古田山亚热带森林50个主要树种细根功能属性及其与叶片相关性研究

论文摘要

生态系统的地上和地下过程紧密联系。叶和细根是地上和地下重要的营养器官,它们之间存在怎样的联系?根系生活在复杂的土壤环境中,其结构和功能都进行了高度分化,使得根系成为一个结构复杂、功能多样的系统。而以往通过直径划分细根的方法,忽略了细根系统内部结构和功能上的差异。为了更好的了解细根结构与功能间的关系,以及根系特征与地上器官特征之间的联系,本文通过根系分级的方法研究了古田山亚热带森林生态系统中50个主要树种1-5级根的功能属性及其与叶片间的相关性。结果表明:古田山亚热带森林50个主要树种1-5级根的形态、构型和元素含量都存在较大的差异,这种差异既表现在同一树种不同根级之间,也表现在同一根级不同树种之间。在所有树种前5级细根中,直径、根长和碳氮比随根序增加而变大,比根长、比表面积、数量百分比、累积根长百分比、累积表面积百分比和氮含量都随根序升高而降低,碳含量则随根序的升高呈现先升高后降低的趋势,组织密度在不同根序间没有相同的变化规律。通过对古田山亚热带常绿阔叶林主要4科树种的细根形态及元素含量的研究表明:樟科树种的细根平均直径最粗,根长最长,比根长最小,氮含量最高而碳氮比最小;杜鹃花科的直径最细,根长最短,比根长最高,氮含量最低而碳氮比最大。而对于壳斗科和山茶科,除氮含量外,其它各参数差异均不显著。本文也研究了古田山50个主要树种叶片与1级根间的相关性,发现比叶面积和比根长等形态指标没有相关性,而氮含量在叶片和1级根间存在极显著的相关性。通过这些数据我们认为,以根序为基础的细根分类方法可以区分细根的异质性,探索树木根系的一般变化规律。随着研究的深入,对不同科间细根的功能属性及变化规律会有进一步的了解。虽然在叶片和细根的形态中没有找到紧密的联系,但二者的氮含量呈极显著相关,说明根系和叶片的化学特征有较为密切的联系,为今后地上和地下部分的研究提供了启示。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 细根的功能属性及其生态意义
• 1.1.1 细根的划分
• 1.1.2 “根序法”在细根研究中的应用
• 1.1.3 细根的研究进展（根序法）
• 1.2 叶片的功能属性及其与细根相关性
• 1.2.1 叶片功能属性的研究
• 1.2.2 地上与地下功能属性间的关系
• 1.3 本实验的研究内容及目标
• 1.3.1 实验内容
• 1.3.2 要解决的科学问题
• 1.3.3 本实验的创新性
• 2 实验地区概况及研究方法
• 2.1 实验地区自然概况
• 2.1.1 气候概况
• 2.1.2 土壤特点
• 2.1.3 植被类型
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 取样方法
• 2.2.2 根系分级与根、叶的形态测定
• 2.2.3 根系和叶片元素含量测定
• 3 古田山50 个树种的细根形态、构型及元素含量
• 3.1 数据分析
• 3.2 结果
• 3.2.1 各级根序的平均直径
• 3.2.2 各级根序的平均根长
• 3.2.3 各级根序的平均比根长和比表面积
• 3.2.4 各级根序的平均组织密度
• 3.2.5 各级根序的细根数量百分比
• 3.2.6 各级根序细根的累积根长百分比和累积表面积百分比
• 3.2.7 各级根序的平均碳含量
• 3.2.8 各级根序的平均氮含量
• 3.2.9 各级根序平均碳氮比
• 3.3 讨论
• 3.4 小结
• 4 古田山不同科树种的细根功能属性及其与叶片属性的关系
• 4.1 数据分析
• 4.2 结果
• 4.2.1 不同科间细根功能属性的差异
• 4.2.2 细根与叶片间的相关性
• 4.3 讨论
• 4.4 小结
• 5 古田山50 个树种细根形态特征
• 5.1 材料方法
• 5.2 古田山50 个树种细根形态特征
• 5.2.1 古田山壳斗科、杜鹃花科、山茶科和樟科细根形态检索表
• 5.2.2 壳斗科树种细根形态特征
• 5.2.3 杜鹃花科树种细根形态特征
• 5.2.4 山茶科树种细根形态特征
• 5.2.5 樟科树种细根形态特征
• 5.2.6 其他科树种细根形态特征
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢