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塔克拉玛干沙漠南缘地区降水极端稀少,对植物生长和更新几乎没有影响。中国-欧盟科技合作项目在研究塔南沙漠-绿洲过渡带主要植被的生理生态学特性时间接证明:过渡带植被依赖地下水生存;冰雪融化形成的洪水对于过渡带植被更新有重要作用。骆驼刺是多年生草本植物,在策勒绿洲-沙漠过渡带有一定面积的分布,它们既是防风固沙的重要植被,也为当地牲畜提高优质饲草。现在骆驼刺植被正在遭受破坏,必须采用人工辅助措施进行骆驼刺植被的恢复重建。而骆驼刺幼苗培育和定居过程中的水分管理是骆驼刺植被重建的关键。本研究通过对自然环境下骆驼刺和人工控制条件下骆驼刺幼苗进行根系挖掘试验,探讨骆驼刺根系分布对土壤含水量的响应。在观测、分析和数据处理的基础上,得出如下结论:
⑴自然环境下2.5m、4.5m和11m潜水埋深样地的骆驼刺根系与地下水相接,地下水是骆驼刺生长主要水分来源;4.5m和11m潜水埋深样地的骆驼刺分株平均深度为50cm,2.5m潜水埋深样地的骆驼刺分株平均深度为22cm;2.5m、4.5m和11m潜水埋深样地的单位面积骆驼刺平均株数为7.4、0.14和0.64株,单位面积骆驼刺平均株数最大分别为17、10和3株;由于3个不同潜水埋深样地的骆驼刺株密度不同,因此骆驼刺平均株间距也有差异,对于生长2.5m、4.5m和11m潜水埋深样地的骆驼刺,生长在同一母株上的平均克隆株间距分别为50cm、250cm、180cm,平均相邻株间距分别为30cm、160cm、140cm;3个不同潜水埋深样地的骆驼刺分株层根系在生长扩大分布空间的过程中,水平根系均有超过60%的生长角度大于90°,即骆驼刺通过增大生长角度扩大对土壤空间的占据;地下潜水对水位以上2.5m范围内的土壤含水量有影响,而地下水附近土壤饱和含水量为30%左右。
⑵3个灌溉处理条件下,骆驼刺幼苗扎根深度、根系生物量和吸收根表面积随着灌溉量呈增加趋势,其中,0m3/m2处理骆驼刺幼苗扎根深度小于80cm,0.1m3/m2和0.2m3/m2处理的骆驼刺幼苗扎根深度均大于90cm;拓扑特征方面,不同灌溉处理,骆驼刺幼苗根系的拓扑指数在0.6-0.8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,表明骆驼刺幼苗根系有很好的可塑性;由于9%是骆驼刺幼苗受到水分胁迫的临界值,灌溉后,0.1m3/m2处理地表以下90cm和0.2m3/m2处理地表以下180cm的土壤含水量均大于9%,但是9月底土壤含水量调查表明,3个处理的土壤含水量均小于9%,说明到后期骆驼刺幼苗受到水分胁迫。骆驼刺幼苗根系具有很好的可塑性,在干旱和灌溉条件下,通过改变扎根深度、生物量和吸收根表面积适应不同生境;一次灌溉对骆驼刺幼苗前期生长有促进作用,多次灌溉对骆驼刺幼苗生长和定居是有益的。