樹木根系是樹木重要的組成部分,具有養分和水分的吸收,傳輸和儲存,樹體的固定與支撐等重要的生理功能.在樹木根系形成以后 ,常常遭遇到養分和水分脅迫 ,因此 ,其養分和水分的吸收功能尤其重要 .在森林土壤中 ,養分和水分具有很大的時間和空間異質性 .隨著養分和水分在時間和空間上的變化 ,樹木及時地主動調整其碳在根系中的分配 ,從而導致部分根系衰老或死亡 .在林學上 ,樹木根系衰老與養分和水分吸收關系密切 ,因而與樹木生產力有直接的關系 .在生態系統乃至全球尺度上 ,樹木根系衰老影響碳循環和養分循環 ,因為根系對碳的消耗占樹木通過光合作用所固定的碳的比例相當大 ,且含有豐富的養分 .樹木根系衰老受許多環境因子的影響 ,生物因子有真菌,細菌,病毒,土壤小型動物等 ,非生物因子有水分,溫度,土壤養分,重金屬等 .這些因子對樹木根系衰老的影響機制并不相同 .盡管在樹木根系衰老研究領域取得了長足的進步 ,提出了許多不同的假設 ,但仍有許多問題尚未解決 ,這些假設也需要更多的實驗來驗證 .運用細胞學,生物化學,土壤科學,遺傳學等多學科的交叉研究可進一步揭示根系衰老的本質 。

系統布設

與傳統研究樹木根系的方法不同，AZR-300根系生長動態監測系統采用微根窗技術，在盡量不傷害樹木根系的條件下在樹木周圍以30°、45°、60°的角度預埋設根根管，根管預留出地面10cm以防地表水并同時用黑塑料袋包裹以防光照保持根管內環境穩定，通常情況下根管埋設后需要穩定一段時間后拍攝圖像。

圖一：古田山自然保護區

   
如圖：浙江古田山自然保護區AZR-300根系生長動態監測系統根管埋設布局

圖二：AZR-300根系根管埋設布局

根據保護區林地地勢情況，選取地勢坡度較緩，低矮植物稀疏埋管，以不同角度在研究樹木周圍共埋設20根長度為1米根管。保護區林地樹木茂盛根系發達為研究根系帶來很大便利，對多年生植被來說，用戶可在樹木生長不同旺季利用AZR-300實時拍攝根系圖像、分析根的生長狀況。

監測數據

AZR-300根系生長動態監測系統能實時拍攝樹木根系生長狀況和觀察土壤動物的活動。獲取的根系圖像用專業進口根系圖像軟件分析，可多幅圖片同時分析。

圖三：AZR-300實時拍攝根系圖像

可監測分析參數：細根長、細根直徑、細根面積、細根總長、細根總面積、細根平均直徑、細根數量及生物量、細根壽命、細根周轉率。

圖四：細根長度、直徑、面積分析

圖五：根系全景圖

圖六：根系動態生長監測

系統應用

AZR-300根系生長動態監測系統其最大優點是在不干擾細根生長過程的前提下，能連續監測單個細根從出生到死亡的變化過程，也能記錄細根乃至根毛和菌根的生長、生產和物候等特征，是估計生態系統地下C分配和N平衡研究的有效方法，結合所提供根系分析軟件，能夠將根系相關數據定量化，包括根的長度、面積、根尖數量、直徑分布格局、死亡根及存活根數量等等。還可以根據用戶需求監測土壤水分狀況，從而研究根系所在區域內溶質運移及水分脅迫所引起的生理變化，廣泛運用于苗木培養、作物生長模型研究、根系病理分析、昆蟲行為生態等領域。

END