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【编辑推荐】为明确细根物候、形态及周转的种间差异，研究人员以相邻常绿红松（TCK）和落叶栎林（TBK）为对象，利用微根管（minirhizotron）和连续取样法，发现 TCK 具双峰物候、更快周转，TBK 细根更细且碳集中于浅层。研究为完善森林生态系统模型提供关键数据。
森林地下世界的碳氮循环一直是生态学研究的核心谜题。细根作为植物与土壤交互的 “前沿阵地”，虽仅占树木生物量的 5%-15%，却贡献了陆地净初级生产力的 10%-60%。然而，常绿针叶树与落叶阔叶树种间的细根动态差异，尤其是物候、形态和周转的规律，长期缺乏系统性认知。这导致森林生态系统模型难以准确模拟地下碳输入过程，制约了对气候变化下碳汇功能的预测。
为破解这一难题，韩国首尔大学（Seoul National University）与美国康奈尔大学（Cornell University）的研究团队，聚焦韩国太白森林中相邻的常绿红松（Pinus koraiensis）林（TCK）和落叶栎林（TBK），开展了为期两年的细根动态对比研究。相关成果发表于国际期刊《Plant and Soil》，为理解不同森林类型的地下碳分配策略提供了关键证据。
研究技术方法
研究采用微根管成像技术（minirhizotron），对直径 < 2 mm 的细根进行原位监测，分析根生产、死亡、周转和寿命。同时结合土壤连续取样法，测定不同土层（0-30 cm）的根生物量、形态特征（如比根长 SRL、根直径 RD）及土壤化学性质（总有机碳 TOC、有效磷、氮素）。通过生存分析（Kaplan-Meier 法）量化根寿命，并引入根分支顺序（一阶根、高阶根）作为功能分类依据。
研究结果
1. 细根形态的种间与垂直差异
TBK 细根以 0-1 mm 直径为主（占比更高），平均直径（0.619 mm）显著小于 TCK（0.986 mm），且比根长（SRL）是 TCK 的 3-5 倍，尤其在 0-10 cm 浅层土壤中差异显著。TCK 细根直径分布更均匀，各土层间形态特征无显著变化，而 TBK 的 SRL 随深度增加显著下降。根生物量方面，TBK 的 0-1 mm 细根在浅层富集（占总量 61%），TCK 则均匀分布于 0-30 cm 土层。
2. 物候模式与生产力对比
TCK 呈现春秋双峰物候：2021 年 5 月和 9 月、2022 年 5 月和 10 月出现生产高峰，全年持续生长；TBK 为单峰模式，仅在 2021 年 6 月和 2022 年 7 月出现单一高峰，生长季集中于 5-8 月。尽管 TBK 的根长度生产力更高（年均 2.17 mm?cm?2?yr?1，比 TCK 高 101%），但 TCK 的根体积生产力更高，反映出其碳存储潜力更强。
3. 周转速率与寿命的影响因素
TCK 细根平均周转速率（1.24 yr?1）显著高于 TBK（0.83 yr?1），尽管其根直径更大。生存分析表明，根分支顺序对寿命的影响强于直径：TCK 一阶根寿命 253 天，二阶根 475 天；TBK 一阶根 293 天，二阶根 567 天。土层深度亦显著影响寿命，两物种细根在 0-10 cm 层寿命最短（TCK 165 天，TBK 258 天），深层土壤中寿命延长。
4. 土壤碳氮分布与根动态关联
TBK 的土壤总有机碳（TOC）在 0-10 cm 层富集（比 TCK 高 27%），而 TCK 的 TOC 垂直分布更均匀。有效磷在 TCK 各土层中含量更高，可能与红松落叶分解特性相关；氮素（NH??-N、NO??-N）则在 TBK 浅层土壤中更丰富，与栎林落叶氮含量高一致。
研究结论与意义
本研究首次系统对比了相邻常绿 - 落叶林的细根动态差异，发现红松林以 “厚根慢生、双峰周转” 策略维持全年资源获取，而栎林通过 “细根快生、浅层富集” 适应短生长季。这种差异直接影响地下碳输入模式：红松的均匀分布和高周转可能促进深层土壤碳固存，栎林则通过浅层高生物量加速短期碳循环。研究同时挑战了 “根直径决定周转” 的传统认知，证实根分支顺序和物候模式是更关键的驱动因素。
这些发现为森林生态系统模型提供了关键参数，例如不同功能型树种的根动态模块优化，有助于更准确预测气候变化下的碳汇能力。同时，对人工林管理具有实践指导意义：红松 plantation 的深层碳存储潜力与栎林的浅层养分循环效率，可作为树种配置和碳管理的科学依据。未来研究需进一步整合根 - 土 - 微生物互作机制，完善地下碳氮循环的全链条解析。
