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南酸枣是一个速生丰产的多用途优良树种,具有较高的药用价值和食用价值,且材质好,可兼作经济林和用材林,目前除南方各省有大片天然林和大面积的人工林外,在西部大开发的退耕还林、恢复植被及其发展农村经济方面也发挥了重要的作用,因此南酸枣生产经营前景可观。林木根系能反映出土壤与林木之间的物质和能量的交换能力,能说明森林生态系统的某些功能基本特征,尤其是林木细根的周转迅速,其死亡是有机质和养分元素向森林土壤归还的重要途径,可以加速生态系统的物质循环、改善森林土壤肥力等。了解林木根系与地上部分之间以及群落中各植物之间和植物与土壤环境之间的复杂的相互关系,以及林木根系的生物量、生产力以及根系的分布特征,对营林措施的选择、森林生态系统的研究都具有十分重要的价值和意义。 以建阳市5种不同经营类型的南酸枣人工幼林为研究对象,在样地每木检尺的基础上,按径阶大小分布确定解析木,采用全挖法调查其根系,运用多元回归、分形理论、直接比较等数学方法对南酸枣人工幼林根系生物量、细根生物量、根幅、根系分布特征、根型、根系截面积、根系表面积等内容进行了系统研究,并比较了在不同经营类型及不同林龄下的相似性和差异性,旨在为今后开展南酸枣树种的研究提供基础的理论依据,为南酸枣的生产经营提供科学的理论指导。 研究结果表明,五种类型的林分的根系生物量在各径级根中分配的共同规律为:粗根>根蔸>中根>细根。而且随着林分的生长,单株林木根系中的根蔸和中粗根的累计速度将加快,可能使得细根所占的比例逐渐下降,林龄为3年的林分A、B的细根含量比林龄为6年的林分C、D、E的细根含量要高,这与根系生物量分配的一般规律相一致。由此也可以看出,虽然细根在植物的生命活动中有着不可替代的作用,但是细根所占的根系比例是十分小的。根量的分布随着土壤深度的增加急剧下降,在30~40 cm的土层中,根量所占的比例已经很小了,最大也只占4.119%,所以根量的绝大部分集中在前三层(0~30cm)。以往大量的挖掘试验也表明,不同林种根系在土壤种虽然都有各自的水平分布和垂直分布规律性,以占据相应的生态位,但它们的细根密度、表面积和生物量,一般都随着土壤深度的增加而下降。 分形(Fractal)理论揭示了自然现象背后的局部与整体的本质特性和运动规律。根据全息生物学理论,自然界中许多生物都存在局部与整体的相似性,所以可以预见,分形理论应用于生命科学的前景是相当可观的。林木根系结构表现上反映出一个不规则的几何体,这种几何体实质上反映了根系结构的一种自相似性及分形特征,这是根系结构的一种内在本质规律,将分形理论应用于南酸枣根系结构特性的研究,以探讨其内在的规律性,从而为根系的特征描述提供新尺度、新方法。 应用分形模型拟合求得5种类型的林分根系结构的径级分布的分形维数。5种类型的根系结构的径级含量分布的分形维数在2.0814~1.3148之间,相关关系都达极显著水平。另外,0~1 mm的根系含量低的林分,其分形维数也低,即0~1 mm的根系含量越高,其分形维数越高。根系分形维数是反映根系结构几何形状的参数,在维数上表现出吸收根、细根含量越高,根系越细,分形维数就越高。根系结构的径级含量分布的分形维数反映了吸收根、细根对植物生长的影响趋势。将已经求得的分形维数D与5种类型的林分平均树高、 南酸枣人工幼林根系特征研究胸径进行相关分析。结果表明,分形维数与林分平均树高、胸径之间存在极显著的相关关系。五种不同类型的南酸枣幼林,地下生物量与树高、胸径的分形模型拟合结果都达极显著水平,这表明五种类型的南酸枣幼林的地下根系生物量是以树高、胸径的幂函数形式累积的。 在根幅与胸径、树高的双因子关系模型中,c,=aH“D声的结果更优,相关精度更大。在根幅与树高、胸径及冠幅等单因子的相关关系中,不同类型的林分情况差异比较大,但是都能寻找出表现较优的模型,且相关系数一般都在0.9以上。 细根具有巨天的吸收表面积、生理活性强,是林木水分和养分吸收的主要器官;同时,细根死亡是有机质和养分向森林土壤归还的重要途径。根径0~Inun的细根占根系总量的百分比从1.123到0.177不等,根径在1一Zlnm的细根所占的百分比从1.482到0.161不等,经过比较,可以很明显的看出,不同类型的林分的细根百分比存在明显的差异。其中以林分B的细根百分含量最高,两个径级的细根相加的比例之和接近2.9%,而林分C的两者之和仅在0.2%左右。而A、B作为同龄林分,两者之间同样存在差异,林分A的两者之和在2.0左右,和B林分相比,相差0.9个百分点。也就是说,不同经营措施、不同林龄的林分其细根生物量是存在显著差异的。 根系的含水量可用根系干重占鲜重的百分比来表示。水是构成植物体的主要成分之一,植物体的含水量不是均一和恒定不变的,它与植物的种类、器官和组织的本身的特性以及生长的环境条件有关。3年生的林分A、B的细根(0-2Inln)的含水率较之5年生的林分C、D、E的含水量要低,前者的含水率分别为47.862%、47.48