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根呼吸对树木个体水平根系的生长与维持、养分的吸收,以及生态系统水平碳(C)循环均有重要的意义。然而,哪些因素对树木根呼吸有重要影响并不明确。为此,本研究以黑龙江省尚志市帽儿山地区10个温带树种(黄檗(Phellodendronammurense)、水曲柳(Fraxinus manschurica)、稠李(Padus racemosa)、山槐(Albizia kalkora)、兴安落叶松(Larix gmelinii)、红皮云杉(Picea koraiensis)、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)、鸡树条荚蒾(Viburnum sargentii)、乌苏里绣线菊(Spiraea chamaedryfolia)和卫矛(Euonymus alatu))1～5级细根为研究材料,探索了不同土层(0-10 cm,20-30 cm)黄檗和兴安落叶松细根呼吸速率的季节动态;比较了土壤表层(0-10 cm)10个树种细根呼吸速率的种间差异;以及比较了 7个树种(黄檗、水曲柳、稠李、山槐、兴安落叶松、红皮云杉和樟子松)细根呼吸速率在土壤表层(0-10 cm)和底层(20-30 cm)的差异,并估计了不同树种、季节和土层细根呼吸速率对温度的敏感程度(Q10值),同期测定了根系的形态和组织化学特征,旨在揭示根呼吸速率在树种、季节和土层间变异的潜在机制。研究结果表明:(1)根呼吸存在明显的季节变化。黄檗和兴安落叶松低级根(1～2级)季节变化明显,在一年内均是“单峰”变化,夏季高,春秋低。高级根(3～5级)的季节差异不显著。以测定温度为18 ℃的土壤表层1级根为例,黄檗和兴安落叶松7月份根呼吸速率比10月份分别高20%和8%。1级根呼吸速率在季节上的变异与根系全氮和全C含量显著正相关,反映了不同季节根系在代谢活性和潜在吸收功能上的差异。(2)根呼吸速率存在显著的种间差异。根呼吸速率随测定温度增加而增加,而随根序增加则明显降低。测定温度18 ℃时,1级根中黄檗具有最高的根呼吸速率(26.1 nmol·g-l·s-1),而鸡树条荚蒾根呼吸速率(14.4 nmol·g·1·s-1)最低。相关分析表明,树种间1级根呼吸速率与组织密度,干物质含量和全氮含量存在紧密相关关系。(3)7树种土壤表层根呼吸速率均高于底层,但差异的显著性与根序和测定温度有关。测定温度为18 ℃时,7树种土壤表层1级根平均呼吸速率(26.2 nmol·g-1·s-1)比底层(21.1 nmol·g-1.s-1)高24%,而表层5级根比底层平均高15%。相关分析表明,1级根呼吸速率的土层差异与根直径,组织密度,全氮含量和全碳含量有关。(4)10树种土壤表层1级根的呼吸Q10值的变异范围在1.36到1.99之间;黄檗和兴安落叶松细根呼吸Q10值的季节差异较小;7个树种细根呼吸Q10值在不同土层间则有显著差异(p<0.05)。总之,根呼吸速率及其温度敏感性在季节、树种间和不同土层之间表现出不同程度的差异,这与根系自身的结构和功能特征有关。这些研究结果增进了我们对温带树木根呼吸种内和种间变异机制的理解,并为树种水平上根呼吸模型的建立提供了理论依据。