根系中的養(yǎng)分濃度不僅反映了植物本身的生物學(xué)特征，也反映了不同生長(zhǎng)環(huán)境下植物根系對(duì)土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)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(kù)能反映出土壤養(yǎng)分庫(kù)的大小。植物根系的生長(zhǎng)發(fā)育與植物根系、土壤中的碳氮元素息息相關(guān)。 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(jī)碳的主要來(lái)源，根系生物量可以用來(lái)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(gè)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(guān)重要。

文獻(xiàn)主要監(jiān)測(cè)方案:

根系生物量的分布格局及其與土壤環(huán)境因子的關(guān)系對(duì)草地保護(hù)與退化草地恢復(fù)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(duì)象，在三個(gè)海拔上對(duì)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(jìn)行了測(cè)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(guān)聯(lián)特征。文章發(fā)表在2021年生態(tài)學(xué)報(bào) （2021，41（9）：3625-3633）。

試驗(yàn)在三個(gè)海拔樣地中，垂直地面分層（0-10cm，10-20cm，20-30cm，30-40cm，40-50cm）采集土壤樣品，用2mm孔徑的篩子將自封袋中的新鮮土樣過(guò)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(fēng)干后用于測(cè)量土壤有機(jī)碳 （SOC） 和全氮（TN）。

主要研究結(jié)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。

2、根系生物量與所測(cè)的碳氮指標(biāo)呈正相關(guān)關(guān)系，土壤碳氮指標(biāo)是影響根系生物量分布格局的重要因素。

文中利用取根手動(dòng)測(cè)量的方法測(cè)量根系的直徑和生物量，但該種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且對(duì)植物根系造成了破壞，無(wú)法重復(fù)、連續(xù)觀測(cè)。微根窗原位監(jiān)測(cè)方法也可以實(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(dá)4800dpi，可對(duì)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(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。同時(shí)，64 倍圖像放大功能，用于觀察植物根菌、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。