川中丘陵區(qū)柏木低效林林窗改造初期香椿細根及其分解動態(tài)細根作為林地土壤養(yǎng)分庫的重要來源,是構成地下生態(tài)系統的重要部分,同時細根分解是土壤生態(tài)系統養(yǎng)分歸還的主要途徑。為進一步掌握森林生態(tài)系統的物質循環(huán)和能量流動特征,本文以川中丘陵區(qū)柏木低效林林窗改造后栽植的闊葉樹種5a生香椿人工林(Toonasinesis)為研究對象,一方面采用Fitter河流水系分支法將細根根序分為1-5級,運用土塊法采樣分析了川中丘陵區(qū)香椿人工林的不同根序細根生物量和形態(tài)特征,另一方面采用細根功能模塊劃分為1-3級、4級和5級,分別應用分解袋法和微根管法測定細根在50m2(L1)、100m2(L2)和150m2(L3)林窗內1a內的分解速率。此外,分解袋法也能進一步探究細根分解的養(yǎng)分釋放動態(tài),為川中丘陵區(qū)柏木低效林林窗改造方式提供理論參考,給香椿人工林生態(tài)系統服務功能的提升與林地地力維持提供技術支撐。研究結果如下:(1)香椿人工林細根總生物量平均為1725.95kg/hm2,其中活細根生物量為1564.93kg/hm2,占細根總生物量90.7%;死細根生物量為161.02kg/hm2,占細根總生物量9.3%。隨著土壤深度的增加,香椿細根生物量顯著減少(P<0.05)。香椿1-5級不同根序的細根發(fā)生明顯的變化規(guī)律,包括細根生物量和細根形態(tài)特征兩個方面。香椿1級根比根長最大,直徑、根長和生物量最小。伴隨根序等級的提高,細根比根長有所降低,而細根根長、直徑與生物量有所增加。伴隨土壤深度的加大(0～30cm),細根直徑有所增加,而細根生物量、比根長與根長有所減小。相關性分析可知,細根生物量和形態(tài)的垂直分布規(guī)律與土壤資源密切相關。(2)分解袋法測定細根分解速率表明香椿細根在前90d分解最快,L1、L2和L3中香椿細根質量殘留率分別為82.96%、80.36%和76.91%。隨著時間的推移,細根分解速率減緩,在分解365d后,L1、L2和L3內香椿細根分解殘留率75.44%、73.92%和72.07%。香椿細根分解速率L3>L2>L1,由此可見,150m2林窗下有利于細根分解。分解1a后,L1內1-3級、4級和5級細根年分解率分別為29.62%、24.80%和19.26%,L3香椿細根年分解速率顯著高于L1(P<0.05),但其他面積林窗之間差異不顯著(P>0.05)。利用Olsen非線性指數方程Xt/X0=e-kt對三種不同林窗面積內香椿不同根序細根分解過程擬合,所有指數模型相關系數均在0.72以上,細根年分解常數為0.1359～0.2446,香椿細根干物質分解50%需要的時間為851～1737d。而微根管法測定細根速率表明香椿細根分解50%需要的時間為215～370d,是分解袋法的3～4倍。(3)隨著香椿細根根序等級升高和直徑增加,細根的分解速率降低。由相關性分析可知,香椿細根分解速率與細根初始碳濃度、C/P和C/N顯著負相關(P<0.05),與細根初始氮濃度和磷濃度顯著正相關(P<0.05)。三種不同面積林窗內香椿細根分解速率與土壤全氮、水解氮、全磷、有效磷、速效鉀、土壤溫度和土壤含水量均呈正相關關系。(4)隨著細根分解時間的增加,林窗內香椿細根養(yǎng)分濃度出現一定的動態(tài)變化。香椿細根的C、P和K濃度均整體表現為下降趨勢,N、Ca和Mg整體表現為增加趨勢。香椿細根各養(yǎng)分質量殘留的變化規(guī)律在不同林窗大小和細根不同根序等級中有所不同。在1a分解期內,林窗內香椿1-3級、4級和5級細根的C、P和K質量殘留均呈釋放趨勢,分解前180d釋放迅速,隨時間增加,釋放減緩。三種不同面積林窗內的1-3級根和L1內5級根N均呈現釋放-富集-釋放的變化規(guī)律。L1內4級根、L2和L3內4級和5級根N均呈現富集-釋放的變化規(guī)律。香椿細根Mg質量殘留整體呈現釋放-富集的變化規(guī)律。而除L1內1-3級根外,其余Ca質量殘留整體呈現富集-釋放的變化規(guī)律,L1內1-3級根呈現富集-釋放-富集-釋放的變化規(guī)律。綜上所述,適當面積的林窗式改造(50m2、100