本文在前人研究的基础上,根据根系调查的统计结果和土壤中过氧化氢酶活性与植物根群层片的关系,确定了植物根系的主功能区一根群,并进一步确定植物根群层片,从而实现了群落中地境生态功能层次的划分.在此基础上,本文首次提出用过氧化氢酶活性指示植物根群层片的方法,突破了长期来以地表到根深的整个剖面或土壤层作为植物地下微生境范围的方法,为植物根群层片研究提供了一种简便有效的新方法.本文从不同的方面对其可行性进行了验证,具体的研究过程和内容如下:(一)针对目前国内外关于根群层片研究方法的现状和过氧化氢酶活性与植物根系关系的研究现状,阐述了前人研究所侧重的角度及存在的问题,提出了本文的研究思路和研究内容.(二)对研究区的水文、气候、地质等自然条件以及植被特征进行了概述,并介绍了本文所采用的研究方法(包括野外调查方法和室内测试样品的方法).(三)根据野外调查分析结果,结合1996年TM卫星彩红外像片和1999年、2000年美国Landsat ETM遥感影像的数字成图结果,将研究区划分为五个生态子系统:河岸带、戈壁带、湖盆带(湿地带)、沙漠带和山地带.由于取样点的关系,仅研究了河岸带和戈壁带的两个生态子系统内过氧化氢酶活性对植物根群层片的指示意义,研究内容包括:①两个生态子系统过氧化氢酶活性在土壤垂直剖面上的分布规律,并从水土条件和植被群落结构两方面做出解释,指出河岸带生态子系统在土壤剖面上0 cm~45 cm和55 cm~90 cm左右两个层位中过氧化氢酶活性比较高,戈壁带生态子系统在40 cm~70 cm层位过氧化氢酶活性比较高,这一规律主要与两个子系统的水土条件好坏和植被群落的组成物种多寡有关.据此推测植物根群层片呈现相应规律,即在河岸带生态子系统根群呈两个层片:0 cm~45 cm和55 cm~90 cm左右,戈壁带生态子系统呈现一个层片:40 cm~70 cm.②统计两个生态子系统典型物种的根群深度范围,根据不同生态子系统内植被群落的物种组成,从而推断河岸带生态子系统植物根群呈现两个层片:0 cm~40 cm和40 cm~100 cm,戈壁带生态子系统植物根群呈现一个层片:30 cm~100 cm.此结果与过氧化氢酶活性规律推测的植物根群层片大致吻合,从而初步验证用过氧化氢酶活性指示植物根群层片可行.③综合过氧化氢酶活性规律和物种根群深度范围划分的根群层片,将研究区根群大致分为两个层片:0 cm~40cm和40 cm~100 cm.指出第一个层片中各种理化指标变化幅度大,主要是浅根系的草本植物根群分布范围,第二个层片中各种理化指标相对稳定,土壤水分和有机质的含量均要高于第一层,主要是深根系的灌木、半灌木及高大乔木物种根群分布范围.只是戈壁带生态子系统表层水土条件恶劣,没有适宜的物种生存,只长有深层物种,因此造成表层根群层片的缺失.④对河岸带和戈壁带两个生态子系统内过氧化氢酶活性在横向上进行了比较,发现戈壁带生态子系统每个层位的过氧化氢酶活性总体水平均比河岸带生态子系统的低.(四)统计研究区26个典型样点的过氧化氢酶活性随土壤剖面的变化曲线,根据曲线的形状,将其分为无峰型、单峰型、双峰型和多峰型四种模式.结合各样点的植被群落结构、土壤物理性质等指标对其一一做出解释,进一步验证过氧化氢酶活性指示植物根群层片的可行性.(五)通过以上分析,得出过氧化氢酶活性能够指示植物根群层片的结论,本方法可作为一种研究根群层片的新方法进行推广应用.(六)归纳总结本次研究的具体结论,在此基础上对以后进一步的研究工作提出了相关建议:选取其他土壤酶进行同等分析,看其结果是否与过氧化氢酶指示结果相似;对于植被群落结构同一类型的,应当多做几个样点进行对照分析;开挖样坑时,最好沿着优势种且长势具代表性的植物根系挖,土壤剖面尽量贴近植株根系;各点土壤剖面深度或土壤层数选取应尽量一致或差别较小,在风积区应当适当加深样坑深度.考虑过氧化氢酶的历史保留时间,等等.