题目：黄土高原子午岭辽东栎幼苗根系形态结构特征的研究

作为植物主要的资源吸收器官，根系在植物的生长与发育中起着重要的作用。地下资源的竞争已经成为影响幼苗生存与生长的主要因素。作为黄土高原的主要建群树种，辽东栎（Quercus wutaishanica）幼苗根系鲜有研究，且研究内容较为分散。我们以辽东栎实生幼苗为研究对象，通过分析其幼苗地下部分的生长发育规律，结合地上部分的生长发育特性阐释幼苗根系的生长对初期幼苗定居和生长的影响及其作用机理，同时为根系研究提供实验支持。本文采用根系挖掘、图像扫描和烘干称重相结合的方法对黄土高原子午岭地区四种主要森林群落（辽东栎林、人工油松（Pinus tabulaeformis）林、油松 + 辽东栎混交林和白桦（Betula Platyphylla）林）与两种生境（阴生生境和阳生生境）中辽东栎3个龄级幼苗根系的生长发育特性进行了研究。结果表明：（1）各年龄阶段幼苗的根系形态稳定，细根所占比例较大。随年龄的增加，粗根所占比重逐渐增加，根系整体连接数与外部连接长度均呈现上升趋势，说明根系在固着与吸收方面能力都有所增加；小直径根系比例的增大将影响细根的寿命，从而对幼苗根系的稳定性产生一定影响。（2）随龄级的增加，由于幼苗细根组成的变化（小直径细根比重增加）导致细根周转增加，地下部分的碳需求增大，需要地上部分将更多的光合产物转移到地下，致使生物量分配趋向地下。（3）混交林内幼苗根系构型与根系稳定性最好，根系通过增加侧根的数量与长度来增加根系的伸展和对周围空间的利用能力，利于对土壤资源的利用，适合幼苗初期快速生长；而白桦林内最差。（4）阳生生境内幼苗根系构型较好，根系对土壤资源利用能力较高。但随年龄的增加，阴生生境内幼苗生长趋势优于阳生生境，阴生生境更有利于幼苗后续生长中根系的伸展以及对周围空间的利用。（5）根系形态指标与根系拓扑指标均与生物量呈极显著正相关。其中各径级根系内粗根长度与表面积与生物量相关性最高；整体拓扑指标中根系连接数、外部连接长度、二级侧根数量、长度与生物量的相关性高。（6）辽东栎幼苗地下生物量增长方式符合W=K+CLD模型。此模型揭示了不同株高个体在地下生物量积累上具有相似性，这对深入探究幼苗生长规律具有重要的意义。（7）直径划分和根序划分两种方法各有优势。相关性检验表明，后者与生物量相关性较高，说明根序方式划分根系是有应用前景的。根系的分形结果与根系的构型分析结果相同，即根系整体分形表现与根系构型具有一致性，证明了分形理论应用于根系研究的可行性。