摘要:在干旱区的荒漠生态系统之中,水资源极为匮乏。而根系作为植物极为关键的功能器官,其空间根系分形直接影响植物水分资源获取能力。根系发达的胡杨(Populus euphratica Oliv.)作为干旱区典型落叶乔木,研究其异型根系结构特征,对于了解荒漠植物环境适应具有重要价值。本研究选取新疆艾比湖湿地国家级自然保护区内自然生长、健康的胡杨作为对象,利用TRU树木雷达通过三维建模与统计学分析,探讨胡杨根系拓扑分形特征对水分有效性梯度的响应规律,揭示胡杨根系对于水分变化的变化规律。结果表明:(1)土壤含水量随距河岸距离增加呈显著递减趋势(18.36→4.58%),垂直剖面上则表现为表层(0-20 cm)低值区(3.78%)到深层(>200 cm)高值区(11.50%)的逐渐跃升。(2)胡杨根系密度随离河距离增加呈现逐渐增加在降低的一个趋势,最大值为2.58 g/cm3,最小值为1.75 g/cm3,且主要集中在距离河2-2.5 km的样地中,在土壤的垂直分层上。近岸区(0-0.5 km)与远岸区(4-4.5 km)根系密度呈单峰分布,峰值位于50-150 cm层;根系密度离河距离2-2.5 km时,过渡带(2-2.5 km)则表现为双波动态,深层(>200 cm)密度达最大值。(3)胡杨根系密度与土壤水分含量之间的关系存在显著差异,在近河岸(0-0.5km)和远河岸(4-4.5km)处,整体呈现出随着土壤含水量的增加,根系密度先增加后减少的趋势。而在距河2-2.5km处,根系密度与土壤水分含量之间呈现正相关,垂直剖面下的胡杨根系空间分布随土壤含水量变化呈线性分布。浅层(0-20 cm)呈正相关,深层(100-150 cm)负相关显著。