細(xì)根的構(gòu)型決定細(xì)根在單位土壤中吸收潛力和效率，因此是反映植物利用土壤資源的關(guān)鍵性狀。通常情況下，植物細(xì)根分支越密集，吸收能力越強(qiáng)，能夠更有利于探索小范圍的土壤養(yǎng)分。環(huán)境梯度上細(xì)根構(gòu)型種內(nèi)或者種間變化的研究能夠解釋植物功能多樣性和生態(tài)適應(yīng)策略提供最直接的證據(jù)。但是，細(xì)根構(gòu)型的生物地理格局卻是根系生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域的空白。我國(guó)西南地區(qū)干旱河谷氣候、土壤與植被具有明顯的空間異質(zhì)性。因此，揭示干旱河谷細(xì)根構(gòu)型的緯度變化規(guī)律及形成機(jī)制能夠深刻認(rèn)識(shí)細(xì)根構(gòu)型變異及其刻畫(huà)的植物對(duì)干旱環(huán)境變化的適應(yīng)策略，對(duì)預(yù)測(cè)環(huán)境變化對(duì)細(xì)根構(gòu)型的影響具有非常重要意義。
植物功能生態(tài)與重大工程區(qū)鄉(xiāng)土植被恢復(fù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)博士生楊雨等沿著西南干旱河谷區(qū)1000 km的緯度梯度，分析了96種旱生植物的4 個(gè)關(guān)鍵細(xì)根構(gòu)型指標(biāo)（分支強(qiáng)度、拓?fù)渲笖?shù)、1-2級(jí)分支比以及2-3級(jí)分支比）以及細(xì)根直徑和細(xì)根平均長(zhǎng)度等形態(tài)特征。綜合評(píng)估了植物系統(tǒng)發(fā)育和環(huán)境因子對(duì)細(xì)根構(gòu)型的影響。
研究發(fā)現(xiàn)，隨著緯度增加，細(xì)根拓?fù)渲笖?shù)和2-3級(jí)細(xì)根分支比減小，而1-2級(jí)細(xì)跟分支比增加；但是總體上分支強(qiáng)度沒(méi)有明顯變化。細(xì)根構(gòu)型的緯度格局主要受環(huán)境因子的影響，而系統(tǒng)發(fā)育影響較弱。其中，土壤微生物量是細(xì)根分支強(qiáng)度變化的關(guān)鍵因子，土壤質(zhì)地是拓?fù)渲笖?shù)的最強(qiáng)影響因子；年平均溫度對(duì)細(xì)根分支比也有一定的影響。另外，細(xì)根構(gòu)型與細(xì)根形態(tài)之間的關(guān)系表明越細(xì)、根段越短的物種通常具有較高的分支強(qiáng)度。這些研究結(jié)果為理解和預(yù)測(cè)在環(huán)境變化下細(xì)根構(gòu)型的響應(yīng)機(jī)制提供了新證據(jù)。相關(guān)成果以Environmental factors drive latitudinal patterns of fine-root architectures of 96 xerophytic species in the dry valleys of southwest China為題發(fā)表在Science of the Total Environment上。博士生楊雨為本論文的第一作者，李芳蘭青年研究員為通訊作者。本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（32271654）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題（2017YFC0505105），和四川自然科學(xué)基金等聯(lián)合資助（2024NSFSC0010）。
原文鏈接https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175352
圖1 圖文摘要
圖2 西南干旱河谷4種細(xì)根構(gòu)型的緯度格局
圖3 西南干旱河谷環(huán)境因子對(duì)4種細(xì)根構(gòu)型變異的相對(duì)重要性