乌兰布和沙漠典型植物群落的根系分布特征

摘要

根系是植物获取水分和养分的主要器官。为了研究乌兰布和沙漠植物根系对环境的适应对策，本文选择了3种典型群落——沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)群落、黑沙蒿(Artemisia ordosica)群落、梭梭(Haloxylon ammodendron)群落作为实验材料,研究植物的根系分布特征，主要内容包括:(1)沙冬青群落内不同生活型植物的根系分布情况;(2)黑沙蒿在不同生境的根系分布情况;(3)不同林龄梭梭的根系分布情况。研究方法采取全挖法，每10cm一层，按径级分粗根(直径d≥5mm)、中根(5mm＞d≥1mm)和细根(d＜1mm)三类，分别测量根系干重和长度。结果表明:　　(1)沙冬青群落内7种植物的根系可以分为4类。其中，灌木沙冬青根系最深，主要分布在120cm以内。2种半灌木旱蒿(Artemisia xerophytica)和黑沙蒿根系较深，分别主要分布在80cm和70cm。多年生草本植物内蒙古棘豆(Oxytropis neimonggolica)根系深，主要分布在50cm以内。2种多年生草本植物蒙疆苓菊(Jurinea mongolica)、蒙古韭(Allium mongolicum)和一年生草本植物蒙古虫实(Corispermum mongolicum)根系较浅，分别主要分布在30cm、20cm和10cm以内。根系最大深度排序为:沙冬青(160cm)＞旱蒿(130cm)＞黑沙蒿(100cm)＞内蒙古棘豆(80cm)＞蒙疆苓菊(30cm)＞蒙古韭(20cm)和蒙古虫实(20cm)。　　(2)在黑沙蒿群落中，黑沙蒿的单株平均总根重主要分布在0-100cm。其中，单株平均粗根、中根和细根的重量分别主要分布在0-120cm、0-100cm和0-50cm;粗根、中根和细根的长度主要分布在0-60cm、0-40cm和0-50cm。在沙冬青群落中，黑沙蒿的单株平均总根重主要分布在0-50cm。其中，单株平均粗根、中根和细根的重量分别主要分布在0-50cm、0-70cm和0-50cm。粗根、中根和细根的长度都主要分布在0-30cm。对于生长在两种生境的黑沙蒿，其中作为伴生种生长在沙冬青群落，虽然根系垂直分布在土壤100cm小于黑沙蒿群落的220cm,但对于地下生物量的投入比重高于黑沙蒿群落的地下生物量投入比重。　　(3)两种林龄梭梭的根系生物量都随着土壤深度的加深而减少。5a梭梭单株根系均重1045.25g,主要分布在0-50cm。其中,单株平均粗根、中根和细根的重量分别是912.27g、117.92g和15.06g，分别主要分布在0-50cm、0-80cm和0-90cm；粗根、中根和细根的长度主要分布在0-110cm、0-110cm和0-60cm。37a梭梭单株根系均重671.57g,主要分布在0-100cm。其中，单株平均粗根、中根和细根的重量分别是603.28g、83.91g和13.52g，分别主要分布在0-110cm、0-90cm和0-150cm;粗根、中根和细根的长度主要分布在0-180cm、0-160cm和0-130cm。虽然37a梭梭根系总生物量以及根系长度低于5a梭梭，但是对根系的投入比重要大于5a梭梭，尤其细根长度比5a梭梭要长1/3。　　因此，乌兰布和沙漠的几种典型群落的植物通过根系形态变化适应环境。其中，沙冬青群落的7种植物通过根系分布的空间差异利用不同深度的土壤水分，从而促进物种共存，提高了群落的植物多样性。黑沙蒿根系生长的可塑性能够适应乌兰布和沙漠的生境异质性。梭梭会随着林龄的增加，加深根系的伸长，并且增加细根比重，从而获取更深层的水分，维持自身生长。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究的目的和意义

1．2国内外研究现状及发展趋势

1．2．1荒漠生态系统中根系的分布类型

1．2．2荒漠生态系统中根系的生长动态

1．2．3影响荒漠植物根系生长的环境因素

1．2．4乌兰布和沙漠植物根系的特征

1．3研究的主要内容

1．3．1沙冬青群落7种植物的根系特征

1．3．2两种生境黑沙蒿的根系特征

1．3．3两种林龄梭梭的根系特征

1．4重点解决的科学问题

1．5技术路线图

第二章研究区概况及研究方法

2．1研究区概况

2．2实验材料与方法

2．2．1实验材料

2．2．2研究方法

2．2．3数据处理

第三章沙冬青群落植物根系分布特征

3．1结果与分析

3．1．1沙冬青群落内不同植物的根系干重

3．1．2沙冬青群落内不同植物的根系长度

3．2讨论

3．3小结

第四章 两种生境中黑沙蒿根系的分布差异

4．1结果与分析

4．1．1两种生境黑沙蒿的根系干重

4．1．2两种生境黑沙蒿的根系长度

4．2讨论

4．3小结

第五章两种林龄梭梭根系的分布差异

5．1结果与分析

5．1．1两种林龄梭梭的根系干重

5．1．2两种林龄梭梭的根系长度

5．2讨论

5．3小结

第六章结论与展望

6．1．3两种林龄梭梭根系的分布差异

6．2展望

参考文献

附录

在读期间的学术研究

致谢