水曲柳和落葉松人工林細(xì)根壽命統(tǒng)計(jì)分布類型研究.pdf

1、根系，尤其是細(xì)根(fine root)，作為聯(lián)系陸地生態(tài)系統(tǒng)地上與地下過程的的紐帶，已成為生態(tài)學(xué)研究中最受關(guān)注的熱點(diǎn)之一。細(xì)根的生產(chǎn)和周轉(zhuǎn)在生態(tài)系統(tǒng)中的C分配和養(yǎng)分循環(huán)中具有重要作用。但是，準(zhǔn)確量化地下C通量以及估計(jì)細(xì)根壽命仍然是目前研究中的難點(diǎn)，其原因之一是因?yàn)槲覀儫o(wú)法確定不同壽命細(xì)根間的數(shù)量比例關(guān)系，抑或說不清楚細(xì)根壽命符合何種統(tǒng)計(jì)分布。為此，本研究以東北地區(qū)相同立地條件上的水曲柳(Fraxinus mandshurica)和落葉松

2、(Larix gmelinii)人工純林為研究對(duì)象，運(yùn)用微根管技術(shù)對(duì)兩樹種細(xì)根的生長(zhǎng)和死亡進(jìn)行了兩年的觀測(cè)，研究了不同樹種、直徑和根序細(xì)根壽命的統(tǒng)計(jì)分布類型，以及施肥對(duì)細(xì)根壽命統(tǒng)計(jì)分布的影響。主要研究結(jié)果如下： (1)細(xì)根總體壽命分布為雙峰非對(duì)稱分布，由兩個(gè)分布特征不同的組分組成。第一組分的分布峰度較高，壽命較小，且細(xì)根均在一個(gè)生長(zhǎng)季死亡，是細(xì)根的主要組成部分；第二個(gè)組分的峰度較低，分布平緩，壽命分布范圍較大，且細(xì)根在兩個(gè)生長(zhǎng)季

3、死亡。在按生長(zhǎng)季劃分區(qū)組的前提下，用四種分布對(duì)同一細(xì)根樣本進(jìn)行擬合時(shí)，威布爾(Weibull)、正態(tài)(Normal)和對(duì)數(shù)正態(tài)(Log-normal)三種分布的適合性較好，且擬合優(yōu)度相近，而指數(shù)(Exponential)分布則適合性較差。當(dāng)以擬合函數(shù)與實(shí)際數(shù)據(jù)最小殘差平方和為最大條件，用兩個(gè)相同分布的和函數(shù)對(duì)細(xì)根總體壽命分布進(jìn)行擬合時(shí)，水曲柳在威布爾分布擬合下具有最小的殘差平方和，而落葉松則為對(duì)數(shù)正態(tài)。 (2)本研究中絕大部分水

4、曲柳和落葉松細(xì)根直徑都小于0.5 mm。因此，我們所研究的水曲柳和落葉松細(xì)根直徑分布相對(duì)于傳統(tǒng)的“細(xì)根”分類來(lái)說，呈現(xiàn)正偏態(tài)分布。對(duì)一個(gè)生長(zhǎng)季各直徑分組細(xì)根壽命統(tǒng)計(jì)分布檢驗(yàn)表明：威布爾分布具有最好的擬合度；兩個(gè)生長(zhǎng)季各直徑分組細(xì)根壽命統(tǒng)計(jì)分布檢驗(yàn)表明總體上對(duì)數(shù)正態(tài)分布具有最好的適合性，威布爾分布和對(duì)數(shù)正態(tài)分布次之，但各分布卡平方檢驗(yàn)值差別不大。 (3)雖然在細(xì)根總體數(shù)量和死亡總數(shù)上水曲柳均明顯多于落葉松，但觀察到的明確死亡一級(jí)根

5、和二級(jí)根水曲柳卻少于落葉松。水曲柳和落葉松一級(jí)根壽命和直徑均顯著小于二級(jí)根(P<0.01)。在卡平方擬合優(yōu)度檢驗(yàn)下，僅對(duì)不同生長(zhǎng)季水曲柳一級(jí)根和落葉松前兩級(jí)根壽命進(jìn)行了擬合?？傮w而言，威布爾分布、正態(tài)分布及對(duì)數(shù)正態(tài)分布依次具有較高的擬合度，而指數(shù)分布則具有較低的適合性。 (4)施肥明顯減少水曲柳和落葉松總體細(xì)根數(shù)量，但顯著增加了兩樹種總體和亡細(xì)根直徑(P<0.01)。施肥后觀察到的準(zhǔn)確水曲柳前兩級(jí)根數(shù)量明顯多于對(duì)照，而落葉松表現(xiàn)

6、為相反趨勢(shì)。對(duì)各生長(zhǎng)季細(xì)根壽命的統(tǒng)計(jì)分布擬合檢驗(yàn)的結(jié)果與對(duì)照相似，施肥僅僅提高了總體分布對(duì)細(xì)根壽命的擬合優(yōu)度，但威布爾、正態(tài)以及對(duì)數(shù)正態(tài)分布仍然擬合最好，這說明施肥可能僅改變了不同細(xì)根壽命頻數(shù)的絕對(duì)值，但各壽命頻數(shù)間相對(duì)比例并未發(fā)生明顯變化，壽命理論分布的類型保持不變。 (5)對(duì)不同死亡率、直徑、季節(jié)以及土層分類下的細(xì)根壽命進(jìn)行生存分析時(shí)，除了在較低死亡率情況下外，中位值壽命均不能對(duì)平均壽命進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)，這說明在以往研究中，