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根系生態監測系統在中科院生態環境研究中心投入運行
發布時間： 2018-12-05 點擊次數： 2264次日前，北京易科泰生態技術有限公司的技術工程師在延慶野外實驗與示范基地為中科院生態環境研究中心順利安裝了一套根系生態監測系統，該系統的安裝和運行使課題組能夠長期觀察記錄和分析楊樹等樹種根系的動態變化，極大增強了課題組地下生態學研究的實力。
根系生態監測系統采用了根系觀測經典的微根管技術，也稱微根窗技術。簡單來說，先將透明的管子（微根管）以一定角度埋入地里，讓根附著并且沿著管壁生長。通常選擇的角度有30°、45°、60°等。微根管安裝完畢，經歷一段平衡期后，進行采集：定期把圖像采集設備（通常為具有放大倍數的或者高清的數碼相機）伸到根管里拍攝圖像。
借助專業的原位根系圖像分析軟件，獲得根系的形態學數據，例如根長、直徑、面積、體積等。微根管技術是細根研究的經典方法。微根管技術大的優點是在不干擾細根生長過程的前提下,能多次監測單個細根從出生到死亡,也能記錄細根的生長、生產和物候等特征,是估計生態系統地下碳分配和碳平衡研究的有效方法（史建偉等，2006）。
該系統的安裝培訓包含微根管的安裝以及設備及軟件的演示培訓。安裝地點選在O3-Faces圈內（開放式空氣臭氧熏蒸系統），在8個楊樹人工林樣地分別安裝8根180cm的微根管，安裝時選擇以45°傾角埋入。
微根管安裝完畢后，在經歷了約2個月的平衡期后，進行圖像采集。
選取部分采集的圖像如下（偶遇小蟲一只）：
使用原位根系分析軟件進行分析，可獲得基本的形態學數據。
該基地位于延慶縣唐家堡村的城市與區域生態國家重點實驗室，由中國科學院生態環境研究中心馮兆忠研究員帶領環境變化生態效應研究組于2015年6月創建，占地60畝。目前，基地已有的開放式空氣控制熏蒸系統、開頂氣式熏氣罩、擴散管長期大氣采樣系統等先進實驗平臺。當前該基地主要用于研究性大氣環境變化，如地表臭氧、氮沉降增加、干旱、氣溫升高等單因子或復合因子對農林生態系統服務功能的影響。
北京易科泰生態技術公司提供根系觀測研究技術全面解決方案：
- MiniRhizotron微根窗技術根系觀測系統方案，包括根系與土壤水分同步監測技術方案
- Rhizotron根窗技術原位（in-situ）根系表型成像分析技術方案，包括RGB掃描成像分析技術、Specim高光譜成像分析技術、根系生長環境監測技術（土壤水、溫度、光源、O2等環境因子監控）
- PlantScreen全自動高通量根系表型成像分析系統（RGB成像技術）
- Specim高光譜根系掃描成像分析系統（ex-situ技術，洗根后掃描成像分析）
- SisuCHEMA高光譜成像分析系統
- ScieTrace LIBS根系元素分布分析系統
左圖為不同直徑細根高光譜成像反射光譜；右圖為不同濃度Cu2+溶液處理蠶豆幼苗根橫切面LIBS元素分布分析結果（a,b,c,d），e）為樣品區特征譜線，f）Cu2+濃度降低其對應譜線強度也依次降低。