植物根系是植物與土壤進(jìn)行物質(zhì)交換的通道,在土壤侵蝕嚴(yán)重、生態(tài)脆弱的黃土丘陵區(qū),深入認(rèn)識(shí)根系對(duì)土壤物理化學(xué)性質(zhì)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(duì)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(zhǎng)密度、根表面積密度、平均根直徑、土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）、土壤容重以及各級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體重量百分含量。結(jié)果表明:所研究植物根系以細(xì)根為主。在0—20 cm土層中,白羊草、苔草根長(zhǎng)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(guān)關(guān)系（P<0.01）。在土壤剖面... 

【文章來(lái)源】：水土保持學(xué)報(bào). 2019,33(05)北大核心CSCD

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圖１植物細(xì)根長(zhǎng)占總根長(zhǎng)比例隨土壤深度的變化

這與表層有大量枯枝落葉有關(guān)。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(zhǎng)環(huán)境有關(guān)，苔草一般生長(zhǎng)在陰坡，水熱條件相對(duì)較好，土壤會(huì)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(gè)低點(diǎn)，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(jī)質(zhì)、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(duì)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(shuō)明根系具有改善土壤結(jié)構(gòu)的作用，草本植被苔草、白羊草下土壤容重要均比其余４個(gè)物種大，這可能與白羊草分布坡面的土壤特性有關(guān)，白羊草分布于較陡的陽(yáng)坡，土壤侵蝕強(qiáng)烈，土壤干旱貧瘠，有機(jī)質(zhì)含量低，對(duì)土壤物理結(jié)構(gòu)改善作用相對(duì)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?yàn)闄帡l種植密度較大，地上部分生長(zhǎng)旺盛，枯落物較多，枯落物分解進(jìn)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(shuō)明根系改善了土壤結(jié)構(gòu)

在４０—５０ｃｍ，僅為０．７２％。２．４根系特征與土壤理化性質(zhì)的作用關(guān)系根系特征均與土壤有機(jī)質(zhì)顯著相關(guān)（ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｔｅｓｔＰ＝０．００２＜０．０１），尤其是與根長(zhǎng)、根表面積相關(guān)性更密切（圖６）。同時(shí)根系特征與ＭＷＤ呈正相關(guān)，土壤容重與根系特性呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明植物根系改善了土壤結(jié)構(gòu)，土壤穩(wěn)定性提高。平均直徑與＞１ｍｍ大團(tuán)粒團(tuán)聚體呈正相關(guān)。比根長(zhǎng)與小粒徑、土壤容重呈正相關(guān)，說(shuō)明根系物質(zhì)累積不利于土壤穩(wěn)定。圖６根系與土壤理化性質(zhì)之間典型相關(guān)分析３討論黃土丘陵區(qū)不同恢復(fù)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(xì)根，細(xì)根占比達(dá)９９％以上，說(shuō)明植物細(xì)根在群落演替以及土壤結(jié)構(gòu)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(zhǎng)的關(guān)鍵因素之一，大多數(shù)研究者［２２］認(rèn)為，毛細(xì)根或擁有較大表面積比的細(xì)根可以有效提高獲取土壤資源的能力，而有些學(xué)者［２３］則認(rèn)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(xì)根占比較大，這應(yīng)該是黃土高原地區(qū)資源限制條件下植被適應(yīng)生境的策略之一。對(duì)根系與有機(jī)質(zhì)的關(guān)系研究［２４］發(fā)現(xiàn)，根系輸入有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)多于地上部分，每年土壤０－３０ｃｍ有機(jī)碳儲(chǔ)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(guān)，苔草生長(zhǎng)在陰坡水分條件較好的坡下，植被蓋度大，有利于土壤有機(jī)質(zhì)積累，而白羊草處于陽(yáng)坡，由于水分條件限制，植被蓋

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