植物功能性状作为连接植物和外界环境的桥梁,已成为现代生态学研究的热点领域。然而,有关植物功能性状的研究主要集中在地上器官,对地下器官(细根)功能性状的报道较少。本研究以福建万木林自然保护区为研究地点,选取89种中亚热带常绿阔叶林木本植物作为研究对象,通过野外取样、室内分析获得1级根的形态和化学计量学数据,旨在从物种水平阐明常绿阔叶林木本植物1级根功能性状变异的总体特征与一般规律,回答在常绿阔叶林群落中是否存在“根经济谱”,并探讨细根功能性状变异是否受到物种系统发育历史的影响。研究为准确预测全球气候变化背景下森林动态、群落物种多样性、生态系统功能变化提供理论依据,同时也为构建全球细根生态数据库提供基础数据。具体结论如下:(1)通过分析比较1级根各功能性状的种间变异发现,细根形态、化学特征各个性状之间存在较大变异。尤其是细根直径存在巨大变异,因此“直径法”划分和定义细根存在很大缺陷,利用“根序法”进行细根研究更为科学。(2)通过不同叶片习性和不同生长型对1级根功能性状的差异分析发现,常绿木本植物的1级根碳浓度显著高于落叶木本植物(P<0.05);乔木的1级根直径、根长显著大于灌木(P<0.05);灌木树种1级根的比根长显著大于乔木(P<0.05)。对比不同生活型对细根性状的影响可以看出,落叶乔木、常绿乔木、常绿小乔木或灌木的1级根直径显著大于常绿灌木(P<0.05);常绿灌木的比根长显著高于常绿乔木、落叶乔木、常绿小乔木或灌木(P<0.05);常绿灌木的碳浓度显著高于落叶乔木、落叶灌木,且落叶乔木的碳浓度显著高于落叶灌木(P<0.05);落叶乔木的1级根氮浓度显著高于常绿灌木(P<0.05)。(3)通过1级根各功能性状的相关分析发现,直径与细根组织密度为负相关,与细根氮浓度为正相关;比根长与根氮浓度无相关关系,表明根系形态与根系化学性状之间的相关性与“根经济谱”所预期的结果并不一致。可能原因是根系与菌根菌的共生关系抵消根经济谱的自然选择,也可能是根性状本身存在多维度的变异。(4)通过对1级根主要性状进行主成分分析发现:存在两个主成分并且二者都很重要。第一个主成分以比根长为主,包括直径、平均根长,代表了细根对根长投资的收益递减规律;第二个主成分包含直径、组织密度、氮浓度,这些指标都和细根呼吸速率、寿命等生理代谢指标相关,反映了根系资源获取和资源保守策略间的权衡;这也侧面说明根系性状变异不是一维的,而是受多种生物物理机制的共同作用,呈现多维模式。此外,直径在两个主成分中作用都很突出,表明直径可能发挥着多重的功能作用。(5)对细根性状进行系统发育研究,结果发现1级根的组织密度和氮浓度有显著的系统发育信号(P<0.05),其他性状没有受到系统发育背景的影响(P>0.05);然后利用系统发育独立性比较各性状之间的相关性发现:直径与根长、氮浓度、碳氮比的相关关系消失;比根长与碳浓度相关性消失;组织密度与氮浓度、碳氮比相关关系消失;比表面积与碳浓度不相关;可能表明形态性状、化学性状的共变主要由系统发育决定。综合所述,万木林自然保护区中亚热带常绿阔叶林木本植物1级根性状主要存在两个维度的变异,并不存在“根经济谱”;1级根某些功能性状受到生活型(包括叶习性和生长型)和系统发育历史的影响。