《亞熱帶樹種根系覓養生態位分異及產量動態規律》是項文化為項目負責人，中南林業科技大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：亞熱帶樹種根系覓養生態位分異及產量動態規律
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：項文化
- 依託單位：中南林業科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
沿杉木人工林、馬尾松-石櫟針闊葉混交林、南酸棗落葉闊葉林、青岡-石櫟常綠闊葉林4個不同植物多樣性梯度，選擇馬尾松、杉木、楓香、南酸棗、青岡與石櫟6個樹種，採用挖掘收穫法測定樹木根系生物量及分布範圍，根鑽法和生長芯法測定林分細根生物量和生產力，建立根系拓展幅度、生物量及組份分配與樹幹大小之間的相對生長關係，研究各樹種細根空間分布和構型特徵，比較不同森林類型細根生物量季節動態和生產力差異，從樹種細根覓養生態位分異角度分析產生差異的原因，進而驗證3個假設：（1）各樹種根系產量及組份分配存在尺度演繹的一致性；（2）各樹種細根覓養生態位表現一定的分異規律；（3）植物多樣性增加引起覓養生態位分異來規避競爭，導致生態系統根系超產。研究目的是揭示亞熱帶樹種個體根系產量尺度演繹的生物學規律、生物多樣性維持與生態系統功能關係，為我國亞熱帶地區森林可持續經營和生物多樣性保護提供理論依據。
結題摘要
生物多樣性與生態系統功能之間的關係是國際生態學研究前沿科學問題之一。我國亞熱帶地區水熱條件優越，森林生物多樣性豐富，匯聚一起的各樹種地下根系如何相互作用，地下生態位發生怎樣變化，這些變化對生產力等生態功能產生怎樣的影響，回答這些問題對揭示亞熱帶森林生物多樣性維持機理和生態功能驅動機制具有重要的科學意義。 本項目按照亞熱帶森林恢復過程，選擇馬尾松針闊混交林、南酸棗落葉闊葉林、石櫟青岡常綠闊葉林，以杉木林為對照，用連續根鑽和生長芯法測定細根生物量，研究森林細根生物量和生產力動態特徵及其對植物多樣性的回響。設定演替早期樹種（馬尾松）與後期樹種（石櫟）、兩個演替後期樹種（石櫟、青岡）構成的樹木叢，研究不同樹種細根構型差異、生態位特徵及其對混交林細根生物量的影響。採集11個樹種（杉木、馬尾松、白櫟、柳杉、紅淡比、豹皮樟、南酸棗、楓香、青岡、檵木和山礬）的細根和葉片，提取DNA，對trnL片段進行擴增，探索識別細根樹種歸屬和預測樹種組成比例的方法。採用挖掘法和最長側根取樣，測定8個樹種（馬尾松、楓香、擬赤楊、南酸棗、青岡、石櫟、木荷和豹皮樟）根系生物量，計算挖掘過程中根系生物量的損失係數，建立根系生物量估算的相對生長方程。 結果表明：（1）隨著森林恢復過程中植物多樣性增加，細根生物量和生產力均呈增加趨勢，生物量從杉木林的305.20 g•m–2增加到石櫟青岡林的579.33 g•m–2，生產力從杉木林的87-114 g•m-2a-1增加到石櫟青岡林的211-240 g•m-2a-1，驗證了地下細根“超產”假設。（2）與對應樹種純林相比，馬尾松石櫟混交林的細根生物量顯著增加，石櫟青岡混交林的細根生物量與純林差異不顯著，不同樹種表現出構型差異和垂直分布的生態位分離現象。（3）確定出11個樹種細根trnL片段的差異位點，預測的細根組成比和實際之間的相關係數r2為0.63-0.82，建立了亞熱帶樹種細根識別的方法。（4）各樹種根系生物量與胸徑之間相對生長方程的相關係數r2為0.71-0.97，擬合方程可用來估算亞熱帶森林地下根系生物量。 已完成申請書中確定的“亞熱帶森林細根生物量與生物多樣性關係”、“樹種細根構型、空間分異及其對產量的影響”、“亞熱帶樹種根系擴展幅度和生物量相對生長方程建立”等3個研究內容，在學術交流、發表論文和人才培養等方面完成了規定的指標。
