植物根系是植物與土壤進行物質交換的通道,在土壤侵蝕嚴重、生態(tài)脆弱的黃土丘陵區(qū),深入認識根系對土壤物理化學性質的影響具有重要意義。選取了白羊草（Bothriochloa ischaemum）、苔草（Carex lanceolata）、茭蒿（Artemisia leucophylla）、鐵桿蒿（Artemisia sacrorum）、狼牙刺（Sophora viciifolia）、檸條（Caragana intermedia）6種植物作為研究對象,取0—10,10—20,20—30,30—40,40—50,50—60 cm土層根系和土樣,分析不同土層各物種根長密度、根表面積密度、平均根直徑、土壤有機質（SOM）、土壤容重以及各級水穩(wěn)性團聚體重量百分含量。結果表明:所研究植物根系以細根為主。在0—20 cm土層中,白羊草、苔草根長密度顯著大于其余植物（P<0.05）,表現(xiàn)為苔草>白羊草>鐵桿蒿>茭蒿>狼牙刺>檸條,平均根直徑則相反。根系能不同程度地增加SOM含量,SOM含量與根系平均直徑和根系表面積密度呈極顯著的正相關關系（P<0.01）。在土壤剖面... 

【文章來源】：水土保持學報. 2019,33(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖１植物細根長占總根長比例隨土壤深度的變化

這與表層有大量枯枝落葉有關。苔草與白羊草相比，在土壤剖面上苔草ＳＯＭ明顯多于白羊草，這與苔草生長環(huán)境有關，苔草一般生長在陰坡，水熱條件相對較好，土壤會接收到更多的養(yǎng)分。ＳＯＭ表現(xiàn)為鐵桿蒿＜茭蒿，１０—６０ｃｍ除了苔草，其余ＳＯＭ均逐漸下降，苔草在５０—６０ｃｍ最小，為３．１３ｇ／ｋｇ，在２０—３０ｃｍ有１個低點，為３．６９ｇ／ｋｇ。５０—６０ｃｍ苔草、檸條和裸地ＳＯＭ變化規(guī)律相似。圖３不同植物根系生物量垂直分布圖４不同植物剖面土壤有機質、容重變化隨著土壤剖面深度的增加，土壤容重變大［１９－２０］。本研究除了農(nóng)地外，其余土壤容重整體隨著土層深度增加而增加（圖４）。農(nóng)地相對穩(wěn)定，土壤容重為１．３６～１．２４ｇ／ｃｍ３。從圖４可以看出，除了白羊草土壤容重較大外，其余基本小于農(nóng)地，說明根系具有改善土壤結構的作用，草本植被苔草、白羊草下土壤容重要均比其余４個物種大，這可能與白羊草分布坡面的土壤特性有關，白羊草分布于較陡的陽坡，土壤侵蝕強烈，土壤干旱貧瘠，有機質含量低，對土壤物理結構改善作用相對較小。其中檸條樣地土壤容重變化最大，為０．８８～１．２９ｇ／ｃｍ３，這是因為檸條種植密度較大，地上部分生長旺盛，枯落物較多，枯落物分解進入土壤，大大降低了表層土壤的容重。鐵桿蒿、茭蒿、狼牙刺樣地土壤容重變化相近，前４層容重小于農(nóng)地，后２層與農(nóng)地相近。說明根系改善了土壤結構

在４０—５０ｃｍ，僅為０．７２％。２．４根系特征與土壤理化性質的作用關系根系特征均與土壤有機質顯著相關（ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｔｅｓｔＰ＝０．００２＜０．０１），尤其是與根長、根表面積相關性更密切（圖６）。同時根系特征與ＭＷＤ呈正相關，土壤容重與根系特性呈負相關，說明植物根系改善了土壤結構，土壤穩(wěn)定性提高。平均直徑與＞１ｍｍ大團粒團聚體呈正相關。比根長與小粒徑、土壤容重呈正相關，說明根系物質累積不利于土壤穩(wěn)定。圖６根系與土壤理化性質之間典型相關分析３討論黃土丘陵區(qū)不同恢復階段植物根系特征不盡相同，本研究中，草本植物根系表聚現(xiàn)象最明顯，且主要為＜２ｍｍ細根，細根占比達９９％以上，說明植物細根在群落演替以及土壤結構變化中具有重要作用［２１］。在黃土高原地區(qū)，水是限制植被生長的關鍵因素之一，大多數(shù)研究者［２２］認為，毛細根或擁有較大表面積比的細根可以有效提高獲取土壤資源的能力，而有些學者［２３］則認為，粗根或老根則可以更好地保持植物取得的土壤水分和養(yǎng)分，本研究植物細根占比較大，這應該是黃土高原地區(qū)資源限制條件下植被適應生境的策略之一。對根系與有機質的關系研究［２４］發(fā)現(xiàn)，根系輸入有機質的貢獻多于地上部分，每年土壤０－３０ｃｍ有機碳儲量增加４‰，本研究中苔草表層ＳＯＭ大于白羊草，這與２種植物的生存環(huán)境有關，苔草生長在陰坡水分條件較好的坡下，植被蓋度大，有利于土壤有機質積累，而白羊草處于陽坡，由于水分條件限制，植被蓋

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同恢復類型植被細根分布及與土壤理化性質的耦合關系[J]. 呂渡,楊亞輝,趙文慧,雷斯越,張曉萍.  生態(tài)學報. 2018(11)
[2]復雜地形條件下根系對土壤有機碳的貢獻[J]. 張彥軍,郭勝利.  環(huán)境科學. 2019(02)
[3]植物根系分解及其對生物和非生物因素的響應機理研究進展[J]. 羅永清,趙學勇,王濤,李玉強,左小安,丁杰萍.  草業(yè)學報. 2017(02)
[4]不同演替階段群落根系分布與土壤團聚體特征的協(xié)同變化[J]. 由政,姚旭,景航,谷利茶,王國梁.  水土保持研究. 2016(06)
[5]黃土高原邊坡特征與破壞規(guī)律的分區(qū)研究[J]. 李萍,張波,李同錄.  地球科學與環(huán)境學報. 2012(03)
[6]水蝕風蝕交錯帶植被恢復對土壤物理性質的影響[J]. 李裕元,邵明安,陳洪松,霍竹,鄭紀勇.  生態(tài)學報. 2010(16)
[7]黃土退耕坡地植物根系分布特征及其對土壤養(yǎng)分的影響[J]. 韓鳳朋,鄭紀勇,張興昌.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2009(02)
[8]黃土高原地區(qū)水土保持科學研究的重點領域[J]. 劉國彬,王國梁,上官周平,張文輝,穆興民,謝永生,李敏.  中國水土保持. 2008(12)
[9]黃土丘陵溝壑區(qū)縣域土壤有機質空間分布特征及預測[J]. 連綱,郭旭東,傅伯杰,虎陳霞.  地理科學進展. 2006(02)
[10]植物根系提高土壤抗侵蝕性機理研究[J]. 劉定輝,李勇.  水土保持學報. 2003(03)



本文編號：3604854