植被控制对人工更新紫椴幼树根系性状的影响

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.012

摘要/Abstract

摘要：

全光条件下紫椴（Tilia amurensis）更新困难，植被控制通过改变光照条件和土壤质量能够促进目的树种生长，研究植被控制强度对紫椴幼树根系性状和土壤因子的影响，为紫椴人工林培育提供支撑。以株行距为1.5 m×1.5 m的紫椴人工林（5年生）为对象，设置不同植被控制强度：幼树半径75 cm内所有灌草去除（T₇₅）、半径50 cm范围灌草去除（T₅₀）、半径30 cm范围灌草去除（T₃₀）和不去除灌草（CK），测定不同植被控制强度下紫椴幼树吸收根和运输根的形态学性状、全量养分和非结构性碳水化合物等指标及土壤理化性质，揭示植被控制对根系性状和土壤因子的影响。植被控制显著改变了紫椴幼树所处环境中光照强度，其中，T₇₅处理下光照强度最大，光照强度随着植被控制强度减弱而显著降低（P<0.05）。植被控制均显著降低了土壤全碳、全氮、速效氮和有效磷含量。随着植被控制强度的减弱，细根的直径、碳磷比、可溶性糖和淀粉含量均减小，比表面积、比根长、全碳、全氮和全磷含量均增加。土壤因子对紫椴幼树吸收根和运输根根系性状的变异的解释度分别为43.2%和37.9%。植被控制强度越大，紫椴幼树获得的光照强度越大，紫椴幼树根系形态、化学计量和生理特征随植被控制强度的变化均发生适应性改变，通过提高紫椴根系比表面积、比根长、全碳、全氮和全磷含量以增强幼树对低光条件的适应。植被控制强度变化下光照条件和土壤因子的改变可能是解释紫椴幼树根系性状变化的两个主要因素。

关键词: 紫椴, 幼树, 根系, 植被控制, 形态特征, 生理特征

Abstract:

Since the regeneration of Tilia amurensis is difficult under full light conditions， and vegetation control can promote the growth of target species by changing light conditions and soil quality. In order to provide the support for the cultivation of T. amurensis， the effects of vegetation control intensity on root traits and soil factors of seedlings were investigated. T. amurensis monocultures（Five-year-old） with inter-row and intra-row spaces of 1.5 m×1.5 m were used as materials， and vegetation control treatments with different intensities T₃₀， T₅₀ and T₇₅（clearing vegetation in the radius of 30， 50， 75 cm around T. amurensis seedlings） and control treatment（CK） were set. The morphological traits， total nutrient content， and non-structural carbon content in the absorptive roots and transport roots of T. amurensis seedlings， as well as soil variables were measured under different treatments， and the effects of vegetation control on root traits and soil conditions were revealed. Vegetation control significantly changed the light intensity in the environment of T. amurensis seedlings， among which the light intensity under T₇₅ treatment was the maximum， and the light intensity decreased with the weakening of vegetation control intensity（P<0.05）. Vegetation control significantly reduced the contents of total carbon， total nitrogen， available nitrogen， and available phosphorus in the soil. With the decrease of vegetation control intensity， the fine root diameter， carbon to phosphorus ratio， soluble sugar and starch contents decreased， while the specific surface area， specific root length， total carbon， total nitrogen and total phosphorus contents increased. Soil variables factors to the variation of root traits for absorptive roots and transport roots were 43.2% and 37.9%， respectively. The greater the vegetation control intensity， the greater the light intensity obtained by T. amurensis saplings， and the root morphology， stoichiometry and physiological traits of T. amurensis saplings took adaptive changes with the change of vegetation control intensity. The root specific surface area， specific root length， total carbon， total nitrogen and total phosphorus contents were increased to enhance the adaptability to low light conditions. The changes of light conditions and soil factors under vegetation control might be the two main factors to explain the root trait changes of T. amurensis saplings.

Key words: Tilia amurensis, seedlings, roots, vegetation control, morphology, physiology

中图分类号:

S792.36

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图/表 8

表1

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表2

表3

参考文献 40

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处理 Treatment	树高 Tree height/cm	地径 Ground diameter/mm
T₇₅	10.75±1.13	44.60±2.68
T₅₀	9.19±0.92	41.65±3.31
T₃₀	11.83±1.22	44.75±2.86
CK	12.68±1.03	45.35±2.55
F	1.61	1.95
P	0.19	0.13

因素 Factors	土壤pH Soil pH	土壤含水量 Soil moisture	土壤全碳 Soil total carbon	土壤全氮 Soil total nitrogen	土壤全磷 Soil total phosphorus	土壤速效磷 Soil available phosphorus	土壤有效氮 Soil available nitrogen
根直径 Root diameter	-0.025	-0.051	-0.242	-0.322	-0.084	-0.507*	-0.125
比表面积 Specific surface area	-0.030	-0.128	0.141	0.253	0.199	0.411	-0.012
比根长 Specific root length	-0.139	-0.066	0.128	0.205	-0.046	0.347	0.099
组织密度 Root tissue density	-0.135	0.069	-0.171	-0.249	-0.352	-0.377	0.105
根全碳 Root total carbon	0.543*	0.320	0.586**	0.472*	0.417	0.370	0.200
根全氮 Root total nitrogen	0.272	0.001	0.417	0.590**	0.356	0.534*	0.253
根全磷 Root total phosphorus	0.257	0.102	0.391	0.408	0.381	0.386	0.162
可溶性糖 Soluble sugar	-0.324	0.012	-0.402	-0.532*	-0.104	-0.071	-0.256
淀粉 Starch	-0.697**	-0.436	-0.734**	-0.723**	0.534*	-0.223	-0.335

因素 Factors	土壤pH Soil pH	土壤含水量 Soil moisture	土壤全碳 Soil total carbon	土壤全氮 Soil total nitrogen	土壤全磷 Soil total phosphorus	土壤速效磷 Soil available phosphorus	土壤有效氮 Soil available nitrogen
根直径 Root diameter	-0.604**	-0.299	-0.618**	-0.669**	-0.494*	-0.347	-0.146
比表面积 Specific surface area	0.570**	0.432	0.499*	0.487*	0.385	0.439	-0.102
比根长 Specific root length	0.522*	0.406	0.517*	0.539*	0.405	0.453*	-0.015
组织密度 Root tissue density	0.130	-0.258	-0.029	0.111	-0.044	-0.210	0.237
根全碳 Root total carbon	0.295	0.168	0.465*	0.549*	0.459*	0.405	0.459*
根全氮 Root total nitrogen	0.385	0.102	0.517*	0.604**	0.532*	0.459*	0.272
根全磷 Root total phosphorus	0.360	0.543*	0.544*	0.353	0.161	0.062	0.250
可溶性糖 Soluble sugar	-0.211	-0.155	-0.453*	-0.558*	-0.258	-0.531*	-0.337
淀粉 Starch	-0.150	-0.060	-0.174	-0.089	-0.372	-0.215	0.036

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