細(xì)根作為樹木關(guān)鍵的養(yǎng)分吸收器官，其生理生態(tài)策略對(duì)林木生長(zhǎng)和森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力至關(guān)重要。一個(gè)典型森林群落通常由喬木、灌木、草本等多種生活型植物構(gòu)成，其長(zhǎng)期共存策略與地上地下資源獲取策略在不同生活型之間產(chǎn)生的巨大差異密不可分。然而，現(xiàn)有研究主要圍繞樹木地上部分，對(duì)根系功能性狀及資源獲取策略在多種生活型之間的差異缺少深入研究。

針對(duì)這一問題，研究團(tuán)隊(duì)以東北溫帶典型森林的次生林為研究對(duì)象，采集同一林分內(nèi)的115種植物細(xì)根樣本，涵蓋喬木、灌木、木質(zhì)藤本、草本和蕨類5種生活型。測(cè)定了7個(gè)細(xì)根關(guān)鍵功能性狀指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，在一個(gè)森林群落內(nèi)部，不同生活型植物細(xì)根功能性狀存在顯著差異，尤其是比根長(zhǎng)(Specific root length, SRL)和組織密度(Root tissue density, RTD)在5種生活型之間差異最大(圖1)。與物種進(jìn)化和菌根侵染類型相比，生活型是影響這些共生植物細(xì)根SRL和RTD變異的主要因素，分別解釋了81%和88%的變異(圖2)。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，這115種共生植物按生活型不同在根經(jīng)濟(jì)空間(Root economics space)中沿著SRL和RTD維度有規(guī)律地分布(圖3)，表明在一個(gè)森林群落內(nèi)部，細(xì)根資源獲取策略的多樣性與植物的生活型有關(guān)。這種分布格局證實(shí)，不同生活型植物細(xì)根擁有不同資源獲取策略，并能夠占據(jù)不同的地下生態(tài)位，有利于緩解資源競(jìng)爭(zhēng)和維持物種共存。

本研究率先從地下根系角度，闡明一個(gè)森林群落內(nèi)多種生活型植物細(xì)根功能性狀及其資源獲取策略的差異是導(dǎo)致它們長(zhǎng)期共存的主要原因，這為深入理解群落組成機(jī)制提供了新的見解，并為不同森林植物資源的優(yōu)化管理和可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供重要的理論參考。該成果以Variation of root resource acquisition and conservation strategies in a temperate forest is linked with plant growth forms為題，2025年3月發(fā)表在Tree Physiology期刊。中國(guó)科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所博士后王思遠(yuǎn)為第一作者，孫濤研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃等資助。

圖1. 細(xì)根功能性狀在5種生活型之間的差異。

圖2. 生活型、植物進(jìn)化、菌根侵染類型對(duì)溫帶森林細(xì)根功能性狀的影響。

圖3. 不同生活型植物在根經(jīng)濟(jì)空間中的分布