根系生物量及其對根際生態(tài)系統(tǒng)響應的研究進展

張新生 盧杰

摘要：根系生物量基于根系生長發(fā)育狀況進行測定，而根系生長發(fā)育不可避免會受到根際影響，因此根際必然會對根系生物量產生作用?；诋斍皣鴥韧怅P于根系生物量的相關研究，分別從根際溫度、根際水分與氣體、根際營養(yǎng)元素以及根際微生物4個方面綜述根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應機制。在此基礎上，提出全球變暖與CO2濃度升高、大氣氮沉降以及生態(tài)退化與恢復過程這3個全球化問題在根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應中有何影響。目前，未見根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)響應的研究報道。在全球生態(tài)環(huán)境問題日益加劇的背景下，人類活動極大地影響了根際生態(tài)系統(tǒng)，探明根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應機制，將為全球生態(tài)問題提供應對策略，并協(xié)調人與自然之間的關系，實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。

關鍵詞：根系生物量;根際生態(tài)系統(tǒng);全球生態(tài)問題;響應機制

中圖分類號：Q948.12 ??文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）17-0039-06

收稿日期：2021-05-06

基金項目：科技部國家野外科學研究觀測站（生態(tài)系統(tǒng)）運行補助項目（編號：2015-2020）。

作者簡介：張新生（1998—），男，山東臨沂人，碩士研究生，主要從事森林生態(tài)學方面的研究。E-mail：739584818@qq.com。

通信作者：盧 杰，教授，主要從事森林生態(tài)學的研究與教學工作。E-mail：tibetlj@163.com。

植物地下根系與根際之間存在著密切聯(lián)系，而根系生物量是衡量植物根系生長發(fā)育的一個重要指標[1]。因此，地下根際生態(tài)系統(tǒng)對根系的作用主要體現(xiàn)在根系生物量上。當前全球生態(tài)安全問題日益嚴重，這直接影響到根際生態(tài)系統(tǒng)對植物根系的調控。為此，在根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應過程中，需要從根際環(huán)境因子的角度出發(fā)，理解根系生物量與根際生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)系，預測植物根系生態(tài)系統(tǒng)及地下根際生態(tài)系統(tǒng)對全球生態(tài)安全變化的影響。

19世紀以前，學者們認為，植物地上部分與地下部分是相互隔離的，沒有任何關聯(lián)。19世紀以后，學者們開始認識到土壤動物以及土壤養(yǎng)分對植物生長發(fā)育有著重要的作用，尤其在植物根系附近的這一土壤微區(qū)內，根際是植物群落發(fā)展的重要條件[2]。隨著對根際生態(tài)學的深入研究，人們認識到根系與根際之間必然存在著某種關聯(lián)，根際生態(tài)系統(tǒng)在植物根系發(fā)育過程中占有重要地位。目前，關于根系生物量與根際生態(tài)系統(tǒng)的研究依然有限。根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應主要體現(xiàn)在根際生態(tài)因子對根系生物量的促進效應。在根際界面，土壤為根系提供水分、養(yǎng)分等植物生長發(fā)育所必需的土壤理化環(huán)境和生物環(huán)境[3-4]。因此，探明根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應機制，將成為生態(tài)學研究的熱點問題之一。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 根系生物量

根系生物量是指植物根系中所有根系的總個數(shù)或總干質量，用J/m2或g/m2作為根系生物量（干質量）的單位。近10年與根系生物量相關的研究主要有4個方面：根系生物量與碳氮關系、根系生物量時空分布、根系生物量與土壤水分、養(yǎng)分的相關性、全球變暖對根系生物量的影響。

1.1.1 根系生物量與碳氮關系 根系生物量與碳氮關系一直是國內外學者研究的重點。在國內，較早對根系生物量與碳氮關系進行研究的是廖蘭玉等，她們以黃果厚殼桂（Cryptocarya concinna）、鼎湖釣樟（Lindera chunii）群落為研究對象，使用離子分析儀對根的含氮量進行分析，得出鼎湖山地區(qū)植被根系的氮素動態(tài)[5]。隨著時間推移，眾多學者對根系生物量與碳氮關系進行研究。在根系生物量與碳方面，學者們主要研究碳儲量以及有機碳與根系生物量的關系。在崇墩溝流域的紅壤丘陵區(qū)以及榆林南部丘陵溝壑區(qū)，學者們分別對根系生物量與碳儲量關系、根系生物量與土壤有機碳關系進行研究[6-7]。在根系生物量與氮方面，代表性研究有張國娟等在干旱區(qū)棉田中進行試驗，發(fā)現(xiàn)土壤氮素轉化含量會對棉花（Gossypium spp.）的根系生物量產生影響[8]。國內最新對根系生物量與碳氮關系進行研究的學者是張豪睿等，在青藏高原北部的高寒草甸，研究草甸根系生物量是否與碳氮的分布格局有關聯(lián)性[9]。

國外學者對根系生物量與碳氮關系的代表性研究主要有Mehrcedeh等在全球氣候變化背景下，調查赫卡尼亞森林土壤CO2排放情況，探討氮添加對楓木人工林土壤CO2流出量和細根生物量的影響，得出土壤CO2外排量與細根生物量和土壤溫度呈指數(shù)關系，且呈季節(jié)變化規(guī)律[10];Vourlitis等發(fā)現(xiàn)，人為氮沉降影響了世界范圍內陸地生態(tài)系統(tǒng)的初級生產，并且在研究過程中，氮的輸入起初增加了灌木的根系生物量，抑制了地上灌木生物量，但隨著時間的推移，生物量分配發(fā)生逆轉，地上灌木生物量顯著增加[11];Forsmark等為研究人為氮濃縮是否可以提高根系生物量，創(chuàng)建了一個生物量生產效率指數(shù)，發(fā)現(xiàn)高水平的氮富集促使碳在地下分配的使用轉移，較少碳用于快速排放的代謝功能，更多的碳用于生產新的組織，高氮處理使細根生物量顯著提高[12]。

1.1.2 根系生物量時空分布 國內學者主要從空間分布與季節(jié)動態(tài)變化上對根系生物量進行研究。在空間分布方面，張燁等以30年生江南油杉（Keteleeria fortunei）為研究對象，發(fā)現(xiàn)不同坡位的油杉各組分根系生物量的排列順序一致且空間分布規(guī)律性明顯[13];高祥等以人工種植的馬尾松（Pinus massoniana）為研究對象，發(fā)現(xiàn)不同林分密度對馬尾松的根系總生物量產生影響[14]。在季節(jié)動態(tài)變化方面，代表性研究有楊福春等為研究黃山松（P. taiwanensis）對生態(tài)環(huán)境的適應機制，在武夷山以黃山松為研究對象，以海拔梯度為對比條件，探討黃山松的根系生物量在季節(jié)變化上有何特征[15];陳紅等使用土柱法對黃山地區(qū)的毛竹（Phyllostachys edulis）根系進行挖掘，并連續(xù)觀測根系生物量變化情況，結果發(fā)現(xiàn)毛竹根系總生物量季節(jié)動態(tài)呈規(guī)律性變化，其根系生物量與溫度因子具有相關性，與降水量因子無相關性[16]。

國外學者主要對根系生物量的空間分布研究較多，Shanin等以種內和種間競爭為差異條件對云杉（Picea asperata）、樟子松（ P. sylvestris var. mongolica）、樺樹（Betula）等樹種的混交林根系生物量空間分布進行研究，發(fā)現(xiàn)根系垂直分布的種間差異以及種內和種間競爭對根系生物量的空間結構產生影響[17];Wilkens等為加深對南佛羅里達紅樹（Rhizophora apiculata）地下生態(tài)和異速生長關系的認識，對其單生穗根（Rhizophora mangle）細根生物量分布進行測量，發(fā)現(xiàn)紅樹細根生物量分布具有隨機性和立地差異性[18];Raúl等在澳大利亞東部研究細葉桉（Eucalyptus tereticornis）林細根生物量的空間分布時，發(fā)現(xiàn)細根總生物量與地上草本生物量呈顯著正相關，并且越靠近大型喬木其根系生物量越大，反映了林下草本植物和成熟喬木對細根生物量的貢獻[19]。

1.1.3 根系生物量與土壤水分、養(yǎng)分的相關性 土壤水分和養(yǎng)分是植物生長發(fā)育的關鍵因素，不同土壤水分與養(yǎng)分情況對植物根系生物量的積累影響不同。國內學者較早對根系生物量與土壤關系進行研究的是折紅燕等，他們在內蒙古自治區(qū)的大青溝國家級自然保護區(qū)對水曲柳（Fraxinus mandschurica）、大果榆（Ulums macrocarpa）和蒙古櫟（Quercus mongolica）的根系生物量進行研究，發(fā)現(xiàn)3種植物根系生物量的垂直分布與土壤養(yǎng)分（土壤有機碳、速效氮磷鉀、全氮、全磷等）在0.05的水平下呈現(xiàn)顯著相關性[20];2016年郭京衡等在塔克拉瑪干沙漠的南緣和田地區(qū)對多枝檉柳（Tamarix ramosissima）和梭梭（Haloxylon ammodendron）群落進行根系生物量分布與土壤水分及養(yǎng)分關系的探究，發(fā)現(xiàn)土壤水分在干旱區(qū)是這2種植物的限制性因子，而土壤養(yǎng)分與這2種植物的相關性不顯著[21]。國內最近對根系生物量與土壤關系進行研究的是李非凡等對紅錐（Castanopsis hystrix）、樂昌含笑（Michelia chapensis）人工林以及次生林進行根系生物量與土壤養(yǎng)分關系的探究，發(fā)現(xiàn)土壤養(yǎng)分中的K、C、P含量對這3種林分的根系生物量影響較大[22]。

國外學者在根系生物量與土壤水分和養(yǎng)分的相關性研究中，有關土壤水分對根系生物量影響的研究較多。Gebre等在研究土壤水分虧缺和施肥對大豆根系生物量分布的影響時，發(fā)現(xiàn)輕度干旱脅迫下，根系干物質在深層土壤中所占比例較大[23];Sebastian等結合降水梯度研究5種溫帶闊葉樹根系壞死與根系生物量的比值（N/B），發(fā)現(xiàn)這5種植物的細根生物量對地下土壤水分虧缺的反應不同[24]。土壤養(yǎng)分對根系生物量影響的代表性研究有Otuba 等在烏干達東北部研究土壤基質和氮肥對塞內加爾相思（Acacia senegal）和西伯利亞相思（A. sieberiana）生長速率的影響，發(fā)現(xiàn)不同土壤基質對收獲期莖、葉相對生物量和根系相對生物量的影響顯著（P<0. 05）[25]。

1.1.4 全球變暖對根系生物量的影響 全球氣候變暖使得世界各地的降水量產生變化、高山凍土消融以及海平面上升，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的平衡，影響了高緯度地區(qū)和高海拔森林的整體生態(tài)功能。在國內，劉美等發(fā)現(xiàn)，全球氣候變暖正在影響青藏高原地區(qū)的高寒生態(tài)系統(tǒng)，然后通過對窄葉鮮卑花（Sibiraea angustata）高寒灌叢的研究，分析了氣候變暖對高寒灌叢根系生物量的影響[26];同樣是在青藏高原地區(qū)，楊凱等以小嵩草（Kobresia pygmea）草甸和藏嵩草（K. tibetica）沼澤化草甸為研究對象，探討土壤水分差異下全球變暖對2種草甸的根系生物量和根系功能性狀的影響[27]。

在國外，全球氣候變暖已經(jīng)成為學者們關注的重點問題。代表性研究有Mueller等在草原上研究二氧化碳（CO2）增加和氣候變暖對根系生物量的影響，發(fā)現(xiàn)CO2濃度升高和氣候變暖對不同土層的根系生物量會產生不同的影響[28];Kaarin等在阿爾卑斯山和冰島2地研究了土壤升溫對云杉根系生物量和形態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)細根生物量隨著土壤溫度的升高而急劇減少[29]。

1.2 根際生態(tài)系統(tǒng)

根際生態(tài)系統(tǒng)是指與植物根系發(fā)生緊密相互作用的土壤微域環(huán)境，是植物在其生長、吸收、分泌過程中形成的物理、化學、生物學性質不同于土體的、復雜的、動態(tài)的微型生態(tài)系統(tǒng)[30]。根際生態(tài)系統(tǒng)主要包括3個部分：植物、土壤以及微生物。目前，國內外學者對根際生態(tài)系統(tǒng)主要從這3個方面進行研究。

1.2.1 植物與根際生態(tài)系統(tǒng)的關聯(lián) 目前，植物與根際生態(tài)系統(tǒng)相關聯(lián)的研究主要在根系分泌物方面。根系分泌物是指根在一定的生長過程中，根的不同部位向根生長的根際生態(tài)區(qū)域釋放各種物質的統(tǒng)稱[31-32]。在國內，學者們關于根系分泌物與根際相聯(lián)系的研究眾多，吳林坤等為深入地研究根系分泌物對根際生物學的影響，系統(tǒng)地闡述了根系分泌物的相關理論，并總結根系分泌物介導下植物與根際之間的密切關系[33];劉鵬等在探究不同耐鋁性的栝樓（Trichosanthes kirilowii）根系分泌物對根際生態(tài)的影響時，發(fā)現(xiàn)低濃度、中濃度栝樓根系分泌物有利于根際區(qū)域內各種營養(yǎng)元素的增加，而高濃度的根系分泌物抑制栝樓根際的發(fā)展[34]。相對國內來說，國外對根系分泌物與根際的研究程度較深。代表性研究有Olga等分析了二穗孢粉的根系分泌物，并通過生物微陣列對細菌進行篩選，發(fā)現(xiàn)這些分泌物為假單胞菌菌株提供碳和能量[35];Clocchiatti等設計了1個根際微生態(tài)系統(tǒng)，模擬根系分泌物從貧瘠沙地向耕地土壤逐漸擴散的過程，并在此系統(tǒng)中，測試了8種酚酸單獨或與主要根代謝物組合對促真菌的作用[36]。

1.2.2 土壤與根際生態(tài)系統(tǒng)的關聯(lián) 土壤作為根際連接植物的橋梁，影響植物根系的生長發(fā)育狀況。目前，國內學者已經(jīng)認識到根際土壤的重要性，開始對根際土壤進行研究。王婷等對4種生境下的蘆葦（Phragmites australis）進行根際土壤理化性質研究，發(fā)現(xiàn)處于4種生境下的蘆葦通過調節(jié)根系抗氧化酶活性及分泌物含量來適應不同的根際土壤環(huán)境[37];張寶成等以小葉型和大葉型楤木（Aralia chinensis）為研究對象，分析楤木類型對根際土壤碳以及酶活性的影響[38]。在國外，關于根際土壤理化性質的研究較少，最新研究有Prem等發(fā)現(xiàn)，生物炭通過影響小麥（Triticum aestivum）根際土壤凈氮和總氮轉化速率，降低了小麥根際土壤異養(yǎng)呼吸和N2O排放，其效應在根際和根際土壤中存在差異[39];Yang等對25株AM植物和9株ECM植物的根際土壤進行采樣，探討了不同菌根組合對根際土壤氮、磷、土壤養(yǎng)分含量以及潛在酶活性的影響[40]。

1.2.3 微生物與根際生態(tài)系統(tǒng)的關聯(lián) 與根際相關的微生物稱為根際微生物，是指對植物根系影響的特定的土壤微生物群落[41]。根際微生物主要包括土壤細菌、土壤真菌等，而國內學者對根際土壤細菌群落的研究較多，李媛媛等在塔里木河下游通過對胡楊（Populus euphratica）根際土壤細菌的測序以及CCA分析，發(fā)現(xiàn)土壤含水量、全鉀、總鹽、pH值等環(huán)境因子對根際細菌群落組成有著重要影響[42];高曉梅等為解決韭菜（Allium tuberosum Rottl）根腐病問題，對韭菜根際土壤進行微生物測序，發(fā)現(xiàn)感染后的韭菜根際土壤細菌中的核心微生物類群健康狀況發(fā)生變化，其健康程度向亞健康轉化[43]。相對國內來說，國外科學技術先進，學者們利用儀器對根際微生物的研究更加深入。代表性研究有Santos等為保護小菜蛾（Plutella xylostella）的生長，在真實的田間條件下監(jiān)測根際細菌增殖和葉面硫代葡萄糖苷的轉錄[44];Mattoo等利用宏基因組測序技術對谷子（Setaria italica）根際核心微生物組進行鑒定，發(fā)現(xiàn)生物接種劑有利于有益微生物的富集，而添加合成肥料雖然使得谷子株高增加，但導致利于土壤健康、肥力和作物產量的微生物減少，同時會增加致病物種[45]。

2 根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應

根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應主要體現(xiàn)在根際溫度、根際水分與氣體、根際營養(yǎng)元素等方面，且根際生態(tài)系統(tǒng)中所包含的根際微生物也是影響根系生物量的一個重要因素。

2.1 根際溫度對根系生物量的影響

了解根際溫度影響植物根系生長的原因，對于理解植物如何適應變化的氣候至關重要。根系生物量對根際溫度的響應有2個方面。一是根際溫度主要通過加速根系碳水化合物和養(yǎng)分在植物內部的流動，以及調動植物內部成分中N儲量來增加或減少根系生物量。 Rogiers等發(fā)現(xiàn)，多年生植物和落葉植物對土壤變暖響應的碳水化合物運動和氮分配模式存在差異，這可能是導致植物根系生物量積累形式不同的原因[46]。二是植物內部資源分配格局過去僅受地上溫度和地下溫度季節(jié)循環(huán)的影響，而現(xiàn)在不僅受季節(jié)循環(huán)的影響，還受人類活動導致的全球氣候變暖影響。Taranet等在探討根際溫度是否影響甘薯（Dioscorea esculenta）貯藏根的形成和生長時，發(fā)現(xiàn)根際溫度升高抑制了甘薯貯藏根的干生物量積累，且在根際溫度持續(xù)升高時影響更明顯[47]。

2.2 根際水分與氣體對根系生物量的影響

根際水分與氣體對植物根系生物量具有重要影響。在根際水分方面，水分是植物生長發(fā)育的關鍵因子。因此，根際水分對增加植物根系生物量至關重要。由于根際水分受降水量、蒸發(fā)速率、土層深度等自然因素的影響而發(fā)生變化，所以根系生物量也會隨之產生變化。相關研究表明，在0～40 cm的土層是植物根系吸收和利用水分的重要區(qū)域，該層根際水分含量隨季節(jié)呈現(xiàn)動態(tài)變化，且根系生物量在此層數(shù)量最多[48]。在根際氣體方面，根際氣體主要包括CO2、O2、乙烯等成分，在這些氣體中根際CO2是影響植物根系生物量變化的重要成分，相關研究表明，根際CO2富集有助于增強植物光合作用，從而促進根系發(fā)育，增加根系生物量[49];而根際O2與乙烯含量則通過改變植物吸收養(yǎng)分的速率，對根系生物量產生影響[50]。

2.3 根際營養(yǎng)元素對根系生物量的影響

根際營養(yǎng)元素主要有氮、磷、鉀等，這些元素將對根系生物量產生重要影響。在氮素吸收方面，植物主要依靠根系有機酸降低pH值來增加氮素溶解，從而對其進行吸收[51];在磷的吸收方面，由于磷元素擴散能力較弱，根際通過養(yǎng)分枯竭機制增加根系對磷的吸收[52];在鉀元素方面，相關研究表明，有效鉀的累積對不同作物的根系生物量具有影響[53]。在整體上，一方面，當根際營養(yǎng)元素供應有限時，植物根的運輸能力在短時間內加強，能夠增加根系生物量，補償根際營養(yǎng)元素供應不足的問題。另一方面，根際營養(yǎng)元素的空間異質性會顯著影響植物地下根系生物量分布狀況。由于根際營養(yǎng)元素在地下空間尺度上具有空間異質性，這將導致植物地下根系向根際營養(yǎng)元素肥沃地帶生長，其根系生物量在此地聚集。

2.4 根際微生物對根系生物量的影響

根際微生物直接或間接調控植物生長發(fā)育，對根系生物量產生影響。在直接調控方面，根際微生物（細菌、真菌等）對根系生物量的作用有2個方面：正向和負向。根際微生物（病原菌）會感染植物根系產生疾病，但能夠抑制外來植物的入侵;在正效應上，根際中的某些微生物能夠與根系共生，提高植物吸收水分養(yǎng)分的效率，增加根系生物量[54]。在間接調控方面，一些根際微生物通過與植物根系之間存在的營養(yǎng)聯(lián)系，促進根際土壤中的有機質分解和N、P等元素礦化，提高根際營養(yǎng)元素的可獲得性，從而促進根系生物量的增加[55]。綜上所述，根際微生物通過直接或間接調控植物養(yǎng)分的供應與吸收，從而對植物根系生物量產生影響。

3 問題與展望

3.1 全球變暖與CO2濃度升高條件下根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應

全球變暖與全球CO2濃度升高能夠改變根際生態(tài)系統(tǒng)內的某些因子，從而對根系生物量產生影響。全球變暖導致高海拔及高緯度地區(qū)的根際溫度升高，使得生活在這些地區(qū)的植物更加容易生存，其生長發(fā)育期縮短，并使根系生物量增加速度加快。根際氣體中的CO2濃度升高能夠促進植物光合作用，促進根系生長、碳沉積以及提高周轉、呼吸速率，影響根系生物量的變化。另一方面，全球變暖以及CO2濃度升高會改變植物群落結構，改變地上-地下凋落物數(shù)量和成分，從而引起根際微生物多樣性產生變化。根際微生物對根系生物量有著重要影響，其多樣性變化將直接導致根系生物量發(fā)生改變。因此，深入探究全球變暖與CO2濃度升高條件下根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應，有助于闡明根際生態(tài)系統(tǒng)對全球變暖和CO2濃度升高的響應機制。

3.2 大氣氮沉降過程中根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應

大氣氮沉降是指由于人類活動導致大氣氮素降落到陸地和水體的過程。一方面，大氣氮沉降使得根際營養(yǎng)元素中的氮素過度增加，并改變植物群落多樣性和降低植物光合速率，這些都使得根系生物量減少。另一方面，過多的氮元素導致根際土壤性質發(fā)生改變，其pH值下降、鹽基離子與H+、Al3+遷移，進而導致土壤酸化與鋁毒，最終對根系生物量產生影響。因此，大氣氮沉降使得根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應過程發(fā)生變化，嚴重威脅了植物根系的生長發(fā)育。為此，探明大氣氮沉降增加背景下根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應過程，有助于奠定根際生態(tài)系統(tǒng)在全球環(huán)境變化中的理論基礎，并為控制大氣污染提供方法與途徑。

3.3 生態(tài)退化與恢復過程中根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應

全球生態(tài)環(huán)境惡化以及人類活動導致了森林植被破壞、群落減少、生物多樣性降低、土地退化等生態(tài)退化問題。由于根系生物量對根際生態(tài)的響應是多方面的，全球生態(tài)環(huán)境惡化以及人類活動不可避免會對植物根系系統(tǒng)或根際生態(tài)系統(tǒng)進行干擾和破壞，在根際尺度上影響根系生物量，最終導致生態(tài)系統(tǒng)中的群落多樣性、生產力及功能產生退化效應。

生態(tài)恢復是指停止人為干擾生態(tài)系統(tǒng)，依靠其自我調節(jié)能力恢復原有生態(tài)環(huán)境，而大多數(shù)情況下生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力不足，需要人為輔助進行生態(tài)環(huán)境恢復。目前，在生態(tài)恢復過程中忽視了根際生態(tài)系統(tǒng)對根系生物量的影響，也忽視了根際生態(tài)在退化生態(tài)系統(tǒng)中修復的地位。因此，開展生態(tài)恢復工作要注意根際生態(tài)系統(tǒng)的影響，發(fā)揮根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應機制，完成退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建。

3.4 展望

根際特殊的生態(tài)環(huán)境導致根際環(huán)境因子在該區(qū)域內呈現(xiàn)出與非根際區(qū)域的巨大差異。因此，根系生物量將在根際生態(tài)系統(tǒng)的影響下發(fā)生變化。一方面，根際生態(tài)系統(tǒng)內的根際溫度、根際水分與氣體、根際營養(yǎng)元素以及根際微生物等因子對根系生物量產生影響;另一方面，全球環(huán)境變化情況會對根際生態(tài)系統(tǒng)產生影響，從而導致根系生物量發(fā)生變化。

在全球生態(tài)環(huán)境變化的背景下根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應是目前研究的熱點之一。然而，植物根系生物量變化因根際養(yǎng)分礦化、根際氣體變化等根際生態(tài)因子的影響有著不確定因素，尤其是在根際微生物多樣性對根系生物量的影響方面具有變異性。因此，探明根系生物量對根際生態(tài)系統(tǒng)的響應過程，是未來亟待解決的關鍵問題。

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