根系形态异位预构建强化湿地移栽植物的耐淹和固土特性研究

作     者：尹晓彤 郭盾 史维娟 黎斌 杨垒 蓝君 任勇翔 

作者机构：西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室 西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室 成都市市政工程设计研究院有限公司 陕西省西安植物园 

出 版 物：《生态环境学报》 (Ecology and Environmental Sciences)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 090707[农学-水土保持与荒漠化防治] 0907[农学-林学] 07[理学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0815[工学-水利工程] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52270169) 国家自然科学基金项目(52300216) 

主　　题：香蒲 淹水 异位培育 生理响应 根土复合体 根系特性 

摘      要：淹水胁迫阻碍植物正常生长是制约现有湿地修复技术的突出瓶颈。根系形态的变化是植物应对不良环境的适应性策略，为论证根系形态异位预构建—移栽这一修复路线的可行性，通过比较3种根域限制强度（5、10、40 cm）育成的香蒲（Typha orientalis Presl.）在3个淹水深度（0、20、40 cm）下的生长状态和土壤抗侵蚀能力，明确了根系形态异位预构建对提高植物淹水耐受性和根土复合体力学性能的改善作用。结果表明，在3种根域限制强度下，10 cm垂向空间限制培育的香蒲具有最佳的根系形态，其根冠比、根孔隙度和根体积较未垂向空间限制培育的香蒲提高了31.9%、18.6%、51.14%，移栽后，在淹水深度40 cm的最不利条件下，其光能捕获能力、光电子转移效率和根系泌氧能力较无垂向空间培育的香蒲分别提高了12.8%、12.6%和17.0%，增强了香蒲的氧气产量和氧气传输能力，缓解了淹水导致植物根部缺氧问题，还增大了香蒲移栽后的抗氧化能力，提高了香蒲对淹水环境的适应性。通过对不同根系形态的香蒲移栽后的根土复合体根质量密度和抗剪切能力的测定，发现经10垂向限制培育后再移栽的香蒲根质量密度是未经垂向限制培育后再移栽香蒲的2.36倍，同时，相较于未经垂向空间限制培育后再移栽的香蒲，垂向空间限制培育后再移栽香蒲的根土复合体的抗剪切能力、粘聚力和内摩擦角均有所提升，增强了其土壤抗侵蚀能力。根系形态异位预构建-移栽这一组合种植方式可为湿地植被修复提供一条更加快速、稳定、高效的新思路。