三江源区不同建植期禾草混播人工草地植物群落根系特征变化

根系在植物生长和生物地球化学循环中扮演着重要的角色.为揭示不同建植期禾草混播人工草地植物群落根系特征的变化规律,以青海省果洛州玛沁县建植6、7、10和14年的人工草地为研究对象,利用"微根管"技术在2016年生长季(5-9月)原位监测了0-10、10-20和20-30 cm土层根系生长动态.结果 显示:(1)根系生产、死亡和现存量分别在6-7、8-9和7-8月最高.(2) 6-7月根系均为正生长(净生产速率为正值),8月开始出现负生长(净生产速率为负值).(3)建植6-10年,0-10 cm土层根系形态特征指标(长度、表面积和体积)、累积生产量、平均现存量和寿命先增加后降低,但无显著差异(P＞0.05);累积死亡量和周转率在建植6年显著高于10 a(P＜0.05).(4)建植14年,0-10 cm土层根系形态特征指标、累积生产量和平均现存量显著高于其他建植期,累积死亡量显著高于10年;20-30 cm土层累积生产量显著低于10年,周转率显著低于6年.同时,0-10 cm和10-20 cm土层根系存活率最高.(5)根系形态特征指标、累积生产量、累积死亡量和平均现存量在建植6、7和14年随土层深度的增加而显著下降,10年时则变化不明显.(6)Pearson相关性分析表明,土层和根系形态特征指标分别与寿命极显著正相关(P＜0.01);建植期与周转率显著负相关(P＜0.05),土层、根系表面积、体积和寿命分别与周转率极显著负相关;结构方程模型(SEM)进一步分析显示,建植期对根系长度具有显著正效应,对周转率具有显著负效应,周转率还受表面积、寿命和土层的直接影响.综上,恢复14年人工草地0-10 cm土层根系生长和累积量明显提高,建植年限的延长对周转率具有负效应,因此,长期恢复后人工草地地下碳循环速率下降,养分积累量增加,群落稳定性和生态系统生产、生态服务功能逐步恢复.