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中国热带27个阔叶树种不同根序细根的形态特征、解剖结构和碳氮研究

许旸  
【摘要】:树木细根在森林生态系统碳(C)和养分循环中扮演着重要角色。在长期进化过程中,根系为了适应环境形成复杂的分支结构,而不同分支等级(即根序)的根具有不同的生理生态功能。以根序划分为主要方法的细根生理生态学研究正在成为该领域研究的热点。本研究以热带27个阔叶树种为研究对象,对1-5级根的形态、解剖结构和组织氮(N)、组织碳(C)浓度进行测定,旨在揭示这些根系特征在树种内随根序的变异规律和树种间的相关关系。 研究结果表明,虽然不同树种间,树种内不同根序的细根形态差异较大,但是却表现出了较为一致的变化规律。生长在根系统末端的1级根直径、根长最小,比根长最高,随着1~5级根序的升高,根直径、根长增加,比根长降低。在27个树种中有13个树种(占48.15%)的1级根组织密度最小,5级根组织密度最大,随着1-5级根根序的升高而增加。 细根的解剖结构随着根序呈现出系统的变化。维管束直径与直径的变化规律一致,随着1~5级根序的升高而增加。低级根(前2级根或前3级根)具有皮层组织,是典型的吸收根,而高级根皮层组织消失,是典型的运输和储藏根。相关分析显示,皮层厚度是影响直径粗细最重要的因子,比维管束直径能够更好地解释细根直径的变异。 所有27树种,随着根序的升高,根组织N浓度下降,C/N比升高;在18个阔叶树种(占总体的67%)中,组织C浓度随着根序升高而增加。C/N比的变异受根组织N浓度的影响远远大于组织C浓度的影响。在所研究的27个热带阔叶树种中,我们发现直径差异较大的树种间,其内部根组织N浓度、C浓度、C/N比却比较相近。我们推测,不同树种的相同根序,在根系统中均具有相似的功能;而这种功能的相似性,是由其自身内部相似的结构决定的,这也被解剖结构的研究结果所证实。 本研究通过27个热带树种的研究证实,细根的形态特征、解剖结构和碳氮浓度与细根生理功能是紧密相连的,这对于深入理解细根结构与生理生态功能的联系,揭示细根周转的机制具有重要意义。


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