黄土高原典型草本植物根系影响土壤可蚀性的时空差异特征

　　 摘要:

结合人工种植试验(时间)和野外采样试验(空间),运用原状土水槽冲刷法,研究了黄土高原典型草本植物根系影响土壤可蚀性的时空差异特征。研究结果表明:(1)时间上(观测期内):黑麦草和紫花苜蓿的根系密度(根长密度和根表面积密度)呈现出先快速增长后缓慢下降的趋势。根系驱动下,植被样地的土壤有机质和阳离子交换量显著增长,黑麦草样地的变化范围是1.65-2.74 g/kg和9.24-15.54 cmol/kg,紫花苜蓿样地的变化范围是1.53-3.37 g/kg和8.63-15.91 cmol/kg。在根系及土壤理化性质变化的双重影响下,黑麦草和紫花苜蓿样地的土壤可蚀性在观测初期快速减少,减蚀率达到了35.68%-54.40%,之后逐渐平稳;(2)空间上:长芒草的根系密度在永寿和神木地区显著高于安塞地区;铁杆蒿的根系密度在永寿地区显著高于神木和安塞地区。根系驱动下,土壤有机质在永寿地区增长最多,相较于对照地,长芒草和铁杆蒿样地分别增长了43.63%和97.23%;长芒草和铁杆蒿样地的土壤阳离子交换量分别在神木和永寿地区增长最多,为18.87%和68.21%。基于不同试验区植物根系的生长情况及土壤抗蚀性能,长芒草和铁杆蒿根系均在神木地区的减蚀效果最明显,其土壤可蚀性分别降低了97.55%和98.54%。因此,黄土高原地区草本植物根系对土壤可蚀性的调控作用具有明显的时空差异,此结果有助于提升对植物根系减蚀效应与机理的系统认识,为该地区的水土流失防控提供理论依据。