自上世纪80年代以来，根系生态学中以过程为基础的根系生长、周转、分解动态研究取得了蓬勃发展，这些根系过程对土壤碳库动态具有重要影响。一方面，根的生长和周转决定了根向土壤输送碳的量，另一方面根分解决定了这些碳有多少从土壤中释放出去。但此类研究多基于根系生长-死亡(碳输入)和分解(碳输出)的单过程，忽略了根碳输入-输出过程的连续性和完整性。值得注意的是，土壤中可能同时存在多个世代的活根同生群和处于不同分解阶段的根凋落物。这些跨世代的根凋落物可能长存于土壤碳库中，进行长达数十年的分解，因此亟需探究长时间尺度下根凋落物迭代效应对土壤碳库动态的影响和贡献。

为此，我们提出“根系迭代效应”的全新理论范式，即根系生长-死亡-再生长的多世代周转叠加依时序(前-中-后期)的渐进式根系分解，探究长时间尺度下根系碳输入-输出过程对土壤碳库动态的长期影响与贡献。此外，通过构建若干情景，深入探讨了根系迭代效应在根系统内部、稳态与非稳态生态系统中的分异特征以及自然与人为干扰下的响应规律；进一步阐释代际内和代际间的根过程互作对根系迭代效应的调控机制。该理论框架为理解土壤碳循环及生态系统对全球变化的响应提供了新视角，促进根系动态过程研究在真正意义上走向地下碳汇功能的同时，进一步发展了根系结构-功能关系理论，为未来根系生态学研究开辟了新方向。

研究成果近期在线发表于Cell 综述类子刊《Trends in Plant Science》（IF＝20.8），并入选特刊主题封面。第一作者为中国科学院地理资源所的寇亮研究员和马宁博士生(共一)，通讯作者为寇亮研究员，合作者包括法国国家科研中心Grégoire T. Freschet、美国莫顿植物园M. Luke McCormack以及中国科学院地理资源所李胜功研究员。该研究得到了国家自然科学基金优青和重点项目及法国卓越实验室基金等资助和支持。

论文信息：Kou Liang^#*,Ma Ning^#,Grégoire T. Freschet,M. Luke McCormack,Shenggong Li. 2025. Iterative effects: a new paradigm for root dynamics. Trends in Plant Science, doi: 10.1016/j.tplants.2025.05.018.

论文链接：https://authors.elsevier.com/a/1lIFs4rGdjeCUX.

图1 根系迭代效应理论框架