国内外研究进展文献综述
如今，国内外多方科研人员对细根生物量及形态特征分布规律的研究已经有诸多成果，随着全球碳循环研究的开展，地下根系特别是细根作为土壤中碳库的重要来源，受到生态学界的重视。细根直径小，比表面积大，在整个根系的总长度和总表面积中占有主导地位，是植物吸收养分和水分的主要器官。细根作为一个高度动态的系统，能通过快速的周转向土壤系统输入大量有机质。因此，细根是生态系统碳及养分循环的重要组成部分。细根寿命的长短对于全球尺度上陆地生态系统中的碳、氮循环至关重要。植物细根形态反映其细根的功能，决定植物获取土壤有效资源策略，而土壤养分和水分空间异质性影响植物细根的形态特征。
根系生态过程是森林生态系统能量流动和物质循环的关键环节。细根具有可塑性，是根系对外界环境因子变化最敏感的部分。在外界环境因子的作用下，细根生物量、功能属性以及形态特征会发生变化。细根的形态、结构方面的性状特征决定了植物对资源的吸收和利用能力[2]。其中比根长( SRL，m . g - 1 )作为细根最常用的形态参数，人们认为这是根系统经济方面的特征，是环境变化的指示，可以成功地用作实验条件下树木养分有效性的指标[4]。细根( lt; 2mm )具有很强的动态性，在森林生态系统碳循环和养分积累中起着关键作用[3]。细根在发挥植物功能以及生态系统碳和养分循环过程中起着重要作用。但在研究过程中发现，不同系统不同树种直径的变异说明无法用统一的直径级来研究根的功能，也无法用统一的根序和直径间的关系来建立根系形态模型，需要进一步认识根序和直径在不同树种中如何与根的功能相联系[5]。最近,有研究者在结合直径法（采用某一直径阈值来定义细根并开展研究的方法）和根序法（根序划分的方法）优点的基础上提出了功能划分的方法。该方法将传统的细根区分为吸收根和运输根,在充分考虑根系结构和功能联系的同时,又能兼顾研究工作的效率和结果间的可比性,特别适用于根系生物量与周转的研究[1]。
张良德等[9]对黄土丘陵区燕沟流域10年生人工刺槐林的细根生物量、比根长、根长密度和根面积指数的空间分布特征，以及这些根系参数与土壤物理因子(土壤含水量、土壤温度和土壤密度)的关系进行研究。发现人工刺槐林细根在0～180cm土层中随深度呈层次性衰减，其中，细根生物量、根长密度和根面积指数等随深度变化均可用负指数函数描述，根系集中分布在0～60cm土层，峰值都在0～20cm土层；细根生物量、根长密度和根面积指数等均随距树干基部的距离增加而减小，比根长在0～40cm随距树干距离增加而增加，在40～80cm达到最大值，120～160cm内最少；以及根系分布受环境因子影响，其影响程度依次为:土壤温度gt;土壤含水量gt;土壤密度。
细根在陆地生态系统净初级生产力的分配中占有重要地位，在土壤碳库及碳循环和水土保持方面具有重要意义[8]。人工林是森林的重要组成部分，在全球碳循环中扮演着重要的角色，但目前对人工林的研究相对较少。王永吉等[6]利用土柱法和分解袋法，对三工河流域人工沙枣群落的细根生物量、分解与周转规律进行了研究。结果表明:沙枣群落的细根生物量表现出明显的季节和垂直变化。在垂直变化上，随土壤深度增加细根生物量逐渐降低，其中，0～10 cm土层细根生物量比例最大，占总生物量的44.63%。实验证明，沙枣人工群落地下根系具有较高的生产力，具有良好的固碳能力，是适合在荒漠地区大力推广的人工林树种。
为了解细根生长、周转及其对土壤碳库的贡献，闫美芳等[13]以太原地区杨树人工林(Populus tomentosa)为研究对象，采用连续取土样法及分解袋法，研究了细根的垂直分布、季节动态、年生产量及碳储量。结果表明:0~40 cm土层细根生物量为241.8 g/m2，其中活细根生物量为168.0 g/m2，约占细根总生物量的69.5%。细根主要集中于0~10 cm土层，且随土层加深而递减。土壤全氮含量和土壤含水量是影响细根垂直分布的主要因素，而细根季节动态与土壤水分及气候特点密切相关。
孙平生等[7]为揭示黄土丘陵区不同退耕植被细根季节动态，选取刺槐(Robinia pseudoacacia)、柠条(Caragana korshinskii)以及撂荒3种退耕模式为研究对象，采集0~50cm土层细根，分析其生物量及C(碳)、N(氮)、P(磷)库的生长期变化。结果显示:刺槐、柠条及撂荒地细根生物量，C，N，P含量及储量在生长期内变化显著(Plt;0.05)。相关性分析结果表明，细根C、N、P储量与土壤C、N、P储量均显著正相关，尤其是细根N储量与土壤N储量相关性达到极显著水平。
李帅锋等[10]以云南省普洱市思茅松人工林中14a龄林为研究对象，对5种造林密度的思茅松人工林的林分特征及其根系生物量空间分布进行调查分析，以明确林分密度对思茅松人工林细根生物量空间分布的影响。研究发现：树高和胸径随着林分密度的减少呈增大趋势，而生物量呈减少趋势。该人工林的细根生物量随林分密度的增大而减少。细根生物量主要分布在土壤上层，其中40.21%~54.73%的细根集中在0~10cm土壤深度，不同林分密度的细根生物量随土层深度的增加而减少的趋势较为明显，随着林分密度的减小，土壤上层的细根生物量比例呈先增加后减少的趋势。林分密度和土壤深度对细根生物量有显著影响，而且乔木个体大小差异与细根生物量具有极显著的负相关关系，而单株细根生物量与林分密度、乔木个体大小差异、地下生物量及胸高断面积之间呈显著或极显著的负相关关系，而与树高和胸径之间呈显著正相关关系。
白世红等[11]为研究黄河三角洲盐碱地人工刺槐混交林及纯林细根空间分布格局，选取绒毛白蜡刺槐混交林、臭椿刺槐混交林、刺槐纯林，采用土柱法取样，从细根生物量密度、表面积密度、体积密度、根长密度等方面研究盐碱地中不同林分中树木细根的垂直分布情况，从细根生物量分析不同林木细根垂直分布情况，研究不同人工林细根分布差异及土壤影响因子。研究表明：绒毛白蜡刺槐混交林在细根的生物量、表面积、体积、根长等方面都显著高于臭椿刺槐混交林和刺槐纯林就垂直分布上来说，绒毛白蜡刺槐混交林95.77%细根生物量分布在0~60 cm土层，臭椿刺槐混交林85.37%细根生物量分布在0~40 cm土层，而刺槐纯林的细根在土壤中分布则比较均匀，0~40 cm土层细根占生物量总量的66.38%。得到结论：适当的混交模式在一定程度上提高了人工林细根生物量，增强植物吸收土壤营养物质的能力，混交使人工林在盐碱立地条件下适应能力提高。
