沉水植物苦草根系功能性状对基质类型和种植密度的响应及其与个体表现关系

根系功能性状体现了植物细根的生长状况及其对外部环境的适应性,然而根系功能性状响应环境变化的时间稳定性如何仍不清楚。苦草(Vallisneria natans)是水体沉水植被修复的先锋种类,细根在其种群重建初期起着重要作用。该研究设计了草垫、草垫+沙子、草垫+黄泥及草垫+底泥4种生长基质和100株/m²以及200株/m²两种种植密度并将其两两组合,以模拟自然生境不同的基质和密度情况,并在不同时期对苦草功能性状指标进行取样测定,通过重复测量二元方差分析研究基质和密度对根系功能指标的影响,并通过线性拟合模型探讨个体水平的生长表现(生物量分配、营养吸收、个体定植)与具体的根系功能性状之间的关系对环境变化的响应。结果表明:所有测量指标均受到基质条件的显著影响,部分根系功能性状指标如根冠比(RSR)、根干重、比根长(SRL)、根比表面积(SRA)、根组织密度(RTD)、根系锚定力和根体积受密度的影响显著。苦草生物量的分配主要受基质条件的影响,对营养的吸收、运输及根系固着能力受基质和密度的共同影响。线性拟合模型表明SRA、RTD、根直径、根表面积以及根体积在个体水平上能一定程度地预测RSR对环境变化的响应,且RTD的预测效果最好;根冠比、SRA、生根数、总根长、根表面积以及根体积在个体水平上能一定程度地预测SRL对环境变化的响应,其中生根数的预测效果最好;SRA、根直径、根表面积以及根体积在个体水平上能一定程度地预测根系锚定力对环境变化的响应,并且SRA的预测效果最好。但是基质和密度在不同时期对苦草根系功能性状的影响方向会发生改变,当用根系功能性状预测植物个体表现时,需要考虑种群重建所处的时期。