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.

以中亚热带常绿阔叶林外生菌根树种罗浮栲和丛枝菌根树种木荷为研究对象,采用根袋法进行野外原位氮添加试验,研究了细根形态性状(比根长、比表面积、组织密度、平均根直径)和构型性状(分枝数、分枝比、根长增长速率、根尖密度、分枝密度),分析不同菌根树种细根形态和构型性状对氮沉降的响应.结果表明:随序级增加,外生和丛枝菌根树种细根比根长、比表面积和分枝数对氮添加的塑性响应逐渐降低,组织密度则相反;这反映了不同分枝等级细根的养分获取与资源维持在序级间存在权衡关系.不同菌根树种对土壤氮有效性的变化采取不同的适应对策:氮添加后,罗浮栲细根采取机会主义策略,依靠细根本身来提高养分吸收效率、增强空间扩展和就地养分吸收能力,以快速的养分吸收策略为主;而木荷通过养分吸收效率和根系构建成本之间的权衡,并未改变细根形态性状,更多地依赖于菌根菌和细根构型之间的互补性进行养分获取.外生和丛枝菌根树种维持和构建细根碳(C)成本的差异,导致细根采取最适合自身的养分捕获方式,以达到生存的最优策略.

受全球气候变暖和季风气候影响,西南岩溶区年降水量及其在季节间的分配发生明显变化,无雨期频率和持续时间增加,且基岩风化严重,基质储水能力差,致使岩溶木本植物面临的季节性和地质性干旱加剧.该文通过参考相关文献分析结构性状和生理调节探讨岩溶木本植物如何适应地质性和季节性干旱.结果表明岩溶木本植物应对干旱的策略与其他干旱、半干旱区的植物大体一致,主要有抗旱和避旱两种策略:抗旱性植物一般具有比叶面积小、叶肉多汁、储水组织发达、细胞液浓度高等适应干旱的特征,可通过增加木材密度、增强木质部导管的抗栓塞性和提高水分利用效率以适应干旱;避旱植物则可通过小而密的气孔和叶脉、发达的表皮毛、栅栏组织和维管束鞘等结构特征减少水分丧失,并可通过落叶、深根吸收深层水源和脱落酸(ABA)介导提早关闭气孔以适应干旱.虽然关于岩溶植物形态结构和生理调节对干旱适应机制的研究取得了一定进展,但仍然存在一些亟待解决的问题,例如:深入研究岩溶地区基岩水分状况及其对植物的贡献;加强岩溶木本植物根系结构和生物量分配、树木构型及根际微生物与木本植物干旱适应的协同关系研究;同时探索如何将岩溶植物生态适应研究成果应用于生产实践中,科学指导石漠化治理与生态修复.

甘肃陇东黄土高原为中国苹果主产区之一,生产中多采取覆膜方式节水保墒,但长期覆膜易导致土壤物理性状退化及苹果根系生长障碍.为探明长期覆膜对苹果园表层土壤(0-20 cm)、亚表层土壤(20-40 cm)物理特性、土壤结构稳定性及苹果细根数量、形态、构型、解剖性状的影响,以18年生苹果树为试验材料,于苹果树发根高峰(果实采后至落叶期),以清耕(CK)为对照,采用土壤剖面法系统调查覆膜2年(2Y)、覆膜4年(4Y)、覆膜6年(6Y)的表层土壤、亚表层土壤物理性状变化趋势,苹果根系根长、表面积、比根长、导管直径、导管密度等指标的空间分布特征.并借助主成分分析,抽取覆膜条件下根系与土壤变化主要因子,分析应对根际土壤物理退化的苹果树细根生长适应策略调整.结果 表明:短期覆膜(2Y)可有效改善亚表层土壤含水量、总孔隙度,分别比CK提高了18.04％、4.53％,土壤密度降低了2.36％,促进细根在亚表层土壤中的生长,比表面积为CK的151％;覆膜促使黏粒向亚表层土壤移动,产生明显的淀积黏化作用.土壤物理性黏粒在亚表层土壤中高于表层土壤,2Y、4Y和6Y处理亚表层土壤物理性黏粒为表层土壤的115.64％、115.58％和114.21％,呈现土壤紧实化.土壤质地、团聚体特征、有机质含量为主导亚表层土壤退化进程的主要载荷因子,使根系数量、构型特征受到抑制,导致长期(4Y、6Y)覆膜苹果的细根集中分布于表层土壤中.亚表层土壤中细根变粗、抑制延伸生长、增大导管直径,以弥补细根数量、形态性状弱化带来的吸收功能减弱,促使根系采取"密集型"根系构建策略.综上所述,长期覆膜果园亚表层土壤出现物理"隐形"退化,影响果树根系健康生长和土壤可持续利用.2年为适宜陇东旱塬的连续覆膜年限,生产中应适时揭膜,促进根系生长和土壤结构优化.