F*C+*O*2@+N T*OO>P>+2>F（ ! 4 $5 $" ）@3I+C NG> FN@+TFM BIP >@2G FN@+T，NG> W*I3@FF， R>+CNG T>+F*NU，FJPO@2> @P>@ T>+F*NU，@+T SIRJ3> T>+F*NU IO R*S*+C @+T T>@T O*+> PIINF Y>P> @RR G*CG>P *+ $;"$ 23 NG@+ *+ "$;#’ 23 FI*R R@U>P，@+T NG> R*S*+C @+T T>@T O*+> PIINF Y*NG @ T*@3>E N>P IO "#5 $ 33 G@T NG> CP>@N>FN 2I+NP*WJN*I+ NI NG> NIN@R O*+> PIIN R>+CNG @+T NIN@R O*+> PIIN FJPE O@2> @P>@M ZG> O*+> PIIN W*I3@FF @+T *NF 2I+O*CJP@N*I+ *+T*2>F T>2P>@F>T F*C+*O*2@+NRU @RI+C NG> >RE >S@N*I+ CP@T*>+N，@+T FI*R 3I*FNJP> 2I+N>+N Y@F NG> 3@*+ O@2NIP @OO>2N*+C NG> O*+> PIIN W*I3@FF @+T *NF 2I+O*CJP@N*I+M >$7 ?&%,+：>R>S@N*I+ CP@T*>+N；O*+> PIIN；>S>PCP>>+ WPI@TR>@O OIP>FN；FJW@RQ*+> TY@PO OIP>FN；@RE Q*+> 3>@TIYM ! ! 土壤细根具有巨大的吸收表面积， 是植物吸收 水分和养分的主要器官， 同时其快速生长和较快的 周转速率对森林生态系统养分循环和碳循环起着十 "89% ； _ICN +/ ()? ， "89[ ； K@+E 分重要的作用 （ ^>PFFI+，
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O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O 生态学杂志O 第 72 卷O 第 2 期O
还碳、 养分和能量甚至超过地上部分枯落物 （ !"#$ !" %&’( ； )*+$*+$,+," - ./*01， %&’2 ） 。目前， 随着全 #$% ， 球碳循环研究的开展， 地下根系， 特别是细根作为土 壤中碳库的重要来源， 受到生态学家的重视， 土壤细 根的研究成为热点问题之一 （ 李文华等， %&’% ； 徐振 邦等， %&’2 ） 。有些学者对同一地区不同海拔植被 类型细根进行研究， 如 314506+1/ 等 （ 7882 ） 对厄瓜 多尔热带山地雨林研究表明， 随海拔的升高， 细根和 粗根都显著增加。但 9*:,5 等 （ 788; ） 对阿巴拉契亚 山脉南麓从最低海拔 2’7 < 到最高海拔 % =;2 < 的 > 种典型植被类型进行的研究表明， 根系系统差异 性与海拔没有密切关联。郭忠玲等 （ 788( ） 在长白 山北坡选择 > 种垂直植被带典型植物群落类型进行 了研究， 但未提及海拔因素对细根的影响。对同一 地区不同海拔植被类型细根的研究， 有助于进一步 了解土壤细根沿海拔梯度上的空间变化状况。本文 研究了武夷山不同海拔植被细根的生物量、 形态特 征与环境因素关系， 目的是为阐明土壤细根在不同 海拔植被的变化特征， 并为研究水平地带不同植被 类型土壤碳的动态及其循环机制提供理论依据。 !" 研究地区与研究方法 !# !" 自然概况 武夷 山 位 于 福 建 省 西 北 部 的 武 夷 山 脉 脊 部 （ %%2?72@A —%%2?>%@A， 72?==@B—72?>;@B ） ， 拥有世 界同纬度带现存面积最大、 保存最完整的中亚热带 森林生态系统； 典型的地带性森林类型为常绿阔叶 林群落， 自然资源丰富。年平均气温各地区段不同， 为 %7 C D %’ C ， % 月平均气温约为 = C ， 2 月平均 年平均降水 7 888 << 左右， 气温为 7= C D 7; C ， 年平均相对湿度 ’8E D ’>E ， 年平均雾日在 %88 F 以上 （ 林鹏， %&’’ ） 。境内以黄岗山为主峰， 海拔高 7 %>’ <， 植被垂直带谱分布完整， 包括中亚热带常 绿阔叶林 （ 海拔 788 D % 888 < ） 、 针阔混交林 （ % 888 D % =>8 <） 、 针叶林 （ % 788 D % 2>8 < ） 、 亚高山矮林 （ % 2>8 D % &88 <） 以及高山草甸 （ % 288 D 7 %>’ < ） 等不同的植被类型 （ 汪家社等， 788= ） 。 本项研究沿海拔梯度选择有代表性的 ; 种植被 类型： 中亚热带常绿阔叶林 （ 海拔 788 D % 888 < ） 、 针叶 林 （ % 788 D % 2>8 < ） 、 亚高山矮林 （ % 2>8 D % &88 <） 和高山草甸 （ % 288 D 7 %>’ < ） 等为研究对 象， 采用随机区组设计布置样地。 % ）常 绿 阔 叶 林（ 1:1/#/11+ G/"*FH1*I I"/15$，