林草复合模式邻体干扰与细根特性及作用机理研究

The Forest-grass complex ecosystem is the general vegetation recovery pattern in the Three Gorges Reservoir Area and the west area, and it's ecological, economic and social benefits are approved widely. The neighborhood interference theoretical research of the woody plants in the mixed forests is used to the neighborhood interference between forest trees and herb species to uncover their co-occurrence relation. The relationship of biomass, diameter and root order, the growth and turnover, the space distribution pattern , the decomposition and nutrient release of the fine roots is researched to explore the fine roots' effect and mechanism in the Forest -grass complex ecosystem. In addition, the nutrient cycling and turnover among the soil, forest trees and herb species, the soil's nutrition supply, the nutrient requirement relationship of the forest trees and herb species is researched to provide theoretical basis to the ecosystem structure' steady , function play and optimization of the Forest-grass complex ecosystem. The research can further advance the extensive use of the Forest -grass ecosystem on the vegetation recovery.

林草复合生态系统是三峡库区与西部普遍采用的植被恢复模式，其生态经济社会效益得到广泛认同与肯定。将混交林中木本植物与木本植物间的邻体干扰理论研究应用推广到林木和草本植物之间的邻体干扰，以揭示二者之间的共存关系。究在不同的林草复模式下，林地细根的分布、动态变化规律，以及对影响土壤抗蚀性的因子分析，比较不同林草模式林地的土壤抗蚀性能,为生态恢复的树种选择和模式构建提供理论依据。研究草本植物细根在林草生态系统中的作用，通过对细根生物量、直径和根序的关系、生长与周转、空间分布格局和细根的分解和养分释放等的研究，探索细根在林草生态系统中的作用与机理；进一步研究养分在土壤、林木、草本三者之分的循环与周转，以及土壤的养分供给、林木与草本对养分的需求关系的理论研究，为林草复合生态系统结构的稳定、功能发挥、优化调控提供理论依据，从而更进一步推进林草生态系统在植被恢复中的广泛应用。

邻体干扰模型用于研究林木间的干扰，在对邻体干扰模型进行改进的基础上，研究林木与草本植物之间的邻体干扰的效应问题，研究结果表明：黑麦草对三倍体毛白杨的影响主要决定于生物量，其次为盖度；黑麦草对三倍体毛白杨的生长干扰为正效应。黑麦草与桦木间的邻体干扰愈强，桦木个体生长速度就越快，桦木个体生长受邻体黑麦草的数量、高度和盖度的影响；黑麦草盖度越大、邻体个体越高大、生物量越大，受邻体干扰程度就越大，其生长速度具有正效应。细根分解速率符合Olson单指数分解模型。几种模式细根分解分为快慢两个阶段，前90 d分解较快，之后表现出缓慢趋势。四种模式下细根的K、Mg表现为净释放， HN、NC模式的N、Ca表现为净释放，H、LS模式有富集现象，P在四种模式中都有富集。养分释放量大小为C＞K＞P＞N＞Mg＞Ca； H模式细根的P释放量要小于N释放量。分解1年 后，各模式土壤有机质含量增加；土壤速效K与细根K释放量呈显著正相关；HN模式的细根N、P释放量与土壤全N、全P含量显著相关，LS模式下的细根P释放量也与土壤全P显著相关。各模式细根K的释放量对土壤速效K的贡献较大。光皮桦扁穗牛鞭草复合模式细根分解过程中N、P释放量最高，对土壤全N和全P的贡献较大，表明了该模式具有植被恢复的重要意义。. 对两种模式毛白杨林地不同径级的细根生物量以及两种模式和裸地的水稳性团聚体含量、有机质、分散率、分散系数、团聚度、团聚状况等土壤抗蚀指标的比较，以及细根和各抗蚀指标间的相关性分析；毛白杨林地不同草本层模式进行的土壤抗蚀性研究，林地细根和草根的相关性分析表明：林地土壤的水稳性团聚体含量上、中、下层和裸地在总量上差别不大，但林地上层和中层大粒级的水稳性团聚体含量明显高于裸地，林地以自然草林地高于人工草林地；自然草林地有机质比人工草林地略高，裸地由于人为增施农家肥而高于林地；以微团聚体含量为基础的各项抗蚀指标，一定程度上也表明了林地的抗蚀性高于裸地，但没有以水稳性团聚体含量明显；各抗蚀指标与模式内细根和草根的相关性表明，就提高大粒级水稳性团聚体含量和水稳性团聚体总量来说，0～2 mm的细根总体上的作用是很显著的；而≤1 mm根系起着主要的作用，草根在其中起重要作用；与有机质相关系数显著的细根，也和团聚体呈显著相关关系。