论文部分内容阅读
河北杨是陕北黄土高原的乡土树种,因具有较强根蘖繁殖自然成林能力而成为该地区的主要水土保持树种之一。研究河北杨粗根分布特征对于探索其成林过程及水土保持功能均具有重要意义。为了克服挖掘法等传统根系观测研究方法耗时费力的困难,本文借助了探地雷达(GPR)无损观测树木粗根技术。首先,通过埋根控制实验,对比了探地雷达反射波各参数和河北杨根径的相关关系,建立了根径的估算模型。其次,通过野外实地实验,探测了河北杨粗根的分布,分析了地形因素对粗根分布特征的影响。最后,得出以下几点结论：(1)探地雷达反射波参数中总时间间隔、第一周期波正振幅和最大振幅三个参数建立的多元线性模型估算河北杨根径效果最好。探地雷达反射波中第一周期参数与根径均呈显著正相关关系(p<0.01),其他周期参数与根径相关性不显著(p>0.05)；探地雷达反射波中振幅大小、时间间隔、振幅面积方面参数的最大值、累加值等均与根径相关性极显著(p<0.01)。探地雷达反射波各参数对河北杨粗根根径的拟合效果差异较大,通过逐步回归法的筛选,得出由总时间间隔、第一周期波正振幅和最大振幅三个参数与根径建立的多元线性模型拟合效果最好。(2)河北杨粗根主要集中于10-50 cm土层范围内,随着土壤深度的增加,粗根密度先增大后减小,呈现二次抛物线变化趋势。不同径级粗根的分布情况为：在0-50cm土层范围内,0.5～1.5 cm径级粗根所占比例最高；在50-70 cm土层范围内,1.5～2.5cm径级粗根所占比例最高；在整个根系分布土层内,>2.5 cm径级粗根所占比例一直都最小,且比例都小于10%。(3)随着距树干距离的增加,粗根密度呈现幂函数递减变化趋势。不同径级粗根变化情况为：0.5～1.5 cm径级粗根密度所占比例先下降后增加,而1.5～2.5 cm和>2.5cm径级粗根密度所占比例均呈现出先增加后减少的变化趋势,其中0.5～1.5 cm径级粗根密度的增加在一定程度上是由1.5～2.5 cm径级粗根的分生作用导致。(4)河北杨粗根分布特征既受到以坡向为主的地形因子的显著影响,也与其自身的分生特性有关。通过对河北杨生长的地形因子进行主成分分析及双因素分析得出,坡向对粗根密度影响最大。河北杨的粗根密度在不同坡向间存在显著差异(P<0.05),大小排序为：阴坡>半阴坡>半阳坡,说明土壤水分有助于提高河北杨粗根密度。但是在不同径级根系间,坡向对1.5～2.5 cm径级粗根密度的影响相对其他径级要小。