毛烏素沙地黑沙蒿根系分布及其生境適應(yīng)性的研究.pdf

1、毛烏素沙漠是我國(guó)的大沙區(qū)之一，降雨稀少、土壤干旱環(huán)境對(duì)多數(shù)沙漠植物生長(zhǎng)造成嚴(yán)重威脅，也是形成沙區(qū)植被稀疏、種類單純的根本原因。掌握不同沙地類型土壤水分空間、時(shí)間分異規(guī)律、植物根系空間分布特征、土壤水分含量與植物根系生長(zhǎng)的關(guān)系，對(duì)制定沙質(zhì)困難立地植被恢復(fù)與重建技術(shù)路線，選定適宜樹種，提高造林成活率、保存率和效益，都會(huì)起到非常重要的作用。本研究采用埋置網(wǎng)狀沙袋土芯、分層挖掘、根系分析系統(tǒng)等方法對(duì)毛烏素沙地主要優(yōu)勢(shì)植物黑沙蒿的根系生長(zhǎng)和分布特

2、征進(jìn)行了測(cè)定，利用中子儀和烘干法對(duì)沙地土壤水分變化進(jìn)行了長(zhǎng)期的定點(diǎn)觀測(cè)，結(jié)果如下： (1)不同年齡的黑沙蒿根系生物量變化范圍及其在各土層中的分布規(guī)律各不相同。黑沙蒿根系生物量隨著樹齡的增加而增加，在一定時(shí)期達(dá)到最大值，然后逐漸下降并趨于穩(wěn)定；其根系分布也隨年齡的增加向深層土壤延伸，在垂直方向上，根生物量隨深度增加成指數(shù)遞減。1～5年生黑沙蒿根系生物量主要分布在0～60cm土層，占總根系生物量百分比分別為98.06％、97.71％

3、、94.31％、93.82％、84.35％。0～20cm土層根系生物量占根總生物量百分比隨著樹齡的增加逐漸減小，20～60cm土層的根系生物量百分比則隨著樹齡的增大先增大后減少。 (2)黑沙蒿根長(zhǎng)的變化特征與其根生物量的分布規(guī)律較為相似，隨著年齡的增加不同土層間根長(zhǎng)的變幅增大，但隨著土壤深度的增加沙蒿根長(zhǎng)呈指數(shù)函數(shù)模式遞減。 (3)比根長(zhǎng)反映了植物對(duì)不同生境的適應(yīng)特征，研究表明1～5年生黑沙蒿比根長(zhǎng)變化特征，在0～200

4、cm土層平均比根長(zhǎng)隨著樹齡的增加而減小， 1年生黑沙蒿的比根長(zhǎng)最大，5年生黑沙蒿用以構(gòu)建根系的碳投入最多，比根長(zhǎng)最小。黑沙蒿用以構(gòu)建根長(zhǎng)的生物量投入效率也隨著年齡的增加而減小。同齡黑沙蒿在不同土層的比根長(zhǎng)也各不相同，不僅說明了植物對(duì)其生存環(huán)境具有較高的可塑性，也反映了土壤環(huán)境條件存在差異。 (4)流動(dòng)、半固定、固定等不同類型沙丘之間其含水量的差異，隨土層深度的增加呈現(xiàn)不同的變化：在0～60cm土層，流動(dòng)沙丘、半固定沙丘和固定沙丘

5、土壤水分含量分別為8.08％、8.00％和8.03％，差異不顯著；在60-200cm土層，流動(dòng)沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分別為8.65％、8.57％和8.53％，差異顯著(p>0.05)，其中60～140cm層，流動(dòng)沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分別為8.76％、8.62％和8.54％，差異極顯著(p>0.01)。在干旱沙漠區(qū)由于蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降水量以及沙地土壤特性的綜合作用，再加上植物的蒸騰作用，在土壤水分分布上表

6、現(xiàn)出為流動(dòng)沙丘含水量>半固定沙匠>固定沙丘。 (5)不同的坡面和坡位對(duì)土壤水分有明顯的影響。固定和半固定沙丘的大部分背風(fēng)面的含水量比迎風(fēng)面的含水量高，而流動(dòng)沙丘卻恰恰相反。土壤含水量隨著坡位的升高而減小，在沙丘下部的丘間土壤含水量明顯高于沙丘頂部。與固定半固定沙丘相比，流動(dòng)沙地丘間低地土壤各層水分處于高含水量狀態(tài)，說明固定沙地的植物蒸騰和土壤蒸發(fā)耗水量大于流動(dòng)沙地丘間低地。由于沙層的變薄，在沙丘底部的140cm左右深土層出現(xiàn)了腐

7、質(zhì)化的泥土，土壤水分出現(xiàn)了急劇變大的現(xiàn)象，而流動(dòng)沙丘背風(fēng)面下部的測(cè)點(diǎn)由于沙層較厚并未出現(xiàn)此現(xiàn)象。 (6)隨著氣候的變化，沙地土壤水分具有明顯的季節(jié)變異性。在三種不同的沙地類型中，土壤含水量流動(dòng)沙地最大，其次為半固定沙地，固定沙地最小。不同季節(jié)土壤水分含量固定沙地變化最大，流動(dòng)沙地最小，說明固定沙地的植物蒸騰和土壤蒸發(fā)耗水大于流動(dòng)沙地。由于該地區(qū)降雨多集中于春秋季節(jié)，5月、9月～10月沙地土壤含水量較大，這也說明降雨是沙地土壤水分