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邢宏运, 周思雨, 杨立学, 姜雨希, 陈俊彤, 刘艳军, 王继斌, 辛明
XING Hong-Yun, ZHOU Si-Yu, YANG Li-Xue, JIANG Yu-Xi, CHEN Jun-Tong, LIU Yan-Jun, WANG Ji-Bin, XIN Ming
摘要: 纬度变化引起的气候和土壤差异会影响植物根系功能性状,但亲缘关系接近的树种根系功能性状在不同纬度是否具有相似的变化趋势尚不清楚。本研究以4个纬度梯度(43°N-50°N)下的长白落叶松(Larix olgensis)和兴安落叶松(L. gmelinii)为研究对象通过测定根系解剖性状(皮层厚度、中柱直径、维根比)和形态性状(平均直径、比根长、比表面积、组织密度),并结合土壤养分和气候数据,分析根系功能性状对环境因子的响应。研究结果表明:(1)仅长白落叶松根系解剖性状对纬度变化有所响应,其1级根中柱随纬度升高而显著减少(P<0.05)、5级根中柱直径随纬度升高显著增加(P<0.05);(2)2种落叶松根系形态性状对纬度变化的响应不同,兴安落叶松根系各形态性状随纬度升高而增加,如1级根比表面积由237.2 cm²·g⁻¹升至298.9 cm²·g⁻¹,而长白落叶松根系各形态性状无一致性规律(3)2种落叶松各根系功能性状受根序的影响强烈(P <0.01),随根序增加,2种落叶松根系皮层厚度、比根长、比表面积、组织密度减少,中柱直径、维根比和平均直径增加;(4)较低纬度地区的2种落叶松根系功能性状受气候因素影响,较高纬度地区则主要受土壤养分的影响;(5)兴安落叶松协作梯度(PCA1)与土壤pH极显著正相关,长白落叶松协作梯度(PCA1)、保守梯度(PCA2)与土壤pH极显著负相关。综上,随纬度形成的环境梯度下,长白落叶松依赖根系功能性状的高可塑性来适应环境变化,而兴安落叶松则依托于与菌根真菌的稳定共生,这种差异体现了近缘物种可能通过不同的生态策略适应相同环境,这为理解植物种间适应机制及其对气候变化的响应提供了科学依据。