几乎所有植物的根系都与菌根真菌有共生关系。根际真菌在植物获取养分中起着重要的作用，同时也参与陆地生态系统的土壤碳氮循环。根系-真菌性状的识别与养分获取有关，尤其对于了解和预测植物在气候变化下的养分获取策略和生态过程具有广泛的意义。在以往的研究中，树木根系和菌根真菌性状的变异仍然很少同步量化研究。气候变化可能改变植物养分吸收策略和偏好，进而影响生态系统碳、氮循环。
　　本研究进行了降水减少和氮添加试验。2009年开始在长白山自然保护区建立了四种处理方法的样地，包括对照、氮添加（+N，50kgN hm-2yr-1））、降水量减少(-P，30％的穿透下降量，约200mm yr-1)和氮添加同时降水量减少(+N-P)。利用稳定同位素技术研究了长期氮添加和降水量减少对中国北方温带森林红松、水曲柳和紫椴3种主要树种的氮素获取策略和碳、氮循环的影响。主要研究结果如下:
　　1、氮添加显著增加了低级根（1级根或1-3级根）单根长、单根表面积和平均根径，而高级根（4级根和5级根）表现为减少或不变，氮添加会降低所有树种的根系分支强度。降水量的减少显著增加了红松低级根（1级根和2级根）的单根长和单根表面积，而其他树种水曲柳和紫椴表现为数量减少或不变;在降水量减少的情况下，3树种1-5级根的比根长显著增加。而在氮添加的情况下，2-5级根的比根长显著减少（红松除外）。研究结果表明氮添加和降水量的降低显著改变了细根形态特征，从而改变了树木地下养分获取策略。
　　2、氮添加显著降低总菌丝长度，显著提高了平均菌丝直径;而降水量减少显著增加了总菌丝长度和总菌丝表面积。氮添加和降水量减少对菌根真菌性状的影响也受树种的影响。在所有试验树种中，氮添加、降水量减少及其交互作用导致菌根侵染率显著减少。
　　3、3树种对于铵态氮的吸收均高于有机态的甘氨酸和硝态氮，并且占吸收土壤总氮的73％。甘氨酸的摄取量高于硝态氮。与对照组相比，降水量减少、氮添加及其交互作用增加了铵态氮的摄取率。与对照处理相比，降水减少降低了甘氨酸摄取率;与氮添加相比，降水减少降低了硝态氮摄取率。氮添加和减少降水量改变了根系形态性状和菌根侵染率，但并没有改变各树种的总氮吸收量。
　　4、氮添加可显著提高叶片、凋落物和表层土壤（0-10cm）总氮的δ15N值，而细根和粗根的δ15N值则显著降低。与对照相比，氮添加还显著提高了细根的δ13C值和表层土壤总氮浓度。降水量减少，叶片的碳浓度、δ15N和δ13C值和细根的δ15N值显著增加，叶片和凋落物的氮浓度显著降低。增氮减水的综合效应显著增加了叶片的δ15N值和δ13C值，增加了细根的δ15N值和凋落物的δ13C值。叶片δ15N值与叶片δ13C值、表层土壤δ15N值、表层土壤氮浓度和碳浓度显著相关。叶片氮浓度和δ13C值与细根δ15N值和氮浓度显著相关。
　　综上所述，在增氮减水的处理下在不同的分枝位置上的根具有不同的形态结构和生理功能。氮添加和降水量的降低显著改变了菌根形态特征，从而改变了植物地下养分获取策略。这意味着在气候变化条件下，树种通过调节根系——菌根真菌的性状来提高资源的获取。同时，在温带森林中，3树种的细根对氮的吸收具有很高的可塑性，对氮添加和降水量的减少有一定的响应。这也表明，从植物营养角度看，3树种具有适应环境变化的策略。植物在增氮条件下越来越需要15N，在降水量减少条件下越来越需要13C和15N，说明了气候变化不但影响植物养分获取策略，而且还影响森林生态系统碳、氮循环。