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　 　 　 　 　 生 态 学 报
　 　 　 　 　 　 　 (SHENGTAI XUEBAO)
　 　 第 31 卷 第 5 期　 　 2011 年 3 月　 (半月刊)
目　 　 次
盐胁迫下 3 种滨海盐生植物的根系生长和分布 弋良朋,王祖伟 (1195)…………………………………………
蕙兰病株根部内生细菌种群变化 杨　 娜,杨　 波 (1203)…………………………………………………………
森林不同土壤层全氮空间变异特征 张振明,余新晓,王友生,等 (1213)…………………………………………
基于生态位模型的秦岭山系林麝生境预测 罗　 翀,徐卫华,周志翔,等 (1221)…………………………………
黑河胜山国家自然保护区红松和红皮云杉生长释放判定及解释 王晓春,赵玉芳 (1230)………………………
两种大型真菌菌丝体对重金属的耐受和富集特性 李维焕,于兰兰,程显好,等 (1240)…………………………
2005—2009 年浙江省不同土地类型上空对流层 NO2变化特征 程苗苗,江　 洪,陈　 健,等 (1249)…………
关帝山天然次生针叶林林隙径高比 符利勇,唐守正,刘应安 (1260)……………………………………………
鄱阳湖湿地水位变化的景观响应 谢冬明,郑　 鹏,邓红兵,等 (1269)……………………………………………
模拟氮沉降对华西雨屏区撑绿杂交竹凋落物分解的影响 涂利华,戴洪忠,胡庭兴,等 (1277)…………………
喷施芳香植物源营养液对梨树生长、果实品质及病害的影响 耿　 健,崔楠楠,张　 杰,等 (1285)……………
不同覆膜方式对旱砂田土壤水热效应及西瓜生长的影响 马忠明,杜少平,薛　 亮 (1295)……………………
干旱胁迫对玉米苗期叶片光合作用和保护酶的影响 张仁和,郑友军,马国胜,等 (1303)……………………
不同供水条件下冬小麦叶与非叶绿色器官光合日变化特征 张永平,张英华,王志敏 (1312)…………………
水分亏缺下紫花苜蓿和高粱根系水力学导度与水分利用效率的关系 李文娆 ,李小利,张岁岐,等 (1323)…
美洲森林群落 Beta多样性的纬度梯度性 陈圣宾,欧阳志云,郑　 华,等 (1334)………………………………
水体泥沙对菖蒲和石菖蒲生长发育的影响 李　 强,朱启红,丁武泉,等 (1341)…………………………………
蚯蚓在植物修复芘污染土壤中的作用 潘声旺,魏世强,袁　 馨,等 (1349)………………………………………
石榴园西花蓟马种群动态及其与气象因素的关系 刘　 凌,陈　 斌,李正跃,等 (1356)…………………………
黄山短尾猴食土行为 尹华宝,韩德民,谢继峰,等 (1364)…………………………………………………………
扎龙湿地昆虫群落结构及动态 马　 玲,顾　 伟,丁新华,等 (1371)………………………………………………
浙江双栉蝠蛾发生与土壤关系的层次递进判别分析 杜瑞卿,陈顺立,张征田,等 (1378)………………………
低温导致中华蜜蜂后翅翅脉的新变异 周冰峰,朱翔杰,李　 月 (1387)…………………………………………
双壳纲贝类 18S rRNA基因序列变异及系统发生 孟学平,申　 欣,程汉良,等 (1393)…………………………
基于物理模型实验的光倒刺鲃生态行为学研究 李卫明,陈求稳,黄应平 (1404)………………………………
中国铁路机车牵引能耗的生态足迹变化 何吉成 (1412)…………………………………………………………
城市承载力空间差异分析方法———以常州市为例 王　 丹,陈　 爽,高　 群,等 (1419)…………………………
水资源短缺的社会适应能力理论及实证———以黑河流域为例 程怀文,李玉文,徐中民 (1430)………………
寄主植物叶片物理性状对潜叶昆虫的影响 戴小华,朱朝东,徐家生,等 (1440)…………………………………
专论与综述
C4作物 FACE( free-air CO2 enrichment)研究进展 王云霞,杨连新,Remy Manderscheid,等 (1450)……………
研究简报
石灰石粉施用剂量对重庆酸雨区受害马尾松林细根生长的影响 李志勇,王彦辉,于澎涛,等 (1460)…………
女贞和珊瑚树叶片表面特征的 AFM观察 石　 辉,王会霞,李秧秧,刘　 肖 (1471)……………………………
期刊基本参数:CN 11-2031 / Q*1981*m*16*284*zh*P* ￥ 70． 00*1510*32*2011-03
生 态 学 报 2011,31(5):1195—1202
Acta Ecologica Sinica
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(40940010);天津师范大学博士基金资助项目(52X09016);国家自然科学基金资助项目(40973078)
收稿日期:2010鄄11鄄13; 摇 摇 修订日期:2011鄄01鄄22
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: yiliangpeng@ 126. com
盐胁迫下 3 种滨海盐生植物的根系生长和分布
弋良朋*,王祖伟
(天津师范大学城市与环境科学学院,天津摇 300387)
摘要:我国广大滨海地区的盐土上发育着大量的盐生植物,这些植物的根系对维持土壤稳定性,减小风蚀和水蚀具有重要作用。
在水培条件下,针对碱蓬、盐角草和盐地碱蓬 3 种滨海盐生植物,研究它们在不同盐浓度条件下根系分布的差异。 结果表明:一
定浓度的盐分可以促进 3 种盐生植物生长,但较高浓度的盐抑制其生长,特别是对根系生长的抑制作用更大。 在同样盐浓度
下,盐地碱蓬的生长最快,生物量也最大。 在盐分浓度较低时,3 种盐生植物的主根长和总根长都有所增加,与对照相比,盐角
草增加的幅度较大,但高浓度的盐会抑制根系总长度的增加,其中盐角草较碱蓬和盐地碱蓬抑制的程度轻。 盐分对 3 种植物的
根系平均直径没有显著的影响,但有减小的趋势。 在水培条件下,碱蓬和盐角草的根系上、中、下部分布的较均匀,而盐地碱蓬
的根系中部比上部和下部有显著的增加,盐分对每种植物的根系的分布没有显著的影响。 从根系的分布特征可以推断:盐角草
比碱蓬和盐地碱蓬具有较强的抗盐性和耐瘠薄能力;碱蓬的耐盐能力较其它两种植物差,盐角草的耐盐性最强。 根据 3 种滨海
盐生植物的根系生长和分布特征,证明这 3 种植物的根系分属于 2 种功能型,碱蓬是浅根系功能型,盐角草和盐地碱蓬是深根
系功能型。 根系分布的参数表明 3 种滨海盐生植物中盐地碱蓬是用来加强土壤稳定性最好的植物。
关键词:盐生植物;滨海;根系;分布;水培
Root system characters in growth and distribution among three littoral halophytes
YI Liangpeng*, WANG Zuwei
College of Urban and Environmental Science,Tianjin Normal University, Tianjin 300387, China
Abstract: Soil erosion and sloughing is a major environmental problem in the coastal areas. This sediment movement
decreases available farmland, changes stream habitat, and increases the need of river and harbor dredging. It has been
shown that soil stability can be increased through growing plants, but the extent to which this occurs is not known. The
coastal regions of China are mostly sa1ine soil, on which halophytes grow widely. These roots of halophytes can maintain the
stability of soil, and can reduce water erosion and wind erosion. However, root growth and distribution of these halophytes
in the coastal region was very much unknown. We hypothesized that plants with higher root length densities and larger root
diameters should stabilize the soils more than plants with lower root length densities and smaller root diameters. Three
littoral halophytes: Suaeda glauca, Suaeda salsa and Salicornia europaea, were chosen in this study to investigate the
differences in growth and distribution of their roots under varying salt concentration conditions in a solution culture. The
results showed that: certain salt concentration could promote development of these three halophytes; but higher salt
concentration could inhibit their growth, especially that of roots. Under the same salt concentration, Suaeda salsa grew the
fastest, and accumulated the largest amount of biomass. Under relatively lower salt concentration, the length of axial root
and the total length of the roots of all three halophytes were increased; and comparing to the control, the roots of Salicornia
europaea grew the fastest, but high salt concentration could restrain the increase of total root length. For all the three
halophytes, salinity did not induce significant difference on the average diameter of roots, but with slight trend to reduce.
Under the solution culture conditions, the middle and lower parts of the roots of Suaeda glauca and Salicornia europaea were
rather equally distributed, but the central zone of Suaeda salsa roots was significantly increased than the upper and lower
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zones. Salt concentration did not result in significant difference on roots spatial distribution of the three halophytes. The
experimental results show that the saline tolerance capacity of Suaeda glauca was the lowest than the other two halophytes,
and the capacity of Salicornia europaea was ranked at the top place. Suaeda salsa and Salicornia europaea belonged to a
deep root type and its survival depended on water in deeper soil and groundwater. Suaeda glauca belonged to shallow鄄rooted
types and thus depended on water in shallow upper soil. Different functional types of the root systems of littoral halophytes
had profound influence on the growth and distribution of root system, and this implied that the functional types had formed
different mechanisms to effectively adjust their own to water conditions in the soil during their adaptations. The parameters
of root distribution indicated that Suaeda salsa should have the best capability to increase soil stability.
Key Words: halophyte; littoral; root system; distribution; solution culture
随着我国沿海地区大规模的开发建设,滨海地区的土地利用和土地覆盖状况发生了巨大的变化,滨海大
面积的盐生植物草地被建设用地所取代[1]。 土地利用方式的改变降低了原有土壤中植物根系和有机质的含
量,并且减少了土壤的稳定性,相应地加速了某些自然过程。 海岸侵蚀和河流侵蚀已成为我国滨海地区重要
的环境问题之一[2]。
土壤的稳定性主要依靠土壤的质地和土壤中结网物质的多少,植物根是土壤中最主要的结网物质之一,
因此通过增加植物根的数量能增加土壤的稳定性,这与混凝土中的钢筋类似。 植物不同数量的根增加了土壤
的稳定性,并且这种增强力与混凝土类似,与单位土壤中的总根长和根直径有关[3鄄4]。
植物根系的重要功能之一是从环境中吸收水分和养分,而根系吸收功能的发挥又与根系的分布等相
关[5]。 由于根系生长在地下,研究起来较为困难,而根系直接与土壤接触,是植物与土壤环境接触的重要界
面,对土壤环境更为敏感,更易对土壤环境做出反应[6]。 研究表明,在逆境下植物能够感应外界胁迫,并能通
过自身的调节系统,使之在生理和分布上发生适应性反应,以增强在胁迫条件下的生存机会[7]。 土壤中盐碱
对植物的危害最直接的受害部位是植物的根系,它在逆境下的分布特征和表现,是植物有效吸收和利用土壤
养分最直接的适应特征[7]。 目前,国内外对滨海盐生植物做了大量的研究,多是集中在研究盐碱对植物地上
部分的分布、生理特征以及种子萌发等方面的影响,如光合作用,蒸腾作用,代谢进程,泌盐腺体,细胞中的盐
泡,渗透调节,酶活性,抗盐基因等[8鄄14],系统研究滨海盐生植物根系分布特性的报道尚不多见。
天津滨海地区是当前我国重点开发建设的地区之一,这里也是我国滨海盐土分布面积最广、土壤积盐最
重的地区之一,这种特定的自然环境条件下发育着大量的盐生植物[15]。 随着大规模的建设,这里沿海土壤侵
蚀对当地环境和建设造成了危害[16]。 本研究为了探讨盐胁迫对盐生植物根系分布的生态效应,以天津滨海
3 种盐生植物碱蓬(Suaeda glauca),盐地碱蓬(Suaeda salsa)和盐角草(Salicornia europaea)为实验材料,采用
水培的方法并且结合野外土壤的盐分状况,通过不同的盐处理,研究这些植物根系的分布变化,探讨这些植物
的根系对盐胁迫的耐性特征,以期探明这几种植物在不同盐胁迫条件下根系分布的基础数据,为利用这些植
物加强土壤稳定性提供基础信息。
1摇 材料与方法
1. 1摇 植物材料
本试验选用的盐生植物是:碱蓬,盐地碱蓬和盐角草,3 种植物都是藜科,稀盐盐生植物。 供试植物种子
于 2009 年 10 月在天津大港滨海地区采集。
1. 2摇 植物培养
本实验之所以要采用水培的方法,是因为,如果直接从土培或野外的植株上取土并筛洗出根系,对根系的
完整性(尤其是对细根)不能很好的保持,不能有效对完整根系特征做研究;另外,水培条件使根存在在介质
均匀和充分供水的条件下,这样可以尽可能少地排除其它因素的干扰。 水培营养液为经修改的 Hoagland 溶
液[17],用 KOH和盐酸调节 pH至 6. 0。 盐处理的营养液是在 Hoagland溶液中加入 NaCl。 首先,选择饱满一致
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的种子,10%H2O2浸泡 30 min消毒,用蒸馏水反复清洗至无 H2O2残留。 将种子分别置于铺有滤纸的无菌培
养皿内,25 益的培养箱中催芽露白,挑选发芽一致的种子播于塑料容器内的介质中育苗,塑料容器内的介质
由洗净的蛭石与石英砂混合而成(体积分数为 2 颐3),先用蒸馏水培育至出苗,然后用 1 / 2 Hoagland 营养液培
养,幼苗长至 2 cm左右,选大小一致的幼苗用蒸馏水冲洗干净,将苗移入高 40 cm,直径 30 cm的塑料桶中培
养,苗基部用脱脂棉裹住,桶上部用泡沫塑料板作支持物,塑料桶外部用黑油漆漆黑遮光。 每桶留 3 株苗。 将
塑料桶放入 Conviron鄄PGR15 型人工气侯室中培养,白天光照为 300滋mol photons·m-2·s-1,夜晚光照为 0,光暗
周期为 14 h / 10 h,昼夜温度为 25益 / 20益,空气相对湿度为 60%—70% ,培养期间用电动气泵 24h 持续通气,
保证根系良好生长。
1. 3摇 盐胁迫处理
培养前期在桶中装入蒸馏水,使植株适应生长 24 h 后换成 1 / 2 Hoagland 营养液,再过 24h 换成全
Hoagland营养液。 根据前人的研究结果和对滨海盐土的调查结果[18鄄21],设 3 个盐处理,每处理设 3 次重复:对
照(CK,Hoagland营养液)、中盐(Hoagland 营养液+240 mmol / L NaCl)、高盐(Hoagland 营养液+480 mmol / L
NaCl)。 盐处理前要缓苗 5d,然后开始加盐,盐处理时并非一次性达到其所预定的浓度。 考虑到幼苗对高浓
度盐的适应性,采取浓度逐渐递加的方法。 各加盐的处理都以 80mmol / L作为起始浓度,每天递增 80mmol / L,
直到达到 240mmol / L和 480 mmol / L的浓度。 达到预定的处理浓度后,盐胁迫培养 30d,前期每 3d 换 1 次营
养液,后期每 2d换 1 次营养液,之后一次性取样,每桶的 3 株植物分别进行地上部分和根重量,根系分布的各
项参数测定。
1. 4摇 植株地上部分、根干重和根冠比的测定
盐处理 60d后,将整株植物从培养桶中完整取出,用蒸馏水迅速将植株冲洗 3 次,分成地上部、地下部。
再将鲜样品材料置 105益烘箱中杀青 30 min,转至 80益烘 24h 至恒重,称得干重。 根冠比 =根干重 / 地上部
干重。
1. 5摇 根系分布参数测定
(1) 根系清洗和染色摇 将整株植物从培养桶中完整取出,用蒸馏水迅速将植株的根系冲洗 3 次,将冲洗
干净的根系放入 50 益,1%的结晶紫溶液中浸泡染色 5 min,然后用蒸馏水冲洗根系 2 min,冲洗干净根系表面
多余的结晶紫,将根放在 50%的乙醇溶液中,放在冰箱中保存。
(2)根系扫描摇 当所有的样品染色完后,开始扫描,扫描前,用蒸馏水冲洗根系一次,将根系放在装有
0郾 01mol / L的 NaOH溶液的玻璃盘子里(溶液大约 0. 5 cm深),较高的 pH值可以阻止根上的染料外渗。 用镊
子和牙签将根系尽可能分散地放在盘子了,使根系最少的接触和重叠,将放置好的根系尽快放在扫描仪上扫
描,以防止在高温环境下染料渗出。 选择黑白二值图像扫描,设置分辩率 300dpi,比例尺 100% 。
(3)根系分布参数的测定和计算摇 扫描完成后剪切出包括完整根系的最小图像部分作为最终的分析图
像,以 TIFF格式保存。 在 Rootedge2. 3b软件分析得到根系的总长度、平均直径和根的数量,直尺测量主根长。
Rootedge是一个自由软件,由美国衣阿华州立大学编制,用于根系形态参数的计算[22鄄23]。 在 Photoshop9. 0 中
分别把图像中的根系部分沿垂直于主根方向等分成 4 cm的几个分图像,然后在 Rootedge2. 3b 软件中计算每
一分图像的总长度和平均直径,这些分图像代表不同土壤深度根系的特征。
1. 6摇 数据分析处理
数据采用 SPSS 13. 0 进行处理,用 Origin 7. 0 和 Excel2003 进行绘图。
2摇 结果与分析
2. 1摇 盐对植株生长和根系生物量的影响
从表 1 可以看出,水培条件下不同浓度 NaCl 处理对 3 种植物生长的影响有明显差异。 在 240mmol /
LNaCl处理下,3 种植物地上部分生物量较对照增加,盐角草增加显著,说明适当增加盐浓度有利于促进其生
长,而盐角草对盐分的增加更加敏感,这是由于 3 种盐生植物都是稀盐盐生植物,生长需要一定量的盐,而盐
7911摇 5 期 摇 摇 摇 弋良朋摇 等:盐胁迫下 3 种滨海盐生植物的根系生长和分布 摇
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角草可以适应的盐环境浓度较其它两种植物高。 在 480mmol / LNaCl处理下,3 种植物地上部分和根系生物量
都较对照明显减少,碱蓬和盐地碱蓬地上部的减少量达到了显著水平。 在 240mmol / LNaCl处理下,根系的生
物量相对于对照有所降低,但差异不显著。 在 480mmol / LNaCl处理下,根系的生物量减小相对于地上部分的
更为明显,3 种植物都达到了显著的水平,碱蓬和盐地碱蓬根生物量的减少达到了极显著水平,说明高浓度盐
分对碱蓬和盐地碱蓬根系的生长影响较大。 在高浓度盐处理条件下,盐角草的地上部和根系的生物量减小的
幅度都较小,说明盐角草的对盐的敏感程度低于碱蓬和盐地碱蓬。
表 1摇 盐处理对 3 种盐生植物地上部分和根生物量的影响
Table 1摇 Effects of salt treatment on the dry weight of aboveground and root of three halophytes
NaCl浓度
NaCl
concentration
/ (mmol / L)
地上部干重 / (g /株)
Dry weight of the above ground part
碱蓬
Suaeda glauca
盐角草
Salicornia
europaea
盐地碱蓬
Suaeda salsa
根干重 / (g /株)
Dry weight of roots
碱蓬
Suaeda glauca
盐角草
Salicornia
europaea
盐地碱蓬
Suaeda salsa
0(CK) 0. 1198依0. 0071 aA 0. 1744依0. 010 aA 1. 0251依0. 061 aA 0. 0275依0. 0016aA 0. 0719依0. 0043 aA 0. 2213依0. 013 aA
240 0. 1210依0. 0073 aA 0. 1892依0. 012 bA 1. 0310依0. 062 aA 0. 0244依0. 0013aA 0. 0733依0. 0043 aA 0. 2206依0. 012 aA
480 0. 0956依0. 0051 bB 0. 1621依0. 009 aA 0. 9165依0. 053 bA 0. 0183依0. 0012bB 0. 0618依0. 0034 bA 0. 1781依0. 010 bB
摇 摇 a,b,c表示在 P<0. 05 的水平上差异显著;A,B,C表示在 P<0. 01 的水平上差异极显著
根冠
比
Root
shoo
t rati
o a a
b
a a a
a a
b
碱蓬 盐角草 盐地碱蓬
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0(CK)240mmol L 480mmol L//
图 1摇 盐处理对 3 种盐生植物根冠比的影响
摇 Fig. 1 摇 Effects of salt treatment on the shoot to root ratio of
three halophytes
同一植株不同部分对盐胁迫的敏感性不同。 从图
1 可知,盐处理的植物干重的根冠比均低于对照,并且
随着盐浓度的增加,根冠比减小的幅度增大。 在 240
mmol / L时,3 种植物的根冠比减小,但与对照没有显著
差异,而在 480 mmol / L时,碱蓬和盐地碱蓬的减小达到
了显著的水平。 从地上部和根系的总生物量看,盐地碱
蓬最大,盐角草次之,碱蓬最小。 不同盐分条件下根冠
比与盐浓度呈负相关关系。 盐地碱蓬的地上部分和根
系的生物量比其它两种植物大,说明生长较其它两种植
物快。
2. 2摇 盐对根系分布的影响
由表 2 可知,在 3 个 NaCl处理水平条件下,根系分
布发生了很大的变化,其中最明显的变化是根系总长度
的变化。 不同的盐浓度对主根长的影响不大,特别是在
盐浓度较低时,在 480 mmol / LNaCl处理条件下,主根长
比对照减小的较明显,碱蓬和盐地碱蓬达到了显著,说明高浓度的 NaCl对主根的生长有抑制作用。 碱蓬根系
的总长度在低盐条件下比对照增加显著,而在高盐条件下又减少的极显著,说明一定浓度的盐促进了碱蓬整
个根系的生长,而高浓度的盐又抑制了根系的生长,盐地碱蓬也有与之相似的变化。 在 240 mmol / LNaCl处理
条件下,盐角草的根系总长度明显增加,达到了极显著,说明一定浓度的盐分有利于其根系的生长,而 480
mmol / LNaCl高浓度盐也会抑制其生长,但较碱蓬和盐地碱蓬受抑制的程度轻,这也说明了一定浓度盐对盐角
草根系的生长有促进作用,而高浓度的盐对其根系的生长抑制作用较其它两种植物轻。 盐地碱蓬的根系总长
度和根系平均直径都较其它 2 种植物大,这和上面的根系干重相对应,说明其根系的生长较其它两种植物快。
不同浓度 NaCl处理对 3 种植物的根系平均直径都没有显著的影响,但也有减小的趋势,其中盐地碱蓬的根系
平均直径在高 NaCl处理的条件下减小的显著。
8911 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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表 2摇 盐处理对 3 种盐生植物根系主要分布特征的影响
Table 2摇 Effects of salt treatment on the root system morphological characteristics of three halophytes
NaCl浓度
NaCl
concentration
/ (mmol / L)
主根长 / cm
Length of axial root
碱蓬
Suaeda
glauca
盐角草
Salicornia
europaea
盐地碱蓬
Suaeda
salsa
根总长度 / cm
Total length of roots
碱蓬
Suaeda
glauca
盐角草
Salicornia
europaea
盐地碱蓬
Suaeda
salsa
根平均直径 / mm
Average root diameter
碱蓬
Suaeda
glauca
盐角草
Salicornia
europaea
盐地碱蓬
Suaeda
salsa
0(CK) 12. 0依0. 73 aA 24. 0依1. 51 aA 35. 2依2. 13 aA 544依33 aA 1455依88 aA 2274依130 aA 0. 35依0. 021 aA 0. 42依0. 024 aA 0. 55依0. 032 aA
240 13. 5依0. 74 aA 29. 2依1. 76 bA 36. 0依2. 03 aA 615依34 bA 2123依115 bB 2632依143 bB 0. 35依0. 021 aA 0. 40依0. 025 aA 0. 55依0. 032 aA
480 9. 2依0. 51 bB 22. 3依1. 46 aA 32. 0依1. 75 bA 447依21 cB 1367依73 aA 1870依113 cC 0. 32依0. 017 aA 0. 40依0. 025 aA 0. 45依0. 028 bA
摇 摇 a,b,c表示在 P<0. 05 的水平上差异显著;A,B,C表示在 P<0. 01 的水平上差异极显著
从图 2 和图 3 可以看出,3 种植物根系各层的分布有所差异。 在 0—4cm深度的溶液中,3 种植物的根主
要存在的都是主根的一部分,总根长几乎就是主根长。 碱蓬根系在 4 cm以下的各层总根长差异不大,根系平
均直径也相差不大,说明在 4 cm以下根系分布均匀,多为小于 0. 4 mm的根。 盐角草也有类似的根系分布,但
根系分布更深,根系主要分布在 8 cm以下的区域,8 cm以下的根系也分布较均匀,多为小于 0. 5 cm的根。 盐
地碱蓬根系较多,但根系主要分布在 16—24 cm的中部深度内,在根系的上部和下部的各层中,根系总长度较
小。 中部和下部根系的平均直径也相差不大,多为小于 0. 6 cm的根。 这也说明了盐地碱蓬的发育较其它两
种多年生植物快,中部的根系已经开始急剧伸长。 总体看,在水培条件下,3 种植物的根系主要由细根(直径
小于 1 mm)组成,且根系的直径相差不大,分布也较均匀,说明 3 种植物通过减小根系直径,增加根系长度的
方式更大范围和更大面积的吸收水分和养分供其生长。 从图 2 和图 3 可以看出盐浓度对 3 种植物根系的分
布都没有显著的影响,只是在高浓度盐分条件下,根系各部分的总长有所减小,整个根系缩小了。
碱蓬
盐角草
盐地碱蓬
NaCl:0 NaCl:240mmol/L NaCl:480mmol/L
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
600 600 80060040020040020004002000 总根长 Total roots length/cm 0
深度
范围
Dep
th/cm
图 2摇 盐处理条件下 3 种盐生植物在不同深度溶液中的总根长
Fig. 2摇 The total root length of three halophytes in different depth under salt treatment
3摇 讨论
根据盐处理的植物根冠比结果(图 1),可以看出盐生植物不同部分对盐胁迫的相应能力不同,根系对盐
胁迫的敏感程度高于地上部分,高盐胁迫下根系吸收养分能力的严重降低可能是一个重要原因[8];另外,盐
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NaCl: 0 NaCl: 240mmolL NaCl: 480mmolL
碱蓬 盐角草 盐地碱蓬
深度
范围
Dep
th/cm
根平均直径 Average roots diameter/mm
8
12
16
20
24
28
32
36
4
00.2 0.4 0.6 0.2 0.4 0.6 0.2 0.4 0.6 0.8
/ /
摇 图 3摇 不同 NaCl浓度的盐处理条件下 3 种盐生植物在不同深度
溶液中的平均根直径
Fig. 3 摇 The average root diameter of three halophytes in
different depth under salt treatment
胁迫会造成叶肉细胞内糖分积累而长生反馈抑制;盐胁
迫下氮、磷、钾等元素的缺乏会使碳水化合物不能顺利
地被运输,光合产物在细胞内大量积累,给光合作用造
成反馈抑制[12]。 盐处理后,光合产物减少,光合作用产
物向地下部运输的量也减少,因而植株地下部的生物量
减少的更显著。 研究表明:根系是吸收水肥的主要器
官,与地上部相比,生产相同的单位干物质量需要的能
量是地上部的两倍[24]。 如果根冠比大,将会有更多的
同化产物分配到根系。 这对于根系的快速扩张是十分
有利的。 从本实验结果来看,盐角草的根冠比较大,说
明其根系扩张的速度较快;相应的,由于过多地与地上
部竞争光合产物,从而减少了地上部碳水化合物的分配
比例,影响了地上部的生长速度。
试验的研究表明,同一植物在不同土层中的根系分
布有显著的差异。 不同滨海盐生植物之间,根系的总体
分布也有显著的差异,尤其是碱蓬与盐角草和盐地碱蓬
之间根系分布有显著的差异(图 2,图 3)。 盐浓度对这
些植物根系分布特征也有影响。 从根系分布的几项参
数看,盐对盐生植物单株的主根长、根系总长度和根系
平均直径都有影响,这些参数都在一定程度上反映出盐
对根系的影响,但从各处理间的差距来看,不同盐处理
条件下,根系总长度的变化幅度最大,因为根系总长度
不仅包括了主根在盐胁迫下的变化,而且也包括了侧根
和分枝根对盐胁迫的反应,更能准确地表达植物根系对
盐的综合反应,因而在植物盐胁迫根系研究时可考虑优先采用单株的根系总长度这个指标。
对比 3 种滨海盐生植物根系的生物量和每个土壤深度区间中根系总根长、平均直径的特征(表 1,图 2,图
3),碱蓬根系分布较浅; 根系大部分聚集在浅土层,明显区别于盐角草和盐地碱蓬,这可能与这 3 种植物生长
的原生土壤不同土层的含水量有关,对特殊自然生境的长期遗传适应使 3 种植物表现出不同的根系特征,碱
蓬主要利用表层土壤中的降水,而盐角草和盐地碱蓬主要利用较深层土壤中的降水或地下潜水,但这一结论
还要结合野外实地调查与之对比后验证。 根据这 3 种滨海盐生植物根系的生长和分布特征,我们可以初步证
明此 3 种植物的根系分属于 2 种功能型:深根型和浅根型,碱蓬是浅根系功能型,盐角草和盐地碱蓬是深根系
功能型。 根系功能型的不同适应机制是碱蓬、盐角草和盐地碱蓬能够在该地区成为优势群落的一种可能
解释。
根系的生长是受遗传和环境因素共同影响的[25]。 有关养分和水分对植物根系分布的影响已有较多的报
道[26鄄27],但有关盐对滨海盐生植物根系生长和分布的影响还未见报道。 本试验通过水培植物得到根系的分
布参数,排除了土壤中一些其他环境条件,得到的根系分布数据能够比较客观地反映出植物根系自身遗传因
素的本质差异。 试验为在不同含盐量的滨海地区进行土壤加固和利用这些植物提供了基本的生物学基础,从
整体上看,盐地碱蓬具有较快的生长速度,根系对于土壤加固具有较好的形态学基础。 盐角草在重度盐渍化
土壤上具有很好的适应性。 本研究的结果对于利用盐生植物加强滨海不同含盐量盐土的稳定性,防止水蚀、
风蚀和绿化都具有重要的参考价值。
4摇 结论
(1)在盐分浓度较低时,盐可以促进 3 种滨海盐生植物的生长,但较高浓度的盐抑制其生长,特别是对根
0021 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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系生长的抑制作用较大。 随着盐浓度的增加,根冠比减小的幅度增大。 不同盐分条件下的根冠比与盐浓度呈
负相关关系。 盐地碱蓬在根系和地上部的生长速度大于碱蓬和盐角草。 与碱蓬和盐地碱蓬相比较,盐角草地
上部分和根的生物量受高浓度盐的影响最小,耐盐能力最强。
(2)在盐分浓度较低时,3 种滨海盐生植物的主根长和总根长都有所增加,其中盐角草增加的幅度较大,
而高浓度的盐也会抑制其生长,但盐角草较碱蓬和盐地碱蓬受抑制的程度轻。 盐分对 3 种植物的根系直径没
有显著的影响,但有减小的趋势。 在水培条件下,碱蓬和盐角草的根系上中下部都分布的较均匀,而盐地碱蓬
的根系中部比上部和下部有显著的增加。 盐分对根系的分布没有显著的影响。
(3)根据 3 种滨海盐生植物的根系生长和分布特征,初步证明这 3 种植物的根系分属于 2 种功能型:碱蓬
是浅根系功能型,盐角草和盐地碱蓬是深根系功能型。
(4)从分布特征可以推断,盐地碱蓬具有较好的加强土壤稳定性的作用。
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2021 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 5 March,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Root system characters in growth and distribution among three littoral halophytes YI Liangpeng, WANG Zuwei (1195)………………
Population dynamics of endophytic bacteria isolated from the roots of infected Cymbidium faberi YANG Na, YANG Bo (1203)………
Spatial variability of forest soil total nitrogen of different soil layers
ZHANG Zhenming, YU Xinxiao, WANG Yousheng, et al (1213)
……………………………………………………………………
…………………………………………………………………
Habitat prediction for forest musk deer (Moschus berezovskii) in Qinling mountain range based on niche model
LUO Chong,XU Weihua, ZHOU Zhixiang, et al (1221)
………………………
……………………………………………………………………………
Growth release determination and interpretation of Korean pine and Koyama spruce in Shengshan National Nature Reserve, Hei-
longjiang Province, China WANG Xiaochun, ZHAO Yufang (1230)………………………………………………………………
Growth tolerance and accumulation characteristics of the mycelia of two macrofungi species to heavy metals
LI Weihuan, YU Lanlan, CHENG Xianhao, et al (1240)
…………………………
…………………………………………………………………………
Characters of the OMI NO2 column densities over different ecosystems in Zhejiang Province during 2005—2009
CHENG Miaomiao, JIANG Hong, CHEN Jian, et al (1249)
……………………
………………………………………………………………………
The forest gap diameter height ratio in a secondary coniferous forest of Guan Di Mountain
FU Liyong,TANG Shouzheng, LIU Yingan (1260)
……………………………………………
…………………………………………………………………………………
Landscape responses to changes in water levels at Poyang Lake wetlands
XIE Dongming, ZHENG Peng, DENG Hongbing, et al (1269)
………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Effect of simulated nitrogen deposition on litter decomposition in a Bambusa pervariabilis × Dendrocala mopsi plantation, Rainy
Area of West China TU Lihua, DAI Hongzhong, HU Tingxing, et al (1277)……………………………………………………
Effect of aromatic plant-derived nutrient solution on the growth, fruit quality and disease prevention of pear trees
GENG Jian, CUI Nannan, ZHANG Jie, et al (1285)
……………………
………………………………………………………………………………
Influences of different plastic film mulches on temperature and moisture of soil and growth of watermelon in gravel-mulched land
MA Zhongming, DU Shaoping, XUE Liang (1295)
……
…………………………………………………………………………………
Effects of drought stress on photosynthetic traits and protective enzyme activity in maize seeding
ZHANG Renhe, ZHENG Youjun, MA Guosheng, et al (1303)
………………………………………
……………………………………………………………………
Photosynthetic diurnal variation characteristics of leaf and non-leaf organs in winter wheat under different irrigation regimes
ZHANG Yongping, ZHANG Yinghua, WANG Zhimin (1312)
…………
………………………………………………………………………
The root system hydraulic conductivity and water use efficiency of alfalfa and sorghum under water deficit
LI Wenrao,LI Xiaoli,ZHANG Suiqi,et al (1323)
……………………………
……………………………………………………………………………………
Latitudinal gradient in beta diversity of forest communities in America
CHEN Shengbin, OUYANG Zhiyun,ZHENG Hua, et al (1334)
…………………………………………………………………
……………………………………………………………………
Influence of silts on growth and development of Acorus calamus and Acorus tatarinowii in turbid water
LI Qiang, ZHU Qihong, DING Wuquan, et al (1341)
………………………………
……………………………………………………………………………
Roles of earthworm in phytoremediation of pyrene contaminated soil PAN Shengwang, WEI Shiqiang,YUAN Xin,et al (1349)………
Population dynamics of Frankliniella occidentalis (Thysanoptera:Thripidae) along with analysis on the meteorological factors
influencing the population in pomegranate orchards LIU Ling, CHEN Bin, LI Zhengyue, et al (1356)…………………………
Geophagy of Macaca Thibetana at Mt. Huangshan, China YIN Huabao,HAN Demin,XIE Jifeng,et al (1364)………………………
The structure and dynamic of insect community in Zhalong Wetland MA Ling, GU Wei, DING Xinhua,et al (1371)………………
Analysis of layer progressive discriminant relationsbetween the occurrence of Bipectilus zhejiangensis and soil
DU Ruiqing,CHEN Shunli, ZHANG Zhengtian,et al (1378)
…………………………
………………………………………………………………………
New mutations in hind wing vein of Apis cerana cerana (Hymenoptera: Apidae) induced by lower developmental temperature
ZHOU Bingfeng, ZHU Xiangjie, LI Yue (1387)
………
……………………………………………………………………………………
18S rRNA gene variation and phylogenetic analysis among 6 orders of Bivalvia class
MENG Xueping, SHEN Xin, CHENG Hanliang,et al (1393)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Laboratory study on ethology of Spinibarbus hollandi LI Weiming, CHEN Qiuwen,HUANG Yingping (1404)…………………………
Dynamic change in ecological footprint of energy consumption for traction of locomotives in China HE Jicheng (1412)………………
Approach to spatial differences analysis of urban carrying capacity:a case study of Changzhou City
WANG Dan, CHEN Shuang, GAO Qun, et al (1419)
……………………………………
……………………………………………………………………………
Social adaptive capacity for water resource scarcity in human systems and case study on its measuring
CHENG Huaiwen, LI Yuwen, XU Zhongmin (1430)
………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of physical leaf features of host plants on leaf-mining insects DAI Xiaohua,ZHU Chaodong, XU Jiasheng, et al (1440)……
Review and Monograph
Progresses of free-air CO2 enrichment (FACE) researches on C4 crops: a review
WANG Yunxia, YANG Lianxin, Remy Manderscheid,et al (1450)
………………………………………………………
………………………………………………………………
Scientific Note
Influence of limestone powder doses on fine root growth of seriously damaged forests of Pinus massoniana in the acid rain
region of Chongqing, China LI Zhiyong, WANG Yanhui, YU Pengtao, et al (1460)……………………………………………
Leaf surface microstructure of Ligustrum lucidum and Viburnum odoratissimum observed by Atomic force microscopy (AFM)
SHI Hui, WANG Huixia, LI Yangyang, LIU Xiao (1471)
…………
…………………………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊★
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊 Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊 Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
　 ★《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1． 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
　 　 编辑部主任: 孔红梅　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 执行编辑: 刘天星　 段　 靖
生　 态　 学　 报
(SHENGTAI　 XUEBAO)
(半月刊　 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷　 第 5 期　 (2011 年 3 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
　
(Semimonthly,Started in 1981)
　
Vol． 31　 No． 5　 2011
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