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细根(直径≤2mm)是构成植物的重要部分，是陆地生态系统初级生产力的重要贡献者和土壤碳库、养分库的主要输入者。细根的生产、死亡、周转和寿命是研究植物适应策略，估算生态系统的C、N平衡和养分流动的重要内容。本文以成熟黄柳、差巴嘎蒿和小叶锦鸡儿灌木为研究对象，利用微管技术，首先对比研究了黄柳和差巴嘎蒿细根生产、死亡、周转在不同深度、不同季节的变化规律；其次，根据微管观测的黄柳和差巴嘎蒿细根生产至衰老和消失的全过程，运用Kaplan-Meier方法估计了细根存活曲线及中位值寿命，比较了不同植物种类、直径、根序、土层和季节间细根寿命的差异：并以根序为基础，对比研究了黄柳、差巴嘎蒿和小叶锦鸡儿前三级根序的形态特征、组织C、N含量、C：N比值、解剖结构和根系寿命的变化规律；最后研究了成龄小叶锦鸡儿灌木根系生长动态、根系分布及细根生产对旱季补水和氮肥添加的响应。主要的研究结论如下：
(1)黄柳平均细根生产(平均RLDp=0.014 mm·cm-2·d-1)显著低于差巴嘎蒿(平均RLDp=0.034 mm·cm-2·d-1)；深度、季节以及深度和季节的交互作用对细根生产具有显著影响，两灌木上层(0～20 cm)土壤中的细根生产显著高于20～40 cm和40～60 cm；在生长季内，细根生产均呈双峰型，黄柳的细根生产主要发生在夏季(30.1％)和秋季(35.8％)，差巴嘎蒿则在春季(44.7％)和秋季(20.4％)所占的比例最大。细根死亡率在植物种类、季节和土层深度间均存在显著差异，黄柳细根平均RLDM(0.012 mm·cm-2·d-1)显著低于差巴嘎蒿(0.032 mm·cm-2·d-1)。RLDM在土壤深度间的变化与RLDp相一致；黄柳细根死亡主要发生在夏季和秋季，分别占全年细根死亡的40.8％和39.9％，而差巴嘎蒿则主要发生在春季和夏季，分别占30.3％和35.3％，冬季细根生产和死亡均很低。水分和温度是影响细根生产和死亡动态最关键的因素，两者的综合作用可以解释细根生产81％的变异和细根死亡83％以上的变异。0～60 cm黄柳细根根长的年生产量为3.19±0.62 mm·cm-2·a-1，年死亡量为2.79±0.63 mm·cm-2.a-1，而差巴嘎蒿细根根长的年生产量和死亡量分别为7.52±0.83 mm·cm-2·a-1和6.76±0.73 mm·cm-2·a-1。0～60 cm黄柳细根平均的周转速率为1.38次·a-1(按最大现存量计算)至2.08次·a-1(按年生产量计算)，而差巴嘎蒿细根年周转速率分别为1.65次a-1至·2.99次a-1，差巴嘎蒿细根周转比黄柳快19％。
(2)黄柳和差巴嘎蒿细根寿命显著不同，黄柳细根的平均寿命为187±2 d，差巴嘎蒿细根的平均寿命为154±3 d，黄柳细根的中位值寿命为217±13 d，而差巴嘎蒿为63±2 d，黄柳中位值寿命比差巴嘎蒿长154 d。0.2～0.8mm直径的细根占微管表面观测的黄柳和差巴嘎蒿细根总数的80％，黄柳和差巴嘎蒿细根直径差异显著，其平均直径分别为0.38 mm和0.42mm。尽管较粗的细根等级具有更高的细根寿命，但对2007和2008年黄柳和差巴嘎蒿细根寿命与细根直径的相关分析表明，细根寿命同细根直径的相关关系并不显著，仅在2008年，差巴嘎蒿细根寿命同其直径具有显著正相关关系。两年的观测均表明，黄柳和差巴嘎蒿高根序细根的寿命均显著高于1级根。不同土层深度黄柳和差巴嘎蒿细根寿命显著不同，尽管表层细根具有最短的寿命，但细根寿命并不随土壤深度增加而增加。黄柳和差巴嘎蒿细根寿命具有相同的季节变化规律，春、秋两季的细根寿命较长，夏季较短，而在冬季细根的死亡率很低。秋季出生的根系中，大约有84.4％的黄柳细根和70％的差巴嘎蒿细根都可成功越冬，这使得秋季出生的细根具有较长的寿命。
(3)根系直径、单根长度、有机C含量，C:N比，中柱：根系截面积比和维管束数量均随根序增加而增加，比根长，组织全N含量随根序增加而减少；三种灌木的3级根都处于次生生长阶段，具有完整和连续的内栓层，具有高的中柱：根系截面积比以及高的维管数量。1，2级根展示了相同的解剖特征，前2级根都处于初生生长阶段，具有完整的皮层，低的中柱：根系截面积比，较少的维管束数量：不同根序的根系具有显著不同的根系存活曲线，三种灌木3级根的寿命均高于前两级根；基于根系解剖结构随根序的变化，以根序为基准将灌木根群划分为不同的功能群，3级根的根系解剖结构、形态、组织C、N含量和根系寿命同1，2级根具有显著差异，可能主要承担传输和固定功能，1，2级根则在解剖结构、形态和生理上相类似，主要承担吸收功能。由于高的生物量、高的组织N含量和较短的寿命，沙地灌木的前2级根序在土壤C、N库的周转中具有重要作用。
(4)旱季补水，氮肥添加和水肥互作均增加了小叶锦鸡儿的根长密度和细根生产，但只有氮肥添加和水肥互作对根长密度和细根生产(0～20 cm)有显著影响。在旱季，水分，氮肥添加及水肥互作均没有显著增加根长密度；在雨季，氮肥添加显著增加了根长密度，同时促进了根系在土壤深层的分布。这一结果说明，在低氮的土壤中，当土壤水分适宜时，人工增加土壤氮肥有助于提高沙地灌木的根系生长，提高灌木人工林的稳定性。