GEB：全球根系性状数据库，为大尺度研究提供地下视角

来源：拇指科研

导读

功能性状是量化植物形态与功能的重要指标，尽管植物根系性状是衡量植物对环境响应与影响生态系统过程的重要维度，但是在大尺度的格局研究中还鲜有涉及。最近Guerrero-Ramirez等人整合并标准化了现有的根系数据信息，发布了可以直接使用的全球根系数据库（Global Root Trait，GRooT），为大尺度格局研究提供强有力的地下数据支持。

原文信息

正文

功能性状用于描述物种的适应性与表现：包括生长，存活，与繁殖等，进而表示生物对环境变化的响应以及如何影响生态系统的过程与功能。根系作为植物的重要组成部分，深刻影响着植物的形态与功能。但现阶段的全球植物形态与功能谱的研究中，鲜有涉及根系内容，具体原因可能如下：在概念上，某些根系性状的功能重要性尚未正式明确，因此无法在大尺度的分析中使用。在测量方法上，由于量化根系性状需要大量实验室工作，技术上也很难获得准确的测量数据，而方法学上的巨大差异使得根系性状数据很难标准化与整合成全球性的数据库。面对种类繁多，质量参差不齐的根系性状，Guerrero-Ramirez等人选取了一组深刻影响植物形态和功能的根系性状，通过收集整合细根性状数据库（FRED）与植物性状数据库（TRY）等根系信息，对性状内与性状间的根系数据进行标准化；最后对每个性状数据进行质量检测并公开，最终的数据库发布在Github上。

数据库中包括高精度的根系性状数据与一些简单的统计特征（如均值，中位数与四分位数等）。

结果

在全球尺度上，根系性状分布最广泛的大洲为北美，欧洲与亚洲（图1）。南美与非洲还缺少分布数据，在根系性状种类上，具有大于1000物种的性状有：根系质量分数，根系碳氮浓度，侧向扩展程度，菌根定植强度，根平均直径，根组织密度，比根长和最大生根深度。

图1 根系数据的全球分布

从系统发育上看，GRooT中涵盖了维管束植物最主要的进化枝（包括蕨类植物，裸子植物，基部被子植物，单子叶植物，木兰科植物，基部双子叶植物等，图2），每个科中植物性状为2-14个，平均每个植物有4个性状。

图2 全球根系形状系统发育覆盖度（a表示系统发育中每个物种根系形状的平均分布；b表示基于植物列表的系统发育覆盖度）

结论

GRooT数据可以为宏观生态学与功能生物地理学提供有力的地下数据支持，研究根系的经济空间或植物经济型谱中各器官的权衡。此外，GRooT也整合进其他学科如土壤学等的研究工作中。GRooT数据库的建立从另一个角度上也表明了现阶段根系研究在地域与性状完整性上还存在不足，为以后的研究工作指明了方向。