磨盘山4种典型护坡植物根系特征及其对土壤含水率的影响
发布时间：2021-03-31 23:10
采用野外定位实测和室内分析相结合的方法,基于结构方程模型研究了西南典型红壤土石山区4种公路边坡护坡植物根系特征及其对同空间内土壤水分的影响.结果表明:灌木植物根系属V type垂直构型,草本植物为散生须根属M type团网构型,4种植物根系呈浅层化分布,代表根径均为细根,草本植物根系长度、干质量、表面积均大于灌木植物,且分布趋势均随土层加深而减少;根系分布与同空间内土壤水分显著正相关（P<0.01）,根系表面积和根系干重等特性对土壤含水率呈极显著的正相关影响,结构方程路径总系数达0.99,根系结构由粗根含量决定,且对土壤含水率存在系数-0.39的显著负相关,对根系特性和根系延伸范围存在总系数-1.50和-1.54的极显著负影响.草本植物对较浅或贫瘠的土壤边坡的适应性更好,其保持土壤水分的作用更好,而土层较深边坡建议选择灌草搭配的方式来达到保水固土的目的.
【文章来源】：福建农林大学学报(自然科学版). 2019,48(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同植物根系长度随土层深度的变化Fig．3Ｒootlengthvarieswithsoillayerofdifferentplants．
本植物根系最大垂直分布与白三叶(Trifoliumrepens)相似［33］但较黑麦草(Loliumperenne)、高羊茅(Festucaelata)浅，但在浅层土的分布比例远大于黑麦草、高羊茅(72．5%～87．6%)［6］，浅层土加筋效果更明显．2．1．3根系直径组成特征根系的直径组成对植物根系的固土方式、生理活性强弱有很大联系［34］．本研究将根系直径分为3种类型:0．5mm≤细根≤1mm、1mm＜中根≤2mm、粗根＞2mm，比较每种类型在各植株中所占比例并分析各植物根系的特点．图4不同植物根系直径结构Fig．4Diameterstructureofplantroot如图4所示，不同植物其细根占根系所有径级的比例表现为栽秧泡(77．78%)＞星毛金锦香(73．00%)＞皱叶狗尾草(70．20%)＞灯芯草(55．41%)，草本＜灌木;中根占根系所有径级的比例表现为灯芯草(45．00%)＞皱叶狗尾草(30．00%)＞星毛金锦香(23．36%)＞栽秧泡(15．43%)，草本＞灌木;粗根占根系所有径级的比例，栽秧泡6．79%，最大径级为4．34mm，星毛金锦香3．65%，最大径级为3．42mm，草本无粗根．所选植物的代表根径均为细根．这与程洪［35］对草本根系直径研究结果一致，而灌木根系直径普遍比徐洪雨［32］的研究结果要小很多，原因可能是研究区气候环境的不同，南方环境湿润，土壤含水率较高，在适宜的环境中植物为了快速生长，选择具有更强吸收能力的细根，而北方降雨少，土壤中自然含水率低，需要强壮的粗根克服阻力向下生长寻找水源．2．1．4灌木植物根系直径垂直分布特征由于草本植物根系直径差异变化较小，灌木植物根系直径的差异较?
图6不同土层根系表面积Fig．6Ｒootsurfaceareaindifferentlayersofsoil金锦香(2．01g)＞栽秧泡(1．70g)，草本＞灌木．由图7可以看出，根系干质量随土层的加深呈递减趋势，其中91．72%～96．83%的根系干质量分布在0～20cm层，在20～30cm土层根系干质量急剧减少．灌木根系干质量在深层土的平均含量仅占4．3%及3．22%．本研究所选草本植物的根系干质量约为白三叶根系干质量的2倍，但却远小于高羊茅(23．19g)［25］，这可能与植物生长的立地条件和自身遗传特性相关［36－37］，说明所选草本植物根系符合护坡植物根系特征．图7土层深度与植物根系干质量关系曲线Fig．7Ｒelationshipcurveofsoildepthanddryrootmass2．1．7根系分布削弱模型通过根系形态指标的数据对比来了解根系地下的垂直分布情况是不完善的．Galeetal［27］通过对不同树种根系分布特征的研究，提出了一个根系垂直分布模型，其中β值越大，根系分布越深，β值越小，根系分布越浅．根系削弱系数值大小与根体积或根密度无关，只是说明了根系垂直分布特征与深度的关系．该模型只适用于同类型植株的比较，不同类型植物的根系生长方式差异较大，无法一起比较．由表2可得，当根系累积50%以上时，草本植物削弱系数表现为β值灯芯草(0．93)＞皱叶狗尾草(0．92)，灌木植物削弱系数表现为β值栽秧泡(0．89)＞星毛金锦香(0．80)，表明灯芯草比皱叶狗尾草根系的垂直分布更大，栽秧泡比星毛金锦香根系的垂直分布更大．在根系累积90%时，草本植物削弱系数表现为β值皱叶狗尾草(0．88)＞灯心草(0．84)，灌木植物削弱系?
本文编号：3112236
【文章来源】：福建农林大学学报(自然科学版). 2019,48(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同植物根系长度随土层深度的变化Fig．3Ｒootlengthvarieswithsoillayerofdifferentplants．
本植物根系最大垂直分布与白三叶(Trifoliumrepens)相似［33］但较黑麦草(Loliumperenne)、高羊茅(Festucaelata)浅，但在浅层土的分布比例远大于黑麦草、高羊茅(72．5%～87．6%)［6］，浅层土加筋效果更明显．2．1．3根系直径组成特征根系的直径组成对植物根系的固土方式、生理活性强弱有很大联系［34］．本研究将根系直径分为3种类型:0．5mm≤细根≤1mm、1mm＜中根≤2mm、粗根＞2mm，比较每种类型在各植株中所占比例并分析各植物根系的特点．图4不同植物根系直径结构Fig．4Diameterstructureofplantroot如图4所示，不同植物其细根占根系所有径级的比例表现为栽秧泡(77．78%)＞星毛金锦香(73．00%)＞皱叶狗尾草(70．20%)＞灯芯草(55．41%)，草本＜灌木;中根占根系所有径级的比例表现为灯芯草(45．00%)＞皱叶狗尾草(30．00%)＞星毛金锦香(23．36%)＞栽秧泡(15．43%)，草本＞灌木;粗根占根系所有径级的比例，栽秧泡6．79%，最大径级为4．34mm，星毛金锦香3．65%，最大径级为3．42mm，草本无粗根．所选植物的代表根径均为细根．这与程洪［35］对草本根系直径研究结果一致，而灌木根系直径普遍比徐洪雨［32］的研究结果要小很多，原因可能是研究区气候环境的不同，南方环境湿润，土壤含水率较高，在适宜的环境中植物为了快速生长，选择具有更强吸收能力的细根，而北方降雨少，土壤中自然含水率低，需要强壮的粗根克服阻力向下生长寻找水源．2．1．4灌木植物根系直径垂直分布特征由于草本植物根系直径差异变化较小，灌木植物根系直径的差异较?
图6不同土层根系表面积Fig．6Ｒootsurfaceareaindifferentlayersofsoil金锦香(2．01g)＞栽秧泡(1．70g)，草本＞灌木．由图7可以看出，根系干质量随土层的加深呈递减趋势，其中91．72%～96．83%的根系干质量分布在0～20cm层，在20～30cm土层根系干质量急剧减少．灌木根系干质量在深层土的平均含量仅占4．3%及3．22%．本研究所选草本植物的根系干质量约为白三叶根系干质量的2倍，但却远小于高羊茅(23．19g)［25］，这可能与植物生长的立地条件和自身遗传特性相关［36－37］，说明所选草本植物根系符合护坡植物根系特征．图7土层深度与植物根系干质量关系曲线Fig．7Ｒelationshipcurveofsoildepthanddryrootmass2．1．7根系分布削弱模型通过根系形态指标的数据对比来了解根系地下的垂直分布情况是不完善的．Galeetal［27］通过对不同树种根系分布特征的研究，提出了一个根系垂直分布模型，其中β值越大，根系分布越深，β值越小，根系分布越浅．根系削弱系数值大小与根体积或根密度无关，只是说明了根系垂直分布特征与深度的关系．该模型只适用于同类型植株的比较，不同类型植物的根系生长方式差异较大，无法一起比较．由表2可得，当根系累积50%以上时，草本植物削弱系数表现为β值灯芯草(0．93)＞皱叶狗尾草(0．92)，灌木植物削弱系数表现为β值栽秧泡(0．89)＞星毛金锦香(0．80)，表明灯芯草比皱叶狗尾草根系的垂直分布更大，栽秧泡比星毛金锦香根系的垂直分布更大．在根系累积90%时，草本植物削弱系数表现为β值皱叶狗尾草(0．88)＞灯心草(0．84)，灌木植物削弱系?
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