根系向凋落物層生長是森林生態(tài)系統(tǒng)存在的普遍現(xiàn)象，由于凋落物分解過程中產(chǎn)生大量的養(yǎng)分元素，同時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。植物根系作為連接植物和土壤的關鍵通道，在生長過程中一方面會不斷吸收土壤環(huán)境中的養(yǎng)分與水分，另一方面根系會釋放分泌物， 這種分泌物會產(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(jié)構(gòu)，促進凋落物分解。

以往關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(jiān)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(tǒng)的養(yǎng)分物質(zhì)循環(huán)具有重要意義。福建師范大學的科研人員在福建三明市楠木和格氏栲林進行１年的凋落葉分解試驗，設置有根處理和無根處理（對照），研究根系生長對凋落葉分解速率、養(yǎng)分釋放和酶活性的影響。文章發(fā)表在2021年應用生態(tài)學報 （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。另一個為無根處理（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(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。

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會通過養(yǎng)分吸收和刺激氧化酶活性來加速凋落葉分解和養(yǎng)分釋放過程。

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(jiān)測方法可以實現(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(jié)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(zhuǎn)率等。

AZR-300復合根系生長動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其拍攝的根毛

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。