腾格里沙漠地区4种优势一年生草本植物根构型特征

Root architecture characteristics of four dominant annual herbs in Tengger Desert,China

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摘要为探究荒漠地区一年生草本植物对生境的适应性,本文以腾格里沙漠东南缘固沙植被区的沙米、百花蒿、虫实、雾冰藜4种常见一年生草本植物为研究对象,采用传统挖掘法收集植物根系,基于量化的根系形态指标,利用几何拓扑学和分形理论分析根构型特征,比较研究区4种一年生草本植物的根构型特征多样性及其适应机制的差异.结果表明:根冠比和根深宽比表现为沙米＞百花蒿＞虫实＞雾冰藜,比根长和比表面积表现为沙米＜百花蒿＜虫实＜雾冰藜;根系拓扑指数TI和修正拓扑指数qa、qb具有相同的趋势,均表现为沙米＞百花蒿＞虫实＞雾冰藜;沙米、百花蒿、虫实、雾冰藜的根系分形维数分别为1.215、1.278、1.387、1.631,根系分形丰度分别为3.528、3.248、2.479、2.451.沙米和百花蒿采取高生长量资源对策,根系结构简单,倾向于鱼尾形分支结构,垂直方向资源获取能力和空间拓展能力较强;而雾冰藜和虫实采取高质量资源对策,根系结构更为复杂,倾向于叉状分支结构,具有更高的资源利用效率.