1、华北落叶松二年生苗年生长格局对光照变化的响应J.SHANXIAGRIC.UNIV.(NaturalScienceEdition)翻 l 曩圜囝豳(自然科学版)20o7,27(2华北落叶松二年生苗年生长格局对光照变化的响应张芸香,韩有志,郭晋平,呼起跃(L 山西农业大学林学院 ,山西太谷 030801;2.山西省水利厅水保局,山西太原030002)摘要:以华北落叶松为研究对象,研究了不同光照条件下幼苗生物生长速度及不同光照条件对苗木生物量的动态影响.结果表明:不同的光照条件对苗木的地上生物量 ,地下生物量以及总生物量有显着的影响,光照条件越好,苗木前期生长速度越快.苗木地上部分生长量也越高,较强
2、的光照条件可促进苗木根系的生长,光照不足,会影响苗木根系的生长,且地上部分的生长与根系的生长呈交错的节律关系.关键词:华北落叶松;幼苗;地上生物量;地下生物量;动态中图分类号:$791.22 文献标识码:A 文章编号:16718151(2007)02011303EffectsofLightonGrouthPatternofLarixPrincipis.cupprechitiiZHANGYunxiangetaI.(CollegeofForestry,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801,China)Abstract:Thispaperhas
3、theLarixseedlingsastheresearchobject,thegrowthindifferentlightlevelswasstudied,itsdynamicinfluenceonbiomasswasalsostudied.Theresultshows:thedifferentlightlevelshavethesignificantinfluenceonthebiomassabovetheground,underthegroundandthetotalbiomass.Thebetterthelightis,thefasterthegrowthspeedisintheear
4、lystageofseedlingsgrowth,thehigherthebiomassabovethegroundis.Theintenserlightcanacceleratethegrowthofroots,whilethepoorlightcandecreaseitsgrowth.Itisalsofoundthattheseedlingsgrowthabovethegroundhastheinterlacedrhythmwiththegrowthofroots.Keywords:LarixPrincipiscupprechitii;Seedlings;Biomassabovethegr
5、ound;Biomassundertheground;Dynamic华北落叶松(Larixprincipis rupprechtii)是华北山地寒温性针叶林的主要组成树种之一,也是华北山地人工造林的重要树种,具有很高的利用和保护价值.以往的研究中,对华北落叶松良种选育,营养循环,苗木培育,整地造林技术,林分结构调整,森林收获利用等技术问题都有不少研究成果报道1, 对解决人工林培育中的许多技术问题发挥了重要作用.但是绝大多数研究,主要围绕地上部分展开,对华北落叶松地上生长特征的认识较深入.有关华北落叶松地下生长特征的研究还很有限,有文献对华北落叶松林木根系生物量进行过一些研究报道3“,但在研究深
6、度和研究内容的系统性方面还很有限.本研究以华北落叶松为研究对象,设置了不同的光照处理水平,通过在控制条件下进行栽培实验,旨在研究不同光照条件下华北落叶松幼苗生长动态变化规律,重点探讨华北落叶松幼苗年生长格局对光照变化的响应,为从深层次上揭示华北落叶松生长发育规律提供理论依据.1 材料与方法1.1 试验地自然条件试验地设置在山西农业大学林学院实验苗圃(位于 37.30N,114.E,海拔 870m),地处晋中盆地南部,属暖温带大陆性气候,四季分明,春季多风,夏季雨量较集中,秋季天晴气爽,冬季少雪.年平均气温 9.8,最高温达 38.2,极端低温一 25.3,全年最冷月为一月份,平均气温为一 6.
7、2,最热月为七月份,平均气温为23.7.1.2 试验材料本试验材料来源于关帝山森林经营局三道川林场的华北落叶松 2 年生幼苗.选取苗高和地径均较一致,根系发育良好的幼苗作为试验材料,收稿日期:200609-15 修回日期:2006-11-10作者简介:张芸香(1965 一),女(汉), 山西忻州人,高级实验师,硕士,主要从事森林培育,森林生态等方面的研究.基金项目:国家自然科学基金(30470316),山西省自然科学基金(20060l1084)114 山西农业大学(自然科学版)平均苗高 13.6cm,平均地径 0.37cm,平均根长17.4cm.1.3 研究方法1.3.1 试验设计2004 年
8、 4 月栽植华北落叶松二年生幼苗后,用遮阳网实现不同光照强度处理,设 3 个光照水平即:光照 I,光照强度依次全光照的6O,4O 和 2O,每个水平下设置 3 次重复.1.3.2 测定方法在生长季的 5 月到 9 月底,每月定期取样,对每个光照处理取 3 盆(9 株).取样时,将待测幼苗根系用水冲洗干净,分别测定地上,和地下部分鲜重,然后分别将样品在 65烘箱内烘干18h,称样品干重,据此估测地上和地下生物量.2 结果分析2.1 不同光照条件下苗木地上部分生物量动态苗木地上部分生物量的年动态受光照条件的影响极其明显.总的来说,在本研究所设置的光照条件范围内,光照条件越好,苗木地上部分的生长越好
9、,6,7 月间苗木地上部分生物量的增长速度较快;光照条件不足,苗木地上部分生物量生长缓慢.由表 1 可见,6,7 月份是苗木地上部分生物量的持续增长期,但不同光照条件之间,生长差异也很明显.在光照 I 条件下,6 月份苗木生长最快,7 月份的生长速度明显减缓,到 8 月份生长量的增长极其有限,在整个 9 月份,苗木地上部分生物量还出现了小幅度的下降.在光照条件下,6 月份和 7 月份生物量持续增长,虽然生长量低于光照 I 条件下的生长量,但 7 月份几乎保持了与 6 月份相同的生长量,显然是由于遮荫条件为苗木的生长提供了有利条件,8 月份的生长情况与光照 I 条件类似,生物量增长极其有限,到
10、9 月份也同样出现了地上部分生物量下降的现象.在光照条件下,总体上地上部分生物量的增长缓慢,6 月份增长量很有限,7,8 月份几乎没有什么净生长,生物量基本保持不变,到 9 月份也与前两个光照条件下一样,出现了地上部分生物量略有下降的现象.表 1 华北落叶松苗木各部分生物量动态分析(g/株)TablelDynamicanalysisofthebiomassofthedifferentpartsofthelarchseedling(g/spit)5 月 May0.78730.43320.62300.53060.34320.39031.31790.77641.01336 月 June1.07770
11、.56300.57230.45670.30200.34591.53440.86500.91827 月 July1.20781.05960.63490.65860.56790.31921.86641.62750.95418 月 August1.10090.89670.79140.54590.46960.42291.64681.36631.21439 月 September1.23920.88010.79290.78440.75870.55022.02361.63881.3431注:表中数据为不同光照处理下的平均生物量.Note:Thedataisaveragebiomassofdifferent
12、lightlevels2.2 光照对苗木根系生物量动态的影响在生长季内,苗木根系生物量的年动态受光照条件的影响也很明显.总的来说,较强的光照条件可以促进苗木根系的生长;光照条件不足,苗木根系生物量低,三个不同光照条件下,苗木根系年生长之间的差异都很显着.从不同光照条件下各月观测日测得的苗木根系生物量,可以分析不同光照对苗木根系生物量情况影响的动态过程.由表 1 可知,在本研究所设置的光照条件范围内,较强的光照条件可以促进苗木根系的生长;光照条件不足,苗木根系生物量低,三个不同的光照条件下,苗木根系年生长之间的差异都很显着,苗木根系生物量的年动态受光照条件的影响也很明显.较强的光照条件下,苗木根
13、系生物量总体较高,可能是较好的光照条件下有更多的光合产物分配给根.也可能是在本试验条件下,较高光照条件,其土壤温度较高,促进了根系生长.在一27(2)张芸香等 :华北落叶松二年生苗年生长格局对光照变化的响应 115定温度范围内根系的生长随土温增高而加快5.与地上部分生物量的动态过程不同,苗木根系生物量在各月之间的波动很显着,波动的时间与地上部分生物生长过程的对应关系可以说明,地上部分的快速生长期,往往出现根系生物量的下降,而地上生长的相对减速期,却对应着根系生物量的恢复和增加,显示了地上部分和地下部分生长之间的交错节律关系.2.3 光照对苗木总生物量的影响在本试验条件下,不同光照处理水平,苗木
14、总生物量的动态变化特征是光照条件越好,苗木总生物量就越高.光照条件越好,苗木前期生物量增长速度越快,光照不足会显着影响苗木的总生物生长.在光照工和光照条件下,在整个生长过程中苗木的总生物量变化趋势是一致的,从 6,7 两个月中,苗木总生物量持续增长,8 月份的生物量有小幅度下降,之后到 9 月份落叶前总生物量再度上升,其中光照 I 明显超过了 7 月未的最高值,而光照上升幅度较小.在光照条件下,苗木生物量在 6 月间就开始下降,7 月份及以后各月才缓慢上升,且增长量比光照工和小得多.由于苗木地上部分占苗木总生物量的主要部分,苗木总生物量的动态过程更接近地上部分生物量的动态过程.2.4 光照对幼
15、苗地上地下生物量比例的影响地下部分与地上部分生物量的大小反映植物种对土壤养分或光照的需求和竞争能力.对草本或苗木,地下部分与地上部分生物量之比大于 1,表明对养分的需求和竞争能力强;反之小于 1,表明对光具有较强的需求和竞争能力.本研究中华北落叶松幼苗的地下与地上生物量之比均小于1,说明其幼苗对光和养分具有较强的需求能力.由图 1 可以看出,5 月和 9 月华北落叶松幼苗地下与地上生物量的比例较其它月份高,说明华北落叶松幼苗对光照和养分的利用能力较高.耄趸趸图 1 不同光照条件下地下生物量与地上生物量逐月比例关系比较Fig.1Theproportionofthebiomassbetweenab
16、ovethegroundandunderthegroundmonthlyindifferentlightleves3 结论与讨论(1)华北落叶松幼苗的地上,地下部分生物量和总生物量,受光照条件影响显着.在本试验条件下光照条件越好,苗木前期生长速度越快.苗木地上部分生长量也越高,较强的光照条件可促进苗木根系的生长,光照不足,会影响苗木根系的生长.(2)苗木根系生物量的逐月波动很显着,波动的时间格局与地上部分生长过程有明显的对应关系,地上部分快速生长期,根系生物量下降,地上生长相对减速期,对应着根系生物量的恢复和增加,显示地上部分和地下部分生长之间的交错节律关系.(3)由于苗木地上部分占苗木总生物
17、量的主要部分,苗木总生物量的动态过程更接近地上部分生物量的动态过程.(4)根系生长格局受多个因素协同作用,因此研究单个因素对根生长的影响作用有很大的局限性.本研究只是从生长表现结果描述表现特征,推测形成特征的原因,分析环境因子对根系影响的程度,更深层次的机制还有待于进一步研究.(5)苗木地上部分和地下部分生长过程极为密切,如何将地上特征与地下特征进行整合,尚需进一步探索.参考文献13 谢会成 ,杨茂生.华北落叶松人工林营养元素的生物循环J.南京林业大学,2002,26(5)4952.2杨俊明,沈熙环 ,赵士杰,等.华北落叶松采穗圃经营管理技术J.北京林业大学,2002,24(3):2834.3
18、韩有志,姚延涛 ,梁建萍.华北落叶松人工林根系生物量研究J.林业科技通讯,1997(7):1719.4韩有志,梁胜发 .华北落叶松人工林林木根系分布根系生物量研究J.山西林业科技,1997(3):36 40.5Burke,M.K.andRaynal,D.J.Finerootgrowthphenology,production,andturnoverinrelationtoquantityandecosystemsJ.PlantandSoil,1994,162:135146.6Pregitzer.K.S,Deforest.J.L,Burton.A.J,eta1.FinerootarchitectureofnineNorthAmericantreesJ.EcologicalMonographs.2002,72:293309
