塔克拉玛干沙漠腹地几种植物根系分形特征

在塔克拉玛干沙漠腹地采用全根挖掘法挖掘河西菊(Hexinia polydichotoma(Ostenf.)H. L.Yang)、沙拐枣(Calligonum roborovskii A.Los.)、罗布麻(Apocynum venetum L.)、阿克苏牛皮消(Cynanchum amplexicaule Hemsl)根系。运用分形理论对其分形特征进行研究,分析根系分支状况以及根系分形特征与拓扑特征之间的关系。研究发现:(1)在塔克拉玛干沙漠腹地,四种植物根系具有很好的分形特征,分形维数大小与拓扑参数连接总数、外部连接数之间具有较好的相关关系。(2)根丰度是描述根系在土层中扩展能力的有效指标,与根系长度、平均连接长度之间具有很好的指数关系分别可以用以下方程表示:y_1=2.7 694e^(1.5 496x),y_2=0.0 369e^(2.0 267x)(其中y_1、y_2分别为总根长、平均连接长度,R^2分别为:0.9 353、0.9 832),根丰度直接反映了根系空间占有能力与营养物质的吸收效率。通过对塔克拉玛干沙漠腹地四种植物根系分支状况与分形特征的研究表明,分形理论可以很好的反映根系空间占有能力与资源吸收效率,所以说分形理论是对根系几何、功能特征进行定量化研究的有效方法。