Сложное природное образование, каким является корневая система дерева, не может быть достаточно полно охарактеризовано и классифицировано только по одному какому-либо признаку.
Тип строения корневой системы должен определяться комплексом основных признаков, отражающих многообразие ее морфологических особенностей и в то же время достаточно четко выраженных. Вместе с тем это должна быть группа признаков, ограниченная по количеству, иначе формулировка типа примет расплывчатый описательный характер.
Следовательно, в группу признаков, характеризующих тип строения корневой системы или тип корневой системы, должны входить основные принципиальные особенности, от которых зависит и которыми обусловлен характер гаммы признаков, свойственных корневой системе данной древесной породы. Таким признаком является относительная интенсивность развития основных групп корней, характеризуемая их соотношением в корневой системе. В качестве основных признаков, определяющих тип строения корневой системы, целесообразно принять наличие, количественное соотношение и интенсивность развития в корневой системе трех морфологических групп корней: стержневого корня, корней горизонтальной ориентации и вертикальных ответвлений от них.
При классификации корневых систем древесных пород необходимо учитывать, что их строение изменяется с возрастом. В процессе роста в корневой системе не только количественно увеличиваются составляющие ее элементы, но и изменяется соотношение между ними. Следовательно, с возрастом может изменяться тип корневой системы. Важным для разработки и правильного понимания процесса формирования корневых систем является определение признаков, объективно отражающих возрастные особенности их строения.
Почвенно-гидрологические условия существенно влияют на структуру корневых систем, изменяя тем самым тип их строения. Это обстоятельство является серьезным препятствием в решении проблемы классификации корневых систем древесных пород.
Различают следующие типы корневых систем деревьев: сформировавшиеся в соответствий с биологическими особенностями древесных пород на почвах, благоприятных для их произрастания и не оказывающих физического, химического, гидрологического и другого влияния на изменение природных особенностей строения корневых систем деревьев данной породы;
промежуточные, естественно сменяющие друг друга в возрастной динамике их формирования;
сформировавшиеся в соответствии с биологическими особенностями древесных пород, но измененные под влиянием почвенно-гидрологических и лесобиологических условий.
Тип корневой системы, представляя собой морфологическое понятие, в то же время характеризует определенные наиболее важные биологические особенности данного вида растительности. От характера морфологического строения корневой системы зависят особенности использования жизненных ресурсов, содержащихся в почвенном пространстве. Особенности пространственного размещения корневых систем предопределяют внутривидовые и межвидовые взаимоотношения растений, которые, формируясь в почвенной среде, незамедлительно отражаются на состоянии их надземной части.
В ботанике по морфологическим признакам различают два основных типа корневых систем: стержневой и мочковатый. Корневая система мочковатого типа отличается тем, что с самого начала ее образования в ней отсутствует основной (стержневой) корень или он неясно выражен. В формировании этой системы существенная роль принадлежит придаточным корням. Для корневой системы стержневого типа характерно наличие стержневого корня. Этот тип свойствен древесным и кустарниковым породам, а также определенным видам травянистой растительности (люцерна, щавель, верблюжья колючка, перекати-поле и др.).
В корневых системах стержневого типа основной корень может иметь различные характер строения, интенсивность ветвления, глубину проникновения в почву и другие морфологические признаки. Принципиально важными являются различия в соотношении количественных характеристик (массы, длины, объема, площади поверхности) стержневого корня и других морфологических групп корней. В этом отношении у древесных пород наблюдается большое разнообразие. От особенностей соотношения количественных характеристик во многом зависят интенсивность использования почвенного пространства корневой системой, формирование биологического взаимовлияния и взаимосвязи между отдельными древесными породами, а также между древесной и травянистой растительностью при совместном произрастании. В связи с этим необходимо выделение в пределах основных типов корневых систем, какими являются стержневой и мочковатый типы, более мелких их таксонов.
Классификация типа строения корневой системы должна включать в себя характеристику основного общего типа ее строения, т. е. должна учитывать соответствие ее мочковатому или стержневому типу строения и характеристику таксона типа строения, т. е. определение частного типа строения. В связи с тем что все древесные породы имеют общий стержневой тип строения корневой системы, дальнейшая классификация типов корневых систем сводится к определению и упорядочению их таксонов. Таксоны типов строения корневых систем могут иметь генетическую (первая группа) и экологическую (вторая группа) обусловленность.
Генетически обусловленные типы корневых систем формируются в соответствии с наследственными, биологическими свойствами древесной породы. Это таксоны первичного порядка. Экологически обусловленные типы корневых систем формируются под влиянием конкретных экологических условий (в основном почвенно-гидрологических), существенно влияющих на таксоны первичного порядка.
Процесс формирования корневой системы в возрастной динамике представляет собой постепенную, последовательную смену типов строения корневой системы данного дерева. Например, строение корневой системы дуба, сосны или любой другой породы может существенно отличаться от строения ее в 10, 30, 55-летнем возрастах. Эти смены типов строения носят онтогенезный характер. Они обусловлены онтогенией, или онтогенезом, т. е. индивидуальным развитием организма с момента его зарождения до отмирания. Промежуточные типы строения корневых систем онтогенезного характера свойственны обеим группам таксонов.
Таким образом, классификация типов строения корневых систем представляет схему значительной сложности, отражающую многофакторность процесса их формирования и выраженную определенными морфологическими признаками.
Морфологическая характеристика корневых систем древесных пород не только имеет познавательное, теоретическое значение, но и позволяет совершенствовать лесокультурные и лесохозяйственные мероприятия в направлении повышения продуктивности лесных насаждений.
Морфология корневых систем древесных пород характеризуется их строением, т. е. количественным выражением соотношения корней различных порядков ветвления по их группам: горизонтальные, стержневые, вертикальные ответвления от горизонтальных корней. Структуру корневой системы нужно рассматривать как одну из наиболее важных характеристик, дающую возможность сравнительного анализа морфологии корневых систем отдельных деревьев и древесных пород и их классификации по типам.
Данные о структуре корневой системы дополняются биометрическими и стереометрическими характеристиками: коэффициентом ветвистости корней, коэффициентом формы корней на соответствующей относительной длине; характером связи между диаметром и суммарной длиной материнских корней первого порядка, а также между диаметром и суммарной длиной этих корней со всеми их ответвлениями; протяженностью наиболее крупных корней и их среднегодовым приростом; площадью горизонтальной проекции корневых систем; объемом почвенного пространства, занимаемого корневой системой; показателем корненаселенности указанного объема почвы, или показателем компактности корневой системы.
Кроме указанных характеристик, важное значение имеют глубина проникновения стержневого корня и вертикальных ответвлений от горизонтальных корней, а также размещение корней по почвенным горизонтам. В качестве признака, генетически присущего той или другой древесной породе, необходимо использовать соотношение массы корневой системы и других частей дерева — ствола, ветвей, ассимилирующего аппарата. Такие комплексные характеристики можно получить при полной раскопке или отмывке корневых систем от почвы с последующим анализом их в полевых и лабораторных условиях по единой методике биометрических и стереометрических исследований.
В общебиологическом значении тип строения корневой системы, формировавшейся в оптимальных почвенно-гидрологических и климатических условиях, является индивидуальным для каждой древесной породы и представляется биоморфологической формулой ее корневой системы. В принципе этот тип строения представляет частный случай генетически обусловленного типа.