采用野外定位實(shí)測和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法,基于結(jié)構(gòu)方程模型研究了西南典型紅壤土石山區(qū)4種公路邊坡護(hù)坡植物根系特征及其對同空間內(nèi)土壤水分的影響.結(jié)果表明:灌木植物根系屬V type垂直構(gòu)型,草本植物為散生須根屬M(fèi) type團(tuán)網(wǎng)構(gòu)型,4種植物根系呈淺層化分布,代表根徑均為細(xì)根,草本植物根系長度、干質(zhì)量、表面積均大于灌木植物,且分布趨勢均隨土層加深而減少;根系分布與同空間內(nèi)土壤水分顯著正相關(guān)（P<0.01）,根系表面積和根系干重等特性對土壤含水率呈極顯著的正相關(guān)影響,結(jié)構(gòu)方程路徑總系數(shù)達(dá)0.99,根系結(jié)構(gòu)由粗根含量決定,且對土壤含水率存在系數(shù)-0.39的顯著負(fù)相關(guān),對根系特性和根系延伸范圍存在總系數(shù)-1.50和-1.54的極顯著負(fù)影響.草本植物對較淺或貧瘠的土壤邊坡的適應(yīng)性更好,其保持土壤水分的作用更好,而土層較深邊坡建議選擇灌草搭配的方式來達(dá)到保水固土的目的. 

【文章來源】：福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019,48(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

不同植物根系長度隨土層深度的變化Fig．3Ｒootlengthvarieswithsoillayerofdifferentplants．

本植物根系最大垂直分布與白三葉(Trifoliumrepens)相似［33］但較黑麥草(Loliumperenne)、高羊茅(Festucaelata)淺，但在淺層土的分布比例遠(yuǎn)大于黑麥草、高羊茅(72．5%～87．6%)［6］，淺層土加筋效果更明顯．2．1．3根系直徑組成特征根系的直徑組成對植物根系的固土方式、生理活性強(qiáng)弱有很大聯(lián)系［34］．本研究將根系直徑分為3種類型:0．5mm≤細(xì)根≤1mm、1mm＜中根≤2mm、粗根＞2mm，比較每種類型在各植株中所占比例并分析各植物根系的特點(diǎn)．圖4不同植物根系直徑結(jié)構(gòu)Fig．4Diameterstructureofplantroot如圖4所示，不同植物其細(xì)根占根系所有徑級的比例表現(xiàn)為栽秧泡(77．78%)＞星毛金錦香(73．00%)＞皺葉狗尾草(70．20%)＞燈芯草(55．41%)，草本＜灌木;中根占根系所有徑級的比例表現(xiàn)為燈芯草(45．00%)＞皺葉狗尾草(30．00%)＞星毛金錦香(23．36%)＞栽秧泡(15．43%)，草本＞灌木;粗根占根系所有徑級的比例，栽秧泡6．79%，最大徑級為4．34mm，星毛金錦香3．65%，最大徑級為3．42mm，草本無粗根．所選植物的代表根徑均為細(xì)根．這與程洪［35］對草本根系直徑研究結(jié)果一致，而灌木根系直徑普遍比徐洪雨［32］的研究結(jié)果要小很多，原因可能是研究區(qū)氣候環(huán)境的不同，南方環(huán)境濕潤，土壤含水率較高，在適宜的環(huán)境中植物為了快速生長，選擇具有更強(qiáng)吸收能力的細(xì)根，而北方降雨少，土壤中自然含水率低，需要強(qiáng)壯的粗根克服阻力向下生長尋找水源．2．1．4灌木植物根系直徑垂直分布特征由于草本植物根系直徑差異變化較小，灌木植物根系直徑的差異較?

圖6不同土層根系表面積Fig．6Ｒootsurfaceareaindifferentlayersofsoil金錦香(2．01g)＞栽秧泡(1．70g)，草本＞灌木．由圖7可以看出，根系干質(zhì)量隨土層的加深呈遞減趨勢，其中91．72%～96．83%的根系干質(zhì)量分布在0～20cm層，在20～30cm土層根系干質(zhì)量急劇減少．灌木根系干質(zhì)量在深層土的平均含量僅占4．3%及3．22%．本研究所選草本植物的根系干質(zhì)量約為白三葉根系干質(zhì)量的2倍，但卻遠(yuǎn)小于高羊茅(23．19g)［25］，這可能與植物生長的立地條件和自身遺傳特性相關(guān)［36－37］，說明所選草本植物根系符合護(hù)坡植物根系特征．圖7土層深度與植物根系干質(zhì)量關(guān)系曲線Fig．7Ｒelationshipcurveofsoildepthanddryrootmass2．1．7根系分布削弱模型通過根系形態(tài)指標(biāo)的數(shù)據(jù)對比來了解根系地下的垂直分布情況是不完善的．Galeetal［27］通過對不同樹種根系分布特征的研究，提出了一個(gè)根系垂直分布模型，其中β值越大，根系分布越深，β值越小，根系分布越淺．根系削弱系數(shù)值大小與根體積或根密度無關(guān)，只是說明了根系垂直分布特征與深度的關(guān)系．該模型只適用于同類型植株的比較，不同類型植物的根系生長方式差異較大，無法一起比較．由表2可得，當(dāng)根系累積50%以上時(shí)，草本植物削弱系數(shù)表現(xiàn)為β值燈芯草(0．93)＞皺葉狗尾草(0．92)，灌木植物削弱系數(shù)表現(xiàn)為β值栽秧泡(0．89)＞星毛金錦香(0．80)，表明燈芯草比皺葉狗尾草根系的垂直分布更大，栽秧泡比星毛金錦香根系的垂直分布更大．在根系累積90%時(shí)，草本植物削弱系數(shù)表現(xiàn)為β值皺葉狗尾草(0．88)＞燈心草(0．84)，灌木植物削弱系?


本文編號：3112236