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根系在凋落物層生長(zhǎng)對(duì)凋落葉分解的影響

更新時(shí)間:2022-12-05      點(diǎn)擊次數(shù):1164

根系向凋落物層生長(zhǎng)是森林生態(tài)系統(tǒng)存在的普遍現(xiàn)象,由于凋落物分解過(guò)程中產(chǎn)生大量的養(yǎng)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(zhǎng)。植物根系作為連接植物和土壤的關(guān)鍵通道,在生長(zhǎng)過(guò)程中一方面會(huì)不斷吸收土壤環(huán)境中的養(yǎng)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(yīng)從而影響微生物的活性,改變微生物群落結(jié)構(gòu),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(duì)凋落物分解的影響, 而關(guān)于凋落物層根系對(duì)凋落物分解的影響研究還比較缺乏。

文獻(xiàn)主要監(jiān)測(cè)方案:

研究根系存在對(duì)凋落物分解的影響對(duì)理解森林生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)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(yàn),設(shè)置有根處理和無(wú)根處理(對(duì)照),研究根系生長(zhǎng)對(duì)凋落葉分解速率、養(yǎng)分釋放和酶活性的影響。文章發(fā)表在2021年應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2021,321):31-38)。

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試驗(yàn)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(chǔ)存。設(shè)置樣方,設(shè)置有根處理(RT):菌根和細(xì)根均有,去除地表凋落物后直接將凋落葉網(wǎng)袋鋪設(shè)于土表。另一個(gè)為無(wú)根處理(CK):在凋落葉網(wǎng)袋下鋪設(shè)1um×1um孔徑尼龍網(wǎng),以阻止細(xì)根及其共生菌根 。采用網(wǎng)袋法進(jìn)行分解試驗(yàn)。記錄凋落葉干重殘留量,測(cè)定凋落物葉中的C、NP含量和酶活性。

主要研究結(jié)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(duì)照分別降低8.4%19.7%; 根系在分解前期對(duì)凋落葉分解影響最為顯著。

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image.png

2、 在分解360d后,與對(duì)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%20.5%。

3、 根系在凋落物層生長(zhǎng)會(huì)通過(guò)養(yǎng)分吸收和刺激氧化酶活性來(lái)加速凋落葉分解和養(yǎng)分釋放過(guò)程。

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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(jiān)測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)根系生長(zhǎng)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(fù)合根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是一款的利用微根窗技術(shù)的根系原位觀(guān)測(cè)系統(tǒng)。

該系統(tǒng)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(nèi)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(dá)4800dpi,可對(duì)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(xì)根也納入測(cè)量范圍內(nèi)。

兩種模式相結(jié)合大大提高了對(duì)根系生物量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)可以測(cè)量根長(zhǎng)度、根直徑、根面積、根總長(zhǎng)、根總面積、根平均直徑、根數(shù)量,統(tǒng)計(jì)根系生物量、細(xì)根壽命、細(xì)根周轉(zhuǎn)率等。

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AZR-300復(fù)合根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)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(qū)分活根和死根。  

 

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