《混交林不同年齡階段地下根系生態位的競爭與分化》是雷丕鋒為項目負責人，中南林業科技大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：混交林不同年齡階段地下根系生態位的競爭與分化
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：雷丕鋒
- 依託單位：中南林業科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
混交林不僅能提高森林生物多樣性，改善林地質量，而且由於對資源的互補利用提高林地生產力，但主要集中在對地上部分靜態的研究。本項目採用連續根鑽法和根生長培養室法測定不同年齡階段馬尾松與樟樹混交林與其相應的純林地下根系生物量、空間分布格局和根系生長的季節動態變化，從不同樹種對土壤養分和水分的互補利用角度，評價混交林中生物多樣性與生態系統功能的關係及其時間效應，進而驗證3個假設：（1）各樹種根系分布範圍、產量及組份分配在純林隨年齡增大與地上部分生長呈現同比例增長，但在混交林中，受臨近樹種的影響產生聚集或分散生長模式；（2）混交林中各樹種細根分布及季節生長表現一定的分化而導致生態系統地下根系超產，並隨林分年齡的的增大超產效應增強；（3）混交林中各樹種地下根系競爭地位與地上優勢樹種更替具有一致性。此課題的主要目的是探求不同年齡混交林地下關係的動態變化機制，為亞熱帶混交林可持續經營提供理論依據。
結題摘要
混交林不僅能提高森林生物多樣性，改善林地質量，而且通過對資源的互補利用提高林地生產力，但目前主要集中在對地上部分和地下部分某一時段的靜態研究。本項目旨在探求馬尾松-樟樹混交林中各樹種細根生物量和生產力的 “超產”效應，且這種混交效應是否會隨著林分年齡的增加而增強，並探究這種混交效應存在的內在生態學機理。 本項目研究在湖南省植物園和汩羅桃林林場，選取10年生、24年生和45年生馬尾松（Pinus massoniana）和樟樹（Cinnamomum camphora）混交林（發展期、穩定期、更替期）及相應各年齡階段馬尾松和樟樹純林，採用土壤鑽法挖取細根測定生物量和根系生長培養箱測定細根生產量，並分析土壤的有機碳和氮含量、土壤微生物碳氮及土壤微生物功能多樣性，分析不同年齡階段混交效應。 結果表明，細根生物量在混交林中都表現出一定程度的“超產”效應，即混交林的細根生物量比各年齡階段相應的純林高，但這種混交效應並沒有隨著林齡的增加而增強。我們的分析結果顯示，細根生物量混交林的“超產”效應與細根的生物量大小呈現出高度的一致性，如細根的“超產”效應在10年生林分表現最強，而且此時的細根生物量也最高；此外，細根的垂直分布主要集中在土壤表層（0-10 cm），而“超產”的效果在表土層（0-10 cm）表現最為明顯。為了尋求細根“超產”的地下生態學機理，對微生物碳氮的實驗研究結果表明，土壤有機碳、氮及微生物碳氮含量在混交林中均比相應的純林高，且這種混交積極效應隨著年齡的增加而增強，10年、24年和45年生的混交林比相應純林的微生物碳量分別增加15.5%、38.4%和38.4%。表征土壤微生物活性和土壤有機碳利用效率的微生物碳與土壤有機碳的比值隨著年齡的增加而減少，但隨著土層深度的增加而增加。此外，本項目採用根箱法進行了細根生長實驗，可能與在埋入根箱過程中對根系的干擾，細根生長速度緩慢，一個生長季節過後 ，挖出的細根生長量過少，現還埋在樣地未進行處理，需要再等一個生長季節。本項目現有結果表明，馬尾松-樟樹混交林的“超產”效應並沒有隨著林分年齡的增加而增大，而是與林地地上林分結構相關，不同樹種間的互補效應隨著林分競爭程度的增加而增加。此外，混交林在維持生物多樣性和土壤肥力以及林業的可持續經營方面發揮著積極作用。
