韦莉莉[1]2004年在《杉木苗木光合作用及其产物分配对土壤水分和矿质营养的响应》文中提出植物各器官之间光合产物分配格局的改变是植物适应环境的重要生理机制，因此光合产物分配的规律和过程及其对外界环境的响应是生理生态学研究的重要内容。森林是陆地生态系统主要的碳库，是影响未来全球气候变化的主要因素。因此随着大气CO_2浓度升高引起全球气候发生变化以来，森林的碳分配研究日益成为生理生态学的研究热点。本文为了探讨人工林碳分配的规律，以我国南方主要的人工林树种——杉木(Cunninghamia lanceolata)为对象，研究了2a生杉木苗木的光合作用及其产物分配对土壤水分和土壤矿质营养(N、P)的响应。实验在中国林科院亚热带林业实验中心(114°33′E，27°30′N)进行。在玻璃大棚中盆栽2a生杉木苗木240棵，在自然光下培育约11个月(一个生长季)，同时进行6种不同的水肥处理：控水不施肥、正常供水不施肥、控水施N肥、正常供水施N肥、控水施P肥、正常供水施P肥。控水处理供水量为正常供水量的1／3，供水管理一直持续到实验结束。施肥处理方法为先定量称取肥料，用水溶解稀释后分3次施入瓦盆土壤中。第一次在3月下旬，15天后施第二次，第叁次在试验前10天。第二年春季，使用LI-6400红外CO_2气体分析仪测定不同处理苗木当年生针叶的净光合速率对光合有效辐射的响应；应用~(13)C稳定性同位素脉冲标记法(使植物在短时间内吸收高浓度~(13)CO_2的方法)，使苗木吸收较多的~(13)CO_2。在标记后1d、3d、7d和14d分别将苗木的当年生针叶、一年生针叶、枝干、细根和粗根采集、烘干，并研成均匀粉末，最后经燃烧和净化送入质谱仪分析样品的稳定碳同位素比值(δ~(13)C值)，用以研究分析不同处理苗木光合产物的分配规律和分配格局的变化过程。 实验分析结果如下： (1) 无论施肥与否，土壤水分对苗木的光合作用均有一定影响。不施肥杉木苗木光合作用及其产物分配对土墩水分和矿质营养的响应条件下，控水苗木的最大净光合速率(Pm动和光饱和点(LSP)略低于正常供水苗木。在1 5000mol.m一s一’以上的高光照下，控水苗木的净光合速率(Pn)呈现明显降低趋势，而正常供水苗木的P。仍保持较高水平。施肥困、P)条件下，正常供水苗木在正常光照范围内的净光合速率高于控水苗木;Pmax和LSP也比控水苗木的高。 (2)水分适宜条件下，施肥对苗木的光合作用有促进作用。在光合有效辐射约为600林mol.m一2.岁以上时，施肥(N、P)苗木的P。均高于不施肥苗木，Pmax和LSP也比不施肥苗木高。但是N和P对苗木光合作用影响的程度不同。在正常供水条件下，施P苗木的Pmax和LSP分别比施N苗木的高9.63%和37.18%。水分亏缺条件下，施肥与否对苗木的光合作用影响不大。 (3)苗木不同处理之间和处理内不同器官之间的自然稳定碳同位素比值(6”c值)均存在差异，不同处理苗木之间的差异不显着，同一处理苗木不同器官之间的差异显着。干旱条件下苗木各器官的6’3C值略高于正常供水苗木(枝干的6”c值相近)，但是施肥对苗木的6’3c值没有明显影响。 (4)比较不同处理标记苗木的稳定碳同位素比值(6’3c值)和’3c的净增加比率(即’3c的增加量占组织中原有总碳量的比例，用N’3cR表示)的结果表明，土壤水分对苗木光合产物分配的影响较大。①水分影响苗木光合产物的分配，而且对苗木地上部分的影响大于地下部分。控水苗木的平均N’3CR在示踪期间均低于正常供水苗木。示踪结束时，正常供水苗木全株的平均N13cR比控水苗木的高0.43编，地上部分和地下部分分别比控水苗木的高0*52编和0.29编。可见，控水处理使苗木N’3cR的根冠比增加。②控水促使苗木当年生针叶光合产物的输出。在标记期间，当年生针叶6’3C值和N13CR值均呈降低趋势，但控水苗木当年生针叶6!3c值和N’3cR的降幅远大于正常供水苗木，同时，枝干6’3c值和N”cR的增加幅度小于正常供水苗木，地下部分的变化差异不明显。③控水影响苗木碳的流失。控水苗木全株平均N’3cR的降幅大于正常供水苗木，其中地上部分的降幅大于正常供水苗木， 7 华南热带农业大学硕士毕业论文两者地下部分的增加幅度相近。 (5)土壤水分对施N苗木光合产物的分配同样有影响。①控水处理限制施N苗木的生长，而且对地上部分的限制作用大于地下部分。示踪期间，施N条件下正常供水苗木各器官(一年生针叶除外)的平均6 13C值和平均N’3cR均高于控水苗木。示踪结束时，施N条件下正常供水苗木的当年生针叶、枝干、细根和粗根的6’3C值和N’3CR均高于控水苗木，一年生针叶则低于控水苗木。正常供水苗木全株平均N’3CR在示踪结束时比控水苗木的高0.29编，地上部分和地下部分分别比控水苗木的高0.40编和0.13编。可见，与正常供水苗木相比，控水条件下施N苗木N’3CR的根冠比增加。②施N条件下，正常供水处理促使当年生针叶光合产物的输出，控水处理促使一年生针叶光合产物的输出。正常供水苗木当年生针叶的6’3c值在示踪Zld内降低了235.49编，远大于控水苗木的降幅(90.75%0)，而一年生针叶则是控水苗木的降幅较大(99.83%。)。
王庆成[2]2004年在《水曲柳落叶松细根对土壤养分空间异质性的反应》文中研究指明通过对水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr．)、落叶松(Larix olszensis Henry)苗木盆栽梯度和异质供肥试验、人工带状混交林细根空间分布格局调查、人工纯林中斑块施肥试验、水曲柳人工纯林中土壤养分和水曲柳细根的空间变异尺度和分布格局调查，对二树种细根对土壤养分空间异质性的反应规律进行了系统的研究，获得如下结论。 1、盆栽试验表明：①水曲柳苗木的生长对养分(均衡肥／P 肥)供应梯度反应敏感，总生物量随供肥量增加显着增加，地上、地下生物量分配发生显着变化，根冠比显着降低。②二树种的细根形态存在明显差异，相同供肥处理条件下，水曲柳的比根长和根长密度明显高于落叶松。③二树种苗木总生长均未受养分供应格局的显着影响，同质、异质方式供应时，苗木总生物量无显着差异。水曲柳苗木的生物量分配受到P肥供应格局的显着影响，异质供肥时，水曲柳苗木地下部分较高。④水曲柳细根在富养斑块中明显增生，均衡肥和P肥实验得到相同的结果。落叶松细根增生现象不明显。 2、水曲柳、落叶松人工带状混交林细根空间分布格局调查结果表明：落叶松林带下，落叶松的根系生物量密度和根长密度明显小于水曲柳林带下水曲柳根系相应值，水曲柳根系生物量和根长密度在水落行间和落叶松行间占有较大的比重；在水落行间和水曲柳行间，落叶松根系生物量密度和根长密度大幅度降低；水曲柳在水落行间，乃至落叶松行间，分配大量细根，细根空间分布明显偏向于落叶松林带。由此可以推测林分中水曲柳细根强烈地控制着土壤资源的分配。 3、水曲柳、落叶松纯林中内生长土芯施肥试验结果证实：在林分中，养分限制的条件下，水曲柳细根对富养斑块的反应敏感，在添加肥料的土芯中，特别是增P土芯中，水曲柳细根生物量密度和根长密度显着增加，细根比根长增加，直径减小。落叶松细根对增肥土芯的反应较弱。 4、水曲柳人工纯林中土壤养分和水曲柳细根的空间分析结果显示：①林地土壤pH值、氮、磷和钾素的空间分布存在明显的自相关，具有明显的空间格局。pH值、全磷、全钾、全氮、有效磷、速效钾、水解氮的空间自相关范围依次为2.27-4.46 m、0.73-0.97 m、1.02-1.05m、0.90-1.18m、0.90-1.20m、0.95-2.86 m和1.41-4.25 m。②水曲柳细根比根长和根长密度空间格局明显，其空间自相关范围分别为0.60-0.76 m和0.81-1.29 m，与土壤养分的空间自相关范围基本吻合。③空间相关分析表明，水曲柳的细根空间分布格局与土壤养分空间分布格局密切相关，水曲柳通过调整其细根在养分斑块中的比根长和根长密度，适应各种不同类型的养分斑块。 综合盆栽试验和野外调查的结果，认为水曲柳的根系具有较高的广布性，可塑性和觅食精确性，在富养斑块上增生明显。落叶松根系量小，觅食精确性差，细根形态对土壤养分的空间异质性分布反应较弱。这种差异赋予的水曲柳对土壤资源的竞争优势，是其在混交林中得以增产的重要原因。
参考文献：
[1]. 杉木苗木光合作用及其产物分配对土壤水分和矿质营养的响应[D]. 韦莉莉. 华南热带农业大学. 2004
[2]. 水曲柳落叶松细根对土壤养分空间异质性的反应[D]. 王庆成. 东北林业大学. 2004