根系向凋落物層生長(cháng)是森林生態(tài)系統存在的普遍現象，由于凋落物分解過(guò)程中產(chǎn)生大量的養分元素，同時(shí)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(cháng)。植物根系作為連接植物和土壤的關(guān)鍵通道，在生長(cháng)過(guò)程中一方面會(huì )不斷吸收土壤環(huán)境中的養分與水分，另一方面根系會(huì )釋放分泌物， 這種分泌物會(huì )產(chǎn)生激發(fā)效應從而影響微生物的活性，改變微生物群落結構，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。

文獻主要監測方案:

研究根系存在對凋落物分解的影響對理解森林生態(tài)系統的養分物質(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，設置有根處理和無(wú)根處理（對照），研究根系生長(cháng)對凋落葉分解速率、養分釋放和酶活性的影響。文章發(fā)表在2021年應用生態(tài)學(xué)報 （2021，32（1）：31-38）。

試驗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。設置樣方，設置有根處理（RT）：菌根和細根均有，去除地表凋落物后直接將凋落葉網(wǎng)袋鋪設于土表。另一個(gè)為無(wú)根處理（CK）：在凋落葉網(wǎng)袋下鋪設１um×１um孔徑尼龍網(wǎng)，以阻止細根及其共生菌根 。采用網(wǎng)袋法進(jìn)行分解試驗。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(zhù)。

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(shí)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(cháng)會(huì )通過(guò)養分吸收和刺激氧化酶活性來(lái)加速凋落葉分解和養分釋放過(guò)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

微根窗原位監測方法可以實(shí)現根系生長(cháng)的空間動(dòng)態(tài)分布研究，由澳作公司自主研發(fā)的AZR-300復合根系生長(cháng)動(dòng)態(tài)監測系統就是一款的利用微根窗技術(shù)的根系原位觀(guān)測系統。

該系統集掃描和攝像技術(shù)于一體，掃描模式下，一次掃描可以觀(guān)察20cm深土層內根系生物量，1200dpi的分辨率可以滿(mǎn)足觀(guān)察大部分根系的需求。其攝像模式分辨率高達4800dpi，可對小至10um的根毛、菌絲做到清晰觀(guān)察。這樣就可以把直徑小于2mm的細根也納入測量范圍內。

兩種模式相結合大大提高了對根系生物量監測的準確性。該系統可以測量根長(cháng)度、根直徑、根面積、根總長(cháng)、根總面積、根平均直徑、根數量，統計根系生物量、細根壽命、細根周轉率等。

AZR-300復合根系生長(cháng)動(dòng)態(tài)監測系統及其拍攝的根毛

同時(shí)，64 倍圖像放大功能，用于觀(guān)察植物根菌、真菌和土壤動(dòng)物活動(dòng)等。還配有紫外光源，用于區分活根和死根。