[大兴安岭地区兴安落叶松林的根系呼吸]大兴安岭兴安落叶松

时间：2019-04-09 03:20:54　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：兴安落叶松是欧亚大陆北方针叶林的重要组成部分，同时也是寒温带针叶林的主要群种，该树种具有生长周期短、速度快、蓄积量多等优点，而我国的兴安落叶林则主要分布在东北地区。文章简要介绍了兴安落叶松林的重要作用，并对兴安落叶松的根系呼吸作用对生态环境的影响进行了分析。
　　关键词：大兴安岭；兴安落叶松；根系呼吸
　　中图分类号：S714 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2012）-04-0162-1
　　0 引言
　　兴安落叶松又被称为明亮针叶林，归属于松科落叶松属。目前，我国大兴安岭地区的兴安落叶松林也是欧亚大陆北方针叶林的重要组成部分，大都分布在我国的寒冷地区。兴安落叶松具有生产周期短、生产速度快，并且能够在有永冻层的土壤环境中仍保持较快的生长速度。如今，在我国兴安落叶松的林地面积和蓄积量已经占到了我国寒温带林地面积和蓄积量的55%和75%，是我国东北地区种植面积和规模最大的针叶用材树种。
　　兴安落叶松色调自然、木材通直、寿命较长且纹理清晰美观，具有较高的工艺价值以及广泛用途，因而为我国森林树种的常见品种且占有重要地位。兴安落叶松也是我国建设木材的重要来源。此外，兴安落叶林对全球的生态环境也起着重要作用。因此，我们有必要对大兴安岭地区兴安落叶松林的根系呼吸进行研究，进而增强我国森林的汇碳作用，为世界生态环境的良性发展做出应有的贡献。
　　1 大兴安岭地区兴安落叶松林的重要性
　　落叶松常因具有较强的CO2的吸收能力且树种的寿命长，被认为可以有效增强大气中碳的含量。目前，作为高碳储量的落叶松林也是我国森林的主要组成部分，为我国森林的碳储量做出了巨大贡献。调查显示：落叶松林是一个巨大的碳库，对降低大气中二氧化碳的含量发挥着重要作用，仅仅大兴安岭地区的落叶松每年就能消耗碳2.65t?hm-2。而我国东北地区分布着的大面积森林，不仅对我国的生态系统起着重要作用，同时也是世界北方森林的重要成员。近几十年来，我国兴安落叶松林的造林速度整体发展较快，已经迅速成为东三省地区重要的森林后备资源，且在全国森林面积中占有较大的比重。因此，落叶松林在东北地区，甚至全国的气候变化以及碳元素的循环中都具有重要作用，所以，加紧森林二氧化碳固定能力的研究，我们必须加紧对森林二氧化碳固定能力进行研究，而植物光合作用每天同化的碳大约会有30%-60%被呼吸作用消耗掉，而其中很大一部是通过根系呼吸释放掉的。分配到根中的碳约有75%会被根呼吸掉，而用于根生长的只有25%。那么，就应该将研究的重点放在根系呼吸方面。
　　2 兴安落叶松林的根系呼吸的调查与研究
　　下面我们就选择大兴安岭地区两种不同年龄阶段的兴安落叶松林进行实验。这两种林龄的基本情况分别是：一组为110年生的成熟林，其平均胸径约为24cm，平均树高约为21m，密度为1420个?hm-2；另一组是30年生的幼龄林，胸径约为8cm，平均树高约为10.1m，密度为1553个?hm-2。在实验过程中，我们通过土壤遮断法、根的切断法以及红外气体分析法分别对两组树木的根呼吸进行研究得出了以下结论。
　　2.1 成龄林与幼龄林落叶松林的根系呼吸速率的季节变化情况
　　通过观察与实验，我们发现两个年龄层的落叶松林的根系呼吸速率都存在随季节变化而变化的现象。其具体表现为从春季到夏季逐渐升高，且二者的高峰值均出现在8月，在此之后便开始大幅下降。此外，经观察幼龄林根系呼吸速率明显高于成熟林。
　　2.2 根系呼吸占土壤总呼吸的比例
　　根系呼吸是植物土壤呼吸的重要部分，而兴安落叶松的根系呼吸占土壤总呼吸的比例同根系呼吸速率的变化规律总体一致。幼龄林的根系呼吸所占土壤呼吸的比例明显高于成熟林。幼龄林的根系呼吸在土壤总呼吸的比值有时可高达90%。
　　2.3 根系呼吸速率同根生物量间的关系
　　经过实验观察证明，两个不同年龄层的落叶松林根系呼吸的速率和根生物量是成正比例的关系。幼龄林的根系呼吸速率同根生物量的相关系数大于成熟林，这点证明，幼龄林的呼吸作用比较繁盛，而成熟林的根系呼吸作用则已显现衰弱迹象，这与兴安落叶林根系呼吸速率的变化相一致。
　　幼龄林的根系呼吸速率明显高于成熟林，幼龄林的根系呼吸占土壤总呼吸的比例以及幼龄林根系呼吸速率与根生物量之间的关系系数都大于成熟林，这表明与幼龄林相比成熟林的根系呼吸作用较为衰弱，幼龄林由于自身机体的发展需要，其根系呼吸也处在旺盛阶段，根系的需求需要通过较强的呼吸作用来供给自身生长所需求的能量。
　　2.4 根系呼吸速率与环境因子之间的关系
　　第一，通常根系呼吸的速率会与土壤温度的变化呈现正相关，但是也有例外现象。成熟林和幼龄林的土壤温度的最高月份都出现在7月份，而两者的根系呼吸速率的最高峰值则出现的8月份。究其原因，可能是由于8月份土壤的含水量以及温度逐渐升高引起二者发生作用而造成的。通常，我们会通过指数回归方程来反映根系呼吸速率与土壤温度之间的关系。式中，“y”表示测定的根系呼吸速率，β0、β1为常数，x表示土壤温度。温度系数Q10的值则通过公式Q10=e10β1计算得出。通过长期的实践观察发现，指数回归方程的变化，成熟林的根系呼吸速率的季节变化表现为70%，而幼年林的根系呼吸速率的季节变化为52%，这就表明，落叶林的根系呼吸速率与土壤温度的变化联系紧密，而温度也成为影响落叶林根系呼吸的主要因素。
　　第二，根系呼吸速率与土壤含水量的关系相差较大。成熟林和幼龄林根系呼吸与土壤含水量的相关系数分别是0.1039和0.417。但是土壤含水量对植物根系呼吸的速率则有较大的影响。成熟林和幼龄林土壤温度的高峰是在7月份，而二者的根系呼吸速率的高峰是在8月份，出现这一现象的原因可能是8月份土壤的含水量较高引起的。此外，土壤含水量的增加与根系呼吸作用的关系并不总是正相关，只有在高温环境下，根系呼吸作用才会随着土壤含水量的增加而增加。比如，5月份土壤含水量的高度可能超过8月份，但是根系呼吸的速率却相对较低，这说明在温度较低的情况下，高土壤含水量也不一定能够促进根系的呼吸作用。
　　参考文献
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　　[2] 黄德权,胡海清,王仲巍,孙龙.火后兴安落叶松人工林生物量的估算[J].东北林业大学学报,2011,39(9).
　　[3] 张俊,孙玉军,许俊利.东北地区兴安落叶松人工林生长过程的研究[J].西北林学院学报,2008,23(6).
　　作者简介：郭凤山（1970-），男，塔河林业局瓦拉干林场营林助理工程师，研究方向：营林。

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