黄土高原主要造林树种细根垂直分布模型的研究与应用
【摘要】：在黄土高原的安塞县(地处半干旱地区)和长武县(地处半湿润地区),采用土钻法,研究了不同立地条件下刺槐、侧柏、油松、小叶杨、柠条的细根垂直分布特征。结果表明:①在安塞县无论是阳坡立地还是阴坡立地,刺槐、侧柏、油松、小叶杨、柠条的细根垂直分布表现出类似的变化规律,即在表层土壤(0～20cm)中就达到细根分布的峰值,此后随土壤深度的增加缓慢减小,最深分布至250cm。②长武县不同立地刺槐细根垂直分布特征值(距树干0.5m处)随土壤深度的增加逐渐增大,到距离地表60cm 左右的土层中达到峰值,然后又逐渐减少至180cm 左右几乎没有细根,在180cm～200cm 土层中又有一小的分布高峰;就总体分布而言,在整个土壤剖面上呈现出一大一小两个分布高峰。③安塞和长武两地刺槐细根垂直分布(距树干0.5m处)差异较大,安塞平均细根分布深度为250cm,长武为200cm;并且安塞刺槐细根表面积特征值也明显大于长武,安塞阴、阳坡立地上细根表面积特征值的均值分别是长武的5.06 倍和8.29 倍。两地刺槐细根在整个剖面的垂直分布特征也有很大区别, 无论在阴坡立地上还是在阳坡立地上,安塞刺槐细根表面积特征值在土壤表层(0～20cm)达到最大值,然后逐渐减少至250cm 左右没有细根;长武刺槐细根表面积特征值在整个土壤剖面上呈现出一大一小两个分布高峰。但是,在安塞和长武都表现出阴坡细根表面积总体上大于阳坡。造成两地刺槐细根垂直分布的这种差异与水分生态环境密切相关,林地土壤水分条件是影响刺槐细根分布的关键因素。
以黄土高原地区栽植最广的造林树种之一刺槐为研究对象,根据安塞县刺槐人工林细根的垂直分布特征,通过不同模型的比较与分析,建立了一个以细根表面积为指标,含有六个参数的刺槐细根垂直分布模型。模型较好的拟合了该区域刺槐细根的垂直分布状况,拟合决定系数R2 可达0.94 以上。模型参数中B 的确定尤为关键,它决定着细根分布的最大值在土壤中出现的深度,B 值越小细根分布的最大值距离地表越近。该模型可以从理论上确定细根分布的最大深度hmax,以及细根分布达最大值时的土壤深度hp 和土壤入渗水对根系生长影响的最大深度hq,hq可以近似的作为土壤入渗水和深层土壤水对细根生长的分界点。结合刺槐细根的垂直分布模型,刺槐林下土壤水分在剖面上的垂直分布可以分为三个层次:第一层为水分活跃层,从土壤表层到hp 处,该层受降水影响最大;第二层是土壤水分衰减层,此层位于hp～hq之间,该层受降水的补给程度变化较大,水分与细根垂直分布有相同的变化趋势,大体上均是到从hp 到hq逐渐减少;第三层是土壤水分相对稳定层,此层位于hq以下,在这一深度以下土壤含水量相对稳定。模型阐述了黄土高原这一区域刺槐细根生长与土壤水分之间的关系,这在一定程度上揭示了根系与土壤水分之间的
【关键词】：黄土高原 造林树种 细根垂直分布 模型 立地条件 【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：S718.5
【目录】：
- 摘要5-11
- 前言11-12
- 第一章 文献综述12-27
- §1.1 林木细根研究进展12-13
- §1.2 林木根系生长与土壤环境条件的关系13-17
- §1.2.1 土壤水分及通气状态对根系生长和分布的影响13-14
- §1.2.2 土壤物理性质对根系生长的影响14-16
- §1.2.3 土壤养分对根系生长、分布的影响16
- §1.2.4 土壤温度对根系生长的影响16-17
- §1.2.5 立地条件与根系的分布17
- §1.3 根系形态分布、生理过程模拟的研究进展17-25
- §1.3.1 根系空间分布特征及其与地上部分定量关系的研究17-20
- §1.3.2 运用计算机对根系生长发育的模拟20-21
- §1.3.3 根系吸水模型的研究进展21-24
- §1.3.4 根系吸收养分模型的研究进展24-25
- §1.4 根系与土壤抗侵蚀性能之间定量关系的研究现状25-27
- 第二章 研究内容与方法27-30
- §2.1 调查地概况27
- §2.2 研究内容27-28
- §2.3 研究方法28-30
- §2.3.1 黄土高原主要造林树种细根垂直分布特征的研究28-29
- §2.3.2 根样的获取及处理29
- §2.3.3 模型的分析29-30
- 第三章 黄土高原几种主要造林树种细根垂直分布特征30-36
- §3.1 不同土壤水分条件下刺槐细根垂直分布状况30-34
- §3.1.1 安塞县不同立地上刺槐细根垂直分布状况30-32
- §3.1.2 长武县不同立地上刺槐细根垂直分布状况32-34
- §3.2 其它几种主要造林树种细根垂直分布特征34-36
- 第四章 细根垂直分布模型的建立36-42
- §4.1 刺槐细根垂直分布数学模型的选择与分析36-39
- §4.1.1 刺槐细根垂直分布模型的选择36
- §4.1.2 刺槐细根垂直分布模型的分析36-39
- §4.2 模型参数的选择39-42
- 第五章 细根垂直分布模型的应用42-46
- §5.1 不同水分生态区刺槐细根垂直分布的拟合42-43
- §5.2 不同树种细根垂直分布的拟合43-46
- 第六章 结论46-47
- 第七章 问题与讨论47-48
- 参考文献48-57
- 致 谢57-58
- 作者简介58
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