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根系生物量與土壤碳氮分布格局的相關性

更新時間:2022-11-28      點擊次數(shù):1467

根系中的養(yǎng)分濃度不僅反映了植物本身的生物學特征,也反映了不同生長環(huán)境下植物根系對土壤中營養(yǎng)物質的吸收和利用情況。由根系生物量與根系碳氮含量決定的根系碳氮庫能反映出土壤養(yǎng)分庫的大小。植物根系的生長發(fā)育與植物根系、土壤中的碳氮元素息息相關。 由于草地生態(tài)系統(tǒng)的根冠比高于其他生態(tài)系統(tǒng), 植物根系是土壤中有機碳的主要來源,根系生物量可以用來衡量土壤的碳輸入。因此根系與土壤連接成為“根土系統(tǒng)"直接影響著整個植被系統(tǒng),研究草地中根系生物量與碳氮元素的分布至關重要。

文獻主要監(jiān)測方案:

根系生物量的分布格局及其與土壤環(huán)境因子的關系對草地保護與退化草地恢復研究有重要意義。中科院地理所的科研人員以藏北的高寒草甸為研究對象,在三個海拔上對0-50cm的群落根系生物量、根碳氮含量、土壤碳含量、氮含量 、碳氮比進行了測定,以期探討藏北高寒草甸根系生物量與碳氮的分布格局及其關聯(lián)特征。文章發(fā)表在2021年生態(tài)學報 2021,419):3625-3633)。

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試驗在三個海拔樣地中,垂直地面分層(0-10cm,10-20cm,20-30cm,30-40cm40-50cm)采集土壤樣品,用2mm孔徑的篩子將自封袋中的新鮮土樣過篩,挑出肉眼可見的根系,并用水沖洗。將洗后的根系在65℃的烘箱中烘干至恒重,稱重得到根系生物量。將篩后的部分土壤鮮樣風干后用于測量土壤有機碳 (SOC) 和全氮(TN)。

主要研究結果:

1、 隨土壤深度的增加,根系生物量呈指數(shù)下降。隨海拔的增加,根系生物量越集中分布于上層土壤,下層土壤根系生物量分布越少且變化趨于平緩。

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2、根系生物量與所測的碳氮指標呈正相關關系,土壤碳氮指標是影響根系生物量分布格局的重要因素。

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文中利用取根手動測量的方法測量根系的直徑和生物量,但該種方法費時費力,且對植物根系造成了破壞,無法重復、連續(xù)觀測。微根窗原位監(jiān)測方法也可以實現(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的根系原位觀測系統(tǒng)。

該系統(tǒng)集掃描和攝像技術于一體,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的細根也納入測量范圍內(nèi)。

兩種模式相結合大大提高了對根系生物量監(jiān)測的準確性。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)計根系生物量、細根壽命、細根周轉率等。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。image.png

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