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1、微根管技术简介,汇报人：王楚天,我将展示的不是我学到了什么，而是我是如何去学习的,如何快速了解一个全新的领域？ 阅读综述 如何快速了解一篇英文文献？ 阅读摘要,我的阅读思路 1.中文摘要：了解研究目的，熟悉专有名词 2.英文文献：了解研究方向，知晓研究动态 3.中文文献：了解国内进展，学习研究方法,1.从中文摘要中入门,细根(直径 2 mm)的周转在植物生态系统碳分配过程中具有重要意义. 已往细根周转研究主要采用根钻法、分室模型法和内生长法等. 这些方法由于不能直接观测到细根生长动态,导致细根周转估计不准确. 微根管法是一种非破坏性野外观察细根动态的方法.,史建伟，微根管在细根研究中的应用，应
2、用生态学报，2006,1.从中文摘要中入门,微根管可以比较精确地估计出细根长度、单位面积上根长密度、单位体积上根长密度、细根生长量、细根死亡量和细根周转等. 微根管是一个观察细根生长、衰老、死亡和分解过程的有效工具. 微根管观测精度主要取决于微根管安装的质量和数量、微根管取样间隔期和取样数量、微根管图像分析技术等.,史建伟，微根管在细根研究中的应用，应用生态学报，2006,1.从中文摘要中入门,微根管的使用： 1.微根管的安装 微根管选取：透明玻璃或塑料管.常用的管是圆形,也有方形管、膨胀管和压力板管.研究表明,不同材料的管对根的生长影响不同 安装方法：安装过程中关键性的一步是钻取非常直的管洞
3、.直洞既方便了管的安装,又使管与土之间的缝隙达到最小 安装的角度：近来微根管在多年生植物研究中最常用的角度是45,史建伟，微根管在细根研究中的应用，应用生态学报，2006,微根管的固定：微根管不稳定可能导致重复观察的数据出现误差 影响安装的因素：干粘土壤给钻洞带来较大阻力,湿粘土却使微根管外表面产生污点（聚碳酸脂，钢套） 安装后的管-土平衡：平衡期从几周到几个月或一年 （peach桃树）或更长的时间.一般认为,一年以上,根系才能正常生长于微根管周围的空间.Price和Hendrick研究发现7个月（北美枫香）就可达到平衡,1.从中文摘要中入门,史建伟，微根管在细根研究中的应用，应用生态学报，2
4、006,1.从中文摘要中入门,微根管的使用： 2 微根管图像收集及分析 图像采集间隔：取样间隔在2或3周,对Medicago sativa细根周转估计的准确性为97% 图像采集数量：估计一个处理区根长密度的最少管数是8个，大多数的研究在每小区使用6 8个管，每管取样的最小值,一般在30 50个之间 图像收集速度：由于土温变化影响根的生长和发育,而摄像头的光系统在管内的停留会改变管的温度,进而影响根的生长,史建伟，微根管在细根研究中的应用，应用生态学报，2006,1.从中文摘要中入门,微根管的使用： 3 微根管数据分析（重点也是难点） 基本单位：根长，长度/片、长度/管 （根长密度cm/cm2，
5、根表面积密度cm2/cm2） 体积单位：RLDv= L/(A DOF) L为在微根管图片中观察到的根长(m);DOF是田间深度(m). A为观察微根管图片面积(m2)，RLDV是单位体积根长密度 生物量转换：RBDv= (RLDi/ SRLi) 现存量、生产和周转：T= P/ Y T为细根周转速率(次/年);P为细根年产量(年长度产量或年生物量产量); Y为活细根现存量平均值(平均长度或平均生物量).,史建伟，微根管在细根研究中的应用，应用生态学报，2006,1.从中文摘要中入门,微根管研究实例分析：,史建伟，微根管在细根研究中的应用，应用生态学报，2006,1.从中文摘要中入门,史建伟，微根
6、管在细根研究中的应用，应用生态学报，2006,1.从中文摘要中入门,微根管法是一种非破坏性、可定点直接观察和研究植物根系的方法,为研究细根的生长、衰老、死亡、分解和再生长的过程提供了有效的工具,尤其适用于细根周转、寿命和分解等方面的研究。 但该技术不能直接测定单位面积的细根生物量、细根化学组成及细根周转对土壤碳和养分循环的影响,需要与土钻法结合 本文就运用微根管法对细根生物量、生产、周转和寿命等指标的研究方法进行了评述,李俊英，应用微根管法测定细根指标方法评述，生态学杂志，2007,1.从中文摘要中入门,可以以不同的倾斜角度安装，最常用的是45角安装管下端用橡皮帽封死,露出地面30cm左右的微
7、根管先用黑色胶布缠绕,以防光线进入,再用浅色胶布覆盖,并在顶端加盖密封,避免灰尘和水分进入管中 通过观察细根的颜色变化,了解细根的衰老、死亡和分解,从而估计出细根的寿命;也可以通过菌根侵染了解寄生和共生微生物;还可以进行不同处理试验研究,如施肥、灌溉、地上部分修剪、(Anderson et al.,2003)除草剂或杀虫剂等应用,以了解细根结构和功能的变化。,李俊英，应用微根管法测定细根指标方法评述，生态学杂志，2007,1.从中文摘要中入门,主要指标测定方法 生物量：以根表面积为基础 以根长和直径为基础 以比根长为基础 生产量测定：以根年长度产量为基础 以根现存生物量为基础 周转测定：周转率
8、=年细根生产量/活细根现存量平均值 周转率= 1/细根中值寿命 寿命测定：,李俊英，应用微根管法测定细根指标方法评述，生态学杂志，2007,2.从英文文献中寻找方向,主要研究方向： 对CO2浓度升高的响应：2篇 对水分条件的响应：2篇 其他环境条件：4篇（耕作模式、试验性冻土） 基础性研究：3篇（根系周转、根系寿命） 其他方向：4篇（不同植被类型、入侵物种监测、根菌真菌、物种竞争、）,2.从英文文献中寻找方向,落叶林细根生产对大气C02升高的主要响应,细根生产和周转是环境生物化学循环的重要调节因子和全球气候变化的主要响应组成。在一个冠幅封闭的落叶枫香林中进行了开放式空间C02浓度增高试验，通过
9、微根分析进行了近乎连续6年的根系生长和凋亡的数据。,550ppm CO2浓度试验点是对照点年细根生产量的两倍多。上述响应是22%持续增长的净初级生产率的重要组成。年细根死亡量与年生长量是匹配的，而细根平均生存时间随CO2升高并未改变，但是盛夏时，细根现存量峰值在C02升高的处理中显著较高，特别是在深层土壤中。,2.从英文文献中寻找方向：对CO2浓度升高的响应,落叶林细根生产对大气C02升高的主要响应,CO2优先分配于细根中，使得植物有更快的根系周转率。而不是分配到stemwood（茎材），通过提高生物质碳汇（carbon sequestration in biomass）中的C02，以减小CO
10、2长期升高的可能性。,然而，土壤中细根碳储量我们不能排除，并且这部分碳可能对更大尺度和更深层次根系系统有益处。根系动态可以解释不同生态系统对大气CO2升高响应的差异，因此，精确估算全球气候变化下的森林碳通量carbon flux和碳储量必须经由这些看不见且难以测量的因子。,成熟落叶林树木的细根（生长）对空气CO2浓度增高的响应,1：大气CO2浓度升高将增加地下C分配，特别是细根生产量，通常被重点关注。然而，树木对上述情况的响应主要利用年轻的扩张性（森林生态）系统来研究，而晚期的连续性（森林生态）系统则达到了较稳定阶段，地上、地下部分均（增加）非常有限。 2：在欧洲中部一个典型的近自然林SCC成
11、熟落叶林（100年林龄）试验林场，通过7年的空气C022增加，我们评估了C02浓度升高是否影响了细根生物量、细根扩张和细根C、N含量。 3：在5至6年的CO2增加后，两种测量方法生物量碳均有相似的减少。直径小于1毫米活细根减少了30%当C02升高后。在7年的试验里，当细根生物量达到高峰期的时候，监测不到CO2的显著影响。新产生的细根中C、N含量不受C02增加的影响。暴露在CO2中的树体在降雨量减少的时期土壤水分显著减少。,2.从英文文献中寻找方向：对CO2浓度升高的响应,4：用13C同位素标记林冠增长使我们能够追踪新吸收的C02。6年后CO2增长了550ppm，C02升高的树体的新生细根中有5
12、1%的同位素标记CO2，揭示了很缓慢的根系周转和树体内新旧CO2很缓慢的混合。 5：CO2升高和合成土壤水分的存储下，树体水分消耗减少，可能导致树体减少细根数量，在未来CO2升高的环境里。 6：我们的研究和其他多年的研究表明：在较晚的连续性系统里，细根量可能不被影响甚至抑制CO2的升高，而不是被CO2升高而激增。,2.从英文文献中寻找方向：对CO2浓度升高的响应,2.从英文文献中寻找方向：对水分条件的响应,生态系统如何适应气候变化部分取决于单株树体如何从群落中获得养分。一个使用树木种子的研究提出如下假说：一些树种采取根系扩张来应对干旱胁迫总根系生物量比率很大而改变量很小。部分对成熟树体的研究也
13、得到了部分吻合的观点。净降水量位移试验（TDE）计算了多年内成熟落叶林水分输入量增加或降低了33%。地下部分的研究验证了对水资源可利用量下降响应的4种假说，（1）细根生物量的增长；（2）细根/树叶比率增加；（3）细根周转率的改变；（4）根系凋亡。19941998年根系伸张率的数据验证评估了第一至第三种假说。不同处理间净细根生产率差异非常小且并不显著。干旱处理中，根系生长较快的良好时期可以补偿较低根系生产量的时期。尽管达不到统计学上的显著性，但根系最高生产率和最高死亡率均出现在加湿处理中，并导致了最高的细根周转率。,水分条件改变对森林根系系统的影响,通过5年的实验，一个清晰的图片可以展示森林细根
14、系统对干旱胁迫的响应，尽管干旱胁迫还未出现在该森林生态系统中。我们的结果认为为了应对干旱胁迫，要么是净细根生产率的增加，要么是根冠比的增加。关于高根系周转率的一个可能解释是在加湿处理中根系周转率与氮和其他可利用养分间呈正相关，同时在越干旱的环境下明显的导致了林下凋落物固态养分的增加。这样的猜测需要进一步研究水分胁迫、可利用养分和碳固定效率等因素间的交互作用来验证。,土壤基质势 Soil matrix potential 由土壤基质（固体）的吸附力和毛管力造成的势能。,细根生长 Fine root growth,2.从英文文献中寻找方向：对水分条件的响应,2.从英文文献中寻找方向：对水分条件的响
15、应,2.从英文文献中寻找方向：其他环境条件,2.从英文文献中寻找方向：其他环境条件,2.从英文文献中寻找方向：其他环境条件,东北林，水曲柳、落叶松,2.从英文文献中寻找方向,基础性研究,2.从英文文献中寻找方向：更多应用,2.从英文文献中寻找方向：更多应用,2.从英文文献中寻找方向：更多应用,3.从中文文献中学习方法,3.从中文文献中学习方法：看学位论文设计自己的毕业试验,3.从中文文献中学习方法：看学位论文设计自己的毕业试验,4.致谢,感谢大家听完这个枯燥、乏味、满纸荒唐言的汇报，由于涉及领域太多，引用文献太杂，挂一漏万，多有不足。 感谢福州之行带来的收获，感谢有这个机会强迫自己看了大批量的
16、英文文献。希望今后有更多的机会接触更多、更前沿的领域，希望我的阅读思路可以给大家一丝借鉴。,This is not the end , Its just a beginning.,参会心得：从国际森林土壤会议到经济林年会,5.新的篇章,我依旧不会仅仅传播我个人浅薄的知识 我希望传递一种科研的精神,新的篇章 5.1福州国际森林土壤会议,5.新的篇章福州国际森林土壤会议,5.新的篇章福州国际森林土壤会议,5.新的篇章福州国际森林土壤会议,5.新的篇章三明野外科考站,5.新的篇章三明野外科考站,5.新的篇章三明野外科考站,5.新的篇章三明野外科考站,5.新的篇章三明野外科考站,5.新的篇章三明野外科考站,5.新的篇章三明野外科考站,5.新的篇章三明野外科考站,5.新的篇章三明野外科考站,5.新的篇章三明野外科考站,5.新的篇章三明野外科考站,5.新的篇章三明野外科考站,新的篇章 5.2南昌学术报告,5.新的篇章南昌学术报告,5.新的篇章南昌学术报告,5.新的篇章
