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黑松（Pinus thunbergii）防护林是山东省沿海防护林体系建设的重要组成部分,黑松是沙质海岸不可替代的主要防护树种。沿海环境条件变化很大,与之适应的黑松林结构变化也很大。本研究以山东省胶南市灵山湾国家森林公园的沿海黑松防护林为研究对象,采用根系干挖法与拍照技术相结合的方法,调查了自然状态下海风胁迫条件下（带Ⅰ）生长和正常（带Ⅱ）生长的黑松根系构筑型（Root Architechture）特征及其根系生物量（Root Biomass, RB）分布特征,并分析了根系构筑型特征与土壤环境因子的响应关系。目的是揭示黑松根系对沿海环境的适应机制,为沿海黑松防护林进行合理抚育、调控和改造提供理论基础和技术指导。结果发现:1、土壤理化性质①各土壤层次带Ⅰ的土壤容重均高于带Ⅱ,带Ⅰ和带Ⅱ20-40、40-60和60-80cm土层间均土壤容重差异显著（p<0.05）;②两个样带土壤含水量均随土层深度的增加而增大,由于带Ⅰ离海较近,地下水位较浅,其20-100cm土层中的土壤含水量均明显高于带Ⅱ;③带Ⅰ和带Ⅱ黑松根系附近的土壤温度均随土壤深度的加深而逐渐减小,其中,0-80cm土壤深度中带Ⅱ下土壤温度明显高于带Ⅰ;④带Ⅰ与带Ⅱ相比土壤中较大颗粒较多,土壤结构较差;⑤沙质海岸土壤较贫瘠,带Ⅰ与带Ⅱ的土壤有机质、土壤碱解氮、有效磷和有效钾的含量均随着土壤深度的加深而减小,带Ⅰ不同土层的土壤有机质、土壤碱解氮、有效磷和有效钾的含量均略低于带Ⅱ,但不存在显著差别。2、根系的构件特征黑松根系构筑型在不同的立地条件下具有很好的可塑性,受海风影响带Ⅰ黑松根系形态在迎风面与背风面间表现出明显的不对称性,迎风面根数量（Root Numbers, RN）、根长（Root Length, RL）、根体积（Root Volume, RV）、根表面积（Root Surface Area, RSA）、根径（Root Diameter, RD）和根系生物量分别为背风面的1.59、2.25、2.43、3.21和3.00倍;带Ⅱ黑松受海风影响小个体间构型参数不存在明显的差异。两个样带黑松的根系在土壤垂直空间的分布也具有一定的差异,随着土壤深度的增加带Ⅰ根数量根长、根表面积、根体积和根系生物量均减少,根径变细;带Ⅱ根数量根长、根表面积、根体积和根系生物量在20-40cm土层表现为最大,20-40cm土层以下也遵循这个规律。土壤容重和土壤含水量与根系的生长具有显著的负相关关系,因此地下水位较浅和较深土层的土壤容重是限制带Ⅰ与带Ⅱ黑松根系垂直生长的主要原因;而土温、土壤有机质、碱解氮、有效磷和有效钾的含量均与根系的参数表现出不同的正相关关系促进了较浅土壤中根系的生长,从而表现出庞大的水平根型的特点;同时,草本根系对养分与水分资源的竞争影响了带Ⅱ黑松根系在土壤表层的分布。3、根系的拓扑结构与分形结构两个样带黑松根系分枝模式均趋近于鱼尾形分枝。拓扑指数（Topology Index, TI）和分形维数（Fractal Dimension, FD）的大小关系均表明根系的分枝结构为:带Ⅰ迎风面（ww）>带Ⅱ迎风面（nw）>带Ⅱ背风面（nl）>带Ⅰ背风面（wl）。4、根径的Leonardo da Vinci法则两个样带黑松根系分枝前后的横截面积比均符合Leonardo da Vinci法则d2defore= a∑ni=1d2i，可为以后根系生物量的预测与相关模型的构建提供一定的参考。5、根系数量、长度和生物量随土层深度变化的模拟带Ⅰ迎风面根系数量、迎风面（ww）与背风面（wl）根长随土层深度的变化符合Logarithm Fit模型,即y=a+blnx方程;迎风面根系生物量随土层深度变化符合Logistic Model模型,即y=a/(1+be-cx)方程;而背风面根系数量和根系生物量的变化更趋近于Exponential Fit模型,y=aebx方程。带Ⅱ迎风面（nw）与背风面（nl）根系数量和根系总生物量的变化均符合Vapor Pressure模型,y=ea+b/x+clnx;迎风面（nw）与背风面（nl）根长随土层的变化均符合Hoerl Model模型,即y=abxxc。本研究阐明了沙质海岸黑松根系的构型与分布特征与环境因子的关系,揭示了沙质海岸海风环境胁迫下黑松根系构型差异的形成机制,创建了根系构型参数随土壤深度变化的模型,为相同立地条件黑松根系的分布特征进行预测提供了参考,同时为黑松防护林的结构调整与合理抚育具有指导价值,对维持区域生态平衡具有重要的意义。