最新发表:华北灌丛化草地根系与土壤水分关系呈空间各向异性:基于探地雷达技术

发布日期:2021-04-08 16:10
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GPR
      根系和土壤水分之间的关系被认为是地球表面生态系统的重要组成部分,它决定了干旱和半干旱生态系统中植物的生长和演替。同时,它还影响着水循环、地球关键带过程和生物多样性,也是维持地球表面能量平衡的重要因素。研究根系和土壤水分之间关系对于深入理解根系、土壤和地表水循环之间的相互作用至关重要。然而,现有研究中存在采样方法破坏性强、采样效率低、研究区域尺度小、分析维度单一、定量分析欠缺等问题。基于此,这项研究在林分尺度上,利用探地雷达(GPR)技术,探究了根系与土壤水分的空间分布特征及水平和垂直两个维度上的相互关系。首先利用GPR和土钻取样法获得根系分布和土壤水分分布数据,之后将研究区在垂直方向划分为5层,水平方向上划分为多个冠幅梯度带并按照根点数量及是否有冠幅覆盖分为三个相连的区域,最后利用广义加性模型(GAMs)在两个维度上探究了根系和土壤水分的关系并解释了相互作用机制。结果表明,根系与土壤水分的关系呈空间各向异性,垂直方向上具有正相关关系。水平方向上相对复杂,样方1富根-无冠幅覆盖区的根系与土壤水分在中间两个深度层(20–40和40–60 cm)呈显著的负相关关系。对于样方2的富根–无冠层覆盖区,根系与土壤水分在中间两个深度层(20–40和40–60 cm)呈显著的非单调关系,即随着根系的增加,土壤含水量先减小再增大。研究结果补充了干旱–半干旱环境下根系与土壤水分关系的现有知识,为根区复杂的水文过程模拟提供了新思路。该成果已在Remote Sensing发表。


Reference: Cui, X.; Zhang, Z.; Guo, L.; Liu, X.; Quan, Z.; Cao, X.; Chen, X. The Root-Soil Water Relationship Is Spatially Anisotropic in Shrub-Encroached Grassland in North China: Evidence from GPR Investigation. Remote Sens. 2021, 13, 1137. https://doi.org/10.3390/rs13061137
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