落叶松凋落物层和土壤层1~5级细根形态和结构特征

第47卷第4期东北林业大学学报

Vol．47No．4

2019年4月JOUＲNAL OF NOＲTHEAST FOＲESTＲY UNIVEＲSITY Apr．2019

1）黑龙江省自然科学基金项目（C2016004）。

第一作者简介：谷加存，男，1979年11月生，东北林业大学林学

院，

副教授。E －mail ：gjcnefu@163．com 。收稿日期：2018年10月20日。责任编辑：潘华。

落叶松凋落物层和土壤层1 5级细根形态和结构特征

1）

谷加存

王亚楠

肖立娟

高国强

（东北林业大学，哈尔滨，

150040）摘要以黑龙江省帽儿山地区兴安落叶松（Larix gmelinii Ｒupr．）人工林为研究对象，比较了凋落物层和土

壤层（0 30cm 深度，10cm 为间隔）1 5级细根直径、比根长、组织密度、分支比和分支强度的差异，以及这些特征

在整个生长季中的变化。结果表明，随垂直层深度的增加，3 5级根直径增加、比根长下降，

1 2级根的变化不明显，而组织密度没有明显变化规律。分支比和分支强度在凋落物层和土壤层间没有显著的差异。取样时间对直径、分支比和分支强度有显著影响，但与根序和垂直层存在交互作用。这些发现证实，落叶松根系资源觅食策略随

生长环境的不同做出了改变

。关键词落叶松；凋落物层；土壤层；细根形态分类号S725．6

Morphological and Structural Characteristics of 1－5Order Ｒoots in Litter and Soil Horizons of Larix gmelinii Ｒu-pr．Plantation //Gu Jiacun ，Wang Yanan ，Xiao Lijuan ，Gao Guoqiang （Northeast Forestry University ，Harbin 150040，P．Ｒ．China ）//Journal of Northeast Forestry University ，2019，47（4）：33－37．

We examined the underlying differences in the diameter ，specific root length ，tissue density ，branching ratio and branching intensity of the first to the fifth order roots between litter and three soil horizons （0－30cm depth with 10-cm in-tervals ），and determined their variations among seasons in a Larix gmelinii Ｒupr．plantation in Maoershan Mountains ，Hei-longjiang Province ，China．Our results showed that root diameter of the third to the fifth orders increased ，specific root length decreased associated with vertical depth increasing ，but those of the first two order roots did not show apparent trends．Tissue densities of all five order roots did not show clear variations with depth increasing．There were no significant differences in branching ratio and branching intensity of roots between litter layer and soil layers．Sampling time had signifi-cant impacts on root diameter ，branching ratio and branching intensity ，with significant interactions with branch order and vertical layer．Our findings suggested that root resources foraging strategy of L．gmelinii varied with the growing environ-ments．

Keywords Larix gmelinii ；Litter ；Soil layer ；Fineroot morphology

细根是树木根系统最为活跃的部分，在林木个体生理代谢和林分水平的物质循环上扮演着重要角色

［1－2］

。研究表明，细根的生理生态功能与自身的形态和结构有密切联系

［3］

。近20a 来，树木细根形

态结构及其功能的研究取得了深入的进展［3－5］

。Pregitzer et al．［4］发现不同着生位置（即根序）的细

根具有不同的形态和化学特征。Guo et al．［3］

证实不同根序在细根解剖构造上的明显差异，

暗示不同根序个体根具有不同的生理功能。Valverde －Barrantes 等

［5］

研究表明，全球尺度上植物根系功能属性主要受到系统发育（进化）和气候带等因子的影响。然而，

以往的研究主要针对的是土壤层中的细根，而对凋落物层中细根形态和结构特征的关注较少，导致无法全面了解树木细根功能性状的变异及其资源觅

食策略的变化。

在一些森林中，受环境条件和凋落物质量的限制，

导致地表凋落物分解较慢而积累。凋落物中下层分解程度高且养分丰富，

促进了根系的生长［6－9］

。

例如，

Fahey 和Hughes et al．［10］对成熟硬阔叶林的研究发现，

直径＜2mm 的细根生物量是47g ·m －2

，其中43%生长在凋落物层中。一些研究显示，

土壤层和凋落物层中根系形态和结构特征存在显著差异，反映了其对资源觅食策略的不同。例如，

Borken 等［11］

发现在德国成熟的挪威云杉（Picea abies ）林中，

凋落物层中的细根直径小于土壤层，比根长大于土壤层。Liu et al．［12］

证实，

相比于土壤0 10cm 层中的根系，

亚热带地区米老排（Mytilaria laosensis ）凋落物层中的细根（直径≤2mm ）具有更细的平均直径，

更高的平均比根长，更低的平均组织密度。由于细根形态和结构特征受根序［3，13］、树种［14－15］

、气候带

［5］

的影响，凋落物层中细根形态和结构差异的普

遍性有必要在不同的地理区域和树种间进行验证。

兴安落叶松（Larix gmelinii Ｒupr．）是东北地区

重要用材林树种，

主要分布于寒温带和温带。落叶松林下凋落物分解慢而大量积累［16］

，

导致一些细根生长其中。以往的研究主要关注了落叶松细根生物量、形态和结构在不同土壤深度上的变异规律

［17－18］

，而对凋落物层中的细根了解有限。为此，本研究以黑龙江省帽儿山29年生兴安落叶松人工

纯林为研究材料，

采用根序分级的方法［4］

（根尖定第4期赵辉，等：华北落叶松人工林生长及基本材性特征对林木修枝的响应DOI:10.13759/ki.dlxb.2019.04.007