新疆生地所在荒漠多年生深根植物根系构型模式适应性研究方面取得进展

根系是植物吸收水分和养分的最主要器官，在水分受限的生态系统，水分变化是影响根系构型的主要因素之一。塔克拉玛干沙漠南缘是降水极端稀少的地区，疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap. )是这一区域荒漠--绿洲过渡带上的主要建群种植物之一。位于塔克拉玛干沙漠南缘，昆仑山北麓的策勒绿洲荒漠区，在多雨的年份，常有积雪融化的洪水经古河道和现有河流流入，而在干旱的年份，流经荒漠区的水量大幅度减少，使得荒漠区植被大面积减少。

为了解骆驼刺在不同水分处理下的根系构型及分株变化，中国科学院新疆生态与地理研究所策勒荒漠草地生态系统国家野外研究站曾凡江研究员指导博士生刘波，开展了连续3年模拟不同量的洪水灌溉处理（不灌溉、0.1 m³/m²和0.2 m³/m²）的控制实验。研究结果表明：骆驼刺自身可以通过改变根系构型，有效地利用不同水分处理下的土壤水分，增加根系生物量及分株数量，以维持骆驼刺在极端干旱区的生存和种群繁衍。在本研究中，骆驼刺根系构型的具体变化主要表现为：(1)在不灌溉处理下，骆驼刺主根十分明显，且扎根于地下较深的区域。骆驼刺的侧根和细根也主要分布在地下较深处。在地表浅层，不存在骆驼刺细跟的分布。(2)在0.1 m³/m² 灌溉处理下，骆驼刺在地表浅层产生了较粗，较发达的侧根体系，侧根长达16米，但主根深度较浅，且不存在明显的主根。(3) 在0.2 m³/m² 灌溉处理下，骆驼刺不仅产生了与0.1 m³/m² 灌溉处理相类似的发达的侧根形态，并且产生了较多的根系分蘖，这表明0.2 m³/m² 灌溉处理可以有效地保证骆驼刺的克隆繁殖，有利于骆驼刺种群扩大。因而，本研究可为极端干旱荒漠区的植被修复提供理论指导和支撑。

相关研究成果以Patterns of root architecture adaptation of a phreatophytic perennial desert plant in a hyperarid desert发表于South African Journal of Botany上，博士生刘波为第一作者，曾凡江研究员为通讯作者。