开展植物细根功能性状的种内和种间变异以及关联性的研究,能够为分析植物适应多样化生境的生态策略和物种共存机制等问题提供重要的突破口。然而,由于根系分支系统的复杂性以及根系取样的困难性,目前针对荒漠植物细根功能性状的种内和种间变异规律及关联性的研究相对较少。本研究沿自然降水梯度由东向西,分别在白银（BY）、武威（WW）、张掖（ZY）和酒泉（JQ）4个荒漠植物群落广泛分布区设置样地,形成了从荒漠草原、典型荒漠到极端荒漠的荒漠环境梯度分布格局。以西北干旱区荒漠植物为研究对象,测定了常见25种荒漠植物的形态特征和化学计量特征共10个功能性状指标,分析了10个性状的总体变异规律及种内和种间变异模式。采用系统发育方法、主成分分析、相关性分析（Pearson相关性分析和PIC相关性分析）等方法对西北干旱区常见种细根性状进行分析,探讨系统发育对荒漠植物细根功能性状的影响及细根性状的主要变异维度;用单因素方差分析法分析了5种荒漠广布种的细根性状沿自然降水梯度的种内变异规律,用冗余分析探讨了广布种细根性状与环境因子的相互作用关系。主要结果与结论如下:1、西北干旱区（研究区内）植物在整个群落水平上,灌木和草本植物的细根功能性状存在较大差异。灌木的直径、组织密度、C含量、N/P和C/P均大于草本,草本的比根长、比根面积、P含量大于灌木,两者比根长的差异达到显著水平（P＜0.05）。表明不同生活型荒漠植物在适应环境过程中,细根会通过调节优化多种不同性状形成自身独特的生存策略。2、10个细根功能性状指标中,比根长和比根面积的总体变异程度最大,分别为157.41%和126.52%,而C含量和直径的变异程度最小,为23.27%和34.38%。体现了荒漠植物比根长和比根面积两种形态特征性状具有的高度可塑性。若不区分生活型,25种荒漠植物细根C含量、N/P和C/P的种内变异大于种间变异;若区分生活型,各细根功能性状的种内变异均表现为灌木大于草本。3、在物种水平,同一性状值在不同物种间的大小差别较大,且同一物种不同性状值之间差异较大。25种荒漠植物中,狗尾草（Setaria viridis）直径最小,但其比根长最大;雾冰藜（Bassia dasyphylla）比根面积最小,但其组织密度最大;沙蒿（Artemisia desertorum）组织密度最小,但其比根面积最大;黄茅（Heteropogon contortus）C含量最小,但其P含量最大。表明西北干旱区不同物种的细根功能性状内部存在权衡关系,这是不同物种适应生境变化以及实现共存的重要策略。4、25种荒漠植物10个细根性状都没有表现出显著的系统发育信号（P＞0.05）,表明10个细根功能性状受物种进化历史的影响不大。但若区分生活型,11种荒漠灌木细根功能性状中P含量和C/N检测到极显著的系统发育信号（P＜0.01）,其中C/N的系统发育信号仍然较弱（K＜1）,说明其表现出的系统发育保守性不强,而11种灌木的P含量系统发育保守性较强（K＞1）,表明其与物种的进化历史有着密切的关系,亲缘关系较近的物种其性状具有的相似性更高。14种草本植物的10个细根功能性状未表现出明显的系统发育信号（P＞0.05）。5、直径与组织密度呈显著负相关,直径与N含量呈显著正相关,比根长和N含量无显著相关性,这与“根系经济谱”所预期的结果不一致。同时,本研究中西北干旱区荒漠植物的细根功能性状为三维变异模式,也与“根系经济谱”的假设不一致。表明西北干旱区荒漠植物细根功能性状间的相互作用并非总是表现为“此消彼长”的权衡关系,而是协同关系和权衡关系共同发挥作用,使植物产生多样化适应生境的策略。6、广布种细根性状对自然降水梯度变化的响应策略不尽相同。随着干旱胁迫程度的增加（降水量的减少）,红砂（Reaumuria soongarica）主要通过不断增大根系直径和C含量,降低比根长和比根面积的方式,使其根系存留足够的水分保证自身进行正常的生长发育;珍珠猪毛菜（Salsola passerina）的地下部分细根通过缩小直径、增大比根长来获取更多可维持自身生长的养分,增强自身抗旱性;盐爪爪（Kalidium foliatum）通过减小比根长和比根面积,增大根组织密度的方式来增强自身根系组织的伸展力和防御力;白茎盐生草（Halogeton arachnoideus）主要通过降低细根组织密度、增加比根长和比根面积的方式来提高根系周转速率和延伸率,保证较强的养分和水分吸收能力;白刺（Nitraria tangutorum）通过增加细根N含量和C/P来提高根系生长发育速率。珍珠猪毛菜倾向于采取“快速生长策略”,而红砂倾向于采取“慢速生长策略”,盐爪爪与白茎盐生草的生态策略相反。