根经济空间是环境驱动下一系列根属性复杂互作的结果，本质上反映了植物地下碳（“货币”）投资与养分（“商品”）收益的多维策略权衡关系（图1）。然而，由于根属性的多功能性以及根与土壤生物（如菌根真菌）和非生物（如土壤肥力）因子的频繁互作，根经济空间主导维度及地下策略权衡模式仍存在很大不确定性。

图1 根属性-功能关系及根属性互作

自第一批陆生植物出现以来，根系与土壤中的菌根真菌共进化形成不同类型菌根，其中丛枝菌根（AM）和外生菌根（ECM）是森林生态系统最常见的两种菌根类型，二者具有截然不同的进化历史和共生途径。起源较早的AM菌根真菌在根系皮层细胞内形成侵染（胞内共生），而起源较晚的ECM菌根真菌只侵染到根系皮层细胞间（胞间共生，除松科）（图2a）。因此，AM树种通过扩大根皮层空间促进与真菌共生（图2b），而ECM树种则通过增加根系分支加强与真菌合作（图2c）。传统根经济空间研究多未考虑菌根多样性效应或较少纳入真菌共生属性（根皮层和分支），菌根共生途径如何塑造根经济空间，进而调控植物地下策略仍是未知。

图2 丛枝菌根和外生菌根共生途径

通过量化中国温带和亚热带森林112个乔木菌根树种的吸收根属性，发现根经济空间中存在“根系寿命”和“真菌共生”两个功能维度，其中表征根的建设与防御的“根系寿命”维度由比根长和组织密度主导，不受菌根类型影响；“真菌共生”维度则在两种菌根类型间呈现明显分异，ECM树种由根直径和分支强度主导，而AM树种则出现了根皮层厚度。这种分异主要归因于两种菌根类型不同的进化历史和共生途径：AM共生依赖根皮层空间，而ECM共生依赖根分支强度。此外，根经济空间的两个功能（策略）维度也受土壤肥力调控。在磷获取上，AM树种更依赖菌根共生策略，而ECM树种采用根系构建和菌根共生双重策略；在硝态氮获取上，AM树种采用双重策略，而ECM树种则更依赖菌根共生策略（图3）。

图3 丛枝菌根和外生菌根树种根经济空间

本研究充分考虑了根属性-功能关系、根属性互作以及菌根共生途径分异特征，提出了树木根经济空间新的理论架构。研究成果近期在线发表于植物科学领域权威期刊《NewPhytologist》，IF=10.15。中国科学院地理资源所的闫涵博士为第一作者，寇亮研究员为通讯作者。该研究获得国家自然科学基金（31730014; 32071557; 41830646; 31700377）资助。此外，《NewPhytologist》近期也收录了研究组根属性与过程方面的其他研究工作，详见论文目录。

相关论文目录(*通讯作者)：

1.     Yan H, Freschet GT, Wang HM, Hogan JA, Li SG, Valverde-Barrantes OJ, Fu XL, WangRL, Dai XQ, Jiang L, Meng SW, Yang FT, Zhang MM, Kou L*. Mycorrhizal symbiosis pathway and edaphic fertility frame root economics space among tree species. New Phytologist, 2022, https://doi.org/10.1111/nph.18066.

2.     Jiang L, Wang HM, Li SG, Fu XL, Dai XQ, Yan H, Kou L*. Mycorrhizal and environmental controls over roottrait-decomposition linkage of woody trees. New Phytologist, 2021,229: 284-295.

3.     Kou L*, Li SG*, Wang HM, Fu XL, Dai XQ. Unaltered phenology but increased production ofectomycorrhizal roots of Pinus elliottii under 4 years of nitrogenaddition. New Phytologist, 2019, 221: 2228-2238.

4.     Kou L*, Jiang L, Fu XL, Dai XQ, Wang HM, Li SG*. Nitrogen deposition increases root production and turnoverbut slows root decomposition in Pinus elliottii plantations. NewPhytologist, 2018, 218: 1450-1461.

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