基于细根与叶片功能等方面的相似性，有研究认为细根可类比于“地下的叶”，但这一假说很少在代谢相关生长理论(metabolic scaling theory, MST) 框架中得到验证。究竟细根形态性状间相关生长是更符合MST关于叶片的预测还是枝干等木质器官的预测仍不明确。

为此，我们在西双版纳热带雨林的演替序列样地中，对直径<1mm<>的细根进行了取样，测量了来自216土芯中个体根段的质量(M)、表面积(A)、体积(V)、直径(D)和长度(L)等性状，探究了其中8个相关生长关系。本研究检验了细根形态性状间相关生长是否符合 MST 关于叶片的模型(MSTl) 或树枝树干等木质器官的模型预测(MSTw)。探究了土壤养分、树木大小、物种组成、和林分结构等因素对细根相关生长幂指数的影响机制。

结果表明，这些细根相关生长关系很少符合MSTl 的预测。在演替后期的森林中，细根M、A、V和D之间的相关生长关系均符合MSTw 的预测。然而，与L有关的关系与MSTw 的预测偏离较大（图1，[1]表1）。

图1｜细根质量(M)、表面积(A)、体积(V)、直径(D)和长度(L)的相关生长关系拟合图

表1｜细根质量(M)、表面积(A)、体积(V)、直径(D)和长度(L)的相关生长关系的具体参数

其中一些相关生长幂指数主要受树木大小或土壤肥力的直接影响，而物种组成仅通过树木大小起到间接的影响（图2，图3）。

图2｜细根V-M和A-M 幂指数与树木总生物量之间的关系

图3｜土壤养分、树木大小、物种组成、和林分结构等因素对细根相关生长关系影响的结构方程模型

总体而言，本研究强调了，细根形态基本符合木质器官而非叶片的相关生长约束规则，这可能主要是因为叶片近似二维物体，而其他两个皆是三维物体。同时，MSTw 可以很好地预测演替后期森林中某些细根相关生长关系，揭示出MST 对于精准估算细根生物量和生产力的巨大潜力。然而，目前的MST 模型在预测细根根长关系以及演替早期森林方面仍有待改进。

该研究成果以 “Are fine roots ‘leaves underground’ in terms of allometry? A test in a tropical forest successional series in southwest China”为题于23年1月发表于Oikos. 北京林业大学生态与自然保护学院博士生郭子健为论文第一作者，王襄平教授为通讯作者。博士生妙文豪、吕玥明, 及副教授孙晗、教授樊大勇在该研究中作出了重要贡献。该研究得到了国家自然基金项目（31870430）、云南省方精云生态学工作室项目、云南省基础研究专项重大项目（202101BC070002）的资助。

论文信息：

Guo, Z., Miao, W., Lyu, Y., Sun, H., Fan, D. and Wang, X*. (2023). Are fine roots ‘leaves underground' in terms of allometry? A test in a tropical forest successional series in southwest China. Oikos, 2023: e09465. https://doi.org/10.1111/oik.09465

原文链接:

https://nsojournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/oik.09465

https://www.researchgate.net/publication/362597692_Are_fine_roots_'leaves_underground'_in_terms_of_allometry_A_test_in_a_tropical_forest_successional_series_in_southwest_China