張開心，王西平，朱洪生，寧立波

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢） 環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430078；2.河南省自然資源監(jiān)測院，河南 鄭州 450006）

河南省南太行地區(qū)是我國中部地區(qū)的生態(tài)屏障和構(gòu)建國家生態(tài)安全戰(zhàn)略格局的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，是太行山區(qū)水源涵養(yǎng)與土壤保持生態(tài)功能區(qū)的重要組成。在自然及人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等因素影響下，山地與丘陵區(qū)域建筑材料礦山開采活動(dòng)強(qiáng)烈，山體破損、土壤侵蝕、地貌景觀碎片化、植被退化、石漠化等地質(zhì)環(huán)境及生態(tài)環(huán)境問題突出，成為制約該區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。

植物地下生境簡稱“地境”，該詞最早由我國學(xué)者徐恒力[1]提出，指植物根系的地下生存空間，包括土壤水分、有機(jī)質(zhì)等必需的生存條件[2]。植物地境結(jié)構(gòu)包括土壤層在空間上的分布格局和水分及化學(xué)元素等在空間上的分布狀況[1]。植物通過根系與地境相聯(lián)系，根群指細(xì)根(根徑＜2 mm)數(shù)量多，根毛最密集的部位，是吸收土壤水分與養(yǎng)分的主要位置[3]，根群圈為植物根群與其內(nèi)部土壤的總稱[4]。植物地境在垂直剖面上的資源異質(zhì)性將土體劃分成多種小環(huán)境，以供不同植物物種生長。通過調(diào)查分析地境中植物根群的分布特征可以揭示“層片”規(guī)律[1]，反映不同植物物種之間的資源競爭、共存等生態(tài)關(guān)系，明確不同植物的生長習(xí)性和需求[5]。植物地境是植物生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對不同地貌形態(tài)下植物地境調(diào)查研究是生態(tài)系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容[6]。研究表明，植物地境結(jié)構(gòu)中土壤養(yǎng)分的空間異質(zhì)性受到地形、植物群落等因素的影響[7-13]，不同地貌形態(tài)下土壤養(yǎng)分的空間分布存在差異。目前對于植物地境特征的研究多在同一地貌形態(tài)下開展[14-15]，而很少從空間與資源異質(zhì)性角度對不同地貌形態(tài)下植物地境特征進(jìn)行對比分析。

本研究通過調(diào)查南太行地區(qū)的山地與丘陵植物地境狀況，分析不同地貌形態(tài)下植物根系與土壤肥力特征，旨在為破損山體與石漠化地區(qū)生態(tài)修復(fù)覆土厚度、回填肥分種類、植物種類等選擇提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)北依太行山，地處新鄉(xiāng)市北部，總面積約1 100 km2，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)型氣候。地貌上橫跨我國的第二和第三階梯，其地理位置屬于西部山地與東部平原的過渡地帶，依據(jù)地貌單元及形態(tài)劃分為山地和丘陵等類型。山地區(qū)域位于研究區(qū)北部，海拔約600 m，地形自西北向東南傾斜，地形起伏大，坡度陡峻，土層厚度較薄，基巖為碳酸鹽巖，抗風(fēng)蝕能力強(qiáng)，易于溶蝕，成土過程緩慢，土壤資源匱乏；丘陵區(qū)域位于研究區(qū)南部，海拔約400 m，地形起伏不大，西北方向高，東南方向低，坡度較緩，土層較厚。

2 調(diào)查與研究方法

2.1 植物樣方調(diào)查與研究方法

植物調(diào)查采用樣方調(diào)查法，山地區(qū)域共調(diào)查20個(gè)植物樣方，丘陵區(qū)域共調(diào)查21個(gè)植物樣方。在山地與丘陵區(qū)域選取代表性強(qiáng)的地段，均勻布設(shè)植物樣方調(diào)查點(diǎn)，樣方大小為4 m×4 m，記錄每個(gè)樣方中的植物名稱、類型、數(shù)量、生長狀況、基徑、胸徑、高度、冠幅、相對位置等指標(biāo)。由植物數(shù)量、密度、胸徑和頻度等指標(biāo)計(jì)算得出重要值，重要值以綜合數(shù)值表示該種植物在群落中地位和相對重要性[6]，是確定優(yōu)勢種與亞優(yōu)勢種的重要依據(jù)，重要值越大，表明該種植物在群落中所占優(yōu)勢程度越高，計(jì)算見式（1）～（2）。

2.2 植物地境調(diào)查

2.2.1 調(diào)查區(qū)域樣坑點(diǎn)選取

在研究區(qū)選取山地與丘陵區(qū)域進(jìn)行植物地境調(diào)查，研究南太行地區(qū)不同地貌形態(tài)下植物的地境特征。共布設(shè)29個(gè)樣坑調(diào)查點(diǎn)，丘陵區(qū)域布設(shè)12個(gè)調(diào)查點(diǎn)，樣坑編號為1～12，主要分布在新鄉(xiāng)市鳳凰山礦山森林公園，其中1～6號樣坑地形平緩，7～12號樣坑地形起伏較大，地層巖性多為第四系沉積的砂土。山地區(qū)域布設(shè)17個(gè)調(diào)查點(diǎn)，樣坑編號為13～29，主要分布在衛(wèi)輝市石井村石漠化區(qū)域，該區(qū)域地形起伏大，樣坑多位于基巖裂隙的殘破積物中，土層厚度較薄，表層多有碎石，多處樣坑周圍基巖裸露。植物樣坑調(diào)查點(diǎn)位見圖1。

圖1 植物樣坑調(diào)查點(diǎn)位示意Fig.1 Schematic diagram of plant sample pit survey sites

2.2.2 地境剖面根群調(diào)查與研究方法

樣坑調(diào)查是進(jìn)行地境結(jié)構(gòu)分析、探索植物與其地境生態(tài)關(guān)系的重要手段之一。研究區(qū)共調(diào)查統(tǒng)計(jì)29個(gè)樣坑植物根系數(shù)量，其中丘陵區(qū)域調(diào)查12個(gè)樣坑，山地區(qū)域調(diào)查17個(gè)樣坑。樣坑開挖寬度1.0 m，深度0.7～1.0 m不等，樣坑開挖時(shí)主調(diào)查面應(yīng)盡量平順，距喬木或灌木的基部保持在1 m左右距離。開挖后用刷子去除主調(diào)查面表層土，在主調(diào)查剖面上用尼龍線搭建10 cm×10 cm的網(wǎng)格，按從上到下的順序統(tǒng)計(jì)各土層細(xì)根（直徑＜2 mm）數(shù)量[6]。植物主要通過細(xì)根的根尖和根毛對養(yǎng)分和水分進(jìn)行吸收[16]，所以本研究主要討論植物細(xì)根分布與土壤肥力的關(guān)系。由于山地區(qū)域土壤厚度較薄，受基巖脅迫，樣坑最大開挖深度為70 cm。根據(jù)野外植物根系的實(shí)地調(diào)查與統(tǒng)計(jì)結(jié)果，計(jì)算丘陵區(qū)域與山地區(qū)域植物根系頻率，研究區(qū)樣坑調(diào)查數(shù)量較多，故將樣坑根系沿垂向分層（10 cm/層）取平均值，來代表各土層剖面植物根系頻率分布情況，并繪制不同地貌形態(tài)植物根系頻率對比圖（圖2）。圖中不同波峰代表不同植物類型根群圈范圍，最低部收斂的位置代表植物的地下生境界限[2]。通過計(jì)算不同地貌形態(tài)植物根系頻率的變異系數(shù)來分析不同土層植物根系的空間異質(zhì)性。

圖2 研究區(qū)不同地貌形態(tài)植物根系頻率對比Fig.2 Comparison of root frequencies of plants with different landforms in the study area

2.2.3 地境剖面土壤肥力調(diào)查與研究方法

本次共調(diào)查研究區(qū)地境剖面29個(gè)，其中，丘陵區(qū)域調(diào)查了12個(gè)剖面，山地區(qū)域調(diào)查了17個(gè)剖面，共測定5個(gè)土壤肥力指標(biāo)，分別是土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、水解性氮、含水量。植物根系調(diào)查結(jié)束后，采用便攜式土壤水分測定儀測量土層含水量，按自上而下的順序，每隔10 cm間距讀取一個(gè)含水率值，測定各土層的含水率，分析樣坑內(nèi)剖面的水分分布情況；在主調(diào)查面上，由上至下每10 cm取1 kg土樣，運(yùn)用等離子體發(fā)射光譜儀采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定有效磷與速效鉀含量，采用堿解擴(kuò)散法測定水解性氮含量，采用重鉻酸鉀容量法測定有機(jī)質(zhì)含量。將測定結(jié)果分層取平均值，代表土壤剖面各土層土壤肥力指標(biāo)值。通過計(jì)算不同地貌形態(tài)土壤肥力指標(biāo)的變異系數(shù)，分析不同土層土壤肥力的空間異質(zhì)性，并采用SPSS 23.0軟件分析不同地貌形態(tài)的植物根系頻率與土壤肥力指標(biāo)差異的顯著性。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同地貌形態(tài)下植被樣方調(diào)查結(jié)果與分析

由表1可以看出，丘陵調(diào)查區(qū)20個(gè)樣方中記錄有24種植物，分屬17科24屬，共413株。其中喬木有20種，分屬14科20屬，共264株；灌木有4種，分屬3科4屬，共147株。草本植物豐富，主要為藎草Arthraxon hispidus、艾草Artemisia argyi，優(yōu)勢種與亞優(yōu)勢種為自然生長的黃荊Vitex negundo和構(gòu)樹Broussonetia papyrifera。山地調(diào)查區(qū)21個(gè)樣方中記錄有17種植物，分屬13科17屬，共352株。其中喬木有13種，分屬9科13屬，共107株；灌木有4種，分屬4科4屬，共245株。草本主要為狗尾草Setaria viridis、青蒿Artemisia caruifolia，草本植物生長茂盛，分布廣泛。優(yōu)勢種與亞優(yōu)勢種為自然生長的黃荊和酸棗Ziziphus jujubavar.spinosa，灌木與喬木植被高度、胸徑、蓋度整體偏小。通過對比丘陵與山地區(qū)域植物調(diào)查結(jié)果可以看出，不同地貌形態(tài)植物數(shù)量與種類存在差異，其中丘陵區(qū)域植物種類豐富，主要為喬灌草；山地區(qū)域植被類型單一且數(shù)量較少，植物主要以灌草為主，耐干旱貧瘠，適應(yīng)性強(qiáng)。

表1 研究區(qū)各調(diào)查區(qū)域植物樣方調(diào)查結(jié)果?Table 1 Survey results of plant quadrats in each survey area of the study area

3.2 不同地貌形態(tài)下植物地境調(diào)查結(jié)果與分析

3.2.1 不同地貌形態(tài)下根群調(diào)查結(jié)果與分析

由圖2與表2可以看出，不同地貌形態(tài)的植物根系分布具有一些相同的規(guī)律：1）土壤深度在0～10 cm時(shí)植物根系最為發(fā)達(dá)，頻率均在30%以上；2）土壤深度10 cm以下，隨著土壤深度的增加植物根系頻率逐漸減少。

表2 不同地貌形態(tài)植物根系頻率統(tǒng)計(jì)分析Table 2 Statistical analysis of the root frequency of plants with different landforms

丘陵與山地區(qū)域植物根系分布具有不同的規(guī)律：1）丘陵區(qū)域植物根系分布范圍較深，可達(dá)到地面以下100 cm；山地區(qū)域受基巖脅迫，土壤厚度較薄，植物根系分布范圍較淺，最深達(dá)地面以下70 cm，且大部分區(qū)域植物根系僅在地面以下40 cm內(nèi)；2）丘陵區(qū)域植物根系數(shù)量在地面以下30、60 cm處明顯減少，且60 cm以下植物根系數(shù)量減少趨于平穩(wěn)；山地區(qū)域植物根系數(shù)量僅在地面以下30 cm處有明顯減少，30 cm以下植物根系數(shù)量減少并趨于平穩(wěn)。

丘陵區(qū)域在地面以下10 cm處植物根系數(shù)量最多，且根系數(shù)量隨著深度的增加不斷減少，表明該區(qū)域不同植物物種具有不同根群圈深度范圍，植物種類豐富，地下生境結(jié)構(gòu)完整[2]。該區(qū)域植物根系頻率有兩個(gè)值段較高：地面以下0～30 cm內(nèi)植物根系數(shù)量最多，根土比最大，為草本植物根系的根群圈，如藎草、艾草等。其次是地面以下30～60 cm，由植物樣方調(diào)查結(jié)果（表1）可知，該區(qū)間應(yīng)為灌木根系的根群圈，如黃荊、酸棗等；60～100 cm為喬木植物根系的根群圈，如構(gòu)樹和榆樹等。山地區(qū)域在地面以下0～70 cm內(nèi)植物根系頻率分布特征與丘陵相似。地面以下0～20 cm內(nèi)植物根系數(shù)量分布最多，根系頻率在65%以上，為草本植物根系的根群圈，如狗尾草和青蒿等。地面以下20～40 cm主要為灌木植物根系的根群圈，如黃荊；地面以下40～70 cm主要為喬木植物根系的根群圈，如柏樹。受下伏巖石的脅迫與自然因素的影響，山地區(qū)域土壤厚度較薄，植物地下生境在垂向上生存空間較淺，限制植物根系向土壤深處扎根，植物種類單一，主要為草本與灌木，喬木數(shù)量很少，生長狀況處于中等偏低水平。以上結(jié)果表明喬灌草3種不同生活型植物根系占據(jù)不同的地境空間。

不同地貌形態(tài)植物根系的空間異質(zhì)性呈現(xiàn)不同的變化趨勢。標(biāo)準(zhǔn)差與變異系數(shù)反映樣本間的總變異程度，CV＜0.1為弱變異，0.1＜CV＜1.0為中等變異，CV＞1.0為強(qiáng)變異[16]。丘陵區(qū)域植物根系的空間異質(zhì)性（變異系數(shù)）隨著土壤深度的增加呈增大的趨勢，山地區(qū)域植物根系的空間異質(zhì)性（變異系數(shù)）隨著土壤深度的增加呈先增大后減小的趨勢。由變異系數(shù)可知，丘陵與山地區(qū)域不同土層植物根系數(shù)量均屬于中等變異。丘陵區(qū)域在地下0～10 cm植物根系空間異質(zhì)性最低，80～90 cm空間異質(zhì)性最高；山地區(qū)域地下50～60 cm植物根系空間異質(zhì)性最低，30～40 cm空間異質(zhì)性最高。丘陵區(qū)域在地面以下30、60 cm左右植物根系的空間異質(zhì)性出現(xiàn)拐點(diǎn)，山地區(qū)域在地面以下20、40 cm左右植物根系的空間異質(zhì)性出現(xiàn)拐點(diǎn)。結(jié)合不同地貌形態(tài)下不同植物類型的根群圈可知，植物根系空間異質(zhì)性出現(xiàn)拐點(diǎn)的位置與喬灌草根群圈劃位置基本一致。在喬-灌-草根群圈交界位置，植物根系的空間異質(zhì)性均發(fā)生較大波動(dòng)，這是由于喬灌草根系活躍在不同土壤層，在根群圈交界處植物根系數(shù)量在空間上會(huì)呈現(xiàn)較大差異。

3.2.2 不同地貌形態(tài)下土壤肥力調(diào)查結(jié)果與分析

土壤剖面肥力統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表3）表明，不同地貌形態(tài)土壤剖面肥力的空間異質(zhì)性呈現(xiàn)不同的變化趨勢。丘陵區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)的空間異質(zhì)性隨著土壤深度的增加呈現(xiàn)波動(dòng)變化，在地面以下20～40、70～90 cm屬于強(qiáng)變異，在0～20、40～70、90～100 cm屬于中等變異。土壤水解性氮、速效鉀與含水量的空間異質(zhì)性隨著土壤深度的增加呈現(xiàn)波動(dòng)變化，均屬于中等變異。土壤有效磷的空間異質(zhì)性隨著土壤深度的增加呈現(xiàn)波動(dòng)變化，在地面以下20～40、60～70、80～100 cm屬于強(qiáng)變異，在0～20、40～60、70～80 cm屬于中等變異。

表3 不同地貌形態(tài)土壤剖面肥力統(tǒng)計(jì)分析Table 3 Statistical analysis of the fertility in soil profiles with different geomorphology

山地區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)與土壤有效磷的空間異質(zhì)性隨著土壤深度的增加呈現(xiàn)波動(dòng)變化。土壤水解性氮與土壤速效鉀的空間異質(zhì)性隨著土壤深度的增加呈現(xiàn)降低趨勢。土壤含水量的空間異質(zhì)性隨著土壤深度的增加呈先增大后減少趨勢，在地面以下20～40 cm空間異質(zhì)性最高，地面以下50～60 cm空間異質(zhì)性最低。山地區(qū)域不同土層各肥力指標(biāo)均屬于中等變異。由表2～3可知山地與丘陵植物根系數(shù)量和土壤肥力隨土壤深度增加整體呈下降趨勢，表現(xiàn)為土壤表層植物根系數(shù)量多，深層植物根系數(shù)量少；土壤資源異質(zhì)性表現(xiàn)為表層土壤肥力高，深層土壤肥力低。這是由于土壤資源異質(zhì)分布時(shí)，植物會(huì)根據(jù)土壤養(yǎng)分濃度調(diào)整其根系的生長情況[17]，使植物根系吸收更多的養(yǎng)分供自身生長。

1）氮、磷、鉀是植物生長所必需的營養(yǎng)元素[18]。圖3為丘陵與山地區(qū)域土壤水解性氮、速效鉀、有效磷含量隨土壤深度變化曲線。從圖3中可知，丘陵區(qū)域土壤氮、磷、鉀含量隨著土壤深度的增加呈降低趨勢；山地區(qū)域土壤氮、磷含量隨著土壤深度的增加呈現(xiàn)降低趨勢，土壤速效鉀含量隨土壤深度增加呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢。丘陵區(qū)域土壤中水解性氮、速效鉀、有效磷含量均在30、60 cm左右深度出現(xiàn)峰值；山地區(qū)域土壤中水解性氮、速效鉀、有效磷含量在20、40 cm左右深度出現(xiàn)峰值。土壤各肥力指標(biāo)峰值位置與植物根系根群圈的層片基本對應(yīng)，其原因可能是主功能區(qū)植物根系的還返能力使該層片土壤中氮、磷、鉀含量升高[19]，由此說明植物地境的根群與土壤肥力的對應(yīng)層片具有較好的相關(guān)性。

圖3 研究區(qū)不同地貌形態(tài)土壤水解性氮、速效鉀、有效磷含量隨土壤深度變化曲線Fig.3 Variation curves of soil hydrolyzable nitrogen, available potassium and available phosphorus content with soil depth in different landforms in the study area

2）丘陵區(qū)域水解性氮含量為26.70～74.65 mg/kg，山地區(qū)域水解性氮含量為48.50～118.76 mg/kg，根據(jù)《全國第二次土壤普查分級標(biāo)準(zhǔn)》，丘陵區(qū)域土壤水解性氮含量屬于4～6級，處于中等偏低水平；山地區(qū)域土壤水解性氮含量屬于3～5級，處于中等偏高水平。丘陵區(qū)域速效鉀含量為115.20～183.21 mg/kg，山地區(qū)域速效鉀含量為104.46～181.3 mg/kg，均屬于2～3級，處于高等水平。丘陵區(qū)域有效磷含量為1.92～3.63 mg/kg，山地區(qū)域有效磷含量為1.40～3.99 mg/kg，均屬于5～6級，處于低等水平。綜上，丘陵區(qū)域與山地區(qū)域土壤中有效磷含量極度缺乏，且丘陵區(qū)域土壤水解性氮含量相對缺乏。

3）丘陵區(qū)域有機(jī)質(zhì)含量為0.70%～2.68%，屬于3～5級，處于中等水平；山地區(qū)域有機(jī)質(zhì)含量為1.70%～4.18%，屬于1～4級，處于高等水平。土壤有機(jī)質(zhì)具有改良土壤結(jié)構(gòu)、促進(jìn)植物生長等重要作用[20]。山地區(qū)域土壤肥力較高主要是因?yàn)樯降仄露?、坡面的微地形和土壤侵蝕相互作用，共同影響著坡面土壤肥分的變化特征。在自然因素和人為因素的綜合作用下，土壤侵蝕將原地土壤和肥分破壞、剝蝕，改變了原地境表層的物質(zhì)組成，通過搬運(yùn)與沉淀使土壤肥分匯聚于地形平緩處，導(dǎo)致山地區(qū)域空間結(jié)構(gòu)的宏觀穩(wěn)定態(tài)被打破[8]。

4）土壤水分對植物的生長發(fā)育十分重要，植物根系在土壤中廣泛分布以吸收土壤中的水分與營養(yǎng)物質(zhì)[21]。丘陵區(qū)域土壤多為人工回填的砂土，土壤含水量為18.74%～23.47%，隨著土壤深度增加含水量變化不大。結(jié)合植物樣方調(diào)查結(jié)果可知（表1），該區(qū)域土壤含水量基本滿足植物生長的水分需求。山地區(qū)域土壤表層多為礫石，土壤含水量為18.01%～37.80%，土壤孔隙度大，土層厚度薄，土壤表層水分蒸發(fā)快，導(dǎo)致土壤含水量隨著深度增加呈增大趨勢。

3.3 不同地貌形態(tài)下地境特征差異顯著性分析

由表4可以看出，地形因素對各層土壤地境結(jié)構(gòu)的影響不同，其中不同地貌形態(tài)下植物根系在地下10～30 cm差異顯著；土壤有機(jī)質(zhì)在地下10～50 cm差異顯著；土壤水解性氮在地下0～60 cm差異顯著；土壤速效鉀、有效磷和含水量差異不顯著。土層10～30 cm不同地貌形態(tài)的土壤資源差異性顯著，植物根系分布發(fā)生顯著性差異，野外調(diào)查記錄土層10～30 cm主要為一年生草本植物根系。土層30～60 cm不同地貌形態(tài)下土壤資源差異性顯著，植物根系分布未發(fā)生顯著性差異，該土層根系主要為多年生喬木與灌木的根系；土層10～50 cm山地土壤有機(jī)質(zhì)與水解性氮含量顯著高于丘陵區(qū)域，主要由于山地區(qū)域地形坡度大，土壤侵蝕嚴(yán)重，土壤通過外力搬運(yùn)聚集在地形平緩處，導(dǎo)致山地區(qū)域土壤肥力比丘陵高。由分析結(jié)果可知不同地貌形態(tài)土壤資源異質(zhì)性對一年生草本植物根系分布具有顯著影響，而對多年生喬木與灌木根系無顯著影響。

表4 土壤肥力指標(biāo)與植物根系在不同地貌形態(tài)之間差異的顯著性分析?Table 4 Significance analysis of differences between soil fertility index and plant root system in different geomorphic forms

4 結(jié)論與討論

1）丘陵區(qū)域植物物種豐富，生長狀況良好，地境結(jié)構(gòu)完整，土壤深度在0～10 cm時(shí)植物根系最為發(fā)達(dá)；植物根系分布范圍較深，其中地下0～30 cm為草本植物的根群圈，30～60 cm為灌木的根群圈，60～100 cm為喬木的根群圈；山地區(qū)域植物類型單一，植被生長狀況較差，地境結(jié)構(gòu)簡單，植物根系垂直方向分布范圍淺，基巖的脅迫效應(yīng)限制了植物根系在垂向上的生存空間。

2）山地與丘陵植物根系空間異質(zhì)性均屬于中等變異，丘陵區(qū)域土壤肥力空間異質(zhì)性較山地高，山地土壤肥力空間異質(zhì)性屬于中等變異。由于土壤侵蝕，改變了原地境表層的物質(zhì)組成，導(dǎo)致山地區(qū)域空間結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，土壤肥力在空間上分布不均勻。丘陵區(qū)域地面以下30、60 cm左右植物根系的空間異質(zhì)性出現(xiàn)拐點(diǎn)，山地區(qū)域地面以下20、40 cm左右植物根系的空間異質(zhì)性出現(xiàn)拐點(diǎn)。

3）在喬-灌-草根群圈交界位置，植物根系的空間異質(zhì)性均發(fā)生較大波動(dòng)，植物根系空間異質(zhì)性拐點(diǎn)位置與植物根群圈位置具有相關(guān)性。山地與丘陵植物根系數(shù)量和土壤肥力隨土壤深度增加整體呈下降趨勢，不同地貌形態(tài)土壤的資源異質(zhì)性均呈現(xiàn)表層土壤肥力高，深層土壤肥力低，植物根系與土壤肥力對應(yīng)層片具有較好的相關(guān)性。不同地貌形態(tài)的土壤資源異質(zhì)性對一年生草本植物根系分布具有顯著影響，而對多年生喬木與灌木根系無顯著影響。

基于以上研究，建議在山地區(qū)域進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)覆土厚度在40 cm以上，丘陵區(qū)域生態(tài)修復(fù)時(shí)覆土厚度在60 cm以上。結(jié)合山地區(qū)域優(yōu)勢種和亞優(yōu)勢種及植物根系主功能區(qū)合理選擇植物種類，同時(shí)增加復(fù)墾土壤中磷肥的含量，以提高土壤肥力，加快形成完整的地下生境結(jié)構(gòu)，使植物群落處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。本研究從大地貌形態(tài)尺度對河南省南太行地區(qū)山地與丘陵植物地境特征進(jìn)行了調(diào)查與分析，暫未對南太行地區(qū)微地貌形態(tài)開展調(diào)查研究，因此對南太行地區(qū)的微地貌形態(tài)植物地境開展調(diào)查是下一步研究的重要內(nèi)容。