根系是树木重要的营养器官,根系负责从土壤中吸收水分和养分,提供地上部分光合作用的物质基础。根系中的1级根是根系吸收功能的重要贡献者,深入认识1级根的形态结构和功能的联系,对准确定位1级根在树木生长中的作用、估计1级根的寿命和周转以及评析1级根在森林生态系统碳氮循环中的贡献具有重要意义。但是,1级根在根系统中着生的位置是不同的,可以生长在2级根上,也可以生长在5级根上等等。着生位置的差异,使得1级根在形态结构等方面具有显著差异,可能导致功能异质性。为此,本研究以东北地区胡桃楸(Juglans mandshurica Maxim.)、黄波罗(Phellodendronamurense Rupr.)和水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)人工林为研究对象,通过着生在不同位置的1级根取样,研究形态特征、解剖结构和化学含量差异及季节变化。本研究中将1级根按着生位置不同分成3类:A类根为2级根上的1级根,B类根为2级～4级根的根尖,C类根为3级～5级根上的1级根。　　 研究表明,3类1级根的形态特征、解剖结构和化学特征具有显著的差异。所研究的三个阔叶树种中,总体来看,A类根的数量比例较高,占单个枝条1级根总数的50％～70％,单根平均长度较短,直径较细。解剖研究发现,A类根皮层较薄,皮层比例较高,维管束直径较细,维根比较低,二原型原生木质部的根比例较高。在组织化学方面,碳含量较低,氮含量较高。而B类根和C类根则基本相反,数量较少,单根较长,直径较粗:皮层比例较低,维管束直径较粗,维根比较高,较多原型的原生木质部的根比例较高;碳含量较高,氮含量较低。　　 在季节动态方面,从春季到秋季,B类根的数量逐渐增加,可能有部分1级根(比如C类根中的根)发展成为高级根了。每类1级根与1级根总体表现出基本一致的变化规律,单根平均长度的变化顺序是7月＞5月＞9月;直径、维管束直径、维根比和皮层比例的变化是9月＞7月＞5月;碳含量和碳氮比的变化是9月＞7月＞5月;氮含量的变化是5月＞7月＞9月;从5月到9月,较多原型的原生木质部的根比例增加。　　 从解剖结构和化学特征分析,A类根的吸收功能可能大于B类根和C类根。从原生木质部和碳氮含量方面推测,A类根的寿命可能较短,B类根和C类根的寿命可能较长,并且容易发生次生生长。从季节动态分析,5月和7月出生的根可能吸收效率较高,是吸收功能的活跃期,而9月出生的根可能储存功能更强,并且寿命相对较长。　　 这些结果表明,当同为1级根的个体根生长在根系分枝系统中的位置不同时,表现出形态、结构和化学等方面的差异。这3类1级根经研究后,在功能上可以归为两大部分,A类根为1部分,B类和C类根为另一部分。因着生位置的不同,1级根所表现出来的形态特征、解剖结构和化学特征方面的差异,将决定了它们在生理功能上表现出的异质性。本研究结果对认识森林细根结构与生理生态功能关系具有重要的理论意义。