增长模式和环境适应的树种种植typhoon-disturbed地区生态修复,这是一个案例研究在珠海,中国gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

过去几十年见证了坚实的证据,全球变化是逐步影响人类社会和自然生态系统,伴随增加极端气候事件的强度和频率改变生态系统结构和功能以及在正常的变化(gydF4y2Ba奥特曼et al ., 2013gydF4y2Ba;gydF4y2BaTollefson 2018gydF4y2Ba)。结合快速发展的城市化,台风发生在沿海城市造成了巨大的经济损失和生态系统的严重退化,而强调需求的广泛关注和深刻理解(gydF4y2BaZhang et al ., 2021gydF4y2Ba)。目前,大多数从气象角度进行了相关研究。例如,动态变化,受影响的地区,和对降水的影响台风事件分析了从1957年到1996年在中国(gydF4y2BaThuan et al ., 2016gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba周et al。(2022)gydF4y2Ba量化暴风雨降雨、洪水、山体滑坡、和气象服务由台风引起的事件和随后的对城市居民的影响。此外,台风和飓风如何施加对沿海生态系统的影响也进行调查,如湿地、湖泊和森林gydF4y2Ba林et al ., 2011gydF4y2Ba;gydF4y2Ba丁et al ., 2012gydF4y2Ba;gydF4y2Ba王et al ., 2016gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

虽然各种起源研究提供了丰富的信息,路径,和台风的强度,post-typhoon生态修复效率的知识仍然稀缺。一般来说,生态修复旨在恢复环境条件发生干扰之前的状态(gydF4y2BaCeccanti et al ., 2006gydF4y2Ba;gydF4y2Ba徐et al ., 2019gydF4y2Ba),然而,采用的多个操作是否会留下长期影响的生态系统加强应对将来类似的干扰。例如,在typhoon-effect地区当地的城市森林生态系统经历了严重的干扰和大量的树木被折断或提出,生态修复项目主要集中在新种植的树木和存活率。尽管如此,它可能不是彻底回答是否种植的树木可以改善当地生态系统的阻力与风的压力,导致缺乏信息生态修复的效率和有效性(gydF4y2Ba杜伊et al ., 2007gydF4y2Ba)。例如,作为一个城市遭受台风频繁的事件在过去的几十年中,中国珠海种植大量树木强烈台风离开后。然而,信息增长,适应和生态系统服务在新栽的树木依然稀缺,导致一个模棱两可的生态修复的质量的理解,可能再次暴露了城市台风干扰,导致成倍增加的经济损失与越来越多的伤害。因此,全面调查的树木生态修复可以积极努力让在长期范围内typhoon-suffering地区宝贵的建议。gydF4y2Ba

城市树木中起着至关重要的作用,恢复土壤肥力,水资源保护,并提供景观功能,可以维护生态平衡的关键组成部分城市(gydF4y2BaDiemont et al ., 2006gydF4y2Ba;gydF4y2Ba罗伊et al ., 2012gydF4y2Ba)。特别是,地下的发展过程不仅反映健康状况也适应极端气候事件,这被认为是当地森林生态系统的基本组成部分在各种干扰。例如,Schenk提出生根的植物群落可以调整由于各种压力,如根深蒂固可以投资建设更多的应对干旱胁迫(gydF4y2BaSchenk 2008gydF4y2Ba)。Stratopoulos等人指出,树种地下生长和根不同的策略:拍摄比率来适应变化的环境(gydF4y2BaStratopoulos et al ., 2019gydF4y2Ba)。此外,它是注意到细根发展关键的树木的重要性提供多个生态系统服务,特别是对台风干扰生态修复(gydF4y2BaZhang et al ., 2021gydF4y2Ba)。因此,全面的知识树的增长模式可以强有力地有助于深刻理解他们的生理状态和生态系统服务,这也促进了澄清的森林修复的效率。gydF4y2Ba

2017年,台风Hato侵犯了珠海,而且严重影响当地的森林生态系统。之后,当地行政部门实施必要的生态修复通过大规模种植的树木。这个补救是主要从行政角度进行的,缺乏详细的知识发展种植的树木。促进我们对生态修复的效率,并提供建议和指导城市森林管理在未来,我们选择了补救地区遭遇台风Hato反对区域将新栽的树,建立了观测实验物种从2018年6月到2019年12月。对于每个树种,地上和地下发展测量和根:拍摄比率也进行分析,以评估其生物量分配策略。此外,与环境数据,我们将回答问题如下:(1)是否做了新栽树木适应当地环境对其增长模式?(2)树种调查如何发展他们的细根生物量在垂直和水平的水平?(3)在生态修复,土壤条件改善的物理和化学性质?(4)什么样的树种typhoon-affected地区可以推荐吗?gydF4y2Ba

材料和方法gydF4y2Ba

研究区、树种和抽样的情节gydF4y2Ba

目前有243万人口和城市化率达到90.7%,珠海是一个发展的城市位于中国最发达的经济特区之一(gydF4y2Ba盛和唐,2013gydF4y2Ba)。与此同时,作为沿海城市毗邻中国南海海洋气候下,珠海遇到台风活动频繁,面临重大的经济损失(gydF4y2Ba杨et al ., 2019gydF4y2Ba)。每次台风离开后,我市森林和树木在多个干扰形式,例如,树形住宿、茎的分解、树枝弯曲或断裂,和根的撕毁,各种负面影响对当地生态系统和生物多样性。2017年8月20日,在西北太平洋台风生成Hato 72小时内不断加剧。在8月23日中午,它落在珠海在风力等级14和推进西北方向(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)。在其路线在珠海持久/ 4 h,超过25%的城市树木在珠海被强风损坏(gydF4y2BaZhang et al ., 2021gydF4y2Ba)。台风离开后,当地管理部门实现命令式typhoon-affected地区生态修复。Heibaimian山,风严重遭受损害后大规模种植幼苗的生态修复,被选为我们的研究区域。在这方面,最种植树种是:gydF4y2Ba苹婆属生长状况gydF4y2Ba骑兵。(gydF4y2BaSlgydF4y2Ba),gydF4y2Ba冬青属植物的圆形大厅里铺gydF4y2Ba研究。(gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba),木荷Gardn。东部冠军。(gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba),gydF4y2Ba樟树gydF4y2Ba(林)Presl (gydF4y2BaCcgydF4y2Ba),gydF4y2BaElaeocarpus抗旱性gydF4y2Ba不悦之色。Poir。(gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba),gydF4y2BaElaeocarpus apiculatusgydF4y2Ba桅杆上。(gydF4y2BaEagydF4y2Ba)和苗种植在3 m×3 m。所有六个树种的幼苗种植1岁以非常小的初始大小。调查他们的增长和生态系统服务,10个采样块的大小20 m×20 m建立了随机研究中区域。在每个采样情节,所有的树木都调查了树高和地径(因为新栽苗太小了,胸径测量(胸径)],在此基础上十代表每个树种确定抽样的树木,即。,整体60树。对他们来说,以上和18个月,推出了地下测量进行了2018年12月,2019年6月和2019年12月,即。、树木的年龄在6月,12个月,18个月。gydF4y2Ba

气象变量gydF4y2Ba

气候和校准提供了数据gydF4y2Ba中国国家气象信息中心(2022)gydF4y2Ba根据每月的变量包括蒸汽压赤字(VPD, hPa),风速(公里hgydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})、降水(毫米)和温度(°C)收集和计算从2017年1月至2019年12月在珠海(gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba)。从历史气象数据从1995年到2015年,珠海有一个相对较高的平均温度为22.5°C,每年超过2000毫米的降水丰富。年平均气温和降水量23.4°C和1942毫米与温和的平均风速波动约10公里gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}从2017年到2019年。2017年8月,Hato登陆中国东南沿海地区的台风和侵入前面珠海城市,导致每月最高风速和降水h达到217公里gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}和277毫米,这说明当地天气状况的迅速和戏剧性的变化。gydF4y2Ba

测量土壤条件gydF4y2Ba

在珠海的主要土壤类型是桃花心木红色的土壤。土壤采样在研究区2018年6月和2019年12月来指示土壤的物理和化学性质的发展。每次十metallic-cylindrical取样芯被用来挖出四公斤30厘米的深度的土壤被随机位于研究区采样情节一样。那么所有的土壤样本保存在采样袋和运送到我们实验室进行进一步分析。土壤的物理性质测量根据李和邵的报告(gydF4y2Ba李和邵,2006年gydF4y2Ba)。土壤体积密度(gydF4y2Ba双相障碍gydF4y2Bag厘米gydF4y2Ba^{−3gydF4y2Ba})是由土壤质量的单位体积(固体和孔隙空间的总和)和土芯在105°C来获取土壤水分烘干的内容(gydF4y2BaSMCgydF4y2Ba,%)。然后,土芯被放在一个托盘和允许排水2 h为了计算土壤毛管水含量(gydF4y2BaScwcgydF4y2Ba)。因此,土壤毛管孔隙度(gydF4y2BaScpgydF4y2Ba,%)是根据计算方程为:gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2BadsgydF4y2Ba是土壤密度(mg米gydF4y2Ba^{−3gydF4y2Ba})。和土壤non-capillary孔隙度(gydF4y2BaSncpgydF4y2Ba,%)和土壤总孔隙度(gydF4y2BaStpgydF4y2Ba,%)被计算为:gydF4y2Ba

对土壤化学性质、土壤gydF4y2BapH值gydF4y2Ba决心在1:2.5水保浆组合使用玻璃电极。土壤有机质(gydF4y2Ba耶鲁大学管理学院gydF4y2Bag公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})是由石油bath-K决定gydF4y2Ba_2gydF4y2BaCrgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_7gydF4y2Ba滴定方法。总氮(gydF4y2BaTNgydF4y2Bag公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})是由半微量凯氏法。可用氮(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba毫克公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})是由碱性水解后micro-diffusion技术。总磷(gydF4y2BaTPgydF4y2Bag公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}奇遇记》)立志colorimetrically湿消化后HgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba+ HClOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba。磷(gydF4y2Ba美联社gydF4y2Ba毫克公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})与0.5摩尔l索求gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}NaHCOgydF4y2Ba_3gydF4y2Ba解决方案(gydF4y2BapH值gydF4y2Ba8.5)。总钾(gydF4y2BaTKgydF4y2Bag公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})是由玉米田的方法。可用的钾(gydF4y2Ba正义与发展党gydF4y2Ba毫克公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})是由CHgydF4y2Ba_3gydF4y2BaCOONHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba萃取法(gydF4y2Ba刘et al ., 1996gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

地上发展的测量和计算gydF4y2Ba

调查的地上增长6个树种,地面直径、树高,gydF4y2Ba赖gydF4y2Ba(叶面积指数)测定在6日,12日和18个月。地面直径测量的井径仪(美国加州索萨利托Altraco Inc .)和他们的高度测量使用标准磁带。皇冠分析仪器ci - 110(美国华盛顿州时)被用来捕获的准确形象树冠和计算gydF4y2Ba赖gydF4y2Ba。足够数量的点测量和记录来描述每一个树的平均皇冠形状和软件FV2200 (LICOR生物科学、林肯、NE)帮助计算预计皇冠区域(gydF4y2Ba主成分分析gydF4y2Ba每棵树。gydF4y2Ba

SLAgydF4y2Ba(具体的叶面积)计算叶面积比叶干燥质量(mgydF4y2Ba^2gydF4y2BaggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})(gydF4y2BaZhang et al ., 2019gydF4y2Ba)。2019年12月,一个总体收获运动的叶子推出六个树种。所有的叶子,我们随机选择四个频率的数字,即。,20 - 40 - 60 - 80 -树叶。所有的频率都重复了三次,所选的叶子扫描的区域和干的干燥质量。因此,加权平均gydF4y2BaSLAgydF4y2Ba单扇的比率计算的面积和单叶片的干重,和所有六个树种的叶生物量计算结合gydF4y2Ba赖,SLAgydF4y2Ba,gydF4y2Ba主成分分析gydF4y2Ba如下:gydF4y2Ba

地下发展的测量和计算gydF4y2Ba

阐明地下进步,细根取心的所有所选树活动启动6日12日和18个月。在这项研究中,考虑到树坑是0.5米×0.5米×0.4米(长×宽×深度),我们设置了两个土壤收集每个方向的北部,南部,东部和西部,一个是位于15厘米的树干的内在根源,另一个是位于30厘米外的根源。此外,土壤样本分为三个视野:清廉厘米(上层),(中间层),10 - 20厘米,20 - 30厘米(深层)。细根的土壤样本(< 2毫米)是用筛子过滤(2毫米筛孔尺寸)和分离钳在实验室。洗净晾干之后,样本在烤箱65°C 72 h。最后,所有的样品都使用平衡重的四位小数精度获得干重。细根生物量在不同深度计算使用干重除以钻的横截面积。通常根:拍摄比率计算的收获,然而,这项研究的树木都阻止收成。因此,根:拍摄比率在这项研究中推断出了细根生物量和叶生物量的比例如下:gydF4y2Ba

统计分析gydF4y2Ba

软件SPSS 22.0 (IBM,纽约州,美国)是用于统计分析。调查之间的差异意味着,two-sampledgydF4y2BatgydF4y2Ba以及和方差分析(方差分析)与图基HSD(老实说显著差异)测试使用。在所有的情况下,意味着报道时重要的gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.05。在必要时,数据日志或权力转化为正确的数据显示异方差性。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

地上的发展过程gydF4y2Ba

六个树种表现出不同的增长模式在树高、地径、冠区,gydF4y2Ba赖gydF4y2Ba在整个期限内18个月(gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

树的高度,gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba在18月达到了2.98,比其他人更高。其他五个树种相对较低的值在18月(gydF4y2BaSlgydF4y2Ba:2.19米;gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba:2.00;gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba:2.07米;gydF4y2BaCcgydF4y2Ba:1.95米;gydF4y2BaEagydF4y2Ba:2.26米),然而,他们有不同的生长周期。gydF4y2BaSl,红外光谱、CcgydF4y2Ba,gydF4y2BaEagydF4y2Ba从0到6月主要的实质性发展,和显示不同的减速从6到12个月。相反,gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba保持大幅增长从0到12个月(从0米到1.67米),而表现出温和的增长从12到18个月(从1.67米到2.07米)。gydF4y2Ba

为地面直径,gydF4y2BaSlgydF4y2Ba和gydF4y2BaEagydF4y2Ba有明显的优势(gydF4y2BaSlgydF4y2Ba:5.80厘米;gydF4y2BaEagydF4y2Ba:5.85厘米)gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba和gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba显示值(最低gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba:4.83厘米;gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba:4.80厘米)。此外,快速增长的gydF4y2Ba红外光谱、Ss、EsgydF4y2Ba,gydF4y2BaEagydF4y2Ba主要发生在从6到12个月(gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba:从1.30厘米到3.66厘米;gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba:0.33厘米至2.85厘米;gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba:从0.98厘米到4.12厘米;gydF4y2BaEagydF4y2Ba:从1.13厘米到4.25厘米),而gydF4y2BaSlgydF4y2Ba和gydF4y2BaCcgydF4y2Ba显示不断加速增长模式从整个观察期的18个月。gydF4y2BaSlgydF4y2Ba:0.63厘米,2.21厘米,5.80厘米在6、12、18个月;gydF4y2BaCcgydF4y2Ba6:0.78,3.00,5.63厘米,12日和18个月)。gydF4y2Ba

关于皇冠区域,六个树种表现出发展与不同速度的增加。从0到18个月,gydF4y2BaEagydF4y2Ba值最高的所有时间(1.54米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba6月;3.14米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba在12个月;5.31米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba在18个月)。在18月,gydF4y2BaSlgydF4y2Ba和gydF4y2BaCcgydF4y2Ba有中值(gydF4y2BaSlgydF4y2Ba:3.14米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba;gydF4y2BaCcgydF4y2Ba:3.14米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba),而gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba和gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba显示明显的缺点(gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba:1.54米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba;gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba:1.54米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba)。为gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba其他树种的生长表现不同,发生了温和增长从0到12个月,而在接下来的6个月,它有很强的发展达到第二高水平在所有六个树种(3.8 mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

为gydF4y2Ba赖gydF4y2Ba六个树种显示类似的发展模式从0到18个月。主要的区别存在于不断增长的利率。在18月,gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba值最高(1.84),其次是吗gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba(1.83)。gydF4y2Ba党卫军,CcgydF4y2Ba,gydF4y2BaEagydF4y2Ba有适度的值(gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba:1.50;gydF4y2BaCcgydF4y2Ba:1.58;gydF4y2BaEagydF4y2Ba:1.53)gydF4y2BaSlgydF4y2Ba一个最低(1.33)。gydF4y2Ba

地下过程的发展gydF4y2Ba

表1gydF4y2Ba给出了详细的信息对整个调查树种细根生物量的六个6到18个月。轻微的增长相比从0到6月,所有的树种有显著的增加从6到12个月(gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.05),例如,gydF4y2BaSlgydF4y2Ba(从19.64 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}229.06 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}),gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba(从11.20 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}244.43 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}),gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba(从21.38 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}415.63 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba})。然而,除了gydF4y2BaSlgydF4y2Ba从229.06 g m保持稳定增长gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}269.36 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba},另五个树种表现出异常减少从12到18个月,其中gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba和gydF4y2BaEagydF4y2Ba显著减少(gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba:从415.63 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}248.52 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba};gydF4y2BaEagydF4y2Ba:从415.72 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}342.80 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba})。gydF4y2Ba

细根生物量的垂直发展,即。,f我nerootbiomass in the shallow layer (0–10 cm), middle layer (10–20 cm), and deep layer (20–30 cm), was given below (图4gydF4y2Ba)。在6月,6个树种主要有浅细根,然而,他们获得大幅增长的三层6到12个月,如gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba浅层(从20.00 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}122.93 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}),gydF4y2BaCcgydF4y2Ba中间层(从5.41 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}88.66 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba})。在12月,细根生物量的重要更高的价值被发现gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba“中层和深层gydF4y2BaEagydF4y2Ba中间层。从12到18个月,除了gydF4y2BaSlgydF4y2Ba一致的增加在所有三层,其他五个树种不同的显示模式。此外,细根生物量gydF4y2BaSlgydF4y2Ba浅层和gydF4y2BaEagydF4y2Ba的深层明显大于其他树种的同一层,来显示他们的特殊战略在垂直的水平。为gydF4y2Ba红外光谱、Ss、CcgydF4y2Ba,gydF4y2BaEagydF4y2Ba,根层清廉,显示生物量减少10 - 20厘米,例如,gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba浅层和中层减少从122.93和103.17 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}91.39和81.35 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}层,而他们根深蒂固的20 - 30厘米获得增加等gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba(从25.14到42.37 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}),gydF4y2BaEagydF4y2Ba(从74.74到123.66 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba})。一个完整的下降被检测到的所有层gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba清廉的三组、10 - 20和从164.39下降20 - 30厘米,158.97,和92.27到86.66,92.53,和69.33 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba},分别。gydF4y2Ba

细根生物量位于从15厘米到树干从30厘米(内根)和树干(外根)给我们提供了一个与根的水平发展的角度(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)。在6月,没有发现显著差异之间的内部和外部细根生物量的六个树种(gydF4y2BaPgydF4y2Ba> 0.05)。从6到12个月,6个树种有显著增长,其中gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba和gydF4y2BaEagydF4y2Ba相对更高的价值的内在和外在根生物量(gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba_{内心的gydF4y2Ba}:431.54 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba};gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba_外gydF4y2Ba:399.72 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba};gydF4y2BaEagydF4y2Ba_{内心的gydF4y2Ba}:465.89 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba};gydF4y2BaEagydF4y2Ba_外gydF4y2Ba:365.54 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}),其中外根生物量显著大于其他树种(gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.05)。从12到18个月,无显著差异被发现之间的六个树种的根生物量和gydF4y2BaSlgydF4y2Ba是唯一的树种,获得正增长的内在和外在根源(gydF4y2BaSlgydF4y2Ba_{内心的gydF4y2Ba}:349.16 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba},gydF4y2BaSlgydF4y2Ba_外gydF4y2Ba:189.56 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}),而其他五个树种生物量变化的各种模式。具体而言,gydF4y2BaCcgydF4y2Ba增加了内部脚生物量从298.40 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}329.14 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}而其外根生物量减少从244.52到189.13 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}。观察根生物量的减少其他四个树种,其中gydF4y2Ba红外光谱、党卫军gydF4y2Ba,gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba稀缺的倾向显示了内部和外部的根生物量相应减少。相反,gydF4y2BaEagydF4y2Ba保持内心的根生物量的最高价值459.15 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}但有一个巨大的生物量损失其外根从365.54到226.44 g mgydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba

根的进化模式:拍摄比率gydF4y2Ba

基于每个叶片的干重和区域,数据的加权平均数gydF4y2BaSLAgydF4y2Ba在gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba。结合gydF4y2Ba主成分分析gydF4y2Ba和gydF4y2Ba赖gydF4y2Ba、叶生物量在6、12和18个月计算。与gydF4y2Ba主成分分析gydF4y2Ba从6到18个月以及增加gydF4y2Ba赖gydF4y2Ba,计算所有六个树种的叶生物量表现出一个稳定上升的趋势,例如,gydF4y2BaSlgydF4y2Ba:69.62 g在6月,12个月,148.27 g和254.65 g在18月。与细根生物量、进化根:拍摄比率所示gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba。在6月,6个树种根系生物量的比例相对有限,他们的根:拍摄比率保持在0.01和0.20之间(gydF4y2BaSlgydF4y2Ba:0.11;gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba:0.17;gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba:0.15;gydF4y2BaCcgydF4y2Ba:0.04;gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba:0.08;gydF4y2BaEagydF4y2Ba:0.08)。下的巨大发展的树种细根生物量的6到12个月,他们的根:拍摄比率提供了一个引人注目的增长,他们在12月达到峰值(gydF4y2BaSlgydF4y2Ba:0.59;gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba:0.93;gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba:0.97;gydF4y2BaCcgydF4y2Ba:0.38;gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba:0.52;gydF4y2BaEagydF4y2Ba:0.43)。从12到18个月,叶生物量增量同步减量的根生物量导致各种下降的根源:拍摄比率(gydF4y2BaSlgydF4y2Ba:0.40;gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba:0.41;gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba:0.33;gydF4y2BaCcgydF4y2Ba:0.22;gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba:0.13;gydF4y2BaEagydF4y2Ba:0.17)。gydF4y2Ba

改善土壤理化性质gydF4y2Ba

5物理和八个化学变量的测量来分析下的土壤革命生态修复(gydF4y2Ba表3gydF4y2Ba)。物理性质,发现无显著差异2018年6月至2019年12月,其中gydF4y2BaStp, ScpgydF4y2Ba,gydF4y2BaSncpgydF4y2Ba提出了轻微的增加(gydF4y2BaStpgydF4y2Ba:从39.80到45.72%;gydF4y2BaScpgydF4y2Ba:从35.66到39.31%;gydF4y2BaSncpgydF4y2Ba:从4.14%到6.41%)而gydF4y2BaSMCgydF4y2Ba和gydF4y2Ba双相障碍gydF4y2Ba表现出轻微的降低(gydF4y2BaSMCgydF4y2Ba:从22.64到19.90%;gydF4y2Ba双相障碍gydF4y2Ba:从1.28到1.23 g厘米gydF4y2Ba^{−3gydF4y2Ba})。gydF4y2Ba

在化学性质方面,除了gydF4y2BaTNgydF4y2Ba(从1.02到1.01 g公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}),其他变量显示不同的发展,尤其是对gydF4y2Ba一个,正义与发展党,SOMgydF4y2Ba显示显著增加(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba:从47.78到152.60毫克公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba};gydF4y2Ba正义与发展党gydF4y2Ba:从18.18到85.80毫克公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba};gydF4y2Ba耶鲁大学管理学院gydF4y2Ba:从10.36到18.44 g公斤gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})。此外,土壤酸度降低gydF4y2BapH值gydF4y2Ba值从4.20上升至5.04。gydF4y2Ba

讨论gydF4y2Ba

从辩证的角度地上生长在台风干扰gydF4y2Ba

树的成长是紧密相关的多个生态系统服务(gydF4y2Ba莫泽et al ., 2015gydF4y2Ba;gydF4y2BaRotzer et al ., 2019gydF4y2Ba)。一般来说,树木往往提供多个生态系统服务与高耸的高度,密集的直径和茂盛(gydF4y2BaGonzalez-Benecke et al ., 2014gydF4y2Ba;gydF4y2BaEscobedo et al ., 2015gydF4y2Ba)。在台风后的巨大影响和脆弱的土壤环境考虑,然而,它是具有挑战性的简单的鼓励树木地上的增长。这是因为尽管主导地上增长意味着树木的适应和潜在的生态系统服务在某种程度上,他们更多的地上迎风区域配置文件将会增加,因此使整棵树更高概率的住宿。具体从形态学角度,树木更大尺寸的高度和冠从风打碎,但薄直径可能遭受更多的更有可能是在台风情况下弯曲或折断。gydF4y2Ba

在这个研究中,gydF4y2BaCcgydF4y2Ba表现出优势在地面直径但规模相对较小的皇冠和高度。相比,其限制增长的直径和高度(模拟干旱胁迫下gydF4y2Ba胡锦涛等人。,2015年gydF4y2Ba),它可以推断gydF4y2BaCcgydF4y2Ba投资更多的台风干扰下阀杆直径增长而不是皇冠和高度,这可能导致适应强风。为gydF4y2BaSl, Ir,党卫军gydF4y2Ba,gydF4y2BaEagydF4y2Ba,他们的谐调发展地面直径,高度,和皇冠区域反映了average-allocated地上过程,显示一个常见wind-adaption能力。相反,gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba有高度的最强劲的增长伴随着第二大皇冠区域和介质地面直径,这是符合一些以往的研究(gydF4y2Ba李,2019gydF4y2Ba)。这种类型的树概要文件是被种植在typhoon-disturb不利的地区从形态学角度,这可能导致相对困难维护强风环境下的稳定性。gydF4y2Ba

根系生长和根的重要性:拍摄比率在应对风害gydF4y2Ba

细根生长,在其中扮演着重要的角色在提供多个生态系统服务的吸收水分和养分,反映了树种植地区的适应和改善土壤品质充分(gydF4y2Ba杰克逊et al ., 2008gydF4y2Ba;gydF4y2BaFornara et al ., 2009gydF4y2Ba;gydF4y2Ba福捷et al ., 2019gydF4y2Ba;gydF4y2Ba库萨克和特纳,2021年gydF4y2Ba)。我们的研究探讨了所有调查树种的根生物量的增长他们种植以来,基于特定模式被澄清的水平和垂直的水平。gydF4y2Ba

六个树种的特定模式的细根发展以及动态根:拍摄比率提供了深刻的见解如何适应地下环境。为gydF4y2BaSlgydF4y2Ba,总的来说表现出明显的细根生物量增长在整个18个月,这意味着稳定地下投资可以保证水分和养分吸收gydF4y2Ba关et al ., 2014gydF4y2Ba;gydF4y2BaFarneselli et al ., 2015gydF4y2Ba)。此外,其蓬勃发展的深度和外部根源证明过程进一步地提高营业额和建立稳定的地下架构(gydF4y2BaZhang et al ., 2020gydF4y2Ba)。得出结论,gydF4y2BaSlgydF4y2Ba细根的发展提出了著名的优势在环境适应和形态稳定。其他五个树种的细根生物量从0增加到12个月,但从12到18个月下降,揭示地下过程的动态调整。此外,根生物量的减少发生在不同部位的根,暗示各种策略下typhoon-effect地区。详细的从纵向的角度来看,所有的三层gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba的根生物量表现出一致的衰减。相比之下,根生物量的浅薄和中间层gydF4y2Ba红外光谱、Ss、CcgydF4y2Ba,gydF4y2BaEagydF4y2Ba拒绝他们的根生物量在深厚层从12到18个月,这也引起了我们的进一步关注。先前的研究表明,深根可能是关键的重要的缓解生存压力,特别是发挥了核心作用,有些植物在热带和亚热带环境(gydF4y2BaGewin 2010gydF4y2Ba;gydF4y2BaPierret et al ., 2016gydF4y2Ba)。此外,一些研究人员提出,树木消耗更少的能源建设浅根而不是根深蒂固,然而,他们可能会加强在应对环境挑战根深蒂固的投资,如干旱、洪水、和土壤退化(gydF4y2BaSchenk和杰克逊,2005年gydF4y2Ba;gydF4y2BaSchenk 2008gydF4y2Ba)。因此,深厚的根基会的发展gydF4y2Ba红外光谱、Ss、CcgydF4y2Ba,gydF4y2BaEagydF4y2Ba更好的适应环境gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba贫瘠的土地环境被台风事件。对水平根系生长紧有关树的稳定性,观察两种倾向对五个树种。内部和外部的根生物量gydF4y2Ba红外光谱、党卫军gydF4y2Ba,gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba同时减少,而gydF4y2BaCcgydF4y2Ba和gydF4y2BaEagydF4y2Ba保持自己内心的根发展外根生物量的减少为代价的。从形态学角度,树木广泛和平均分布的根将实现更稳定,而不是那些有集中的根(gydF4y2BaLeuschner et al ., 2004gydF4y2Ba)。因此,之前的损失外根生物量可能削弱gydF4y2BaCcgydF4y2Ba的年代,gydF4y2BaEagydF4y2Ba处理大风干扰的能力。gydF4y2Ba

根:拍摄比被广泛用来估计相对生物量分配之间的“根与芽”(gydF4y2Ba利多et al ., 2018gydF4y2Ba;gydF4y2BaMaškov Herben, 2018gydF4y2Ba)。除此之外,这一比率有助于揭示植物如何面对各种短期或长期的压力,有效地提升到一个更好的理解植物如何适应当地的环境在未来(gydF4y2BaSainju et al ., 2017gydF4y2Ba;gydF4y2Ba科瑞尔et al ., 2018gydF4y2Ba)。虽然是更好的计算下面的总生物量和地上部分,在这项研究中,我们计算了细根生物量比叶生物量调查以来所有的树都被严格保护和禁止收成。这种根:拍摄比不能完全一样共同的根:拍摄比,但是,它仍将为研究人员提供信息部分知道上面,地下生物量之间的关系(gydF4y2BaZhang et al ., 2019gydF4y2Ba)。根:拍摄所有六个树种的比例显示的趋势rising-descending在整个观测期间,12月达到高峰。这表明,他们有更高比例的地下投资在第一年种植,他们调整后地上发展的倾向。根据其他研究压力(gydF4y2Ba本杰明et al ., 2014gydF4y2Ba;gydF4y2BaAgathokleous et al ., 2019gydF4y2Ba;gydF4y2BaZhang et al ., 2020gydF4y2Ba),植物可能会给更多的优先级根发展保证水分和养分的吸收,而不是茎或分支。这是因为支离破碎的土壤环境普遍缺乏肥力和水分,使根更深入、更广阔的建设正在加快。因此,地上过程可能放缓、投资少由于non-urgency实现。尽管如此,这一趋势将不会保持总是作为树的光合作用仍然是至关重要的生存,后续补充支持给地上增长(gydF4y2BaAgren Ingestad, 1987gydF4y2Ba;gydF4y2Ba查维斯et al ., 2002gydF4y2Ba),导致弹性“根与芽”之间的平衡。在我们的研究中,六个树种减少根:拍摄比率一起从12到18个月叶生物量增加,暗示地上过程的加速度。在这地上增长的积极的前提,具体仍要注意避免或减少头重脚轻的现象。例如,在18月,根:拍摄的比率gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba和gydF4y2BaEagydF4y2Ba明显低于其他树种,虽然不意味着失败的根系生长,地上生物量的比例增加了树木的漏洞强风的障碍和行为应采取缓解住宿或断裂的可能性。gydF4y2Ba

生态修复对土壤理化性质的影响gydF4y2Ba

通过根营业额、垃圾沉积和与微生物相互作用,植被可以改革和恢复肥力土壤属性(gydF4y2Ba巴里奥斯et al ., 2005gydF4y2Ba;gydF4y2BaYavitt et al ., 2011gydF4y2Ba;gydF4y2BaHogberg et al ., 2017gydF4y2Ba)。typhoon-affected地区,恢复土壤品质起到了根本的作用在栖息地的重建,维护生物多样性,促进生态平衡(gydF4y2Ba侯et al ., 2019gydF4y2Ba;gydF4y2Ba阿巴斯et al ., 2020gydF4y2Ba)。以2017年6月和2018年12月,土壤理化性质对生态修复的效率进行评估。有关物理性质,但没有发现显著差异2018年6月至2019年12月的增加gydF4y2BaStpgydF4y2Ba透露,空气或水的可用性和运动促进了土壤环境(gydF4y2BaMishra et al ., 2003gydF4y2Ba;gydF4y2Ba拉梅什et al ., 2019gydF4y2Ba)。此外,的崛起gydF4y2BaScpgydF4y2Ba,反映了水在土壤孔隙抵抗重力的力量,表明根失误初步改善了土壤的结构通过保留更多的水分对树木的增长(gydF4y2Ba汤圆et al ., 2009gydF4y2Ba;gydF4y2Ba或et al ., 2013gydF4y2Ba;gydF4y2Ba王邵,2013gydF4y2Ba)。在化学性质方面,所有的变量显示升级在不同程度上,非常的高涨gydF4y2Ba一个,正义与发展党gydF4y2Ba,gydF4y2Ba耶鲁大学管理学院gydF4y2Ba(gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.05)。考虑地下发展的树种调查,根增长可能是不可或缺的角色,积极参与了土壤化学进化和提升的释放微量元素(gydF4y2Ba贾et al ., 2008gydF4y2Ba;gydF4y2BaPostma林奇,2011gydF4y2Ba)。在所有的化学测量变量,轻微的变化gydF4y2BaTPgydF4y2Ba和gydF4y2Ba美联社gydF4y2Ba可能会导致磷的不活跃的性质,特别是在酸性条件下(gydF4y2Ba李et al ., 1995gydF4y2Ba)。总之,种植树木的生态修复铅对土壤环境的积极的演变,主要化学性质而不是身体的。gydF4y2Ba

选择合适的树种对台风干扰生态修复gydF4y2Ba

与全球生态修复的需求增加,效率和有效性成为主要需求对各种环境挑战(gydF4y2Ba伯顿2014gydF4y2Ba;gydF4y2BaCamarretta et al ., 2020gydF4y2Ba)。台风后森林恢复事件,树木的退化土壤环境提出要求的适应。视为先锋树种,更严重的是,他们如何改善环境条件包括土壤理化性质决定后续种植园的其他树种的效率(gydF4y2BaTabarelli et al ., 2010gydF4y2Ba;gydF4y2BaParraga-Aguado et al ., 2014gydF4y2Ba)。因此,应优先选择那些树种生理强劲增长,特别是稳定和强劲的发展根源。详细,有力的根的发展导致了一个增强的能力吸收水分和养分而加剧地上过程充分披露光合作用,呼吸作用,相对生态系统服务(gydF4y2BaKreuzwieser和阿尔托,2010gydF4y2Ba;gydF4y2BaWeemstra et al ., 2016gydF4y2Ba;gydF4y2Ba玛雅et al ., 2020gydF4y2Ba;gydF4y2BaRotzer et al ., 2021gydF4y2Ba)。从我们的研究中,树种gydF4y2BaSlgydF4y2Ba和gydF4y2BaCcgydF4y2Ba显示根增长整体优势、水平和垂直的水平,这可能是积极的生态修复的效果。相反,大波动的根生物量在维持浅的生长期和倾向和集中的根,可能是担心gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba在其环境适应性能在未来有风的情况下。gydF4y2Ba

除了树种的基本生长,以及他们是否会在未来应对台风干扰了我们的注意力进行进一步分析。在这项研究中,根:拍摄比率,表示策略和公差在多个干扰(gydF4y2Ba巴顿和蒙塔古,2006年gydF4y2Ba;gydF4y2Ba林奇et al ., 2012gydF4y2Ba),用于评估潜在的阻力6个树种调查与强风。基于一些先前的发现,那些适应性树木往往面临的地下比例增加干燥或更严厉的环境条件(gydF4y2BaTahere et al ., 2000gydF4y2Ba;gydF4y2BaZhang et al ., 2020gydF4y2Ba)。从我们的测量,根:拍摄的比率gydF4y2BaSl,红外gydF4y2Ba,gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba都高于其它树种在整个观察期。此外,根的急剧上升:拍摄比率发生在他们的幼年期,在此期间,树还很年轻。正是因为,根的高值:拍摄比率隐含大量地下大于地上部分,它更能反映稳定树概要文件。相反,根的动态模式:拍摄的比率gydF4y2BaCc,西文gydF4y2Ba,gydF4y2BaEagydF4y2Ba没有显示出对地下生物量分配发展的优势,甚至在第一年因为种植园。另一个有价值的现象是所有树种减少了根:拍摄比率从12到18个月,可能由于冠等地上部分的强劲发展。因此,关于新的台风事件的可能到来,特别注意,如可以采用物理支持提高树木的稳定。gydF4y2Ba

总之,树种选择生态修复应深刻地评估自己的能力和适应性。适当的树种种植typhoon-affected地区应该适应风环境。首先,这对他们来说是至关重要的强劲增长,特别是根发展。此外,改善土壤品质的能力,保证后续的种植园的良好环境。也可能是明智的选择的树种固有优势,如高根的值:拍摄比率从形态学的角度揭示相对稳定的树概要文件。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

台风Hato(2017)在珠海的城市和有严重影响当地的森林生态系统,为当地行政部门推出了通过种植各种树种的生态修复。在这项研究中,我们选择6种树种的对象和测量他们的树木生长对土壤品质的影响,旨在分析其环境适应和生态修复的效率。gydF4y2Ba

我们的研究结果表明,上述六调查树种不同,地下经济增长模式。根强劲发展的水平和垂直两个层面结合相对较短和厚的地上,gydF4y2BaSlgydF4y2Ba和gydF4y2BaCcgydF4y2Ba可能能够很好地应对台风干扰。树的发展gydF4y2Ba红外gydF4y2Ba和gydF4y2Ba党卫军gydF4y2Ba温和的风环境适应,gydF4y2Ba西文gydF4y2Ba和gydF4y2BaEagydF4y2Ba并不建议种植下typhoon-effect关于不稳定根源发展领域。此外,生态修复并改善土壤性质,包括专门为化学特征gydF4y2Ba一个,正义与发展党,SOMgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

的初步发展种植树种和改善土壤品质证明生态修复的效率。在未来实现进一步的效果,最好是选择那些树种的根一起发展稳定和高根的值:拍摄比率,为应对台风干扰可能是有利的。繁荣的地上生长的树种是不适合直接面临强风地区但可以种植在背风区域放大他们的景观功能。gydF4y2Ba

数据可用性声明gydF4y2Ba

原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。gydF4y2Ba

作者的贡献gydF4y2Ba

CZ, WQ设计研究,进行研究,分析数据和写论文。LS的数据分析。求管理这个项目。所有作者的文章和批准提交的版本。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

本研究支持的林业科技创新具体项目2021年广东省kjcx009和2020 kjcx006。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

我们高度赞赏李韩宇奇清杨,举办的郭,江小琪,明元,建材,和江Haijie协助收集和计算细根生物量、树测量,和土壤取心运动。gydF4y2Ba

的利益冲突gydF4y2Ba

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba