基于探地雷达途径的小叶杨粗根空间分布特征研究

根系研究一直是生态学领域一项极具挑战性的工作,传统研究方法具有多种局限性,因此应用非侵入式方法开展根系研究具有重要实践意义.以黄河漫滩地生长的不同胸径大小(45～104.5 cm)小叶杨共40株为研究对象,应用探地雷达(GPR)技术测定粗根(粗度≥1 cm的根系)空间分布情况,并对1～2、2～3 cm和>3 cm 3个径级粗根进行分类统计,综合研究小叶杨粗根空间分布特征.结果表明,1)在垂直方向0～80 cm范围内,粗根密度以20～40 cm处最大,为8.17 roots/m,其中径级2～3 cm粗根密度占比由23.7%增加至47.2%.2)在水平方向5 m范围内,粗根密度逐渐下降,在1 m处密度值最大,为5.24 roots/m,其中径级1～2 cm粗根密度占比在2 m处最低,为49%,而径级2～3 cm和>3 cm在2 m处最高,分别为34%、17%.3)粗根密度随着胸径径级的增加由15.34 roots/m增加至28.16 roots/m,但不同胸径水平下各径级粗根密度特征存在明显差异,径级1～2 cm的粗根是差异存在的主要原因(P=0.000).4)粗根密度主要受到胸径和冠幅的影响,此外,在水平方向3～5 m范围和垂直方向20～40 cm处的粗根密度对胸径、冠幅和树高响应更敏感.研究结果表明,探地雷达可以有效实现对粗根空间分布及树体根径大小估算研究,并在以后的根系研究中有重要应用价值.