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。细根是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。但是前人的研究主要集中在森林生态系统中的大型乔木上，针对荒漠生态系统中灌木植物和草本植物的研究甚少。因此，本研究结合分枝等级法，运用大型根窗对12种多年生植物(4种草本，4种灌木，4种乔木)的细根分枝系统从出生到死亡的整个生活史中所有个体根主要功能特征（寿命、解剖结构、氮浓度和呼吸速率）进行测定，详细阐述多年生植物细根主要功能特征及其变异格局。主要结论如下:　　 (1)在中值寿命方面:　　 三种植物类型细根的中值寿命均随着根级的增大而增加，但是中值寿命在不同根级间的变动差异较大。草本前4级中值寿命分别为:31天、31天、270天、405天，灌木前4级中值寿命分别为:90天、120天、＞587天、＞587天，乔木前5级中值寿命分别为:120天、135天、165天、＞721天、＞721天;不同物种的寿命不同，同一物种的寿命又受到出生季节的制约，以花花柴前两级细根为例，春季出生的前两级细根中值寿命分别是18天、32天，夏季出生的前两级细根中值寿命分别是25天、25天，秋季出生的前两级细根中值寿命分别是20天、25天;草本植物在春季土壤温度为17℃时，大量细根开始长出，秋季在土壤温度为20℃时，大量细根死亡，草本植物在10月份开始，细根全部死亡;草本＜灌木＜乔木;寿命与植物类型最相关;草本周转是3次，灌木1次，乔木0.5次;草本、灌木细根的前2级和乔木细根的前3级可以视作短命的模块。　　 (2)在解剖结构方面:　　 三种植物类型细根的直径均随着根级的增大而增加，但是直径在不同根级间的变动差异较大。草本前4级平均直径分别为:0.75mm、1.17mm、2.26mm、3.95mm，灌木前4级平均直径分别为:0.25mm、0.30mm、0.80mm、1.35mm，乔木前5级平均直径分别为:0.38mm、0.41mm、0.56mm、0.90mm、1.27mm;草本、灌木1、2级根均维持初生结构，没有次生维管束和连续木栓层，具有皮层，有吸收功能;3、4级根出现次生结构，具有次生维管束和连续木栓层，丧失了皮层，没有吸收功能;乔木1、2级根均维持初生结构，没有次生维管束和连续木栓层，并具有皮层，有吸收功能;3级根中有少量木栓层并且具有皮层，有吸收功能，4级、5级根具有明显次生结构，具有次生维管束和连续木栓层，丧失了皮层，没有吸收功能;草本、灌木的前两级，乔木的前三级可以视作独立的功能模块。　　 (3)在氮素浓度方面:　　 三种植物类型细根的氮素浓度均随着根级的增大而降低，但是氮素浓度在不同根级间的变动差异较大。从1级根到2级根，氮素浓度缓慢下降，但是从2级根到3级根氮素浓度急剧下降，草本前4级根平均氮素浓度依次为19.94g/kg、18.27g/kg、11.16g/kg、10.31g/kg;灌木前4级根平均氮素浓度依次为23.98g/kg、22.24g/kg、12.11g/kg、0.69g/kg;乔木前5级根平均氮素浓度依次为22.92g/kg、21.18g/kg，19.57g/kg、12.68g/kg、11.47g/kg;草本＞乔木＞灌木;氮素浓度都在四月份达到高峰;氮素浓度与物候和植物类型相关;草本、灌木的前两级，乔木的前三级可以视作独立的模块。　　 (4)在呼吸速率方面:　　 三种植物类型细根的呼吸速率均随着根级的增大而降低，但是呼吸速率在不同根级间的变动差异较大。从1级根到2级根，呼吸速率缓慢下降，但是从2级根到3级根呼吸速率急剧下降，草本前4级根的平均呼吸速率分别为48.0nmol O2 g-1 s-1、45.3nmol O2g-1 s-1、21.6nmol O2 g-1 s-1、17.5nmol O2 g-1 s-1，灌木前4级根的平均呼吸速率分别为36.6nmol O2 g-1 s-1、34.1nmol O2 g-1 s-1、17.4nmol O2 g-1 s-1、15.6nmol O2 g-1 s-1，乔木前5级根的平均呼吸速率分别为:37.0nmol O2 g-1 s-1、34.9nmol O2 g-1 s-1、32.6nmol O2g-1 s-1、19.3nmol O2 g-1 s-1、17.5nmol O2 g-1 S-1;草本＞乔木＞灌木;呼吸速率都在四月份达到高峰;呼吸速率与物候和植物类型相关;草本、灌木的前两级，乔木的前三级可以视作独立的模块。　　 通过以上数据，我们可以把草本和灌木的前两级，灌木的前三级作为多年生植物根中行使吸收功能的短命模块。本研究结果将为荒漠生态系统碳储量和碳周转研究提供理论依据，具有重要的科学意义。