根系向凋落物層生長是森林生態(tài)系統(tǒng)存在的普遍現(xiàn)象,由于凋落物分解過程中產(chǎn)生大量的養(yǎng)分元素,,同時凋落物中下層適宜的溫度和水分,,大量植物根系被吸引向凋落物中下層生長。植物根系作為連接植物和土壤的關(guān)鍵通道,在生長過程中一方面會不斷吸收土壤環(huán)境中的養(yǎng)分與水分,,另一方面根系會釋放分泌物,, 這種分泌物會產(chǎn)生激發(fā)效應(yīng)從而影響微生物的活性,改變微生物群落結(jié)構(gòu),,促進(jìn)凋落物分解,。
以往關(guān)于凋落物分解的研究多集中在氣候、凋落物質(zhì)量和環(huán)境因子對凋落物分解的影響,, 而關(guān)于凋落物層根系對凋落物分解的影響研究還比較缺乏,。
文獻(xiàn)主要監(jiān)測方案:
研究根系存在對凋落物分解的影響對理解森林生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分物質(zhì)循環(huán)具有重要意義。福建師范大學(xué)的科研人員在福建三明市楠木和格氏栲林進(jìn)行1年的凋落葉分解試驗(yàn),,設(shè)置有根處理和無根處理(對照),,研究根系生長對凋落葉分解速率、養(yǎng)分釋放和酶活性的影響,。文章發(fā)表在2021年應(yīng)用生態(tài)學(xué)報 (2021,,32(1):31-38)。
試驗(yàn)在所選林地中收集新鮮的楠木和格氏栲凋落葉,,在自然狀況下風(fēng)干并儲存,。設(shè)置樣方,設(shè)置有根處理(RT):菌根和細(xì)根均有,,去除地表凋落物后直接將凋落葉網(wǎng)袋鋪設(shè)于土表,。另一個為無根處理(CK):在凋落葉網(wǎng)袋下鋪設(shè)1um×1um孔徑尼龍網(wǎng),以阻止細(xì)根及其共生菌根 ,。采用網(wǎng)袋法進(jìn)行分解試驗(yàn),。記錄凋落葉干重殘留量,測定凋落物葉中的C,、N,、P含量和酶活性。
主要研究結(jié)果:
1,、 在分解360d后,,有根處理楠木和格氏栲凋落葉干重殘留率比對照分別降低8.4%和19.7%; 根系在分解前期對凋落葉分解影響最為顯著,。
圖1 不同處理下楠木和格氏栲凋落葉干重殘留率隨分解時間的變化
2,、 在分解360d后,與對照相比,,有根處理凋落葉碳,、氮、磷殘留率在楠木林分別降低6%,、19.1%,、20.6%,,在格氏栲林分別降低21.3%、23.2%和20.5%,。
3,、 根系在凋落物層生長會通過養(yǎng)分吸收和刺激氧化酶活性來加速凋落葉分解和養(yǎng)分釋放過程。
圖 2 不同處理下楠木和格氏栲凋落葉碳氮磷殘留率和C/N
微根窗原位監(jiān)測方法可以實(shí)現(xiàn)根系生長的空間動態(tài)分布研究,,由澳作公司自主研發(fā)的AZR-300復(fù)合根系生長動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)就是一款的利用微根窗技術(shù)的根系原位觀測系統(tǒng),。
該系統(tǒng)集掃描和攝像技術(shù)于一體,掃描模式下,,一次掃描可以觀察20cm深土層內(nèi)根系生物量,,1200dpi的分辨率可以滿足觀察大部分根系的需求。其攝像模式分辨率高達(dá)4800dpi,,可對小至10um的根毛,、菌絲做到清晰觀察。這樣就可以把直徑小于2mm的細(xì)根也納入測量范圍內(nèi),。
兩種模式相結(jié)合大大提高了對根系生物量監(jiān)測的準(zhǔn)確性,。該系統(tǒng)可以測量根長度、根直徑,、根面積、根總長,、根總面積,、根平均直徑、根數(shù)量,,統(tǒng)計(jì)根系生物量,、細(xì)根壽命、細(xì)根周轉(zhuǎn)率等,。
AZR-300復(fù)合根系生長動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其拍攝的根毛
同時,,64 倍圖像放大功能,用于觀察植物根菌,、真菌和土壤動物活動等,。還配有紫外光源,用于區(qū)分活根和死根,。
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