渭北黃土區(qū)刺槐根系空間分布特征研究

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1、李鵬等：渭北黃土區(qū)刺槐根系空間分布特征研究409渭北黃土區(qū)刺槐根系空間分布特征研究李鵬1，2，趙忠2，李占斌1，澹臺湛11.西北農林科技大學林學院，陜西楊凌；2.西安理工大學水利水電學院，陜西西安摘要：采用土鉆法對黃土高原地區(qū)主要造林樹種刺槐的根系分布特征進行調查，結果表明不同立地上刺槐根系的空間分布特征具有明顯差異。陰坡立地上，刺槐根系隨距樹干距離的增加表現(xiàn)出了先增加后減少的趨勢，并且不同深度土層的分布相對比較均勻，這一分布特征擴大了刺槐根系的吸收空間范圍，有利于樹木地上部分的生長；而陽坡立地上的刺槐根系隨距

2、樹干距離的增加呈降低趨，并且各處根系集中分布在40~80cm的土層中，這一分布特征限制了根系在土層中的吸收空間，進而樹木地上部分的生長也產生了一定的限制作用。對不同徑級根系生物量分布特征的分析結果表明，不同立地上根系存在的差異主要是由于大徑級根系生物量而引起的，陰坡立地上的細根生物量更大一些。在兩個立地上，直徑為1mm

3、度對不同立地上刺槐根系分布特征的進一步分析，結果表明陽坡立地上刺槐較細根系的根系消弱系數(shù)數(shù)值較小，說明在深層土壤中的分布較少，這種分布結構不利于樹木對深層土壤水分和養(yǎng)分的吸收利用；而陰坡立地上的刺槐較細根系的根系消弱系數(shù)數(shù)值較大，說明在深層土壤中細根的分布比例相對較大，這種分布特征擴大了刺槐的吸收空間，有利于樹木吸收深層的水分和養(yǎng)分，促進樹木地上部分的生長和發(fā)育。關鍵詞：刺槐；根系生物量；徑級；空間分布；根系消弱系數(shù)；黃土區(qū)中圖分類號：Q944.3文獻標識碼：A文章編號：1672-2175（2005）03-04

4、05-05李鵬等：渭北黃土區(qū)刺槐根系空間分布特征研究409刺槐是渭北黃土高原地區(qū)的主要水土保持造林樹種之一，沒有明顯的主根，具有巨大的土壤網絡能力，曾經一度被認為是淺根性樹種[1]。但是近來的研究證實[2]，在黃土高原地區(qū)，刺槐是深根性樹種，其根系在深層土壤中也有較多的分布。在黃土高原地區(qū),一方面由于水資源匱乏,另一方面由于刺槐耗水性特強，致使黃土高原人工刺槐林出現(xiàn)了林地水分虧缺、土壤干化層、小老樹、林分防護效益差等問題。針對這些問題，研究人員從不同角度對此進行了研究，認為問題的關鍵是土壤水分與刺槐生長關系的問

5、題[3]。在樹木生長過程中，根系，特別是細根是樹木從外界環(huán)境進行水分和養(yǎng)分吸收的主要通道。但是到目前為止，對于細根依然沒有統(tǒng)一的定義，由于研究目的和背景的不同，不同研究人員對細根的定義也不盡相同[4~6]（KummerowandMangan，d<1mm；Berish，d<2mm；Farrish，d<3mm）。長期以來，適地適樹是黃土高原地區(qū)進行人工植被建設的基本原則。但是這一問題到現(xiàn)在仍然沒有得到很好解決，關鍵之一在于沒有科學客觀地了解主要造林樹種的根系空間分布特征，并將根系的分布特征與其生存的環(huán)境特征聯(lián)系起來

6、進行分析。為了進一步推動這一問題研究的不斷深入，本研究以黃土高原地區(qū)分布廣泛的人工刺槐林為研究對象，從不同角度對不同立地上林木根系生物量的空間分布特征進行了分析。1材料與方法1.1研究地區(qū)概況調查地位于陜西省長武縣。當?shù)貫辄S土高原殘塬溝壑區(qū)，屬于暖溫帶大陸性季風氣候。土壤橫跨兩個地帶性土類，即由褐土帶向黑壚土帶過渡，主要土壤類型有黑壚土、黃綿土、碳酸鹽褐土和紅膠土，成土母質均黃土。當?shù)睾０?50～1225m，年均氣溫9.1℃，年均降水量584.1mm。降水量主要集中于7～9月，無霜期171d。1.2根系取樣方法

7、表1王東溝流域刺槐林喬木根系調查樣地概況Table1AbriefviewofsampleareasofsurveyforrootsystemofR.pseudoacaciaatWangdongWatershed序號地點坡向坡度坡位土壤林齡/a平均高/m平均胸徑/cm1杏樹壕東向16°下位黃墡土2314.214.72王東村大溝東向20°中下位黃墡土2313.814.23尚家洼西向18°下位黃墡土2511.6*13.44尚家洼西向30°中上位黃墡土2512.0**13*陽坡立地上的刺槐已經出現(xiàn)上部枯死現(xiàn)象，干枯部分

8、的高度為2.3m**該陽坡立地上的刺槐也出現(xiàn)上部枯死現(xiàn)象，干枯部分的高度為2.5m選擇長武縣王東溝流域不同坡向上的刺槐林為調查對象(如表1)，在各樣地內隨機選取30株樣木，進行每木檢尺，并從中選擇出4株平均樣木。采用改進的1/4樣圓法對根系進行調查[2]李鵬等：渭北黃土區(qū)刺槐根系空間分布特征研究409（如圖1所示），即在每株樣木的不同方位劃分出1/4營養(yǎng)區(qū)作為取樣區(qū)。取樣時，以樣木為中