干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 深根植物根系生态学研究

Arid

	深根植物根系生态学研究
	曾凡江; 雷加强; 刘波; 陈宝军; 郭海峰; 冯坚冰; 万海鹏; 刘镇; 安桂香; 曾杰; 张晓蕾; 张利刚
完成单位	中国科学院新疆生态与地理研究所
登记(发布)日期	2010
中文摘要	一、简要说明：本项目以生长在塔克拉玛干沙漠南缘的多年生草本植物—骆驼刺为研究对象,以骆驼刺幼苗根系生态学特性为研究内容,探讨骆驼刺幼苗的生境适应性。共发表论文14篇、出版专著1部、申请发明专利6项(3项授权)、软件登记1项。研究揭示了骆驼刺幼苗根系生物量形成特点与根冠比特征、分析了骆驼刺幼苗根系分布规律与土壤含水量关系研究、总结了骆驼刺幼苗根水势与土壤水势的关系、构建了骆驼刺幼苗的根系生长(分布)模型。从而全面了解了在达到地下水之前骆驼刺根系的生长(分布)特点及其与生境的关系,探讨了人工促进缩短骆驼刺根系达到地下水的周期的理论方法与技术途径,为在骆驼刺植被建立初期进行适量灌溉、在植被生长期不灌溉的半自然修复骆驼刺植被的方法提供了科学依据,为极端干旱环境下植物的吸水机制和用水策略研究积累了可靠的实验观测数据。二、主要技术指标： 1)不同水分条件下骆驼刺幼苗根系生物量形成特点和根冠比特征。 2)不同水分条件下骆驼刺幼苗根系分布规律和土壤含水量关系。 3)不同水分条件下骆驼刺幼苗根水势和土壤水势关系。 4)构建骆驼刺幼苗根系生长(分布)模型。三、关键技术及创新点： 1)阐明了骆驼刺幼苗根系对不同水分条件的响应途径及适应策略。研究表明随着干旱强度的增大,骆驼刺株高、冠幅、叶片数量、地上分枝数明显减小,根冠比增大;叶片C/N随着处理时间的延长而增大,分配到叶片中的C、N含量最多,其次为茎,分配到根中的C、N含量最少;骆驼刺有很强的离子选择吸收能力,大多数盐离子不被其根系吸收,所以其叶片中盐离子含量较少,骆驼刺成株比骆驼刺幼苗表现出更强的耐盐能力;骆驼刺幼苗根系的拓扑指数在0.6～0.7之间,即骆驼刺幼苗根系拓扑结构介于叉状分支和鱼尾型分支之间,根系在土壤中具有明显的“错位分布”,根系有很好的可塑性,既充分利用了土壤资源又避免了种群间的竞争,又利于组成稳定的群落。 2)建立了骆驼刺幼苗根系生长分布特征与土壤不同水分条件之间的关系。增加垂直根扎根深度和垂直根生长速度是骆驼刺幼苗适应干旱的主要表现。土壤质量含水率在3﹪～9﹪之间时,垂直根生长较快,是其对土壤水分响应最敏感的区间;在13﹪～20﹪之间时,根系向下生长缓慢;在30﹪左右时,垂直根生长停止达到临界值,此时水分反而成为根系生长的限制因子。 3)揭示了骆驼刺幼苗的生物量形成特征及其对不同水分条件的响应规律。骆驼刺幼苗具通过改变生物量的分配来适应水分条件的改变。增加根冠比是骆驼刺幼苗适应干旱的有效策略;根、冠生长均属于典型的异速生长关系;地上和地下生物量形成过程符合Logistic“慢—快—慢”的S型生长曲线。 4)解析了骆驼刺幼苗在不同水分条件下的固氮能力及氮素利用效率。灌溉能增强骆驼刺幼苗生物固氮能力,灌溉有利于氮素分配到叶中,同时,灌溉有利于增加氮素利用效率,但是,灌水量过多会显著的抑制作用;随着潜水埋深的增加,生物固氮能力增强,分配到茎叶中的氮素增多;随着骆驼刺年龄的增大,固氮能力逐渐增强。 5)对比分析了自然环境中不同潜水埋深条件下骆驼刺根系的形态特征。骆驼刺根系直接与地下水相接,在地表水分和表层土壤水分匮乏条件下,地下水是骆驼刺生长的主要水分来源;骆驼刺通过产生分株扩大种群分布,竞争光照、水分和养分等资源; 骆驼刺分株的发生,与土壤水分状况有关;分株层水平根系通过增大生长角度扩大分布空间;地下水对2.5m范围内的土壤含水量有影响,地下水附近的饱和土壤含水量为30﹪左右,支持根系的分布下限。
中文关键词	塔克拉玛干沙漠南缘 ; 骆驼刺幼苗 ; 深根植物 ; 根系生态学 ; 吸水机制 ; 植被生长期
成果类型	基础理论
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	S793.9
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001448140
来源机构	中国科学院新疆生态与地理研究所
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242739
推荐引用方式 GB/T 7714	曾凡江,雷加强,刘波,等. 深根植物根系生态学研究[Z]. 基础理论,2010.