科尔沁沙地地处中国北方农牧交错带，是中国沙地中水热组合条件最好的地区之一。但是，由于大范围的开荒和过度土地利用，致使该区成为我国土地荒漠化最为严重的地区之一。过去对于该区的研究多集中在沙漠化所引起的土壤、植被退化及沙漠化过程中植物的适应对策和植被稳定性机理方面，对于植物根系的生长和地下分布的研究较少(赵哈林2003，2004；赵爱芬1997)。根系是构成植物的重要部分，是该区植被生产力的重要贡献者和土壤碳库的输入者。因此，搞清沙地根系生产力、根系特征、根系分配在沙地生态系统中的变化，是完整认识该区植物生长特性和植被—土壤系统碳、氮储存的基础，也是完善该区植物适应对策及演潜必不可少的前提。本文将野外调查和室内控制试验相结合，利用土钻法、挖掘法、微管法等根系调查和观测方法，对区域内几种草本植物和灌木的根系分布和生长特征进行了研究，并对根际养分变化进行了研究。主要得出如下结论： 科尔沁地区植物根系生长特征。用挖掘法和土钻法，在固定、半固定和丘间地随机调查了12种草本和3种主要灌木的根系分布特征，并对10种草本和2种小灌木的根系生物量、主根长、主根直径、地上高、侧根数、根体积等特征参数进行了比较。结果表明：(1)大部分草本植物的根系分布在地下50cm的范围内，生长在流动沙丘的沙地旋覆花的根深超过了80cm；(2)所有调查的植物侧根都很发达；(3)须根型的禾草的S/R比较小，而主根型的杂类草的S/R比较大；(4)流动沙丘的沙地旋覆花的茎长同根长的比例(0.43)最小，半流动沙丘的五星蒿、糙影子草、太阳花分别为0.74，0.87，0.88，固定沙地的黄蒿、和三芒草比值最大。(5)调查发现糙影子草的根系体积最大，而其不定根的数量也最多。科尔沁沙地两种典型灌木独生和混交的根系分布规律。对比研究了科尔沁沙地黄柳、差不嘎蒿两种典型灌木在独生和混交情况下的根系分布和根量变化。结果表明，独生情况下，黄柳的根量显著高于差不嘎蒿。在整个剖面，黄柳总根量为30.84kg/m3，是差不嘎蒿的5.47倍。差不嘎蒿根系主要分布在0～20cm的表层，黄柳根系主要分布在20～50cm的深层土壤中。混交条件下，黄柳总根量为9.94kg/m3，相比于独生根量明显减少；差不嘎蒿为5.45kg/m3，没有多大变化，但在距冠丛50cm、100cm处根量要大于独生(p＜0.05)，尤其是细根生物量有了显著增加。另外，同独生相比，黄柳根系在垂直和水平方向上扩展，但其总根、粗根、细根生物量均未有显著增加(p＞0.05)；差不嘎蒿的根系由主要在表层分布变化为在各层均匀分布。混交条件下两种植物之间的竞争是导致根系发生上述变化的原因之一。 科尔沁四种植物根系生长动态。用玻璃微管法研究了科尔沁沙地植物狗尾草、沙米、黄蒿、差不嘎蒿根系生长动态。结果表明：(1)在观察期内，狗尾草和黄蒿的根系生长表现出先增后减的“抛物线”型，而沙米和差不嘎蒿的根系成指数生长。在7月末至8月初狗尾草、黄蒿和差不嘎蒿根系具有最高的生产量；在8月末，狗尾草、黄蒿和差不嘎蒿根系都表现出不同程度的衰减，沙米根数保持增加。(2)狗尾草地下0～30cm的根数在峰值前、峰值和峰值期后，分别占地下根数的74﹪、47.67﹪和66.27﹪;差不嘎蒿在峰值期后上层根系显著增加，0～30cm土层中根数约占总根数的69.09﹪，表现出明显的浅表化；黄蒿根系在峰值后各层根数趋于一致，主要是下层根系的生长占据了较大比例；沙米在峰值前，表层根系数量占据优势，在峰值期，地下40～50cm处的根系处于优势。(3)微管观测的数据变异较大，观测时应尽量缩短观测间隔，并辅以土钻法，以获取尽可能多的有效参数。 土壤水分对两种一年生草本根系形态及光合特性的影响。研究了在不同土壤水分处理下，狗尾草(Satariaviridis)、沙米(Agriophyllumsquarrosum)两种一年生植物的光合参数和水分利用效率的日变化特征及根系形态和生物量分配。结果表明，干旱使沙米的光合速率下降，气孔导度下降，蒸腾速率下降，水分利用效率提高，沙米的主根长度，侧根数量均较湿处理有所增加，但都没有达到显著水平，根体积、地上、地下生物量均较湿处理显著降低；干旱处理下的狗尾草净光合速率提高，气孔导度上升，蒸腾速率增强，水分利用效率下降，狗尾草的根长、须根数、地上生物量、地下生物量、根体积、茎长、茎数均较湿处理显著降低。干旱处理下，沙米和狗尾草的根冠比和湿处理相比均增加，但并不显著。结合沙米和狗尾草在干旱胁迫下的光合、生理和根系形态变化，得出沙米是一种依赖于形态调整躲避干旱的植物，而狗尾草是一种借助于生理抗逆的耐旱植物。 科尔沁不同灌木根际土壤养分状况及其季节变化。研究了在科尔沁沙地广泛分布的黄柳、差不嘎蒿、小叶锦鸡儿3种灌木的根际养分状况及其季节动态。结果表明：(1)三种灌木根际土壤的pH值很高，大部分在7以上，土壤偏碱性。(2)在8月，三种灌木根际土壤的电导率都显著高于非根际，而5月，黄柳、差不嘎蒿根际EC要略小于非根际，小叶锦鸡儿根际的EC要高于非根际。(3)黄柳根际有机质和全氮含量在5月低于非根际，在8月，黄柳、小叶锦鸡儿、差不嘎蒿的根际养分含量全都明显高于非根际。(4)不同灌木，根际与非根际土壤养分含量的比值不同(R/S值)，黄柳的有机质R/S在1左右，差不嘎蒿在1～2之间，而小叶锦鸡儿大于4；(5)对比三种灌木生长季前后的根际土壤养分，黄柳根际区的各种养分在生长季末都高于生长季前，特别是全氮和速效磷含量提高了一倍，小叶锦鸡儿除全氮含量略有增加外，其余养分在生长季末都有所降低，差不嘎蒿在生长季末所有速效养分都降低，而所有全效养分都增高。