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间伐对栓皮栎人工林林下荆条根茎叶主要功能性状的影响

马瑞婷 董晓明 靳珊珊 胡林坡 闫东锋

马瑞婷, 董晓明, 靳珊珊, 胡林坡, 闫东锋. 间伐对栓皮栎人工林林下荆条根茎叶主要功能性状的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200551
引用本文: 马瑞婷, 董晓明, 靳珊珊, 胡林坡, 闫东锋. 间伐对栓皮栎人工林林下荆条根茎叶主要功能性状的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200551
MA Ruiting, DONG Xiaoming, JIN Shanshan, HU Linpo, YAN Dongfeng. Effects of thinning on the functional traits of understory Vitex negundo var. heterophylla in Quercus variabilis plantation[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200551
Citation: MA Ruiting, DONG Xiaoming, JIN Shanshan, HU Linpo, YAN Dongfeng. Effects of thinning on the functional traits of understory Vitex negundo var. heterophylla in Quercus variabilis plantation[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200551

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间伐对栓皮栎人工林林下荆条根茎叶主要功能性状的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200551
基金项目: 河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(192102110060);“十三五”国家重点研发计划资助项目(2018YFD0600204-4)
详细信息
    作者简介: 马瑞婷(ORCID: 0000-0002-9046-0793),从事森林质量精准提升研究。E-mail: 2509173379@qq.com
    通信作者: 闫东锋(ORCID: 0000-0002-8997-384X),副教授,博士,从事森林资源经营与管理和数量生态学研究。E-mail: ydflx@henau.edu.cn
  • 中图分类号: S718.4

Effects of thinning on the functional traits of understory Vitex negundo var. heterophylla in Quercus variabilis plantation

  • 摘要:   目的  研究间伐对栓皮栎Quercus variabilis人工林林下荆条Vitex negundo var. heterophylla根、茎、叶功能性状的影响,为人工林林分结构优化和林下幼苗更新保护提供理论基础。  方法  以间伐后3 a栓皮栎人工林灌木层荆条为研究对象,比较其叶面积、比叶面积、叶干物质质量分数、茎干物质质量分数、总根长、比根长等结构性状,以及植株各器官全氮、全磷、全钾和总有机碳质量分数等化学性状的差异性,研究植物功能性状与林下光环境及土壤理化特征的关系。  结果  间伐后荆条地上部分植物功能性状指标(叶总有机碳、叶面积、比叶面积、叶有机氮、茎总有机碳)和地下部分植物功能性状指标(总根长、根体积、根生物量、根总有机碳)均显著高于对照样地(P<0.05)。相关性和逐步回归分析结果表明:林下散射辐射是影响荆条叶结构性状的主要因子,林下直射辐射通量、光合有效辐射和太阳总辐射时间是影响叶化学性状的关键因子,茎功能性状主要受林下直射辐射和散射辐射的共同作用。总根长、比根长和根有机碳与土壤非毛管孔隙度、土壤总孔隙度、土壤有机碳和土壤全氮存在显著相关(P<0.05),其中,土壤有机质是影响荆条根功能性状的关键因子。  结论  间伐能显著促进栓皮栎人工林下荆条叶和根功能性状的发育,对茎功能性状的影响较弱。图1表6参31
  • 图  1  间伐对荆条各器官养分分配影响

    Figure  1  Effect of thinning on nutrient distribution of various organs of V. negundo var. heterophylla

    表  1  所选植物功能性状

    Table  1.   Functional traits of selected plants

    植物功能性状单位符号植物功能性状单位符号植物功能性状单位符号植物功能性状单位符号
    高度m基径cm根干物质质量分数茎全氮 g·kg−1
    叶周长cm茎生物量g根生物量比茎全钾 g·kg−1
    叶面积cm2茎干物质质量分数根冠比茎全磷 g·kg−1
    比叶面积cm2·g−1主根长cm比根长cm·g−1茎有机碳g·kg−1
    叶绿素总根长cm叶全氮g·kg−1根全氮 g·kg−1
    叶生物量g根表面积cm2叶全钾g·kg−1根全钾 g·kg−1
    叶干物质质量分数根体积cm3叶全磷g·kg−1根全磷 g·kg−1
    叶长宽比根生物量g叶有机碳g·kg−1根有机碳g·kg−1
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    表  2  间伐对荆条地上部分功能性状的影响

    Table  2.   Effect of thinning on the functional traits of aboveground part of on V. negundo var. heterophylla

    项目措施高度/m叶周长/cm叶面积/cm2比叶面积/(cm2·g−1)叶绿素叶生物量/g
    平均值±标准差间伐 0.97±0.03 A48.91±1.04 A17.27±0.49 A31.97±0.63 A43.55±2.50 A90.53±9.68 A
    未间伐0.92±0.03 A33.16±1.77 B10.18±1.71 B24.07±1.85 B34.15±3.60 A67.55±4.52 B
    数值范围间伐 0.91~1.0646.37~52.4915.90~18.5530.37~33.1237.75~52.7566.02~112.78
    未间伐0.86~0.9828.31~37.33 5.53~15.6718.15~28.4620.50~40.0553.01~76.94
    项目措施叶干物质质量分数叶长宽比基径/cm茎生物量/g茎干物质质量分数
    平均值±标准差间伐 0.35±0.02 A1.60±0.06 A1.39±0.20 A32.91±6.82 A0.55±0.021 A
    未间伐0.44±0.05 A2.43±0.88 A1.18±0.15 A25.02±6.13 A0.52±0.031 A
    数值范围间伐 0.30~0.381.45~1.760.60~1.6916.64~43.280.47~0.59
    未间伐0.35~0.471.20~5.910.80~1.6912.13~47.250.41~0.58
      说明:同列不同字母表示功能性状间存在显著差异(P<0.05),相同字母表示无显著差异(P>0.05)
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    表  3  间伐对荆条地下部分功能性状的影响

    Table  3.   Effect of thinning on the functional traits of underground part of V. negundo var. heterophylla

    项目措施主根长/cm根总长/cm根表面积/cm2根体积/cm3根生物量/g
    平均值±标准差间伐 9.02±0.91 A207.30±24.40 A701.03±180.68 A31.79±3.28 A43.78±7.36 A
    未间伐8.80±0.61 A133.96±12.61 B516.52±251.68 A18.50±4.45 B34.58±3.32 B
    数值范围间伐 6.6~12.10131.42~285.56508.90~1060.6721.99~42.3414.88~56.32
    未间伐7.5~10.60108.45~169.85275.21~865.78 9.0~33.6527.22~42.49
    项目措施根干物质质量分数根生物量比根冠比比根长/(cm·g-1)
    平均值±标准差间伐 0.62±0.01 B0.40±0.08 B1.16±0.42 A6.79±0.31 A
    未间伐0.68±0.05 A0.52±0.05 A1.16±0.31 A3.97±0.41 B
    数值范围间伐 0.52~0.750.21~0.530.27~2.152.64~19.19
    未间伐0.56~0.820.39~0.690.44~2.282.69~5.22
      说明:同列不同字母表示功能性状间存在显著差异(P<0.05),相同字母表示无显著差异(P>0.05)
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    表  4  荆条地上部分功能性状与林下光环境的相关性分析

    Table  4.   Correlation analysis of aboveground part functional traits of V. negundo var. heterophylla and understory light environment

    地上部分功能性状光合有效辐射强度直射辐射通量散射辐射通量总辐射通量太阳辐射时间
    叶面积0.5340.4420.823**0.837**0.882**
    叶绿素0.2630.5780.4840.2740.528
    叶干物质质量分数0.8610.2150.5210.2150.779
    比叶面积0.5470.797**0.837**0.768**0.661*
    叶全氮0.706*0.3040.4920.902*0.946*
    叶全磷0.1800.0710.1860.5520.620
    叶全钾0.664*0.831**0.3110.752*0.520
    叶有机碳0.663*0.821**0.752*0.761*0.940**
    茎干物质质量分数0.841**0.0180.4880.831**0.783**
    茎生物量比−0.4000.171−0.3160.067−0.141
    茎全氮0.4150.2960.4470.1110.569
    茎磷0.2090.1600.2440.0310.435
    茎全钾0.640*0.710*0.769**0.786**0.649*
    茎有机碳0.3130.862**0.6860.801**0.669
      说明:*表示显著相关(P<0.05);**表示极显著相关(P<0.01)
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    表  5  荆条根功能性状与土壤因子的相关性分析

    Table  5.   Correlation analysis of the functional characters of V. negundo var. heterophylla root and soil factors

    根功能性状土壤容重非毛管孔隙度毛管孔隙度总孔隙度土壤有机碳土壤全氮土壤全磷土壤全钾
    主根长−0.5470.612−0.541−0.4540.6190.756*0.4320.357
    总根长−0.807**0.829**−0.848**−0.791**0.873**0.451−0.109−0.155
    根表面积−0.739*0.740*−0.672−0.5770.734*0.690*0.2900.431
    根体积−0.914**0.953**−0.876−0.7590.915**0.6040.1750.139
    根生物量−0.4790.4600.2120.2280.2330.009−0.407−0.120
    根干物质质量分数−0.6290.650*−0.077−0.0160.3780.634*0.2380.479
    根生物量比0.174−0.158−0.597−0.578−0.474−0.031−0.1040.423
    根冠比−0.1420.166−0.663*−0.620−0.0160.2170.2600.481
    比根长−0.5880.551−0.834**−0.838**0.752*0.4850.108−0.074
    根全氮−0.6340.647*−0.578−0.5400.5860.505−0.0600.153
    根全磷−0.858**0.717*−0.934**−0.871**0.818**0.265−0.220−0.221
    根全钾−0.813**0.775**0.2120.2280.750*0.439−0.234−0.223
    根有机碳−0.916**0.913**−0.077−0.0160.979**0.433−0.058−0.197
      说明:*表示显著相关(P<0.05);**表示极显著相关(P<0.01)
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    表  6  荆条各器官功能性状与环境因子的逐步回归分析模型

    Table  6.   Stepwise regression analysis of V. negundo var. heterophylla functional traits and environmental factors each organ

    功能性状回归方程 PR2
    叶面积     y=-6.89+1.282x4+0.056x50.0260.896
    比叶面积    y=−7.385−0.13x1+10.229x30.0140.910
    叶全氮     y=1.143+0.013x4+0.089x50.0480.911
    叶有机碳    y=77.476+77.11x1−0.794x30.1600.987
    茎干物质质量分数y=0.415+0.001x10.0020.706
    茎有机碳    y=74.329+121.525x20.0380.620
    总根长     y=−118.671−2.234 x7+3.555 x8+4.312 x90.0010.783
    根干物质    y=−230.074+10x7−0.013x90.0170.753
    根体积     y=−9.176−15.724 x6+3.499 x7+0.199 x90.0010.923
    比根长     y=−17.111−4.765 x7+1.124x8+0.840 x90.0030.930
    根有机碳    y=−338.69+4.253x9−26.676x100.0010.978
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-30
  • 修回日期:  2021-03-05

间伐对栓皮栎人工林林下荆条根茎叶主要功能性状的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200551
    基金项目:  河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(192102110060);“十三五”国家重点研发计划资助项目(2018YFD0600204-4)
    作者简介:

    马瑞婷(ORCID: 0000-0002-9046-0793),从事森林质量精准提升研究。E-mail: 2509173379@qq.com

    通信作者: 闫东锋(ORCID: 0000-0002-8997-384X),副教授,博士,从事森林资源经营与管理和数量生态学研究。E-mail: ydflx@henau.edu.cn
  • 中图分类号: S718.4

摘要:   目的  研究间伐对栓皮栎Quercus variabilis人工林林下荆条Vitex negundo var. heterophylla根、茎、叶功能性状的影响,为人工林林分结构优化和林下幼苗更新保护提供理论基础。  方法  以间伐后3 a栓皮栎人工林灌木层荆条为研究对象,比较其叶面积、比叶面积、叶干物质质量分数、茎干物质质量分数、总根长、比根长等结构性状,以及植株各器官全氮、全磷、全钾和总有机碳质量分数等化学性状的差异性,研究植物功能性状与林下光环境及土壤理化特征的关系。  结果  间伐后荆条地上部分植物功能性状指标(叶总有机碳、叶面积、比叶面积、叶有机氮、茎总有机碳)和地下部分植物功能性状指标(总根长、根体积、根生物量、根总有机碳)均显著高于对照样地(P<0.05)。相关性和逐步回归分析结果表明:林下散射辐射是影响荆条叶结构性状的主要因子,林下直射辐射通量、光合有效辐射和太阳总辐射时间是影响叶化学性状的关键因子,茎功能性状主要受林下直射辐射和散射辐射的共同作用。总根长、比根长和根有机碳与土壤非毛管孔隙度、土壤总孔隙度、土壤有机碳和土壤全氮存在显著相关(P<0.05),其中,土壤有机质是影响荆条根功能性状的关键因子。  结论  间伐能显著促进栓皮栎人工林下荆条叶和根功能性状的发育,对茎功能性状的影响较弱。图1表6参31

English Abstract

马瑞婷, 董晓明, 靳珊珊, 胡林坡, 闫东锋. 间伐对栓皮栎人工林林下荆条根茎叶主要功能性状的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200551
引用本文: 马瑞婷, 董晓明, 靳珊珊, 胡林坡, 闫东锋. 间伐对栓皮栎人工林林下荆条根茎叶主要功能性状的影响[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200551
MA Ruiting, DONG Xiaoming, JIN Shanshan, HU Linpo, YAN Dongfeng. Effects of thinning on the functional traits of understory Vitex negundo var. heterophylla in Quercus variabilis plantation[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200551
Citation: MA Ruiting, DONG Xiaoming, JIN Shanshan, HU Linpo, YAN Dongfeng. Effects of thinning on the functional traits of understory Vitex negundo var. heterophylla in Quercus variabilis plantation[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200551

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