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新疆生地所在干旱区植物根系生态学研究中取得进展
日期:2016-02-25 作者: 来源:中国科学院网 点击:
 

    根系的生态学过程,特别是细根的生态学过程是当前植物生态学研究的热点和难点。细根(通常定义为直径小于2mm的根)是一个高度动态的系统,能通过快速的周转向土壤系统输入大量有机质。要在全球尺度上量化陆地生态系统中的碳、氮循环,至关重要的是先确定哪些根是短命的。由于受土壤不可透视的限制,对细根寿命的研究还不够充分。

    中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区植物根系生态学研究团队在国家自然科学重点基金的资助下,以3个功能群中的12种植物(4种多年生草本,4种灌木,4种乔木)为研究对象,运用大型根窗法,通过长期控制实验,对不同分枝等级根的寿命、解剖结构、氮浓度、呼吸速率进行了连续多年的系统研究。

    该研究团队成员刘波的研究表明,4种多年生草本和4种灌木根系末端非木质化的前2个级根不仅是短命的(31-116天),而且在整个生活史中保持初生结构,并且具有较高水平的氮浓度和呼吸速率;4种乔木前3级根是短命的(95–154天),在整个生活史中保持初生结构,且具有较高水平的氮浓度和呼吸速率。这些前2级或者前3级根具有独立的生活史(寿命)和不同于系统其他部分的共同功能,可视为有别于后2级根的独立模块,即短命根模块。回归分析显示组织密度、直径、功能群分别解释中值寿命变异系数的43%、39%和14%,氮浓度解释剩余0.71%的变异。短命根的组织密度与中值寿命正相关(草本,r2=0.56;灌木,r2=0.74;乔木,r2=0.64;全部物种,r2=0.69),组织密度可以用来预测中值寿命。

    研究表明直径法不能用来定义多物种的功能团,分枝等级法也应该更多地考虑根系的功能,短命根模块可能在多年生植物中广泛存在,短命根模块法可以应用到其它多年生植物中。该研究丰富了细根的分类方法,拓展了“短命根模块”的应用范围,简化了细根取样方法;同时提供多种功能群根系寿命数据,为量化陆地生态系统中的碳、氮循环提供重要依据;此外,为研究细根寿命提供了简易、成本低廉的大型根窗建设方法。

    研究成果以lifespanandstructureofephemeralrootmodulesofdifferentfunctionalgroupsfromadesertsystem为题发表于newphytologist(2016)。

 

 

 

采编:guoq

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