AZR-300TF复合根系荧光监测系统落户敦煌研究院

近日，北京澳作生态仪器有限公司顺利完成敦煌研究院国家古代壁画保护工程技术研究中心AZR-300TF复合根系荧光监测系统的安装培训工作。该系统将用于西北地区古城墙遗址下植物根系与土壤动物的原位动态研究，为土遗址生物病害防治与植物影响评估提供一套无损、原位、微观可视的观测手段。

古城墙下的“地下威胁"，需要被真正看见

在西北地区，古城墙、土遗址周边的植物根系对遗址本体的影响，一直是保护工作关注的焦点。

已有研究明确揭示了这一问题的严重性：探地雷达探测显示，高台明长城河西杨根系分布在墙体深度约35~85cm处，主根径约10~12cm，直接造成了遗址裂隙；北庭故城榆树根径在5~40cm之间，直径10~20cm的根系对遗址造成了严重影响。莫高窟窟区银白杨根径达35~60cm，深度在20~150cm范围内，直径大于50cm的根系向洞窟崖体方向延伸，对洞窟安全构成隐患。

但探地雷达能告诉我们“根在哪里、有多粗"，却回答不了另一个同样关键的问题：这些根系周围的土壤动物在做什么？土壤动物（如线虫、跳虫、蚯蚓等）的取食与活动，直接影响根系分泌物的组成和根际微环境，进而可能改变根系对土遗址的作用方式与速率。根系形态、根系活力、土壤动物活动三者之间的关联，在土遗址保护研究中几乎是一片空白。

传统研究方法面临一个根本性矛盾：要看清根系和土壤动物，就得挖开遗址；但遗址一旦挖开，破坏就不可逆转。微根窗技术是当前能同时满足“原位"与“微观观测"需求的路径。

AZR-300TF：为土遗址根系研究定制的观测方案

AZR-300TF基于微根窗技术，通过在遗址周边预埋透明观测管，实现对活体根系及根际微环境的长期、非破坏性定位监测。针对古城墙下植物根系与土壤动物研究的特殊需求，系统在三个维度上提供了不可替代的能力。

第一，根毛级分辨率，根系与土壤动物同框观测。

AZR-300TF的摄像模式配备3840×2880像素（4800dpi）高清摄像头，分辨率达10μm级。这一精度足以清晰观测根毛、菌根结构，以及根际周围的土壤动物个体——跳虫、线虫、螨类等微小节肢动物在根表的活动状态。对于研究“土壤动物是否被特定状态的根系吸引或排斥"“根系衰老过程中土壤动物群落如何响应"等问题，这是目前能在不破坏遗址的前提下获取直接视觉证据的手段。

第二，紫外光双光源，精准辨别根系活力状态。

系统标配白光与紫外光双光源。紫外光模式下，活根与死根呈现截然不同的成像特征，可准确区分。在土遗址保护研究中，这一功能的价值在于：只有活根才具有主动的生理活动，才可能通过分泌有机酸等方式加速遗址本体的化学风化。死根虽然同样占据土壤空间，但其对遗址的化学作用机制与活根有本质区别。紫外光模式让研究者能够将“根系对遗址的化学影响"从“根系对遗址的物理影响"中剥离出来，为保护决策提供更精细的判断依据。

第三，摄像+扫描一体，兼顾微观行为与整体分布。

摄像模式看细节，扫描模式看格局。扫描模式一次获取216×220mm的大范围图像，分辨率可选300~1200dpi。对于古城墙遗址，研究者可以用扫描模式快速评估某一区段根系的总量、分布深度和空间密度，再用摄像模式对高风险区域（如靠近墙体基部、裂隙发育处）进行微观观测。两种模式在同一根观测管内自由切换，无需更换设备，也无需重新布设观测点。

应用于哪些研究方向？

方向一：古城墙下根系活力与遗址风化速率的关联机制。利用紫外光模式定期监测同一根系的活/死状态变化，结合根系分泌物的化学分析，量化“活根生物量"与遗址本体化学风化指标之间的定量关系。

方向二：土壤动物对根系衰老过程的响应行为。通过高分辨率摄像持续观测细根从活跃到衰老死亡的全过程中，根际土壤动物的出现频率、取食痕迹和活动模式变化，揭示根系-土壤动物互作的时序规律。

方向三：不同植物种类对土遗址的差异化影响评估。对比不同树种（如杨树、榆树）根系在相同遗址环境下的形态特征、活力动态和根际动物群落差异，为遗址周边植物管理提供物种层面的科学依据。

方向四：根系对遗址墙体物理挤压的长期监测。利用扫描模式追踪靠近墙体根系的空间延伸方向和直径增长速率，评估其对墙体结构稳定性的潜在威胁。