森林,覆盖了地球陆地表面积的27%,是陆地上最大的生态系统,是人类赖以生存和发展的资源和环境。而杉木作为我国南部地区的重要造林树种,更是集经济、生态、社会三大效益于一体的优良树种,然而近年来,杉木的栽培中存在着林地肥力逐代衰竭的现象,特别是速生丰产林,在连续栽培之后,其单位面积木材生长量随着连栽次数的增加而逐代下降。产生这种现象的原因与长期在同一地块生长栽培同一树种,养分消耗过于专一,致使土壤某些养分缺失,或土壤物理性质恶化等方面密切相关。本试验将以我国福建省南平峡阳国有林场的不同林龄杉木林为样地,选取不同林龄的杉木人工林为研究对象,针对杉木根系部分的细根开展试验,应用内生长法来科学分析和研究杉木细根,从而揭示限制树木生长的养分因子。实验分别从设置内生长圈,并在圈内添加科学配比的相关养分溶液,观察研究其细根的生物量和林木生长量,调查树木的原始生长情况,并采集和测定原始土壤样品养分差异和含量,系统分析土壤和细根的变化情况,最终对比不同的养分添加液在内生长圈的作用下,对杉木细根产生的影响,从而确定不同养分对根系生长的导向性和限制性。研究结果将为分析和发现不同连栽代数杉木林生产力下降的因素提供方法指导,试验结果将对在野外环境中不改变整体林分水平的情况下查找出杉木连栽时限制树木生长的养分因子有重要意义,这将是一个在小范围内和复杂地形中检测林木生长限制因素的有效方法,对我国南方林场杉木经营中连载杉木林生产力下降的调查和施肥管理工作具有重要的指导意义。其主要研究结果如下：(1)不同连栽代数杉木人工林其土壤养分含量不同。首先,一代杉木人工林土壤养分含量都高于二代杉木人工林,即连栽引起的土壤肥力下降影响显著。其次,在同样的二代杉木土壤,3a杉木人工林的土壤氮和磷含量明显低于14a,分析原因为3a林下植被稀疏,受雨水淋漓作用造成养分含量流失,21a土壤养分与14a比有所下降,与3a比,多数元素含量整体不高。最后,在同样立地环境下,土壤层次的不同对杉木人工林的土壤养分含量均产生显著影响,即随着土壤层次的加深,土壤养分含量逐渐下降,在0-5cm和5-10cm土层养分含量较高,到20-40cm土层,养分含量达到最低,变化和差异也不明显。(2)试验中采用蛭石作为内生长圈的基质,也取得了良好的效果,有利于细根的生长和延伸。蛭石自身并不含较高的养分元素,加上其良好的保水、保肥和透气性,很好的改善了细根生长的物理环境的同时不会对处理本身产生影响,试验中不添加养分溶液的对照处理生长圈内,生长出的杉木细根就很好的证明了这一措施的可取性。(3)经过试验周期后,对样地内杉木林进行生物量测定,发现不同连栽代数的杉木人工林均有所生长,胸径和树高变化明显,且设置内生长圈的杉木明显生长量均大于普通杉木生长量,此处进行对比的普通杉木其原始生物量和试验前标准木的生物量相接近,更利于比较和分析的科学性合理性。(4)在明确设置内生长圈对杉木生长产生影响作用的基础上,对生长圈内细根进行收集和生物量的比较分析,从而揭示出不同连栽代数杉木林限制树木生长的养分因子。(5)试验结果表明：不同连栽代数杉木林限制林木生长的养分因子有所差异。二代3a杉木人工林表现出缺N和P的现象；二代14a杉木人工林主要缺N；二代21a杉木人工林表现出缺N和K的现象,分析是受杉木不同生长阶段影响；一代46a杉木人工林N素对其生长仍然有一定导向性。