Journal of Plant Ecology：根系功能性状多维性研究进展与挑战

根系养分获取可借助吸收根的多个功能性状进行描述，比如吸收根直径（RD），虽然吸收根直径是一个与根系养分获取功能密切相关的关键形态功能性状，但是种间变异高达100倍。众所周知，不同维度的根系功能性状的不同组合方式表征着根系间存在养分策略差异，而不同根系策略通常是在不同土壤和气候条件下形成的，以至于深入理解与物种共存、植物适应异质环境和响应气候变化相关的关键根系功能性状的变异（根系策略），是当前植物根系生态学家的首要目标之一。

当前，普遍接受根系功能性状存在两个独立维度——合作维度和保守维度（传统的根系经济谱），但根系二维功能性状空间形成机制尚不清楚，亟需揭示。最近，河南农业大学孔德良教授团队基于根系养分获取过程，探究了根系二维功能性状空间的形成机制。生理学上，根系养分获取过程大致可分为两步，首先根系表皮和/或根毛与土壤养分接触，该过程叫做觅养（nutrient foraging）；然后土壤养分通过皮层传递至中柱，该过程叫做养分吸收（nutrient uptake）。通常，吸收根越长，根表面积越大，说明根系觅养能力越高，故可用比根长表征根系觅养数量；根组织密度越高，根氮含量越低，说明根系结构组分含量越高，根系养分利用倾向保守，故可用根组织密度和根氮含量表征根系养分吸收活性。新观点认为，关乎根系觅养数量和根系养分获取活性两个独立过程的比根长、根组织密度、根氮含量等根系功能性状是决定根系二维空间的关键根系功能性状，有别于传统观点认为菌根共生体有助于形成根系功能性状二维空间。虽然根系养分获取的数量-活性框架也得到了根系解剖结构和分子水平碳功能性状的支持，但确定吸收根生物量在根系功能性状空间中的位置、将根毛性状纳入觅养能力评估等仍是根系生态学必须面对的挑战。

最近，该项研究结果以“Multi-dimensionality in plant root traits: progress and challenges”为题发表于Journal of Plant Ecology。

编者认为，原文作者围绕根系功能性状的多维性，提及的五大挑战，很大程度上是对Freschet等（Freschet et al., 2021）提及的根系生态学面临的诸多挑战中根系功能属性内涵的具体分析，攻克五大挑战，有助于深入探究根系功能性状多维性的形成机制。

图1 根系寻觅、吸收和活化土壤养分的概念图

图2 影响吸收根养分获取的3个根系功能性状

图3 多维植物功能性状视角下的根系和叶片间的关系

—— 原文 ——

Zhao Jiabao, Guo Binglin, Hou Yueshang, Yang Qingpei, Feng Zhipei, Zhao Yong, Yang Xitian, Fan Guoqiang, Kong Deliang (2024). Multi-dimensionality in plant root traits: progress and challenges[J]. Journal of Plant Ecology, 17: rtae043.