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为研究三峡库区植物护坡效应的可持续性,本论文在非标准径流小区进行试验,选取紫花苜蓿、百喜草、狗牙根、香根草4种草本为目标物种,另设置对照一共15个小区。通过室外田间小区试验和室内样品理化性质测定结合分析,在不同年限下,4种草本植物土壤理化性质的变化、不同草本植株根系与相关土壤指标的关系、不同年限对植株根系指标的影响,旨在探讨在不同年限下,不同护坡草本根系分布对土壤理化性质的时间尺度效应影响研究,进一步为三峡库区植被护坡建设中的植物材料筛选提供理论依据和实际经验。研究结果表明：(1)将4种草本的根系参数：根重密度、根长密度、根表面积密度与时间年限进行回归方程拟合,结果得到：随着种植年限的增长,根长密度、根表面积密度总体分别呈现出以指数函数增长、对数函数增长的规律,而根重密度没有规律。4种草本的根重密度和根表面积密度均随着土层深度的增加依次递减,而根长密度参数,除紫花苜蓿外,随着土层深度的增加呈现先升高后降低的趋势。在相同土层下,根重密度、根长密度及根表面积密度均随种植年限的增加而逐渐增大,但增长幅度呈降低趋势。从不同草本植物根系参数的垂直分布特征可以看出,紫花苜蓿、香根草的根系重点分布在0-20cm土层,百喜草、狗牙根的根系主要分布在0-10cm土层。其中紫花苜蓿、香根草在0-20cm土层的根系分别占总根系的92%、91%,而百喜草、狗牙根在0-10cm土层的根系分别占总根系的99%、78%。(2)随着种植年限的增加,4种草本根系根际土壤机械组成均表现为：粘粒逐渐增加,砂粒逐渐减少,但不同草本对土壤机械组成的改善存在差异性,其改善效果表现为：紫花苜蓿>香根草>狗牙根>百喜草。相关性分析表明,根长密度与粗砂粒(1-0.5mm)含量呈极显著的负相关,与细粉粒(0.005-0.002mm)呈显著正相关,与粘粒(<0.002mm)呈极显著正相关；根表面积密度与粗砂粒(1-0.5mm)含量呈显著的负相关,与细粉粒(0.005-0.002mm)呈显著正相关,与粘粒(<0.002mm)呈显著正相关;根重密度与粗粉粒(0.05-0.01mm)呈显著正相关。而草本植物不同径级根系参数对土壤机械组成的改善效果存在差异性,砂粒含量与0.5mm<L≤1mm的根长密度极显著负相关,相关系数为-0.522,与1mm<L≤2mm的根长密度显著负相关,相关系数为-0.325,机械组成中的粘粒与0.5mm<L≤1mm的草本根系径级根长密度极显著正相关,相关系数为-0.531,与1mm<L≤2mm的草本根系径级根长密度极显著正相关,相关系数为-0.474,在机械组成中的粉粒与不同根系径级根长密度没有显著相关性,颗粒分形维数与L≤0.5mm、0.5mm<L-≤1mm和1mm<L≤2mm径级的根长密度显著相关,0.5mm<L≤1mm径级的根系对分形维数的影响最为明显,相关系数为-0.416。故0.5mm<L≤1mm径级的根系对减小砂粒含量、增大粘粒含量、改善土壤结构构成贡献最大。(3)随着种植年限的增加,4种草本根系根际土壤微团聚体均表现为：粘粒减少、砂粒增加。但不同草本根系对土壤微团聚体的改良存在差异性,其改良效果大小表现为：香根草>紫花苜蓿>狗牙根>百喜草。相关性分析表明：根长密度、根重密度、根表面积密度与土壤中粘粒呈极显著负相关,相关系数分别为-0.804、-0.512、-0.768,与粗砂粒呈极显著正相关,相关系数分别为0.622、0.815、0.635。根长密度、根重密度、根表面积密度越大,微团聚体中的粘粒含量越低、土壤结构越稳定。通过做微团聚体颗粒组成与不同径级根长密度的相关分析得出：砂粒与不同根系径级根长密度的相关系数是先增大后减小,粘粒与不同根系径级根长密度的相关系数是先减小后增大,在0.5mm<L≤-2mm的根系对增大砂粒含量、减小粘粒含量、促进土壤结构稳定性贡献最大。微团聚体分形维数与L-0.5mm、0.5mm<L≤1mm和lmm<L≤2mm径级的根长密度呈极显著负相关,相关系数分别为-0.801、-0.826、-0.760,故0.5mm<L≤1mm径级的根系与土壤团粒结构稳定性的关系最为密切。(4)同一年限下,随着土层深的增加,有机质、全N、全P、有效N,有效P,有效K随之减少；随着年限的增加,相同土层下,4种草本根际土壤中有机质都随之增加,表层的有机质增加幅度大于底层。有机质含量大小整体可表现为：香根草>紫花苜蓿>狗牙根>百喜草。而且不同草本根系对土壤养分的固持效果也存在差异性,其养分固持效果总体表现为：紫花苜蓿>香根草>狗牙根>百喜草。总体评价植株根系对于养分的固持效果,紫花苜蓿则为最优草本。植物根系根重密度与土壤有机质、碱解N、有效P、有效K,在0.01的水平下极显著正相关；根系根重密度与全N,在0.05的平水下显著相关；根长密度、根表面积密度都与有机质、有效K在0.01水平下呈极显著正相关。根系参数与全K不相关。有效K与根系根重密度、根长密度、根表面积密度都极显著相关。而草本植物不同径级根系参数对土壤养分的固持效果也存在差异性,径级为2mm<L<4.5mm,L>4.5mm的根系与土壤养分的相关性最好,即径级大的根系对土壤养分的影响力相对较高,须根的影响则次之。