林分密度和植株配置方式是人工林生态系统经营管理的重要措施,是调控林木地上和地下部分生产的重要手段。本文选取4种不同密度及植株配置(株距×行距分别为3 m×8m、5 m×5 m、6 m×6 m、4.5 m×8 m)的杨树人工林为研究对象,采用根钻法对细根生物量、细根形态和碳氮含量的空间分布特征及季节动态进行研究,分析杨树细根生物量及形态特征的空间分布规律及季节动态,探讨杨树人工林地下细根生长对林分密度和植株配置方式的响应规律,这对于优化人工林生态系统经营措施具有重要意义。结果表明:(1)在垂直方向上,四种密度和株行距配置林分(3 m×8 m、5 m×5 m、4.5 m×8 m、6 m×6 m)的细根生物量、根长密度及根表面积密度随土壤深度增加,呈现显著递减趋势;而比根长则在表层(0-10 cm)土壤和深层(40-50 cm)土壤中较高,但在中层土壤中较小。低密度林分细根生物量、根长密度和比根长要显著高于高密度林分,且主要在表层细根有所体现。在低密度林分条件下,土壤表层的根表面积密度显著高于高密度林分,但是在中下层6 m×6 m和3 m×8 m林分细根比表面积和根表面积密度显著较高。表层细根碳含量显著较大;不同径级细根碳氮含量及碳氮比存在差异,呈现:随着径级升高,细根碳含量及碳氮比逐渐升高,氮含量逐渐降低的趋势;林分密度对细根碳氮含量分布影响显著,在10-20 cm土层细根碳含量4.5 m×8 m林分显著小于其它三种林分。(2)在水平方向上,不同密度和配置林分对细根生物量分布影响不一致。长方形配置(3 m×8 m和4.5 m×8 m)的林分细根生物量与取样距离具有显著的负相关关系,而正方形配置(5 m×5 m和6 m×6 m)的林分细根生物量与取样距离相关性不显著。比表面积与取样距离具有显著的正相关关系,而根长密度、比根长及根表面积密度与取样距离没有明显的相关关系。各密度林分细根碳含量水平分布呈现:随距树干距离增加,先降低后增加的趋势。水平位置0.5 m、1 m处细根碳含量、1 m和1.5 m处细根氮含量以及1.5 m处细根碳氮比均为低密度林分显著较高。(3)长方形配置林分,株距方向上的细根生物量、根长密度、比根长及比表面积总是显著低于行距方向,株距中点位置的细根生物量和比根长总是高于临近根桩位置,而根长密度、根表面积密度和比表面积无显著差异。密度经营对杨树人工林生态系统细根生物量和形态的空间分布具有显著影响,更多体现在表层细根(0-10 cm)和小直径细根(<0.5mm),长方形植株配置方式直接影响到细根的水平分布,对细根生物量和形态产生显著影响。(4)杨树细根生物量和形态具有明显的季节动态,不同密度林分细根生物量呈现单峰型季节变化,峰值在5月;细根比根长及根长密度季节动态与生物量基本一致,而不同林分密度细根比表面积和根表面积密度差异明显,3 m×8 m和4.5 m×8 m林分细根比表面积峰值在9月,而5 m×5 m和6 m×6 m林分峰值在5月;3 m×8 m和4.5 m×8 m林分细根根表面积密度呈双峰型,峰值在5月和9月,5 m×5 m和6 m×6 m林分是单峰型,峰值在5月。