在植物进化过程中，根系和根系类似结构的出现，为植物从水生到陆生环境的转变，提供了物理上的固着基础，并进而影响着地上性状的进化。在植物个体发育过程中，根系对地下资源的获取，为地上部分的生长提供了养分上的支持。尽管根系在植物进化和生长过程中起着重要的作用，然而，我们对根系性状变化特征及其在群落生态学中作用的理解，仍知之甚少。　　本研究以内蒙古温带草原为研究对象，沿着东北-西南方向的环境梯度，设置一条2000km的样带，在4种植被类型的23个样地中，采集优势种和常见种根系样本，并对每个根系样本，按其根系分支顺序(Root branching order，本文简称为“根级”)测定性状。结合进化学和生态学研究方法，在物种水平上，采用性状-梯度分析方法(Traits-gradient analysis)，分析了根系和叶片关键性状在时间和不同空间尺度上的变化特征和相关关系。在群落水平上，采用零模型方法(Nullmodel approach)，分析了种间和种内根系性状变异对物种共存机制的贡献，并比较其与叶片性状在物种共存机制中的异同点。在进化支水平上，分析了不同进化支物种分布格局及其与根系性状间的关系。主要结果包括:　　(1)物种水平上，在谱系树上分化较早的草本物种，具有较高的比叶面积(SLA)和1级根比根长(SRL-1)，而分化较晚的草本物种，则具有较低的SLA和SRL-1。沿着东北-西南方向资源丰富至资源贫瘠的环境梯度，植物SLA和SRL-1呈逐渐减少的变化特征。同时，草本植物SLA和SRL-1在环境梯度上的变化特征，可以由其进化过程中的变化特征所解释。　　(2) SLA和SRL之间的协同(Coordinated relationship)和权衡(Trade-off)关系并不矛盾，而是共同存在于内蒙古草原，但其具体的表现形式，主要受物种谱系关系、性状在不同空间尺度和根级间的变化所决定。当消除物种谱系关系的影响后，随着根级的增加，SLA和SRL关系在群落间，从SLA-SRL-1(1级根SRL)间正相关关系，转向SLA-SRL-2(2级根SRL)，SLA-SRL-3(3级根SRL)间的负相关关系。这主要是由于SLA和SRL在不同水分型植物间相反的变化特征所致。在群落内，与根级的变化无关，SLA和SRL变异系数之间表现为显著的正相关关系。这主要是因为深根型植物SLA和SRL的变异系数均显著高于浅根型植物所致。　　(3)群落水平上，共存物种间性状表现为非随机性的分布特征。当考虑到种内性状变异时，这种非随机性的分布特征更为明显，且同时受到环境筛选和生态位分化的影响。在所分析的5个性状中（株高、比叶面积、1级根直径、比根长和总根长），根系性状对环境筛选信号的检测更为敏感，而地上性状对生态位分化信号的检测更为明显。沿资源丰富至资源贫瘠的环境梯度，环境筛选的强度逐渐增强且主要由环境因子所决定，而生态位分化的强度则呈逐渐减弱，且主要由环境因子和群落谱系结构的交互作用所决定。　　(4)对内蒙古草原10个优势物种的分析显示，除大针茅(Stipa grandis)和羽茅(Achnatherum sibiricum)外，其他8个物种个体间也表现为非随机性的共存格局，且显著受到环境筛选和生态位分化的影响。分布于草甸草原的物种，受环境筛选和生态位分化影响的样地，占其分布样地的百分比最高。分布于荒漠和荒漠草原的物种，受环境筛选和生态位分化影响的样地，所占比例最少。分布于典型草原的物种，受环境筛选和生态位分化影响的样地的比例，介于草甸草原和荒漠草原之间。　　(5)在内蒙古草原，植被类型和群落结构主要由3个来源于不同的进化支植物所组成。分化较晚的鸭跖草类进化支(commelinids)的植物，其相对多度最高。其次，分化较早的双子叶植物分支(eudicots)和锦葵类植物进化支(malvids)，也有较高的相对多度，三者相对多度共计占70％以上。沿较早-较晚分化的时间序列，物种在空间上的相对多度呈逐渐增加的趋势。沿资源贫瘠至资源丰富环境梯度，鸭跖草类进化支和双子叶分支植物的相对多度，呈逐渐增加的趋势，而锦葵类进化支植物的相对多度则呈显著降低的趋势。　　(6)除茎-叶生物量比和株高之外，物种相对多度、1、2、3级根直径、比根长和根系生物量比例均表现出显著的谱系信号，表明在谱系树上亲缘关系较近的物种，其性状也较为相似。相比而言，根系性状的谱系信号均高于地上性状的谱系信号。在内蒙古草原，物种相对多度与其比叶面积、茎-叶生物量比例、2级根和3级根直径呈显著负相关关系，而与2级根和3级根的比根长则呈显著的正相关关系。