基于长期自动微根成像的温带草原根系生长动态与环境驱动机制

《Journal of Experimental Botany》：High Frequency Minirhizotron Observations Reveal Diel Patterns of Root Growth Under Water Stress

　　

摘要

植被的生长与死亡不仅控制着活生物量中储存的碳量，还影响着大气与土壤（最大的陆地碳库）之间的碳流动。然而，关于地下生长动态的长期野外数据集非常稀少。目前对于根系生长模式与环境、碳和水资源的变化以及植物内部生理机制之间的关系了解不足，这些方面既包括季节性变化，也包括昼夜变化。我们使用自动化的微根辐射仪对温带草原中的根系进行了成像，并每天自动两次测量根长密度（RLD），持续了九个月的时间。从冬季到秋季，我们在每张图像中都观察到了根系生长，但到了季节后期，根长密度的净变化（反映根系的净更新率）变得更为显著。根系几乎全天都在生长，除了春季的一个月左右的时间段，那时根系仅在白天生长。这一时期没有降雨，土壤湿度迅速下降，但尚未达到最低点。我们讨论了整体和短期生长模式的潜在原因，特别是生长驱动因素的变化——从内部储存转向新的光合产物，或者在水资源（包括土壤湿度和降雨量）变化的环境条件下所受到的限制。