細根的構型決定細根在單位土壤中吸收潛力和效率，因此是反映植物利用土壤資源的關鍵性狀。通常情況下，植物細根分支越密集，吸收能力越強，能夠更有利于探索小范圍的土壤養分。環境梯度上細根構型種內或者種間變化的研究能夠解釋植物功能多樣性和生態適應策略提供最直接的證據。但是，細根構型的生物地理格局卻是根系生態學研究領域的空白。我國西南地區干旱河谷氣候、土壤與植被具有明顯的空間異質性。因此，揭示干旱河谷細根構型的緯度變化規律及形成機制能夠深刻認識細根構型變異及其刻畫的植物對干旱環境變化的適應策略，對預測環境變化對細根構型的影響具有非常重要意義。
植物功能生態與重大工程區鄉土植被恢復創新團隊博士生楊雨等沿著西南干旱河谷區1000 km的緯度梯度，分析了96種旱生植物的4 個關鍵細根構型指標（分支強度、拓撲指數、1-2級分支比以及2-3級分支比）以及細根直徑和細根平均長度等形態特征。綜合評估了植物系統發育和環境因子對細根構型的影響。
研究發現，隨著緯度增加，細根拓撲指數和2-3級細根分支比減小，而1-2級細跟分支比增加；但是總體上分支強度沒有明顯變化。細根構型的緯度格局主要受環境因子的影響，而系統發育影響較弱。其中，土壤微生物量是細根分支強度變化的關鍵因子，土壤質地是拓撲指數的最強影響因子；年平均溫度對細根分支比也有一定的影響。另外，細根構型與細根形態之間的關系表明越細、根段越短的物種通常具有較高的分支強度。這些研究結果為理解和預測在環境變化下細根構型的響應機制提供了新證據。相關成果以Environmental factors drive latitudinal patterns of fine-root architectures of 96 xerophytic species in the dry valleys of southwest China為題發表在Science of the Total Environment上。博士生楊雨為本論文的第一作者，李芳蘭青年研究員為通訊作者。本研究得到國家自然科學基金（32271654）、國家重點研發計劃課題（2017YFC0505105），和四川自然科學基金等聯合資助（2024NSFSC0010）。
原文鏈接https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175352
圖1 圖文摘要
圖2 西南干旱河谷4種細根構型的緯度格局
圖3 西南干旱河谷環境因子對4種細根構型變異的相對重要性