WikiEdge:BioRxiv-2024.03.19.585673

• 標題：Tree growth is better explained by absorptive fine roots than transport fine roots
• 中文標題：樹木生長更多地由吸收型細根而非運輸型細根解釋
• 發布日期：2024-03-21
• 作者：Sanaei, A.; van der Plas, F.; Chen, H.; Davids, S.; Eckhardt, S.; Hennecke, J.; Kahl, A.; Moller, Y.; Richter, R.; Schutze, J.; Wirth, C.; Weigelt, A.
• 分類：ecology
• 原文連結：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.19.585673

摘要：量化植物性狀變異可以揭示植物生態策略中固有的權衡，並為基於性狀的植物表現和生態系統功能的預測提供基礎。儘管近年來對根性狀的關注度增加，但我們對於功能性不同的細根——吸收根和運輸根——是否具有相似的性狀協調，以及它們如何幫助解釋植物表現，如生長，的知識仍然有限。 我們測量了在研究植物園生長的25種歐洲闊葉樹種的性狀，以研究吸收根和運輸細根內的根性狀協調，以及性狀與樹木生長關係的程度。為此，我們結合了吸收根和運輸根的一系列形態（根直徑，特定根長度和根組織密度）和解剖（皮層與髓部比例和叢枝菌根菌根化率）性狀，以及葉性狀（葉質量面積比，乾物質含量和韌性）。 儘管吸收根和運輸根的平均性狀值之間存在顯著差異，但我們的研究顯示，吸收根和運輸根內的性狀協調相對等效。我們的結果還顯示，對於我們研究的性狀，樹木的生長更好地被吸收根的性狀解釋，而不是運輸根的性狀，並且在根直徑較薄的物種中更高。這表明，主要在吸收根中的變異影響了土壤資源（如營養物質和水）的吸收，並直接影響了樹木的生長。 吸收根與樹木生長之間的顯著關係，以及運輸根缺乏這樣的關係，突出了與資源吸收最相關的根在解釋樹木生長方面比參與運輸的根更重要。

問題與動機

作者的研究問題包括：

• 不同功能類型的細根（吸收根與運輸根）是否展現出相似的性狀協調性？
• 這些細根性狀如何幫助解釋植物性能，例如生長？
• 吸收根性狀與運輸根性狀在解釋樹木生長方面是否有不同的貢獻？
• 結合葉性狀，根性狀是否更好地解釋樹木生長？

背景介紹

這篇文獻的背景主要集中在以下幾個方面：

1. 植物功能性狀與生態系統功能的關係：
   • 植物性狀反映了不同的生態策略，並展示了植物如何應對環境變化。
   • 植物性狀的研究有助於理解植物性能的差異，並預測生態系統功能。
   • 葉片經濟譜（LES）定義了從資源保守型到資源獲取型的葉片功能梯度，成功地解釋了葉片性狀的變化並預測了植物性能。
   • 根經濟空間（RES）理論將經濟理論擴展到細根，提出了根的二維空間。
   • 儘管對根性狀的興趣增加，但關於功能不同的細根（吸收根與輸導根）的性狀協調性，以及它們如何解釋植物性能（如生長）的知識仍然有限。
2. 細根的分類與功能：
   • 植物通常具有分層次的根系，細根由形態、結構、解剖和壽命各異的多個不同階元和分支組成。
   • 根據功能角色，細根被劃分為吸收根和輸導根兩組，其中吸收根負責土壤資源的吸收，而輸導根主要負責運輸和儲存。
   • 根的壽命和直徑與在分根系統中的位置有關，從遠端到近端逐漸增加。
   • 解剖學上，根階內的變化主要是由於從資源吸收到運輸和儲存的生理功能轉變。
3. 植物功能性狀與森林生態系統功能的研究：
   • 森林生態系統的功能直接和間接依賴於植物功能性狀的變化。
   • 根系和葉片的功能協調及其性狀對於有限資源的有效獲取和利用至關重要。
   • 儘管對葉片功能性狀與森林功能之間關係的研究很多，但對細根性狀相對於葉片性狀對森林生長重要性的理解仍然不足。

綜上所述，這篇文獻的背景強調了植物功能性狀，特別是細根性狀在預測植物性能和生態系統功能中的重要性，以及對功能不同的細根的性狀協調性和它們對植物生長的貢獻的探索。