【摘 要】
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随着全球变化与植物群落关系研究的深入,植物功能性状作为连接植物形态、结构与生态系统过程和功能的桥梁,吸引越来越多的研究者运用基于性状的途径来研究植物对环境的响应及其对生态过程的影响,以深入理解生态系统过程和功能的调节机制。目前有关植物功能性状的研究主要集中在陆地生态系统地上部,而对于地下部分的根系仍关注较少,并且多局限于物种水平。细根作为植物地下部重要的器官,其功能性状随氮沉降的变化规律能够反映植
【基金项目】
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国家自然科学基金,生境调控下红壤食物网结构和功能的时序变化及影响机制（41371263）,有机物质量介导的农田土壤线虫群落及生态功能研究（41877056）；
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随着全球变化与植物群落关系研究的深入,植物功能性状作为连接植物形态、结构与生态系统过程和功能的桥梁,吸引越来越多的研究者运用基于性状的途径来研究植物对环境的响应及其对生态过程的影响,以深入理解生态系统过程和功能的调节机制。目前有关植物功能性状的研究主要集中在陆地生态系统地上部,而对于地下部分的根系仍关注较少,并且多局限于物种水平。细根作为植物地下部重要的器官,其功能性状随氮沉降的变化规律能够反映植物资源利用策略及对环境变化的适应性,同时细根性状的变化可以预测生态系统过程。基于此,本研究以红壤地区退耕农田自然演替过程中植物群落的优势物种为研究对象,探究氮沉降（0 kgha-1,45 kgha-1和90 kgha-1）和酸度改良（石灰施用:0 kgha-1和110 kgha-1）对细根功能性状、生态系统呼吸、土壤微生物群落结构和功能的影响,以期揭示细根性状对环境变化的响应以及细根性状对生态系统呼吸的影响。本研究主要结果如下:（1）氮沉降显著降低了土壤pH和微生物生物量,但显著增加了土壤硝态氮和可溶性有机碳的含量和土壤细菌生物量;而石灰作为酸度改良剂可以显著提高土壤pH和微生物生物量。伴随着土壤环境的变化,细根性状也会发生相应的变化。在群落水平上,细根的直径和组织密度增加,而比根长和氮含量降低,即植物群落朝着根经济系谱的保守端方向发展;在功能群水平上,不同功能群细根性状的响应策略不同,保守型与植物群落的响应策略相同,而获得型则相反。（2）氮沉降和酸度改良可以改变细根性状,细根性状的变化可以直接影响生态系统呼吸,同时还可以通过影响土壤养分状况、微生物群落组成和养分限制以及地下净初级生产力,间接的对生态系统呼吸产生影响。并且植物群落和不同功能群的细根性状对生态系统呼吸的影响机制不同,在植物群落水平上,细根性状的直接作用对生态系统呼吸的影响最强;在功能群水平上,细根性状主要是通过调节土壤性质和微生物群落间接对生态系统呼吸产生影响。偏最小二乘路径模型揭示了细根的形态性状根组织密度,以及细根的化学性状碳含量和碳氮比是影响生态系统呼吸的关键功能性状。总之,在氮沉降和酸度改良导致土壤环境变化的条件下,细根形态和化学性状的响应在植物群落、功能群和季节方面具有明显差异,同时性状的改变对生态系统呼吸的影响机制不同,这体现了植物响应性状和影响性状之间的重要关联。这些研究结果,不仅对深入了解全球变化下植物细根的响应规律及其对生态系统过程的影响具有重要理论意义;而且对于了解农田退耕后演替过程中植物群落与土壤生态过程的联系,以及指导土壤的可持续利用具有重要的理论贡献。
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