【摘 要】
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根系是植物体吸收水分和养分的器官,为叶片光合作用提供所需的物质,植物叶片的生理指标可反映出其对环境的适应性。根系的形态结构、C、N含量以及叶片生理指标的变化,在揭示植物对环境的适应策略方面具有重要的意义。本研究在额济纳荒漠地区,选择红砂（Reaumuria songarica）典型群落作为研究对象,观测红砂生境气温、湿度、降雨量,测定红砂生长土壤的含水率、容重、p H值和电导率,并采用壕沟法采集红
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根系是植物体吸收水分和养分的器官,为叶片光合作用提供所需的物质,植物叶片的生理指标可反映出其对环境的适应性。根系的形态结构、C、N含量以及叶片生理指标的变化,在揭示植物对环境的适应策略方面具有重要的意义。本研究在额济纳荒漠地区,选择红砂（Reaumuria songarica）典型群落作为研究对象,观测红砂生境气温、湿度、降雨量,测定红砂生长土壤的含水率、容重、p H值和电导率,并采用壕沟法采集红砂完整根系,分析红砂根系构型,同时测定根系的C、N含量以及叶片中保护酶活性和丙二醛含量,研究红砂的根系构型特征和叶片生理指标的变化。结果表明:1.额济纳荒漠红砂生境土壤质地为砂土,土壤含水率和容重随土层深度增加而增加,40～60 cm土层含水率在4.0%～6.7%之间,表层土壤与70～100 cm土层容重分别为1.46～1.56g/cm~3和1.57～1.76 g/cm~3;红砂根系在土壤容重1.46～1.64 g/cm~3的区域根轴数为14～16,主根长度在69 cm左右,土壤容重较高的区域根轴数为16～20,主根长度约为65 cm。红砂通过增加侧根分支、侧根数目以及增加侧根总长的方式来适应干旱的土壤环境,表明红砂根系具有形态可塑性。2.额济纳荒漠区域红砂根系拓扑指数较小,拓扑指数为0.08±0.01,根系分支模式均近似为叉状分支结构。红砂根系分形特征较好,分形维数为1.17±0.02,分形丰度为1.44±0.03;分形维数、分形丰度与根系平均连接长度均呈显著正相关。红砂根系平均连接长度较大,以此扩大其有效营养空间。3.随着红砂根系序级的上升,根系直径和根长呈有规律的变化,指数函数可表征其形态变化特征。红砂根系总分支率为2.28±0.03,随着红砂根系序级的上升,各级根系分支率之比逐渐降低,表明红砂具有较强的分支能力。4.随着红砂根系序级的上升,根系C含量和C/N比增加,Ⅰ～III级序根C含量分别为43%～49%、51%～57%、52%～59%,C/N分别为8.1～8.6、11.5～13.6、13.0～16.8。红砂根系N含量随序级升高而降低,Ⅰ～III级序根的N含量分别为5%～6%、4.1%～4.5%、3%～4%,且红砂的I级根C、N含量与Ⅱ、Ⅲ级根之间存在差异显著。5.随着红砂的生长,叶片中CAT活性表现出先升高后降低的趋势、SOD活性逐渐降低、MDA含量逐渐增加。随着土壤含水率升高,红砂叶片中SOD活性显著降低,MDA含量和CAT活性呈显著上升。6.通过红砂根系结构与叶片生化指标的耦合分析发现,叶片中的SOD、CAT、MDA均与红砂根系结构因子的分形维数、拓扑指数呈显著相关。
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