基于探地雷达的植物根系探测研究进展

植物根系在植物的生长发育、生态系统功能以及碳循环过程中具有重要作用,需要了解根系的直径大小、生物量、空间分布和三维构造等参数.传统的植物根系的探测方法具有破坏性,费时费力,而探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)作为一种较新的地球物理方法,以其特有优势广泛应用于植物根系的探测.首先介绍了利用探地雷达探测植物根系的基本原理,然后对植物根系的制图、植物根径大小的估算、根系生物量的估算等几个方面的应用进展进行了综述,并从探地雷达系统、根系性质和土壤性质等不同角度探讨了影响探地雷达在植物根系探测中的主要因素,同时指出目前研究中的不足之处,今后的研究工作应侧重于探地雷达探测植物根系的作用机理及提高其在野外真实条件下的探测能力,以期为探地雷达在植物根系探测中应用的深入和推广提供思路.     

青藏铁路沱沱河段路基边坡植物护坡根系力学强度试验研究

以青藏铁路沱沱河段路基边坡作为试验区,且在试验区路基边坡两侧种植了乡土护坡草本植物垂穗披碱草,通过对种植在试验区路基阴坡、阳坡生长5年的垂穗披碱草,做了野外原位根系拉拔试验,获得了垂穗披碱草根系抗拔力。研究表明:种植在阳坡的垂穗披碱草根系抗拔力为3088N,阴坡抗拔力为2352N,即种植在阳坡的垂穗披碱草根系抗拔力显著大于阴坡,影响其抗拔力大小的主要因素与土壤含水量及其变化有密切关系,试验区阳坡接受光照时间、程度均强于阴坡,试验区阳坡坡面土壤水分蒸发量大于阴坡这种差异形成阴坡、阳坡坡体土壤含水量不同的主要原因;垂穗披碱草根系抗拔力大小与须根数量、根径、根长、株高、根表面积、分蘖数之间均呈线性关系,其中抗拔力与须根数量之间呈显著性线性相关,阳坡垂穗披碱草抗拔力随根系数量增加的幅度显著大于阴坡,即当须根数量为40～60条时,阳坡垂穗披碱草的抗拔力集中分布在11～25N,阴坡抗拔力分布在8～15N;当须根数量为60～140条时,阳坡垂穗披碱草的抗拔力分布在30～70N,阴坡抗拔力为20～50N。根据路基边坡阴坡、阳坡垂穗披碱草根系抗拔力试验结果,评价了阴、阳两种坡向条件下垂穗披碱草根系护坡力学贡献,这对青藏铁路路基边坡种植草本植物实现该边坡与周边自然生态环境之间的协调发展具有理论指导意义。