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华南海岸典型沙生植物根系构型特征
植物生态学报
2014, 38 (8):
888-895.
DOI: 10.3724/SP.J.1258.2014.00083
选择华南海岸典型沙地, 采用全挖法, 对4种典型沙生植物木麻黄(Casuarina equisetifolia)、厚藤(Ipomoea pes-caprae)、老鼠艻(Spinifex littoreus)和狗牙根(Cynodon dactylon)的根系构型进行了研究。结果表明: 1)狗牙根和老鼠艻的根系总体分支率显著高于木麻黄, 厚藤最小, 说明大部分草本植物在生长过程中通过增加根系分支率, 提高物质传输效率, 除木麻黄外, 其他3个物种枝系均平卧伸展, 易于受到沙埋生出不定根, 进一步提高其物质传输效率; 2) 4种沙生植物根系平均连接长度最大的为木麻黄, 平均连接长度为19.25 cm, 且相对其他3个物种传导根所占的比例最大, 说明木麻黄通过增加平均连接长度以减少根系内部对土壤资源的竞争, 并提高传导根的比例, 以增加资源传输效率; 3) 4种沙生植物根系构型均倾向于叉状分支, 其中草本植物的根系构型更为接近, 说明草本植物受到的资源胁迫相对较小, 有利于在海岸沙地恢复中快速定居; 与内陆地区沙生植物相比, 海岸沙生植物在土壤资源的获取及空间拓展方面表现出显著的差异, 反映出不同生境条件下物种对生境胁迫的适应策略。因此, 海岸沙地前缘植被恢复应以草本植物为主, 尤其是具有不定根的物种, 乔木则不适合。
表4
不同沙生植物根系拓扑结构参数(平均值±标准误差)
正文中引用本图/表的段落
目前, 对沙生植物根系构型的研究主要集中在内陆地区, 并取得了一定的进展, 但在海岸地区尚不多见。海岸沙生植物是指在极端干旱、贫瘠、强风沙流和盐沫飞溅等条件下生长在砂质海岸的一类植物, 主要分布于高潮位线以上的海岸沙丘和邻近海滩。海岸沙丘面积虽小, 但因栖息地类型多, 植物多样性异常丰富。受海平面上升和人类活动的双重胁迫, 海岸沙丘表面植被破坏严重, 造成生物多样性锐减, 风沙危害加剧, 导致我国目前保存完整的海岸沙丘所剩无几。沙生植物作为海岸沙丘生态系统的重要组成部分, 在恢复和重建过程中扮演着重要角色, 因此选择合适的沙生植物对海岸沙丘进行恢复显得尤为重要。本文通过对华南海岸进行考察, 选择粤东海岸靖海湾4种典型沙生植物, 通过野外采样测量, 对其根系构型特征进行了深入研究, 并与内陆地区沙生植物进行对比, 探讨不同生境沙生植物根系构型的差异, 揭示其对不同生境环境胁迫的适应策略, 为海岸地区的植被和沙丘恢复提供依据。
对内陆地区沙生植物根系的构型研究也表明, 其变化与土壤水分的可利用性有关(表4)。内陆地区降水量小, 地下水埋深, 土壤水分不足, 大部分沙生植物根系构型表现为鱼尾形分叉, 说明其受到水分的胁迫相对较大。而新疆杨和白刺的拓扑指数相对较低, 受到的土壤水分胁迫相对较小, 主要在于新疆杨位于农田防护林边缘, 其生长需要更好的土壤水分来维持(郭京衡等, 2014)。而白刺具有不定根, 其主要分布于地表以下5 cm的范围内, 可以高效地利用小降雨事件(Du et al., 2011)。单立山等对生长在不同生境的红砂根系构型研究也发现: 生长在戈壁地区的红砂, 根系拓扑指数大于黄土峁地区, 主要在于黄土地区0-100 cm的土壤含水量高于戈壁地区(单立山等, 2012)。此外, 土壤机械阻力会影响到根系的发育, 自然状态下, 根系一般都会顺着机械阻力最小的路径前进, 如土壤裂隙或生物根孔等(张金池等, 1992; Hodge et al., 2009)。
本文的其它图/表
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