油松、侧柏、白皮松根系径级结构及其与呼吸特性关系的研究

为了探索不同径级根系的吸收功能差异,论文以白皮松、油松、侧柏根系为材料,对根系的结构特征、根系呼吸特性、根系呼吸对温度和水分以及养分的短期反映进行了研究。主要研究结果如下: 直径<2mm的根系是三树种吸收养分的主体,直径1～2mm根系为稳定吸收养分的主体。直径<2mm根系长度占总量的86.1～93.7%,根系表面积占总量的42.9～75.4%,0～3序级根系连接数和根系表面积占所有序级根系连接数和表面积的70%以上。直径<1mm根系连接数量占总量的90%以上,根系数量占总量的78.6～82.0%,根系累计长度占总量的69.2～76.7%,表面积占总量的25.4～40.6%。 基于单位体积和干重,根系离子亲合力随着径级的增加显著提高,最大离子吸收速率相反。三个树种中,白皮松径级>5mm根系有相对较高的Vmax、较低的离子亲和力,这与其径级>5mm根系有较高的比表面积有关。 各径级间总根系呼吸速率、维持呼吸和生长呼吸速率均有显著差异,白皮松、油松单位体积和干重根系总呼吸以直径>5mm根系最高,而侧柏单位体积和干重根系总呼吸、维持呼吸和生长呼吸随根系径级提高而降低。根系维持呼吸占总呼吸速率的61.0～99.7%。根系呼吸的Q10为1.09～3.66,且侧柏>油松>白皮松。 温度升高、水分胁迫和养分供给量,在短期内对根系呼吸均有极显著影响。其中,侧柏根系呼吸对温度的敏感度高于油松,白皮松最不敏感;侧柏和油松根系呼吸对水分胁迫的敏感程度高于白皮松,油松根系在吸收养分过程中的呼吸速率最高,即碳消耗最大。直径<2mm根系呼吸速率变化最敏感;随着NO3-浓度的提高,直径<2mm和>5mm根系的呼吸速率呈负幂指数降低,直径2～5mm根系则呈二次曲线变化形式。 在比较不同树种根系呼吸速率变化中,统一和选择适当的计算基础是十分重要的,以根系表面积、根系体积和根系干重为计算基础得到的呼吸速率规律并不完全一致。