摘要：大气CO2浓度和温度上升已成为全球气候变化的主要特征,对农业生态系统产生了深远影响,并直接威胁全球粮食安全.水稻作为全球主要粮食作物之一,其生长和产量与稻田生态系统的碳氮循环过程密切相关,而根系在其中发挥核心作用.通过形态结构的调整,根际沉积物的输入以及与微生物的相互作用等机制,根系能够有效调控稻田土壤碳氮循环的动态平衡.因此,从根系角度解析水稻对气候变化的响应机制,不仅有助于阐明稻田生态系统的碳源-碳汇双重功能,还可为提升土壤碳汇能力、保障粮食安全及实现“碳中和”目标提供理论依据.本文综述了水稻根系对气候变化的响应特征及其对土壤碳氮循环的调控机制,并指出当前研究的局限性及未来方向.研究表明,在CO2浓度和气温升高的复合条件下,水稻根系在形态、生理及生态功能等方面均呈现显著响应,通过根系生长、养分吸收、根际沉积等过程深刻影响土壤碳氮循环.同时,稻田淹水厌氧环境塑造了独特的根-微生物互作关系,调控土壤碳氮周转过程和温室气体的排放.因此,后续研究应开展多因子交互作用的野外实验,模拟未来气候情景,探究根系介导下土壤固碳机制,优化养分获取效率,并阐明根-微生物互作网,为构建高产高效、低碳减排的稻田生态系统提供支持.
