为从地下根系方面阐明红豆草与无芒雀麦型混播草地高效生产机制,将种群空间距离(行距)、种群空间作用方式(同行/异行/异行阻隔)作为地下根系竞争环境的变化因素,从根系的几何形态、拓扑结构和分形特征分析和比较2种牧草在竞争生境中根系构型的变化。结果表明:1)异行混播和行距增大使2种牧草地上生物量增加,无芒雀麦的根系生物量和根冠比也增加,但红豆草的根系生物量和根冠比变化不明显。2)异行混播+行距增大使无芒雀麦≤0.16mm的细根增加,红豆草0.16~0.50 mm的根系增加,从而增加了根长、根表面积和比根长;异行混播+阻隔使得2种牧草的根系直径增加,从而使得根系体积和比根面积增加。3)2种牧草在不同混播方式下拓扑指数(TI)均接近于1,修正拓扑指数(qa)大于0.5,分支结构均为鱼尾状分支;随着种群空间距离的增加,2种牧草根系的拓扑结构有向叉状分支方向发展的趋势。4)2种牧草的根长、根表面积与根系生物量和地上生物量均呈线性的正相关关系,其他根系形态参数与根系生物量相关性显著,而与地上生物量、根冠比相关性不显著。因此,种群的空间距离、种群的空间作用方式改变了混播群体地下根系的竞争环境,其通过形态、拓扑结构和分形的可塑性来响应种间竞争关系变化,采取了拓展空间和高效利用水分养分的生态适应策略。