Decoupled drought responses of fine-root versus leaf acquisitive traits among six Prunus hybrids

要预测干旱对森林和果树种植的影响，就需要更好地了解干旱胁迫对叶片和细根的资源获取性状(比叶面积SLA、比根面积SRA以及比根长SRL)的影响。本研究试图验证以下科学假设：在重度干旱胁迫下，叶片与细根的资源获取性状具有协同效应，使得植物能够采取整合的资源节约策略。我们收集了不同干旱敏感性的六种李属砧木的幼树，通过在温室中对它们进行干旱试验来验证我们的科学假设。这些幼树被分为两组进行水分处理试验，即对照处理组(浇水量为100%田间持水量)与重度干旱处理组(每种砧木的浇水量为该砧木对照组植物每日蒸散量的33%)。在处理开始后的第30天和第60天，分别对两组处理下的六种砧木的植物叶片与细根进行取样。结果表明，在重度干旱胁迫下，没有任何一种植物同时显著降低了SLA和SRA(或SRL)。六种李属砧木植物的细根性状表现出两种主要的干旱响应组合：(1)根组织密度(RTD)增大，同时平均根径减小，而SRL没有显著变化；(2) RTD增大，同时SRL减小，而平均根径没有显著变化。六种砧木植物性状的干旱响应展现出两个相互垂直的变化梯度，这两个梯度均以从对照处理组到干旱处理组植物的资源节约性变化为特征，其中一个梯度展现了叶片气体交换，SRA，SRL以及RTD的干旱响应之间的密切相关关系，而另一个梯度以SLA的降低为特征。这些发现突出了(1)根系性状干旱响应的多维性；(2)重度干旱胁迫下，叶片经济性状与叶片水力性状之间的解耦联关系；(3)重度干旱胁迫下，叶片水力性状与根系水力性状之间的协同变化关系。这项研究有助于在种内尺度上确认根系干旱响应多维性的起源，并重点突出了不同植物如何通过不同的叶片与细根性状的干旱响应组合而得以在重度干旱胁迫下存活。     

羌塘高原降水梯度植物叶片、根系性状变异和生态适应对策

叶片和根系是植物获取资源的最重要的器官,其性状随环境梯度的变化反映了植物光合碳获取和水分与养分的吸收能力及其对环境变化适应的生态对策。羌塘高原降水梯度带高寒草地群落叶片和根系成对性状关系研究不仅能揭示环境梯度对植物性状的塑造作用,也可为理解寒、旱和贫瘠等极端环境下植物的适应策略提供依据。为此,选择3组具有代表性的叶片和根系成对性状:比叶面积(SLA)和比根长(SRL);单位质量叶氮含量(LN_(mass))和单位质量根氮含量(RN_(mass));单位面积叶氮含量(LN_(area))和单位长度根氮含量(RN_(length)),分析不同优势植物地上、地下成对性状变异特征及其与环境因子的关系,探讨植物性状对高寒生态系统水分和养分限制因素的适应策略。研究表明,区域气候和土壤环境导致的叶片性状变异大于根系性状的变异,干旱端的植物既具有高的SRL,又具有高的叶片和根系的养分含量(LN_(mass),LN_(area)和RN_(mass))。SLA-SRL、LN_(mass)-RN_(mass)、LN_(area)-RN_(length)均表现为权衡关系,在干旱端(年降雨量MAP 400 mm)的高寒草原、荒漠草原和极湿润端(MAP 600 mm)的高寒草甸这种权衡关系更为明显,而中间区域(400 MAP 600 mm)的高寒草甸养分和水分限制不是很强烈,叶片和根系性状更多地表现出协同关系。从植物功能类群来看,苔草和禾草类植物叶片和根系成对性状之间具有更强烈的权衡关系。干旱端植物通过增加SRL和叶片、根系养分含量来提高水分和养分的吸收能力,同时通过叶片高的氮含量提高光合碳获取能力,保障了根系生长的物质来源,表现出地上和地下同时投入的策略。干旱端植物保持较高的养分含量是抵御和适应严酷的寒、旱和贫瘠的环境胁迫的重要策略。而在湿润端植物则采取增加SLA,维持地上光合生产力的生态策略。     

黔中喀斯特木本植物功能性状变异及其适应策略

性状变异反映了植物的生活史对策。该研究以贵州普定县天龙山10种木本植物为对象, 通过分析枝叶和根系9个功能性状的种间与种内变异, 揭示植物对喀斯特生境的适应策略。结果表明: (1) 9个性状变异程度不同, 细根组织密度的种间和种内变异系数最大, 分别达96.47%和51.44%, 小枝干物质含量的种间与种内变异最小, 分别为11.67%和6.83%。(2)种间水平的细根组织密度在不同物种中没有显著的差异, 比根长、叶厚度、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝干物质含量和小枝组织密度均表现出显著的差异。在种内, 比叶面积差异显著, 其他性状差异不显著。(3)绝大多数叶和枝性状间显著相关, 比根长与比叶面积显著负相关, 其他根系性状与枝叶性状相关性不显著。总之, 与同纬度非喀斯特地区植物相比, 普定喀斯特地区植物具有较小的叶面积和比根长度, 较大的叶干物质含量、叶组织密度等一系列有利于减小蒸腾和储存养分的功能性状组合, 这可能是其适应干旱贫瘠的喀斯特环境的主要生态策略。     

Variations of plant functional traits and adaptive strategy of woody species in a karst forest of central Guizhou Province,southwestern China

性状变异反映了植物的生活史对策。该研究以贵州普定县天龙山10种木本植物为对象, 通过分析枝叶和根系9个功能性状的种间与种内变异, 揭示植物对喀斯特生境的适应策略。结果表明: (1) 9个性状变异程度不同, 细根组织密度的种间和种内变异系数最大, 分别达96.47%和51.44%, 小枝干物质含量的种间与种内变异最小, 分别为11.67%和6.83%。(2)种间水平的细根组织密度在不同物种中没有显著的差异, 比根长、叶厚度、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝干物质含量和小枝组织密度均表现出显著的差异。在种内, 比叶面积差异显著, 其他性状差异不显著。(3)绝大多数叶和枝性状间显著相关, 比根长与比叶面积显著负相关, 其他根系性状与枝叶性状相关性不显著。总之, 与同纬度非喀斯特地区植物相比, 普定喀斯特地区植物具有较小的叶面积和比根长度, 较大的叶干物质含量、叶组织密度等一系列有利于减小蒸腾和储存养分的功能性状组合, 这可能是其适应干旱贫瘠的喀斯特环境的主要生态策略。     

淹水和干旱条件下水稻根系形成的QTLs及候选基因分析

为了研究不同水分条件下组成型根系性状和适应性根系性状的遗传机制,利用由IR64／Azucena发展的双单倍体（DH）群体分析了淹水和干旱条件下水稻幼苗种子根长（SRL）、不定根数（ARN）、总根干重（RW）及其对应的相对参数（干旱和淹水条件下根系性状的比值）的QTLs。淹水与干旱条件下检测到一个共同的种子根长QTL和一个共同的总根干重QTL。同时对前人发表的遗传群体定位的根系性状QTLs进行比较分析,检测到几个共同的根系性状QTLs。对与细胞伸长、分裂相关的候选基因进行了定位,其中4个细胞壁相关的ESTs（OsEXP2,OsEXP4,EXT和Xet）被定位在与不同水分条件下检测出的根系性状QTLs的相同区间。     

退化草地物种种内和种间功能性状变异对放牧的响应

研究草地植物功能性状变异对放牧干扰的响应机制,有助于解析草地生态系统群落构建和功能多样性维持机制及植物对环境的适应及权衡策略。以科尔沁沙地退化草地为对象,研究围封和放牧草地物种多种功能性状(植株高度、根系长度、叶面积、根面积、叶片干物质含量、地上干物质含量、根系干物质含量、比叶面积、比根长和根冠比)变异特征及其对放牧干扰的响应机制。结果表明: 退化草地物种种间性状变异明显高于种内变异,种间性状变异对总体变异的贡献率占比高达70.2%～95.1%,而种内变异仅为4.9%～29.8%,但群落构建中物种的种内变异仍不可忽视。放牧草地物种种间性状变异低于围封草地,且放牧草地种内变异增加而种间变异减小。放牧导致不耐牧的优良禾本科牧草叶面积和叶片干物质含量下降而比根长增加,但耐牧的杂类草则通过增加叶面积和叶片干物质含量并降低比根长来提高在群落中的优势地位。退化草地对放牧响应较为敏感的功能性状有叶面积、叶片干物质含量、比根长和比叶面积。植物叶片性状和根系性状自身及彼此间均呈显著正相关,但放牧会增强根系性状的协同效应而减弱叶片性状的协同效应。说明放牧会驱动植物个体和种群功能性状权衡策略发生改变,进而起到调控植物群落结构和功能的作用。     

珍珠菜属植物功能性状的趋异分化

明确珍珠菜属植物关键功能性状的种间差异性,有助于揭示珍珠菜属植物的生态适应机制。本研究采用植物功能生态学研究方法,利用同质园栽培实验,量化了同质环境条件下9种珍珠菜属植物根、茎、叶功能性状间的变异及协变关系。结果表明:1)在属级水平上,该属植物10个功能性状变异程度不同。变异幅度最大的为叶面积,其次是比根长,第三是比茎长,最小的是叶碳含量,变异系数分别为75.0%、60.7%、46.5%、3.6%,最大值与最小值相差近21倍。2)黄连花亚属与珍珠菜亚属植物功能性状趋异分化(P0.05),前者形成了比根长、比茎长与比叶面积占优势的功能性状组合,而后者则具有较高的比根密度与叶面积。3) 9种珍珠菜属植物功能性状具有物种特异性,它们的叶面积、比叶面积、叶干物质量、叶碳含量、叶氮含量、叶碳氮比、比根长、比根密度、比茎长和比茎密度均存在显著的种间差异(P0.05)。4) 9种珍珠菜属植物的根、茎、叶功能性状之间存在植株整体协同性。叶面积与比茎长(R~2=0.484,P0.01)和比根长(R~2=0.149,P 0.01)、比茎长与比根长(R~2=0.348,P0.01)相关关系最密切。9种珍珠菜属植物既存在叶经济谱又存在植株经济谱。     

热带亚热带26种蕨类植物的吸收根解剖特征

植物吸收根的生理功能是从土壤中吸收水分和营养物质, 研究其解剖结构有助于揭示植物的环境适应策略。热带亚热带地区蕨类植物丰富, 生态和经济价值较高, 但目前对这一重要植物类群的吸收根解剖特征的研究仍然缺乏。该研究测定了分布在热带亚热带地区4种典型森林的共26种蕨类植物吸收根的解剖特征, 分析它们的种间差异, 结合系统发育与全球自然分布区的气候因子解释根系性状的变异。同时, 通过收集亚热带木本被子植物和温带蕨类植物相关的已发表数据, 比较不同类群的根系性状相关关系的差异。结果表明: (1)这些蕨类植物吸收根特征的种间差异显著, 8个根系性状的种间变异系数范围为20.61%-41.75%。(2)除皮层厚度外根系性状无显著的系统发育信号, 说明性状变异受系统发育的影响较小; 气候因子显著影响根系特征, 根直径和皮层厚度随着最干月(季)降水量减少而增大。(3)随着吸收根直径的减小, 亚热带木本被子植物趋于具有更低的皮层厚度/中柱直径比值, 而蕨类植物则相反; 与温带蕨类相比, 该研究中蕨类植物具有更大的根直径、皮层厚度和管胞直径。该研究有助于提高对热带亚热带蕨类植物根系生理生态适应性的认识。     

根系功能性状对干瘠立地适应的种间差异——以北京石质山地主要观赏树种为例

分析干瘠立地中不同树种根功能性状的变化及差异,研究不同树种对干瘠环境的适应对策。试验材料为林龄、林分密度相对一致的石质山区主要观赏树种（黄栌、山桃、栓皮栎）,采用挖掘法获取树木细根,测定细根形态参数。根据田间持水量和石砾含量分别设置4个干瘠梯度（轻度、中度、重度、极度）,对比分析北京干瘠地3种树种根功能性状,探讨干瘠立地中不同树种根系形态的差异及其对特殊生境的适应。结果表明：干旱、瘠薄均对树木的根功能性状产生影响,但对不同性状以及不同树种的影响程度具有差异,其中对山桃根系的影响最大;3种树种根功能性状在不同干瘠等级下存在显著变化,同一性状的变化因树种不同而异。从轻度到极度干旱,3种树种的RL均逐渐减小,但是黄栌变化不显著;黄栌、栓皮栎RTD随干瘠的加剧而减小,而山桃随干瘠的加剧而增加;黄栌和山桃SRL随干旱、瘠薄的加剧,表现出一致的规律,即从轻度到极度,其SRL随即减小,而栓皮栎SRL随干旱、瘠薄的加剧而增大;随干瘠的加剧,黄栌SRA显著减小,山桃、栓皮栎SRA随干瘠的加剧而增大。树木对干瘠环境的变化都有一定的响应能力及适应对策,能够通过自身的形态变化来适应不断变化的环境,但不同物种对干瘠环境变化的适应途径不同,通过权衡碳分配、碳消耗采取了相应的生态适应策略,不同树种间存在明显差异。本研究3种树种中,黄栌在干瘠环境下根系性状变化不显著,耐干瘠能力较强;干瘠胁迫对山桃根系性状影响显著,山桃通过主动调节根系形态变化来适应不断变化的环境,具有较强的抗干瘠能力;栓皮栎的细根数量多,吸收土壤水分、养分能力较强,能够在干瘠环境中快速生长。     

延河流域植物功能性状变异来源分析

由于遗传背景对植物性状的影响,直接研究环境与植物性状的关系有一定的不确定性。因此,研究植物性状对环境变化的响应,必须明确遗传背景与环境对植物性状的相对影响,以排除遗传背景的作用。本研究以延河流域为研究区域,选取19个典型样点,调查了64种植物的6种功能性状,即比叶面积(SLA)、比根长(SRL)、叶片氮(LN)与磷含量(LP)、根的氮(RN)与磷含量(RP),并通过野外定位信息,从已有专题信息图中获取环境数据,采用方差分析和逐步回归的方法,分析了植物性状变异来源,研究了不同科属植物对环境变化的响应。结果表明：(1)不同气候条件下,植物的SLA、LN和RP性状存在显著差异,森林区植物SLA、RP较草原区植物偏低33.02%、19.94%,而LN则高于草原区植物19.33%;不同科属植物之间SLA、SRL、LN和RN存在显著差异,豆科植物具有较高的SLA、LN、RN,分别高出研究区平均值16.33%、65.23%、97.78%,而禾本科植物SRL具有最大值,高出平均值103.11%;(2)遗传背景差异是植物性状变异的首要决定因子,遗传背景对SRL、LN、RN变异的解释比例分别达到了27.86%、32.78%、42.70%,而LP、RP则受环境因子的影响更大,环境因子对LP、RP解释比例分别达到24%、15.58%;(3)豆科Leguminosae、禾本科Poaceae、菊科Asteraceae、蔷薇科Rosaceae植物性状的环境因子逐步线性回归模型,表明不同科属的植物对环境因子是否产生响应和响应的方式均不相同,豆科和禾本科植物对区域性气候条件较为敏感,而菊科和蔷薇科植物受地形因子和土壤含水量影响较大。     

Root Growth of the Annual Tillering Grass Panicum miliaceum in Heterogeneous Nutrient Environments (in English)

To study growth responses of the roots of Panicum miliaceum L. to heterogeneous supply of nutrients. The authors analyzed the effects of the nutrient levels in both original patches (O) and destination patches (D) on the root growth of P. miliaceum when its roots were allowed to extend from original patch into destination patch. When the nutrient levels in the original patches were low, coarse root biomass ratio (coarse root biomass in the D/total coarse root biomass), coarse root length ratio (coarse root length in the D/total coarse root length), coarse root surface area ratio (coarse root surface area in the D/total coarse root surface area) and fine root length ratio (fine root length in the D/total fine root length) were greater in the destination patches with lower nutrient levels than in the destination patches with higher nutrient levels, while fine root length, fine root length density, fine root surface index, and fine root surface area density were smaller in the former than in the latter. When the nutrient levels in the original patches were high, fine root length, fine root length density, fine root surface area index and fine root surface density were greater in the destination patches with lower nutrient levels than in the destination patches with higher nutrient levels, coarse roots did not respond to the nutrient levels in the destination patches significantly. When the roots extended from the original patches with the same nutrient level into the destination patches with contrasting nutrient levels, fine root biomass and its percentage allocation did not respond to the nutrient levels in the destination patches significantly, whereas both root length and root surface area did. This indicates that the fine roots of P. miliaceum responded to difference in nutrient supply by plasticity in their length and surface area, rather than in their root biomass.     

异质养分环境中一年生分蘖草本黍根系的生长特征

为揭示黍（Panicum miliaceum L.)根系对异质养分环境的生长反应,作研究了黍根系从起始斑块向目标斑块水平生长时,时始斑块和目标斑块养分水平根生长的影响,就低养分起始珏块而言,粗根生物量,粗根长度,粗根表面积和细极长度在高养分目标斑块中的分配比例均小于其在低养分目标斑块中的分配比例,而细根长度及其密度,细根表面积指及其密度的变化恰好相反,就高养分起始斑块而言,高养分目标斑块的细根长度,细根长度密度,细根表面积指数和细根表面积密均不于低养分目标斑块,而粗根对目标斑块中养分状的反应不明显。当黍根系从桢的起始斑块进入不同的目标斑块后,目标斑块的养分状况对细根生物量及其分配无影响,而显影响细根长度和表现积,这指示细根是通过长度和表面积可塑性而不是生物量变化响应目标斑块中的养分差异。     

氮磷配施对刨花楠幼林细根性状的影响

氮磷是陆地生态系统植物生长的主要限制性元素,细根对植物生长具有重要影响.为了解氮磷配施对刨花楠人工幼林细根性状的影响,以3年生刨花楠人工幼林为对象,于2016年和2017年每年4-9月的每月中旬进行氮磷配施(添加比例分别为8∶1、10∶1、12∶1、15∶1),测定比根长、比表面积、平均直径、根组织密度、总碳、总氮含量...     

黄土丘陵区植物叶片与细根功能性状关系及其变化

通过植物叶片功能性状(比叶面积、叶组织密度、叶氮含量)和细根功能性状(比根长、根组织密度、根氮含量)间的相互关系,分析植物对环境的适应途径;然后根据性状间的差异进行了层次聚类,将物种划分为3大功能型,并分析了不同功能型对环境的适应策略.结果表明:黄土丘陵区延河流域149种植物的叶氮含量与比叶面积和根氮含量正相关、与叶组织密度负相关,比根长与根组织密度负相关,除了根氮含量,其余根性状与叶性状不相关.此外,功能性状间关系变化和适应策略在不同功能型之间也存在差异.功能型1的植物具有最强的耐旱力和防御力;功能型3的植物具有最强的养分维持能力用以对抗营养贫瘠的环境;功能型2的植物居中,生长速率最高,具有较强的竞争力、分布最广;根据C-S-R理论,功能型1和3属于“胁迫忍耐型”策略(S策略),功能型2则属于“竞争型”(C)和“干扰型”(R)策略的综合.研究结果为黄土丘陵区植被恢复规划及物种配置等提供依据.     

Plant functional traits and soil microbial biomass in different vegetation zones on the Loess Plateau

Plant functional traits built the relationships between plant diversity, species composition, and physiology along with the environmental changes, thus influencing soil microbial community. As the sensitivity indicators, soil microbial biomass and plant functional traits responses soil micro-organism and plant characteristics in direct way. Ten plant functional traits of 149 species and soil microbial biomass (carbon, nitrogen, and phosphorus) were analyzed across the different vegetation types (forest, forest-steppe, and steppe) that are divided by environmental gradient (temperature and precipitation), aimed to find the correlations among them. Our results confirmed the greatest values of plant functional traits (except the leaf density and the fine root density) that were distributed in the steppe zone, mainly due to the different mean annual temperature and mean annual precipitation conditions. For different plant growth forms, the plant functional traits were significant differences among the vegetation zones. The advantages of higher rate nutrient cycling, plentiful biomass supplements, and favorite habit conditions lead to the forest-steppe zone with the highest C_mic and N_mic concentrations. The canonical correlation analysis indicated that leaf nitrogen, root nitrogen, and fine root densities were correlated with root exudate and tissue which affected the concentrations of soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (N), consequently impacting soil microbial biomass carbon (C_mic) and soil microbial biomass nitrogen (N_mic). Soil is the medium that connects micro-organism and plant root system that influenced leaf nitrogen, root nitrogen, and fine root density of plant functional traits, the concentrations of SOC and total N that plant feedback are consequently influencing C_mic and N_mic.     

Resource economics and coordination among above- and below-ground functional traits of three dominant shrubs from the Chilean coastal desert

Aims Plant functional traits determine how plants respond to environmental factors and influence ecosystem processes. Among them, root traits and analyses of relations between above and below-ground traits in natural communities are scarce. Methods we characterized a set of above- and below-ground traits of three dominant shrub species in a semiarid shrub-steppe that had contrasting leaf phenological habits (deciduous, semideciduous and evergreen). We analysed if there was coordination among above- and below-ground resource economics patterns: i.e. patterns of biomass allocation, construction costs and lifespan.Important findings Above- and below-ground traits and their resource economics relations pointed to species-specific functional strategies to cope with drought and poor soils and to a species ranking of fast to slow whole-plant strategies in terms of resource uptake, biomass construction costs and turnover. The deciduous shrub, Proustia cuneifolia, had relatively deep and even distribution of roots, and high proportion of short-lived tissues of low C construction costs: it had high fine to coarse root and high leaf-to-stem biomass ratios, high specific leaf area (SLA), and stems of low wood density. This strategy allows Proustia to maximize and coordinate above- and below-ground resources uptake as long as the most limiting factor (water) is available, but at the cost of having relative high plant biomass turnover. The evergreen Porlieria chilensis, instead, displayed a more conservative and slow strategy in terms of resource economics. It had ~80% of the roots in the 40cm topsoil profile, low proportion of fine compared with coarse roots and low leaf-to-stem ratios, low SLA and stems of high wood density, i.e. it invested in C costly tissues that, overall, persist longer but probably at the cost of having lower plant resource uptake rates. Traits in the semideciduous Adesmia bedwellii were in between these two functional extremes. Our results revealed high functional diversity and above- and below-ground complementarity in resource economics among these three codominant species in the Chilean coastal desert.     

岷江上游4个栽培树种细根功能性状垂直分布的差异性

细根(直径≤2 mm)功能性状及垂直分布格局是反映植物对土壤资源吸收策略和影响森林地下生态过程的关键。本研究以岷江上游4个人工林树种连香树(Cercidiphyllum japonicum)、白桦(Betula platyphylla)、华山松(Pinus armandii)和油松(P.tabuliformis)为对象,调查不同海拔树木细根功能性状及其在不同土层间的垂直分布格局,并分析细根功能性状分布与构型之间的相关关系。结果表明:阔叶树种比针叶树种有更大的根长密度、生物量、比根长和比表面积,而直径反之;4个树种细根集中在0~20 cm土层,根长密度和生物量在较高海拔地段均显著大于较低海拔,且均随土壤深度增加而减少,但比根长、比表面积和直径无显著的海拔差异,随土层加深也无明显的垂直变化规律;针阔树种间的细根构型差异显著,但不受海拔差异的影响,阔叶树的细根分支强度与一级根数量显著大于针叶树种;一级根数和根尖密度与比根长以及分根比与根长密度和生物量均呈显著正相关,而分叉与几个细根功能参数均呈负相关;随着土层深度增加,细根总生长量明显减少,但细根资源利用效率和策略不变;5个细根功能性状的垂直分布格局差异明显,且受树种特性影响显著,细根分支构型对其垂直分布及资源获取策略具有显著影响。     

弓杠岭不同海拔云杉细根生物量及形态特征

海拔变化是多环境因子的梯度效应,细根作为植物吸收水分与养分的重要器官,其性状特征在指示植物的生长和分布等方面意义重大.该研究以弓杠岭2500～3300 m海拔地的云杉(Picea asperata)细根为研究对象,采用根序分级法对云杉1～5级根序的生物量及细根形态(平均直径、比根长、根长密度、比表面积)进行测定,以明确...     

Root and leaf functional trait relations in Poaceae species: implications of differing resource-acquisition strategies

Aims Root systems play an essential role in grassland functioning in both acquisition and storage of resources. Nevertheless, root functional traits have not received as much attention as those measured on above-ground organs, and little is known about their relations. Our objectives were to test whether morphological and root system traits allowed identification of grass species' functional strategies and to determine whether a relation exists between above- and below-ground traits.Methods Functional traits of root tissues (specific root length, diameter, tissue density and nitrogen concentration), whole root systems (root mass, root length density, root mass percentage below a depth of 20cm and fine root %) and two major leaf traits (specific leaf area and leaf dry matter content) were determined under field conditions and their relations were analysed in eleven perennial temperate Poaceae species.Important findings Canonical correspondence analysis along Axis 1 revealed a gradient of species, from those with deep, dense and coarse root systems with a large root mass to those with shallow root systems, thin roots and high specific root length; this suggests strong correlations among root traits. Correlations between specific root length and specific leaf area reveal two groups of species, which probably indicates different drought-tolerance capacities. Root trait syndromes enable ranking grasses along a gradient from conservative-strategy species (from stressful habitats), which display a deep and coarse root system, to acquisitive species (from rich and moist meadows), which display a shallow and thin root system. Although both types display similar above-ground strategies, drought-tolerant species have lower specific root lengths than drought-sensitive species, revealing more conservative root strategies.     

实验增温对陆地生态系统根系生物量的影响

根系是植物吸收土壤水分和养分的重要器官, 驱动着多个生态系统过程, 该研究揭示了实验增温对根系生物量的影响及机制, 可为气候变暖背景下土壤碳动态和生态系统过程的变化提供理论依据。该研究从已发表的151篇国内外研究论文中收集到611组数据, 通过整合分析(meta-analysis)方法研究了实验增温对根系生物量(根系总生物量、粗根生物量、细根生物量、根冠比)的影响, 并探讨了增温幅度、增温年限、增温方式的影响, 以及根系生物量对增温的响应与本底环境条件(生态系统类型、年平均气温、年降水量、干旱指数)的关系。结果表明: (1)模拟增温使细根生物量显著增加8.87%, 而对根系总生物量、粗根生物量、根冠比没有显著影响; (2)中等强度增温(1-2 ℃)使得细根生物量和根冠比分别提高14.57%和23.63%; 中短期增温实验(<5年)对细根生物量具有促进影响, 而长期增温实验(≥5年)使细根生物量有降低的趋势; 开顶箱增温和红外辐射增温分别使细根生物量显著提高了17.50%和12.16%, 而电缆加热增温使细根生物量和粗根生物量显著降低了23.44%和43.23%; (3)不同生态系统类型对于增温响应不一致, 模拟增温使苔原生态系统细根生物量显著提高了21.03%, 细根生物量对增温的响应与本底年平均气温、年降水量、干旱指数均呈显著负相关关系。