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1、不同植被类型植物根系对土壤的影响徐 冰00413017摘要： 在植被与土壤的相互作用中，植物的根系是一个重要的纽带。不同的植被类型中不同的物质组成，使得土壤中的根系具有不同的形态结构、生理特点，导致不同植被类型下的土壤产生了明显的差异。本文通过对坝上地区相间分布的森林、草原植被的研究根据群落调查和土壤调查的结果，提出由于单子叶植物在草原群落中的重要性比在森林群落中大（一个有意思的结论！），而单子叶植物的须根系在形态上又具有细根分布均匀等特点，所以使得草原土壤的质地更细更均一，层次更分明，而森林土壤则具有较厚的腐殖质层。关键词： 植被类型；植物根系；森林土壤；草原土壤；单子叶植物；双子叶植物植被
2、与土壤之间是相互影响相，互作用的关系。植物的生长活动是土壤形成的关键因素。一定气候条件决定了一定的植被类型，不同类型的植被之下又发育着不同的土壤。特别是在森林和草原这两大类截然不同的植被作用下，森林土壤和草原土壤在很多方面有着明显的差异。植物体对土壤影响最大的部分就是它的根系。植物的根系是土壤有机质的来源，为土壤微生物的活动提供环境，对土壤的质地、结构、水分状况和营养元素的含量等都有很大的影响 1 。对于不同类型的植被，其物种组成不同，则其根系的形态结构、生长方式也就不同，对土壤也就会产生不同的作用。为解释不同植被下土壤的成因，本文选取坝上地区 4 个有代表性的样地（森林、草原植被各 2 个）
3、，根据群落调查和土壤调查的直观结果，分析不同植被下土壤的特征差异，及植物根系在这些差异的形成过程中所起的作用。1. 研究区域概况坝上地区位于河北省北部，内蒙古高原南缘，是我国半湿润区到半干旱区、华北平原到内蒙古高原、森林植被到草原植被的过渡地带。区域内气候条件多样，植被类型丰富，是生态学研究的关键区域 2， 3 。由于是森林向草原的过渡地带，该区域内的天然林成块状的分布。次生性的天然白桦林常分布于阴坡，而阳坡则是草原或草甸。森林和草地在山坡两边相间分布，构成该区域内常见的景观，也为植被与各环境因子相互关系的研究提供了方便。本文选取的4 块样地分别位于机械林南山和将军泡子附近，两地的具体位置及气
4、候条件见表 1。在同一山丘的阴、阳坡分别取桦林、草原，两种植被，样地编号为：1 号样地，机械林场南山，阴坡桦林； 2 号样地，机械林场南山，阳坡草地； 3号样地，将军泡子，阴坡桦林； 4 号样地，将军泡子，阳坡草地。表 1 样地经纬度及气候状况经 度纬 度年降水量年均温一月均温7 月均温（ mm）（）（）（）机械林场1171511E422355N 4320.71-17.117.0将军泡子1170729.4E423445N418.80.42-19.617.012. 研究方法2.1 群落调查1010m2 样方，分乔木层、灌木层和用样方法对样地群落进行调查。桦林样地取草本层调查，其中草本层又在大样方
5、内分取5 个 2 2 m2 小样方。草原样地取 22 m2 样方进行调查，每处有四组重复。以每个物种相对盖度、相对多度、相对频度求平均的方法，计算各草本物种的重要值；灌木重要值为相对盖度、相对多度和相对高度的平均值。计算香农维纳指数，表示物种的多样性4 。2.2 土壤调查在每个样地内挖掘较完整的土壤剖面，划分土壤层次，记录各层特征。3结果与分析3.1 森林土壤与草地土壤的异同根据四个样地土壤调查的结果，分析可知：样地内土壤都由沙质的母质发育而来，淋溶不强烈，多为雏形土，包涵一个较明显的富含有机质的 A 层（腐殖质层）和一个完全由沙子组成的母质层。森林土壤和草原土壤的不同主要在于以下几点：1)
6、桦林下的土壤有一个 5cm 左右的枯枝落叶层，草地土壤的枯枝落叶层不明显。2)森林土壤基岩层以上的总厚度比草原土壤大，其中A 层的厚度明显大于草原土壤3) 对于母质层以上的 A 层及其他过渡层次，草原土壤比森林土壤的质地更加细腻，团粒结构发育更好。4) 草原土壤的质地、结构更加均一，层次之间的分界比较明显，而森林土壤各层次间则是逐渐过渡的。5) 森林土壤剖面的下部、母质层中常出现深黑色的腐殖质斑块，草原土壤中则没有。3.2 群落调查结果在考察群落的物种组成时，考虑到双子叶植物和单子叶植物的根系在形态结构上有明显的不同，他们的根对土壤也会产生不同的影响，因此重点分析双子叶植物和单子叶植物在森林群
7、落和草地群落中所处的地位。各样地内重要值排在前 20 位的物种的重要值分布情况见图 1图 4，其中双子叶植物为灰色，单子叶植物为白色。对桦林样地仅表示其草本层的状况。由图可见，在两个草原样地内，单子叶植物的种数和重要程度都比相应的桦林样地大。表 2 显示了森林和草原群落中单子叶植物和双子叶植物的对比情况，在森林样地中，单子叶与双子叶植物的重要值之比只有 0.1797 和 0.2969，在草原样地，单子叶与双子叶植物的重要值之比则达到了 0.5092 和 0.7247。草原样地中单子叶植物的多样性也有所增加，在 4 号样地，单子叶植物的多样性指数甚至超过了双子叶植物。20.180.160.140
8、.120.10.080.060.040.020草菜草草芍豆菜头草花参豆菜菊茅蓼禾芦草英苔堇松阜白豌堇乌眼莲拳豌头毛子芽熟藜铃公叶 山唐 种野北北猫 银野歪风拂珠早风 蒲针深尔大东华生山里地斑披加林苏林紫贝乌图 1：1 号样地（桦林）各物种重要值分布情况0.140.120.10.080.060.040.020草 榆茅茅蒿菜草菜殃 参吾参芩菊 头 蓼禾豆 蒿 菜苔 地子头花殃 沙毛 乌 分黧 牡 陵针叶松橐拳黄熟囊拂歪黄猪石凤叉山委尔裂唐缘头早黄小地枝加蕊全并制草葡贝瓣硬图 2：2 号样地（草地）各物种重要值分布情况30.180.160.140.120.10.080.060.040.020草菜草草
9、芍豆菜头草花参豆菜菊茅蓼禾芦草英苔堇松阜白豌堇乌眼莲拳豌头毛子芽熟藜铃公叶 山唐 种野北北猫 银野歪风拂珠早风 蒲针深尔大东华生山里地斑披加林苏林紫贝乌图 3：3 号样地（桦林）各物种重要值分布情况0.20.180.160.140.120.10.080.060.040.020菜蒿草苔草禾毒茅葱菜杆尾茅菜蒿菜蔺蒿草菜茅陵冷子沙芦熟狼子沙陵旗鸢羊陵陈苦马叶冰陵青委隐沙早拂委 花 苞委 茵山 裂 古委 野毛糙毛质毛紫裂蒙叶星硬腺矮二细高图 4： 4 号样地（草地）各物种重要值分布情况（土中蓝色和无色两种图标分别表示什么？）表 2：森林草地群落单子叶植物双子叶植物分布情况对比相对多度相对盖度相对频度重
10、要值多样性指数森双子叶0.82660.82620.89020.84773.29231号样地单子叶0.17340.17380.10980.15230.5526林单子叶 / 双子叶0.20970.21030.12330.17970.16793号样地双子叶0.78120.66670.86540.77113.28234单子叶0.21880.33330.13460.22890.7033单子叶 / 双子叶0.28020.50000.15560.29690.2143双子叶0.63590.57810.77380.66263.21152号样地单子叶0.36410.42190.22620.33741.4645草单
11、子叶 / 双子叶0.57250.72990.29230.50920.4560地双子叶0.50050.63890.60000.57982.16100.49950.36110.40000.42022.17044号样地单子叶单子叶 / 双子叶0.99800.56520.66670.72471.0044由以上分析可知在草原群落中单子叶植物所起的作用比在森林群落中大，所以单子叶植物特殊的根系结构在改良草原土壤时发挥的作用也将比在森林土壤中大（这里不是因果关系！）。3.3 根系对土壤的影响根系深度对土壤的影响表 3：单子叶双子叶植物的根系深度单子叶双子叶羊草7.3扁须豆双齿葱7.7地榆囊包鸢尾8.5达乌里黄芪贝加尔针茅7.8冷蒿日阴菅12.9星毛委陵菜黄囊苔草11.5腺毛委陵菜黄花菜10.4狼毒糙隐子草30瓣蕊唐松草恰草15.5冰草17.6平均10.2平均
