根系在凋落物层生长对凋落叶分解的影响

根系向凋落物层生长是森林生态系统存在的普遍现象，由于凋落物分解过程中产生大量的养分元素，同时凋落物中下层适宜的温度和水分，大量植物根系被吸引向凋落物中下层生长。植物根系作为连接植物和土壤的关键通道，在生长过程中一方面会不断吸收土壤环境中的养分与水分，另一方面根系会释放分泌物， 这种分泌物会产生激发效应从而影响微生物的活性，改变微生物群落结构，促进凋落物分解。

以往关于凋落物分解的研究多集中在气候、凋落物质量和环境因子对凋落物分解的影响， 而关于凋落物层根系对凋落物分解的影响研究还比较缺乏。

文献主要监测方案:

研究根系存在对凋落物分解的影响对理解森林生态系统的养分物质循环具有重要意义。福建师范大学的科研人员在福建三明市楠木和格氏栲林进行１年的凋落叶分解试验，设置有根处理和无根处理（对照），研究根系生长对凋落叶分解速率、养分释放和酶活性的影响。文章发表在2021年应用生态学报 （2021，32（1）：31-38）。

试验在所选林地中收集新鲜的楠木和格氏栲凋落叶，在自然状况下风干并储存。设置样方，设置有根处理（RT）：菌根和细根均有，去除地表凋落物后直接将凋落叶网袋铺设于土表。另一个为无根处理（CK）：在凋落叶网袋下铺设１um×１um孔径尼龙网，以阻止细根及其共生菌根 。采用网袋法进行分解试验。记录凋落叶干重残留量，测定凋落物叶中的C、N、P含量和酶活性。

主要研究结果：

1、 在分解360d后，有根处理楠木和格氏栲凋落叶干重残留率比对照分别降低8.4%和19.7%； 根系在分解前期对凋落叶分解影响最为显著。

图１ 不同处理下楠木和格氏栲凋落叶干重残留率随分解时间的变化

2、 在分解360d后，与对照相比，有根处理凋落叶碳、氮、磷残留率在楠木林分别降低6%、19.1%、20.6%，在格氏栲林分别降低21.3%、23.2%和20.5%。

3、 根系在凋落物层生长会通过养分吸收和刺激氧化酶活性来加速凋落叶分解和养分释放过程。

图   ２　不同处理下楠木和格氏栲凋落叶碳氮磷残留率和Ｃ／Ｎ

微根窗原位监测方法可以实现根系生长的空间动态分布研究，由澳作公司自主研发的AZR-300复合根系生长动态监测系统就是一款的利用微根窗技术的根系原位观测系统。

该系统集扫描和摄像技术于一体，扫描模式下，一次扫描可以观察20cm深土层内根系生物量，1200dpi的分辨率可以满足观察大部分根系的需求。其摄像模式分辨率高达4800dpi，可对小至10um的根毛、菌丝做到清晰观察。这样就可以把直径小于2mm的细根也纳入测量范围内。

两种模式相结合大大提高了对根系生物量监测的准确性。该系统可以测量根长度、根直径、根面积、根总长、根总面积、根平均直径、根数量，统计根系生物量、细根寿命、细根周转率等。

AZR-300复合根系生长动态监测系统及其拍摄的根毛

同时，64 倍图像放大功能，用于观察植物根菌、真菌和土壤动物活动等。还配有紫外光源，用于区分活根和死根。