细根动态与土壤呼吸观测技术

土壤中植物细根占地球生态系统年净初级生产力的33%（Gill and Jackson，2000），尽管对菌根生产力还缺乏了解，但可以肯定的是，植物细根及菌根CO2的排放对全球碳平衡具有非常重要的意义。截至目前为止，科学家对调节细根及菌根碳库动态的机理过程还缺乏了解。微根窗技术已成为研究植物根系乃至菌根动态的有力工具，但很少有研究将植物根系及菌根动态与生态系统通量如土壤碳通量结合观测分析。

美国加利福尼亚大学保护生物学研究中心Rodrigo Vargas教授（2008），在圣哈辛托山保护区利用BTC-100微根窗根系观测系统及土壤剖面CO2梯度观测系统，组成土壤呼吸与根系观测站，就土壤水分、细根动态、土壤呼吸进行综合观测研究，结果表明，利用BTC-100微根窗技术持续观测细根动态极为重要，观测到细根长度变化每天每平方米达40cm，而菌根长度变化每天每平方米超过100cm；细根和菌根的动态变化会影响到土壤呼吸的季节性变化和日变化；土壤CO2的生产是根系及微生物的生物量的函数，但土壤呼吸又依赖于土壤的扩散包括温度及土壤水分的影响；综合运用BTC-100微根窗技术和土壤呼吸测量技术（包括剖面CO2观测技术和呼吸室测量技术）可以帮助我们全面理解和深入解析植物根系与菌根对全球碳循环的贡献（Allen et al., 2007）。

图1. 圣哈辛托山保护区土壤根系与土壤呼吸观测站配置，包括BTC-100微根窗根系观测系统、土壤剖面CO2（3层）观测系统及Li8100和ACE土壤呼吸监测系统

图2. 上图：细根长度（上图空心蓝点）、菌根长度（上图实心红点）及土壤呼吸动态变化；下图：土壤温度与土壤体积含水量的动态变化（DOY为Day of year）

易科泰生态技术公司为土壤呼吸与根系观测提供全套系统解决方案，包括土壤呼吸与根系观测系统、Soiltron多功能小型蒸渗仪：

土壤呼吸与根系观测系统：为Rodrigo Vargas教授安装使用的全套系统配置组成，包括BTC-100根系观测系统、SCG-3土壤剖面CO2观测系统及ACE全自动土壤呼吸监测系统，可监测记录根系动态、TRIME-PICO土壤剖面水分及温度、土壤剖面CO2浓度、土壤呼吸（CO2通量），及空气温湿度、太阳辐射、降雨量等气象参数。

Soiltron多功能小型蒸渗仪：配置有微根窗根系观测模块、土壤CO2剖面监测模块、土壤水分、温度与水势传感器等。应用于实验室或野外土壤根系动态、土壤呼吸、土壤蒸散等观测研究，便于安装、可移动、方便实用。