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典型沙生植物根系构型研究 根系是植物的重要组成部分。它不仅是一个主要的吸收水分和养分的器官，也是一个固定植物的器官。它直接影响植物土壤的生长和发育（flun等人，2012）。随着生境的变化, 根系分支格局往往表现出一定的可塑性, 形成独特的根系构型, 以适应土壤干旱和养分胁迫。根系构型包括根系的形态和结构, 系指根系的各个构件在空间上的复杂组合 (Lynch, 1995) 。根系构型决定了根系在土壤空间中的位置和资源获取方式, 是植物与环境异质性资源相互适应的结果 (Malamy, 2005) 。根系构型的概念最早是由Mc Minn提出的 (Mc Minn, 1963) , Mc Minn通过简单手绘和拍照的方式对根系进行了研究。20世纪80年代, 随着计量方法的不断发展, 分形几何等开始引入到根系构型研究中。Fitter等首先提出根系拓扑结构的两种极端类型, 即鱼尾状分支和叉状分支模式, 并通过模型模拟, 对不同根系构型与资源利用效率之间的关系进行了研究, 认为鱼尾状的根系构型虽然在资源投资上代价较大, 但能够降低根系内部的竞争, 对资源匮乏地区缓慢生长的物种比较有利, 而构建成本相对较低的叉状根系更多地出现于一些生境养分相对丰富且快速生长的物种 (Fitter, 1986;Fitter et al., 1991;Fitter&Stickland, 1991;Lynch, 1995) 。但这种模拟只是针对单个植株在均质土壤中的研究, 无法反映野外多个植株在异质土壤中相互竞争的结果。之后, Fitter等 (1991) 又在野外进行了相关验证, 发现根系拓扑结构与其对资源需求和获取关系密切, 可以作为衡量植物对生境环境胁迫适应策略的一项重要指标。 不同物种的适应策略不同, 导致根系构型差异很大 (杨小林等, 2008;郭京衡等, 2014) , 杨小林等 (2008) 对塔克拉玛干沙漠3种植物根系构型的研究表明:柽柳 (Tamarix chinensis) 根系为叉状分支结构, 罗布麻 (Apocynum venetum) 和沙拐枣 (Calligonum mongolicum) 趋向于鱼尾形分支结构。而同一物种在不同生境, 其根系构型差异较大 (何维明, 2000;任安芝等, 2001;马阔东等, 2010) 。单立山等 (2012) 对分布在戈壁、荒漠和黄土区的红砂 (Reaumuria songarica) 根系构型研究表明, 随着干旱程度增加, 红砂根系分支能力减弱, 次级分支和根系重叠减少, 根系连接长度增加, 分支由叉状分枝向鱼尾状分支发展。根系构型主要受生境土壤水分和养分的影响, 除此之外, 土壤质地、土壤温度、土壤微生物和人类活动等可能都会影响到根系的构型 (Fitter&Stickland, 1991;Arredondo&Johnson, 1998;周艳松和王立群, 2011) 。 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。 1 材料和方法 1.1 稳定性半日潮型 研究区位于广东省惠来县靖海镇靖海湾, 地理位置为23.00°N, 116.53°E, 平均海拔1–4 m。该区域属于亚热带季风气候, 雨量充沛, 年降水量为1 784.3 mm, 年平均气温21.9℃, 年蒸发量为1 555mm, 平均相对湿度为79%, 日照时数为1 959 h, 该区域主导风向为东北, 每年7–9月份为台风季节, 全年大于7级风日数为52天。该海域属于不规则半日潮型, 潮差较小, 最大潮差1.66 m。研究区选择在一个废弃的旅游区, 前期由于发展旅游业, 导致海岸沙丘大面积破坏, 之后由于沙滩退化及经营不善, 旅游区已经废弃, 海岸沙丘目前处于自然恢复之中, 以雏形沙堆为主。靠近木麻黄 (Casuarina equisetifolia) 防护林的区域