不同地理種源杉木細(xì)根呼吸及其與形態(tài)、化學(xué)性狀的關(guān)系研究

摘要：[目的]：分析不同種源杉木細(xì)根呼吸及其形態(tài)、化學(xué)性狀的差異，增進(jìn)對(duì)根系呼吸與其他根系特征之間聯(lián)系的理解。[方法]：以江西大崗山杉木種源同質(zhì)園的10個(gè)種源為對(duì)象，對(duì)杉木細(xì)根呼吸及其形態(tài)、化學(xué)性狀的種源間差異以及各指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)性開(kāi)展了研究。[結(jié)果]：杉木細(xì)根呼吸、細(xì)根形態(tài)性狀和化學(xué)性狀的種源間變異系數(shù)分別為40.42％、18.82％～22.88％、7.84％～19.73％。不同種源杉木細(xì)根呼吸存在顯著差異（plt;0.05），浙江開(kāi)化種源細(xì)根呼吸速率最大（7.97±1.08 nmol·g-1·s-1），重慶永川種源最小（1.63±0.40 nmol·g-1·s-1）；不同種源杉木細(xì)根形態(tài)性狀、化學(xué)性狀也呈顯著差異（plt;0.05），福建建甌種源具有最大的比根長(zhǎng)（579.17±17.11 cm·g-1）、根比表面積（139.97±10.18 cm2·g-1）；浙江開(kāi)化種源具有最大的根C含量（458.12±5.40 g·kg-）、N含量（10.58±0.02 g·kg-1），N：P（17.85±029）：江西分宜本地種源具有最大的根組織密度（0.62±0.12 g·cm-3）、以及最小的根N含量（6.38±0.11 g·kg-1）、C：P（481.39±8.94）、N：P（10.64±0.41）。對(duì)杉木細(xì)根呼吸及其形態(tài)、化學(xué)性狀間的權(quán)衡關(guān)系分析表明，細(xì)根呼吸與根系氮含量之間呈顯著正相關(guān)（plt;0.05），與比根長(zhǎng)、根組織密度的相關(guān)性較小。[結(jié)論]：不同地理種源杉木細(xì)根對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)策略存在差異，細(xì)根呼吸與根形態(tài)性狀的關(guān)聯(lián)較小，主要與根N含量關(guān)系密切。

關(guān)鍵詞：杉術(shù)；地理種源；根呼吸；根性狀

中圖分類號(hào)：S718.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-1498（2024）04-0148-09

根系呼吸是土壤呼吸的重要構(gòu)成部分，在全球范圍內(nèi)貢獻(xiàn)了土壤呼吸的10％～90％，影響著森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)存的動(dòng)態(tài)或平衡。其中，細(xì)根（直徑≤2 mm）是植物根系最活躍和代謝最旺盛的部分，它的生產(chǎn)和周轉(zhuǎn)量貢獻(xiàn)了全球陸地凈初級(jí)生產(chǎn)力（NPP）的20％以上，通過(guò)細(xì)根釋放的CO2占整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)根系釋放量的96％。但是相比于植物地上部分，細(xì)根在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中作用尚未得到充分的研究。

根系作為植物個(gè)體與土壤環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換和能量輸送的關(guān)鍵器官，在適應(yīng)環(huán)境過(guò)程中進(jìn)化出了多種形態(tài)和生理特征，性狀的變異體現(xiàn)了植物對(duì)生存環(huán)境的適應(yīng)策略。根系經(jīng)濟(jì)學(xué)譜（Root economics spectrum）被提出用來(lái)描述這種變化，根氮濃度和根組織密度的負(fù)相關(guān)性體現(xiàn)了細(xì)根資源策略一維上的“保守”與“獲取”權(quán)衡。Bergman等還構(gòu)建了比根長(zhǎng)與根直徑負(fù)相關(guān)為基礎(chǔ)的“自己動(dòng)手”到“外包“的菌根協(xié)作維度。這些研究集巾在對(duì)根系形態(tài)、化學(xué)性狀的聯(lián)系上，對(duì)根系生理特征的關(guān)注較少。而根系呼吸是參與植物資源分配的重要生理性狀，與養(yǎng)分獲取的能量需求之間存在密切聯(lián)系。研究證實(shí)，高氮含量、高比根長(zhǎng)的根系往往具有較高的呼吸速率，根系性狀可以通過(guò)改變根系呼吸速率直接影響陸地碳循環(huán)。因此，建立植物根系呼吸與其他根系特征之間的關(guān)系，有利于加深對(duì)植物地下資源獲取策略的理解。