宁夏南部黄土丘陵区典型草本根系分布特征

万海霞, 蔡进军, 郭永忠, 马 璠, 许 浩, 韩新生, 王月玲, 董立国

(1.宁夏农林科学院 荒漠化治理研究所, 银川 750002; 2.宁夏农林科学院 固原分院, 宁夏 固原 756000;3.西北农林科技大学 资源环境学院, 陕西 杨凌 712100； 4.宁夏农林科学院 农业资源与环境研究所, 银川 750002)

宁夏半干旱黄土丘陵区地处宁夏南部，因为特殊的自然地理条件、气候以及落后社会经济状况和历史人为影响，生态环境极其脆弱，影响着宁夏全区经济社会的可持续发展。随着我国经济发展方式的转变，生态文明建设作为社会经济发展的重要内容被提上日程，在相关政策的引领下，宁南黄土丘陵区实施了许多生态重建与修复工程(退耕还林、植树种草、移民搬迁)并开展了一系列相关研究，使当地生态环境得到明显改善。目前，在生态重建及修复方面的研究多集中在植被的林木耗水规律、土壤理化性质、土壤侵蚀、土壤团聚体特征、群落结构等方面[1-7]，关于植被根系分布特征以及根土结合体的情况研究很少。植被措施是黄土丘陵区生态修复的主要措施，是当地植被恢复与生态重建的关键。研究证实，植被—土壤复合系统功能的发挥很大程度上依赖于地下部的根系，植物通过庞大复杂、广泛分布的根系固着土粒，稳定土壤，提高土壤质量，可有效控制土壤侵蚀的发生[8]，因此，研究生态恢复区典型草本根系分布特征具有重要的理论和现实意义。但关于宁南黄土丘陵区不同草本群落类型根系分布特征的研究还鲜有报道。根系稳定坡面的程度取决于根系的总量分布、根土复合体的抗拉强度、抗剪切强度和根系土壤之间的相互作用。有关根土复合体的固土效能研究多是通过测定植物根系提高土壤抗剪切强度值进行分析[9-11]，试验方法较为复杂，因此，本文选择宁南黄土丘陵区几种典型草本植物[百里香(Thymusmongolicus)、星毛委陵菜(Potentillaacaulis)、猪毛蒿(Artemisiascoparia)、长芒草(Stipabungeana)]为研究对象，调查研究不同植被类型下植物根系的整体特征和分布特征，另外还创新方法，通过测定根土结合体中与根系紧密结合的土壤数量来探讨根系固结土壤的效果(试验方法简单)，以期为研究区生态恢复与重建中草本物种的选择和植被空间优化配置提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于宁夏固原市彭阳县(105°09′—106°58′E，34°14′—37°04′N)，地貌类型属于黄土高原腹地梁峁丘陵地，地形破碎，地面倾斜度大，海拔1 600～1 700 m。年日照时数2 200～2 700 h，属典型的温带大陆性气候；年平均气温7.6℃，无霜期140～160 d，年平均降水433.6 mm左右，且年内分配不均，主要集中在6～9月，年平均潜在蒸发量1 360.6 mm。土壤以普通黑垆土为主，土层深厚，土质疏松，pH值为8～8.5[12]。植被以草原植被为基础，主要草本有长芒草、赖草[Leymussecalinus(Georgi)]、达乌里胡枝子(Lespedezadavurica)、二裂委陵菜(Potentillabifurca)、星毛委陵菜、百里香、猪毛蒿、铁杆蒿(Artemisiagmelinii)、早熟禾(Poaannua)等。

1.2 样地选择

彭阳县中庄村为宁夏农林科学院荒漠化治理所水土保持研究团队的一个长期定位观测基点，流域面积128.3 hm2，植被调查表明，猪毛蒿、长芒草、百里香及星毛委陵菜为本地常见草本，且常常集中连片分布，选择这几种典型草本群落分布样地进行调查取样(表1)。每个样地随机设置6个1 m×1 m的样方，调查样方植被的总盖度、物种组成、物种盖度、植株高度和密度及地上生物量等。

表1 样地信息

注:表中“—”代表未发现。

1.3 研究方法

根系测定：于植物生长末期，在样方内进行S 型4点取样，用根钻(直径7 cm，高10 cm)将草本植物根系按0—5 cm，5—10 cm，10—20 cm 和20—30 cm土层分别挖出，用筛子将各层样品过筛并拣出所有根系，所获的根系用水清洗干净后，采用浙江万深LA-S系列植物根系分析仪测定根的长度、表面积、体积等，最后对根系编号后装入牛皮纸信封，采用烘箱法测定生物量(80℃下烘48 h)。

整根采集及测定：在调查样地随机选取5个点，每个样点取2个植株的完整根，一个种共取10个根。以目标草本植株为中心，在离其50—80 cm的水平距离处开始缓慢向下挖掘，依据试验数据的需要，按照露出根的走向，即自然分布状态小心挖掘并尽量保持根的完整性，直至将整个根系取出，小心清除根系间的土壤，进行拍照，最后将其装入密封塑料箱中带回实验室(尽量保持根系的自然状态)，测量根的垂直深度和水平宽度，计算变异系数CV值。

根土结合体测定：在每个样方的草本根系处用特制取样器取0—5 cm土层的直径为7 cm，高为10 cm 的原状土柱，土样装入铝盒带回实验室，室内自然风干。依据Yoder的土壤团聚体湿筛法测定表层土团聚体组成，筛套孔径自上而下为5，2，1，0.5，0.25 mm，振荡30 min(振荡频率30次/min)后，将最上层筛子上的根—土结合体样品进行冲洗，分离出根和土壤，分别烘干称重，同时将其他各级筛层上的团聚体冲洗收集，震荡桶内土也收集并过滤，烘干称重，计算根—土结合体固结土壤的数量(质量百分比，根土质量比等指标)。

1.4 计算公式

(1)

式中:IV为物种重要值；Hr为相对高度，指群落中某一物种的高度占所有物种高度之和的百分比；Dr为相对密度，指群落中某一物种的密度占所有物种密度之和的百分比；Cr为相对盖度，指某一物种的分盖度占所有种分盖度之和的百分比。

(2)

式中：RLD为根长密度；RL为根系长度(cm)；V为土样体积(cm3)。

(3)

式中：RSD为根表面积密度；RS为根系表面积(cm2);V为土样体积(cm3)。

(4)

式中：RVD为根体积密度；RV为根系体积(cm3);V为土样体积(cm3)。

2 结果与分析

2.1 群落特征

对研究区4种典型草本群落的植物种类组成及特征进行调查，结果显示(表2)，各草本中百里香、星毛委陵菜群落物种最丰富，平均达到12种甚至更多，显著大于长芒草和猪毛蒿群落。群落盖度上，长芒草最大，达到90%以上，其次是百里香和星毛委陵菜，猪毛蒿最小，小于70%，但各草本间差异不显著。平均地上生物量长芒草群落最小，与猪毛蒿差异显著，差值占其生物量的65.73%，与其他2种草本间差异不显著。在群落物种重要性方面，星毛委陵菜、长芒草、猪毛蒿群落最主要种的重要值均大于50，百里香群落最主要种百里香的重要值也最大，说明试验选择的群落是单一物种占有绝对优势，而其他物种的影响作用很小，4种草本样地主要种在群落中绝对优势明显。

表2 草本群落物种组成及特征

注：表中同一列字母相同者表示处理间差异不显著(p<0.05)，下表同。

2.2 根系特征

植物根系固土护坡、保持水土作用主要取决于根系的构型，如根系形态特征、根系随土层深度的分布特征等。植物根的构型是指同一根系中不同类型的根在生长介质中的造型和分布，根构型研究主要侧重根系形态的描述，包括根长、根量的空间分布，侧根形成模式，主根与侧根的分支角度等指标[13]。根系随土层深度的分布特征通常采用根长、根表面积、根体积等参数来描述根系的垂直变化[14]，为定量比较不同植物种根系特征的差异，本文采用了根长密度、根表面积密度以及根体积密度参数进行分析。

2.2.1 整根形态特征及变异性

(1) 形态特征。百里香根系呈黑褐色，平均根深22.3 cm，主根优势不明显，具有强健的数个侧根，与主根呈向下的锐角起到了锚固土壤的作用，侧根上萌发有大量的毛根(图1A)。不定芽可以使植株萌发出众多的根系，从而逐渐形成庞大的根系网。根系构型能够有效利用地表土壤的水分和养分，对表层土具有很好地网络和防止土壤侵蚀的作用。

图1 草本根系形态

星毛委陵菜根系黑褐色，平均根深20.2 cm，侧根发达，具有Ⅱ级以上侧根分布，侧根多呈水平分布，分布于土壤浅层。具极少的细根且质地脆弱，极易断裂(图1B)。根茎发达，以根茎进行营养繁殖。整体根系构型对于浅层吸收方面具有较好的效果，对表层土壤有较好的网络作用，有保持水土的积极作用。

长芒草根系淡黄色，平均根深13 cm，典型的浅根性须根草本，须根有明显的向地性生长特性，须根上分布有一定数量水平或近水平生长的细根，细根较为柔软纤细，根系整体分布较为均匀(图1C)。长芒草叶鞘基部生有珠芽，珠芽脱离母体能形成新的植株。

猪毛蒿根系黄褐色，主根狭纺锤形，半木质或木质化，平均根深50.2 cm，为典型的直根系草本，主根优势明显，随土层加深逐渐变细，从主根根茎处发出数条侧根，具有Ⅰ，Ⅱ级侧根分布，Ⅱ级侧根较为纤细，侧根上有大量的细根分布(图1D)，细根多分布于0—20 cm土层，随土层的深入逐渐减少，发达的主根具有较好的锚固作用，密集分布的细根有利于吸收土壤浅层的水分和养分。

(2) 变异性。由表3可知，猪毛蒿根分布深度最大，平均达到了50 cm，显著大于其他草本，长芒草根长最小，与百里香、星毛委陵没有显著性差异。在根的垂直深度上猪毛蒿根变异性最大，其他草本变异性很小。根宽是植物根系生长状况的另一个重要方面，反映根系在水平方向上的分布状况。我们发现，各草本的根宽度随根长的减小而减小，单株平均宽度均不超过20 cm，长芒草显著小于百里香和猪毛蒿。根的水平变异性大于垂直变异性，各草本相互之间差异很小。可以看出，猪毛蒿根系在垂直分布深度上具有一定的优势，但不稳定且水平分布较为有限。其他3种草本根系分布范围(垂直和水平方向)在10～30 cm，为典型浅根性草本。

表3 不同草本整根大小及变异性

2.2.2 不同径级根系分布特征 本研究表明(图2)，4种草本在0—30 cm土层的根长密度为2.38～23.56 mm/cm3，各径级(D)根以≤0.5 mm根的根长密度最大(1.77～20.34 mm/cm3)，占总根长密度的73.4%～86.4%，0～2 mm根累积占总根长密度的96.7%～98.7%，>3.5 mm根基本没有，可见细根占总根长密度较大的比例。各草本的根长密度百里香>猪毛蒿>长芒草>星毛委陵菜，不同草本同一径级根的根长密度存在显著差异，径级≤0.5 mm时，百里香的根长密度(20.34 mm/cm3)显著大于其他3种草本，星毛委陵菜根长密度最小，明显小于长芒草、猪毛蒿。径级为0.5～1 mm时，百里香、长芒草根长密度最大，显著大于猪毛蒿、星毛委陵菜，二者无显著性差异。径级为1～2 mm时，除星毛委陵菜外其他草本无显著差异。4种草本根长密度随根系直径的增加表现出降低趋势，百里香减少的最多(20.29 mm/cm3)，星毛委陵菜减少的最小(1.76 mm/cm3)。可以看出，各草本0—30 cm土层中百里香细小的根(毛根)最多，所代表的根长密度最大，星毛委陵菜细根量少，根长密度最小。

在根表面积密度方面，4种草本的值为2.65～28.83 mm2/cm3，其中百里香以≤0.5 mm径级根最大(11.64 mm2/cm3)，猪毛蒿以2～3.5 mm径级根最大(18.05 mm2/cm3)，分别占总表面积密度的45.61%，62.6%。星毛委陵菜、长芒草在0～2 mm径级范围内各径级根表面积密度分布相对均匀，细根占总表面积密度分别是89.8%，88.4%。各草本的根表面积密度猪毛蒿>百里香>长芒草>星毛委陵菜，不同草本根表面积密度只在0～2 mm径级范围内表现出显著差异，径级为0～0.5 mm时，百里香根表面积密度最大，显著大于其他3种草本。径级为0.5～2 mm时，百里香、长芒草根表面积密度较大，显著大于星毛委陵菜。径级为2～3.5 mm时，猪毛蒿根表面积密度最大，但各草本间无显著性差异。4种草本根表面积密度随根系直径(0～3.5 mm)的增加变化规律有所不同，百里香、猪毛蒿根表面积密度随直径的增加先降后增，后者的增幅更大，长芒草、星毛委陵菜根表面积密度随直径的增加逐渐减小。可以看出，猪毛蒿的粗根、百里香的小细根对根表面积密度的增加作用明显。

图2 草本群落各级根系在0-30 cm土层的分布特征

4种草本的根体积密度为0.61～49.36 mm3/cm3，百里香最大值出现在2～3.5 mm径级(3.87 mm3/cm3)，猪毛蒿出现在0.5～1 mm径级(34.89 mm3/cm3)，分别占总体积密度的53.1%，70.7%，其他草本根体积密度很小。各草本的根体积密度与表面积密度排序相同，猪毛蒿最大，其次是百里香，不同草本根体积密度只在1～3.5 mm径级内表现出显著差异，径级为1～2 mm时，猪毛蒿与其他草本差异显著，3种草本间差异不显著，径级为2～3.5 mm时，猪毛蒿与星毛委陵菜差异显著，与百里香、长芒草差异不显著。4种草本根体积密度随直径的增加先增后降，由此看出百里香为数不多的粗根，猪毛蒿的细根有助于根体积密度的增加。

2.2.3 不同土层根系分布特征 如图3所示，4种草本各径级根的根长密度主要集中在0—20 cm土层内，根长密度占总根长密度(0—30 cm)的88.3%～100%。不同土层各草本间根长密度有差异，在0—10 cm，20—30 cm土层，百里香各径级根的平均根长密度最大，星毛委陵菜最小。10—20 cm土层，长芒草平均根长密度稍大于百里香。同一土层中，草本不同径级根的根长密度存在显著差异，4种草本均是≤0.5 mm根显著大于其他径级根，其他径级根间大部分差异不显著。

由图4可知，4种草本各径级根的表面积密度分布不尽相同，百里香、星毛委陵菜主要集中在0—10 cm土层，长芒草、猪毛蒿集中在0—20 cm土层内，分别占总表面积密度(0—30 cm)的81.3%～99.3%，90.9%～100%。草本在0—5 cm，20—30 cm土层中各径级根的平均表面积密度与图3类似，百里香最大，星毛委陵菜最小。但在5—20 cm土层中，猪毛蒿各径级根平均表面积密度最大，明显高于百里香和长芒草。相同土层中，草本不同径级根的表面积密度也存在显著差异，各草本表现不同，如百里香在0—30 cm 4个土层都是径级≤0.5 mm根显著大于0.5～1 mm径级根，在0—10 cm土层，≤0.5 mm根与1～2 mm，2～3.5 mm差异显著，10—30 cm土层，≤0.5 mm根与1～2 mm，2～3.5 mm差异均不显著。长芒草在0—5 cm土层，各径级根表面积密度之间均差异显著，5—30 cm土层，0.5～1 mm根与1～2 mm根差异均不显著，但在5—10 cm土层时它们与其他径级根均差异显著，10—20土层时，二者与2～3.5 mm根差异不显著，20—30 cm土层时，0.5～1 mm根与2～3.5 mm根差异不显著，1～2 mm根与2～3.5 mm根差异显著。猪毛蒿在0—20 cm土层各径级根表面积密度均没有显著性差异，20—30 cm土层时，1～2 mm根表面积密度显著大于其他径级根。长芒草、百里香是≤0.5 mm径级根的表面积密度最大，猪毛蒿在2～3.5 mm或1～2 mm径级值最大，星毛委陵菜各径级根表面积分布较为均匀。

对比不同土壤剖面可知，各草本根的根长密度、表面积密度随土层的增加而减小。0—5 cm土层中≤0.5 mm径级根占总根长密度53.5%～80.1%，小细根(毛根)大部分分布于土壤表层，有利于抵抗径流冲刷。各草本根长密度在4个土层中，总体上均随根径的增加而减小。根表面积密度在不同土层随根径的增加变化较为复杂。

图3 草本群落各径级根长密度的分布

图4 草本群落各径级根表面积密度的分布

2.3 表层根土结合体

植物根系具有涵水固土的作用，利用植物根系可以防止土壤侵蚀和水土流失。不同植物根系对土壤的水土保持作用不同，主要与植物根系的分布形态、根系强度以及土中根的含量等因素有关[15]。须根系可以看做天然的加筋材料，其在土体中呈网状分布，纵横交错，对土体起到加筋增强作用，从而显著提高根土复合体的强度。有研究指出，单位体积土中根的质量，即“根的生物量集度”可以衡量土中根的含量。本研究对0—5 cm土层的原状土进行土壤团聚体湿筛后发现(表4)，与草本根系紧密结合的土壤质量分数，猪毛蒿最小，显著低于百里香、星毛委陵菜和长芒草(与猪毛蒿的差值占猪毛蒿可结合土壤重量的33.9%～42.9%)，3种草本间差异不显著。单位根重可结合的土壤重量是长芒草最大，猪毛蒿其次，百里香最小，但草本间没有显著差异。单位体积(1 cm3)土的根含量是百里香>星毛委陵菜>长芒草>猪毛蒿，而单位质量(1 kg)土的根含量是百里香>猪毛蒿>长芒草>星毛委陵菜，各草本间差异均不显著。可以看出，土壤表层百里香的根数量最多、根细且生物量最大，猪毛蒿表层的根较粗，数量最少，但根质量密度可能较大。单位体积土内星毛委陵菜的根含量大于长芒草，已知表层星毛委陵菜根较长芒草细，假设在相同根密度条件下，其数量就会多于长芒草。而单位质量土中的星毛委陵菜根含量低于长芒草，可能是星毛委陵菜所在土壤容重大于长芒草所在的土壤。综合以上认为百里香、星毛委陵菜、长芒草3种草本固结表层土壤数量最多，固结表层土壤效果较好。根土结合体中草本根系能结合多少土壤不仅与根的数量、形态结构、空间分布有关，还可能与土壤容重、含水量等其他因素有关。

表4 4种草本根土结合体中的根量与固土效果

注：括号中的数字表示标准偏差，n=6。

4 讨 论

4.1 整根特征

对根构型的描述可以直观展示不同植物根系在生长介质中的自然分布情况，对了解植物根系对水土的固持能力，养分吸收效率以及生态恢复过程中植被的选择具有重要意义[14]。本试验研究发现，4种草本根系构型除猪毛蒿主根优势明显，发达的主根起到较好的锚固作用外，其他草本主根优势不明显，但大部分具有发达的侧根(除长芒草)，从主根根茎处发出数条侧根，侧根上再萌发细根，根系萌芽力强，细根绝大部分分布于土壤浅层，在浅层吸收方面具有较好的效果。这些根系特点对表层土壤有较好的网络作用，可减少地表径流和改善地壤结构，有保持水土的积极作用。从根系分布范围看，猪毛蒿根在垂直长度上具有优势但水平分布有限。其他3种草本根系分布(垂直和水平方向)在10—30 cm之间。

4.2 不同径级根系分布特征

在研究根系功能时，一般会将根系按直径大小分为细根和粗根，在我国的根系研究中，通常把直径在2 mm以下的根称为细根[16]。细根主要起吸收水分和养分的作用，粗根主要起构架和支撑作用。植物根长密度(RLD)在一定程度上能代表单位土体内的根系吸收表面积，RLD越大，吸收表面积越大，越具有应对不良环境的优势。本研究中4种草本≤0.5 mm根的根长密度最大，占总根长密度的73.4%～86.4%，而0～2 mm根占总根长密度的96.7%～98.7%，可知细根占总根长密度较大的比例。有研究得出，酸枣的细根总根长远大于其他径级根系的根长[17]；海桐、金丝桃等几种灌木的总根长以0～2 mm径级根占主导地位[13]。黄土高原以长芒草和白羊草为优势种的草本群落0.2～0.6 mm根的根长密度值最大[18]。细根比例大，周转速度快，有利于有机质在土壤中的积累，改善土壤理化性质，促进生态环境的恢复。就土壤的抗侵蚀而言，细根可以通过对土壤的网络固结来强化土壤的抗冲性[19]。有研究指出，植物毛根量是决定土壤抗冲能力的主要指标[20]，由此看出，研究区4种草本根以吸收水分和养分为主，同时≤0.5 mm的根系的广泛分布使植被在适应特殊环境的同时，根系与土壤颗粒充分接触，能有效提高土壤抗冲能力，起到保持水土作用。不同草本各径级根的根长密度存在差异，百里香细根最多，星毛委陵菜细根量少。各草本根长密度(0—30 cm)随直径增加呈减小趋势，与梁江同[13]、高英旭[21]在灌木林地、荒草地对灌木和草本根系研究得出的结果一致。

根表面积密度反映根系与土体的接触面积，有研究指出，细根表面积(0.1～0.4 mm)更能揭示根系固结土壤的作用机制[22]。李鹏等[19]研究得出，黄土高原天然草地中(以长芒草和白羊草为优势群落)在所有径级的根系中以0.2～0.4 mm，0.4～0.6 mm，1～1.5 mm的根系表面积最大。高英旭[21]研究发现榆树林地根表面积密度以径级<1 mm和1～2 mm为主，灌木林地和荒草地以径级<1 mm为主，不同草本类型的根系表面积的最大值分布于不同径级根系中，草本分布的根系径级范围小于灌木。本研究中，草本不同径级根对表面积密度的贡献率有所不同，百里香以≤0.5 mm径级根，猪毛蒿以2～3.5 mm径级根最大，分别占总表面积密度的45.6%，62.6%，星毛委陵菜、长芒草在0～2 mm径级范围内各级根表面积密度分布相对均匀，细根累积占总表面积密度89.8%，88.4%。不同草本根表面积密度只在0～2 mm径级内表现出显著差异，各草本中猪毛蒿根表面积密度最大，它的各径级根中粗根贡献率较大，这与猪毛蒿本身生物特性有关，为适应黄土高原半干旱环境，根系生长能力较强，根系形态也更为发达。其次是百里香，细根对根表面积密度的增加作用明显。各草本根表面积密度随直径(0～3.5 mm)增加的变化规律与根长密度不同，百里香、猪毛蒿根表面积密度随直径的增加先降低后增加，星毛委陵菜、长芒草根表面积密度随直径的增加在减小，与高英旭[21]研究不同土层深度的刺槐林地、榆树林地，荒草地根系垂直分布以及葛芳红等[23]研究铁杆蒿、白羊草根分布特征的结果一致。

4.3 不同土层根系分布特征

已有研究指出，根系的垂直分布受植物自身生物学特性、土层厚度以及土壤性质等多个因素的综合影响，是植被与环境之间相互作用的结果[19]。本研究中，4种草本的根长密度主要集中在0—20 cm土层(88.3%～100%)，百里香、星毛委陵菜根表面积密度主要集中在0—10 cm土层(81.3%～99.3%)，长芒草、猪毛蒿集中在0—20 cm土层内(90.9%～100%)。同一土层中，草本不同径级根的根长密度、表面积密度存在显著差异，两个参数各草本表现不同。各个径级根的根长密度、根表面积密度随土层深度的增加而减小。魏飒等[24]研究紫花苜蓿根系分布状况时指出，有75%～90%的根系分布在0—30 cm土层内，随土层深度增加根长密度呈指数递减趋势。李鹏等[18]研究也得出草本植被的根系主要集中在表层0—40 cm土层，草本各个径级的根系长度、根系表面积、根系体积随土层深度的增加而减少。高英旭[21]研究排土场植物根系分布得出，4种植被类型样地根长密度和根表面积密度随土层增加而减小，这些研究结论与本研究结果具有相似之处。

4.4 与草本根系密切结合的表层土土壤质量

根土复合体中的根系，特别是极细根(D<1 mm)可通过对土壤的挤压和缠绕,提高土壤团粒数量,改善土壤结构稳定性,增强土壤的抗剪能力及提高土壤的渗透性[9]，因此研究植物根系对于揭示根系对于土体的加强作用有着十分重要的意义。通常，研究根系的固土效果是以根土复合体的抗剪强度增强值来进行表征[10-11]，它从力学角度揭示根系固土作用机理，试验较为复杂，植物根系抗剪强度与植物种类，根系的直径、数量，根系所处的位置以及植物生长的周围环境和立地因子等因素有关[11]。本研究以根系可固结的土壤数量间接分析根系的固土效果，方法简单，结果也更直观。试验对不同草本群落土壤表层原状根土复合体取样，通过湿筛震荡来分析固土效能是基于以下考虑，当根土结合体经过不间断湿筛震荡30 min后，部分土壤还能与根系紧密结合而不脱离，这就充分体现了根系对土壤的固结能力，那些不脱落土壤的数量则可以代表根系固结土壤的效果。基于此的试验结果显示，在0—5 cm土层中4种草本与根系紧密结合的土壤质量分数，单位根重可结合的土壤重量，单位体积(1 cm3)和单位质量(1 kg)土的根含量4种草本排序结果有差异。结合所选草本根系的基本特征分析后认为，百里香、星毛委陵菜、长芒草3种草本固结表层土壤效果较好。

5 结 论

本研究发现百里香、星毛委陵菜、长芒草根系主要分布在0—20 cm，细根广泛分布，细根的根长密度、表面积密度等生长指标明显较大，根系活力较强，根系构型有利于网络表层土壤，保持水土，减少地表径流。根土结合体定量分析发现3种草本固结表层土壤效果较好。综合以上认为，百里香、星毛委陵菜、长芒草可作为研究区生态恢复建设中备选择的水土保持草本。