在塔克拉玛干沙漠腹地，采用挖掘法挖取塔克拉玛干柽柳(Tamarixtaklamakanensis)、塔克拉玛干沙拐枣(Calligonum roborovskii)和罗布麻(Apocynum venetum)根系，运用拓扑结构理论以及分形理论对其根系构型特征进行研究。研究发现：1、三种植物根系均以水平分布占优势，根系浅层化。2、三种植物具有不同的根系结构适应性，根系表现为两种不同的根系分支模式，塔克拉玛干柽柳根系为叉状分支结构(qα=o.15、qb=0.09、TI=0.658)，罗布麻(qα=0.43、qb=0.35、TI=0.83)、塔干沙拐枣(qα=0.52、αb=0.38、TI=0.86)根系趋向于鱼尾型分支结构。3、三种植物根系的连接长度都较大，最小也达1.12m，说明在沙漠腹地，三种植物通过增加根系连接长度来扩大根系在土层中的分布范围，从而提高根系的有效营养空间，增加根系的连接长度也是根系对沙漠腹地资源贫瘠的土壤环境的一种良好适应。4、研究验证了Leonardo da Vinci法则，三种植物根系分支前的横截面积等于根系分支后的横截面积之和，符合Leonardo da Vinci法则。5、在塔克拉玛干沙漠腹地，塔克拉玛干柽柳、塔干沙拐枣根系的分形维数具有明显的差异性，表明了两种植物根系分支模式的不同。6、根系具有典型的分形结构，根系分支前后横截面积比α、根系生物量分配比q与根系的直径之间不存在相关关系，所以说根系分支前后横截面积相似以及根系生物量分配比是植物根系构型的一般性特征。7、由于根系分支点的直径与根长、生物量之间存在较好的相关关系，而且根系具有显著的自相似性，因此可以根据根系分支点直径对根系生物量、根长进行预测估计。研究表明沙漠腹地三种植物根系构型特征具有相似性和差异性，在相似的沙漠环境中具有不同的根系适应策略。