农牧交错带柠条锦鸡儿根系与土壤水分空间关系研究

以内蒙古农牧交错带柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)人工林为研究对象,在秋季对其根系分布特征及土壤水分采用四分之一圆法分层采样分析,研究了柠条锦鸡儿根系生物量与土壤含水率空间分布规律。结果表明:(1)柠条锦鸡儿根系呈浅层化分布,根系主要集中在0~60 cm土层;(2)根系生物量与土壤水分的空间分布规律基本一致,且根系分布与同空间内土壤水分存在正相关关系,均表现为随着土层深度的增加而逐渐减少;(3)在垂直、水平方向,各实验地柠条锦鸡儿根系生物量与土壤含水率均呈显著相关,构建根系生物量与土壤含水率的经验模型,验证发现该模型可以很好地说明二者的关系。研究结果旨在为干旱区人工柠条林的栽植管理及植被恢复提供理论依据。     

黑河中游荒漠绿洲过渡带植被多样性特征及其水分的影响

应用Simpson和Shannon-Wiener物种多样性指数、Margalef物种丰富度指数、Simpson物种优势度指数和Pielou物种均匀度指数对黑河中游荒漠绿洲过渡带的植被群落多样性及土壤含水量对植被多样性的影响进行分析。结果表明:1）黑河流域荒漠过渡带共有植物12科31属37种。灌木以红砂-珍珠猪毛菜为优势群落,草本以三芒草-苔草群落为优势群落,具有物种组成简单、多样性较低的特点。2）群落在植物生活型上以旱生、超旱生或盐生的小灌木和1年生草本植物占主导地位。3）灌木群落具有较高的丰富度指数和多样性指数,而草本群落具有较高的均匀度指数。各群落丰富度指数与多样性指数、均匀度指数之间存在极显著的相关性。4）除干沙层外,每个样地各土层的土壤含水量均随土层深度的加深土壤含水量依次增大,植被丰富度随土层持水量增大而增加,植被多样性和丰富度与各土层土壤含水量呈正相关。灌木根系主要分布在20～40 cm土层,草本根系主要分布在浅层0～20 cm。表明土壤水分对群落物种组成、 植被群落多样性具有重要的影响,在植被恢复建设中优先考虑土壤水分承载力。     

不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征,探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制,在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,研究抗旱型品种"花育22号"、"唐科8号"和干旱敏感型品种"花育23号"3个不同抗旱性花生品种根系形态发育特征及其对干旱胁迫的响应。结果表明:抗旱型品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面积。干旱胁迫使抗旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反。干旱胁迫显著增加抗旱型品种"花育22号"20 cm以下土层内根长密度分布比例及根系表面积和体积,但"唐科8号" 相应根系性状仅在20-40 cm土层内增加;干旱胁迫使干旱敏感型品种"花育23号"40 cm以下土层内各根系性状升高,但未达显著水平且其深层土壤内各根系性状增加幅度小于"花育22号"。花生根系总长、总表面积及0-20 cm土层内根系性状与产量间呈显著或极显著正相关。土壤水分亏缺条件下,花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性,优化空间分布构型,以调节植株对水分的利用。     

灌草立体配置对退化草地土壤水分和养分的影响

【目的】比较灌草立体配置模式下3种不同生境的土壤水分、养分和植物根系相关参数的差异，探究灌草立体配置30年对退化草地土壤水分和养分以及植物根系的影响，为黄土高原水土保持和生态恢复提供理论依据。【方法】以位于黄土高原云雾山国家草原自然保护区种植30年的人工柠条和野山桃搭配灌丛带样地为研究对象，采集灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部不同土层的土样和植物根系，比较3种位置下土壤水分、养分含量和植物根系特征的差异，并分析了根长与土壤水分和养分含量的相关性。【结果】在0～80 cm土层，灌丛带内部的土壤含水量明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在0～80 cm土层，随着土层深度增加，灌丛带3个位置土壤全氮、碱解氮和有机碳含量均呈下降趋势，而全磷含量变化不明显；在同一土层，灌丛带内部的全氮、碱解氮和有机碳含量均明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部3个位置，植物根系生物量呈减小的趋势。从垂直分布来看，灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部0～15 cm土层的植物根系生物量分别占0～40 cm土层植物根系生物量的90.86%，90.79%，92.91%，说明植物根系生物量主要集中分布于0～15 cm土层。3个取样位置中，灌丛带内部植物根长、根表面积和根体积均最大。相关性分析表明，灌丛带植物根长与0～20 cm土层的土壤含水量，0～40 cm土层土壤有机碳和全氮、0～80 cm土层碱解氮均呈显著或极显著正相关。【结论】在黄土高原退化草地上进行灌草立体配置可以促进植物根系生长，提高土壤水分和养分含量，有利于退化草地的恢复。     

黄土高原刺槐细根与土壤水分特征

在黄土高原甘肃省泾川县,采用根钻法对刺槐(Robinia pseudoacacia)林地的细根和土壤水分进行动态调查。结果表明:刺槐林地0～150cm土层是树木细根的主要分布层,有87%以上的细根表面积分布。刺槐细根表面积垂直分布与剖面土壤水分间呈显著正相关(p<0.05)。生长季内刺槐林地土壤含水量动态变化为10月>4月>6月>8月,刺槐细根表面积的动态变化为4月>6月>8月>10月。刺槐细根表面积动态与土壤含水量的季节动态不完全一致。总体上刺槐细根表面积季节动态与林地土壤含水量的相关性不显著。     

黑河干流上游不同护坡工程对垂穗披碱草根系特征的影响

【目的】研究不同护坡工程对常用护坡植物垂穗披碱草（Elymus nutans）根系特征的影响，为植被护坡工程的科学建设提供参考。【方法】以黑河黄藏寺水利枢纽工程区高次团粒喷播植草工程、格状框条护坡植草工程和直接撒播草籽工程3种植被护坡工程的垂穗披碱草为研究对象，通过野外植物根系取样和土壤取样，室内WinRHIZO根系扫描分析和土壤理化性质分析，探讨3种护坡方式下垂穗披碱草的根系特征及其与土壤理化性质之间的关系。【结果】高次团粒喷播植草工程、格状框条护坡植草工程和直接撒播草籽工程3种护坡工程下，垂穗披碱草的根系均以细根为主，其中格状框条护坡植草工程下垂穗披碱草总根长为616.0 cm，根表面积为36.8 cm²，根体积为0.24 cm³，均显著高于直接撒播草籽工程。格状框条护坡植草工程下垂穗披碱草立地土壤的有机质、速效磷和速效钾含量较其他两种护坡方式高，而高次团粒喷播植草工程下0～10 cm土层土壤含水率和土壤体积质量较其他两种护坡方式高。土壤理化性质对垂穗披碱草根系生长的影响较大，相关分析表明，0～10 cm土层土壤含水率与总根长、根表面积和根体积均呈显著正相关关系（P<0.05）；10～20 cm土层土壤速效钾含量与根表面积呈显著正相关关系（P<0.05）。【结论】格状框条护坡植草工程下垂穗披碱草的总根长、根表面积、根体积最高，其立地土壤的有机质、速效磷和速效钾含量也高，说明在黑河黄藏寺水利枢纽工程区及类似工程区选择格状框条护坡植草工程种植垂穗披碱草效果好。     

高速公路不同坡向边坡草本植物根系特征研究

【目的】为明确高速公路护坡草本植物在不同坡向下的根系特征。【方法】采用整株挖掘法对信(阳)南(阳)高速公路边坡常见草本植物根系进行调查和研究。【结果】(1)同一坡向不同草本植物根长、根径、根表面积和根干重均存在一定差异性,其中,人工恢复草本高羊茅和白三叶的根长、根表面积、根干重均存在显著性差异(P0.05),而坡面入侵杂草根系特征之间差异性不显著,人工草本的根长、根表面积、根干重基本都要高于坡面入侵杂草,且根径较入侵草本小;各坡向高羊茅、白三叶和蛇莓的根长、根表面积、根干重均有显著或极显著差异性(P0.05或P0.01),表现为:阴坡阳坡的分布规律,而艾草、问荆则表现不明显,且阳坡艾草的根长、根表面积、根干重较阴坡都要大;不同护坡草本植物在坡向条件下的根径差异较小,多集中在0.6~1.5 mm左右;坡向对各草本植物根冠比也产生一定影响,阴坡立地上蛇莓根冠比最大,阳坡艾草和白三叶次之。(2)不同植物的自身生物学特性不同,在坡向影响下的根系特征也具有一定差异;5种草本植物中,艾草在阳坡生长较好,而高羊茅、白三叶、蛇莓适合生长在背阳坡阴湿生境中,问荆抗逆性强,在2种坡向上均可正常生长。【结论】综合考虑护坡草本植物根系特征及其生态效应,人工草本对高速公路边坡不良生境的适应和改造能力要强于部分入侵杂草。     

坡度对含根坡体稳定性的影响

为了定量化分析在不同坡度条件下植被根系对边坡稳定性的贡献,采用不固结不排水三轴压缩试验测定研究区不含根土体及2种灌木植物根-土复合体的抗剪强度参数,应用极限平衡法分析不同坡度对边坡稳定性的影响。通过算例分析,发现当坡度在25°以下时,有根系边坡的稳定系数比素土边坡的稳定系数增大1倍以上;当坡度在25°~50°之间时,种植灌木四翅滨藜的边坡稳定性较种植柠条锦鸡儿边坡平均增加38%,其中四翅滨藜可提高边坡稳定系数1.38~0.80,柠条锦鸡儿提高边坡稳定系数在1.03~0.56之间,植物根系对边坡土体发挥着重要的加筋和锚固作用;当边坡坡度超过55°时,2种灌木植物根系对边坡稳定性的影响相对较小。     

玉米根系与环境条件的关系

据玉米根系的生长及分布特性,在一定的土壤水分范围内,根系生长与土壤水分状况之间有正相关关系;氮、磷、钾肥和微肥不同时期施用对玉米根系形态和分布有影响;在紧实土壤中根系伸长速度减慢、根变短变粗,而在轻质型土壤中根系变得细长;随玉米品种更替,根系体积、吸收面积和活跃吸收面积显著增加,且与产量呈正相关;温度和植物生长调节剂等都能对根系生长发育和生理活性产生一定影响。     

荒漠—绿洲过渡带典型混交灌木根区土壤含水率变化特征麻进，胡广录,陈海志，焦娇

土壤水分是干旱区植被生长的限制因子,研究荒漠—绿洲过渡带植被根区土壤水分时空变化对抵御沙漠化进程具有重要意义。以荒漠-绿洲过渡带3种典型混交灌木梭梭×泡泡刺(SS×PP)、泡泡刺×沙拐枣(PP×SG)、沙拐枣×梭梭(SG×SS)为研究对象,对3种典型混交灌木根区0～100 cm土层土壤进行连续采样并测定土壤含水率。结果表明：1)7-9月,3种混交灌木根区0～100 cm土层土壤含水率的变化范围依次为：梭梭×泡泡刺0.54%～2.75%、1.06%～2.41%、0.73%～4.72%;沙拐枣×梭梭0.42%～2.59%、0.96%～2.35%、0.57%～3.58%;泡泡刺×沙拐枣0.31%～2.38%、0.56%～2.33%、0.79%～3.71%。3种混交灌木在0～60 cm土层土壤含水率随深度增加而增大,60～100 cm土层各类型混交灌木土壤含水率变化逐渐趋于稳定。2)7月,0～100 cm土层混交灌木梭梭×泡泡刺的土壤含水率显著高于沙拐枣×泡泡刺,9月,20～40、60～100 cm土层混交灌木沙拐枣×梭梭的土壤含水率显著低于其他2种混交灌木类型。3)3种混交灌木土壤持水能力大...