日前，北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司的技術(shù)工程師在延慶野外實(shí)驗(yàn)與示范基地為中科院生態(tài)環(huán)境研究中心順利安裝了一套根系生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)的安裝和運(yùn)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(tài)變化，極大增強(qiáng)了課題組地下生態(tài)學(xué)研究的實(shí)力。

    根系生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)采用了根系觀測經(jīng)典的微根管技術(shù)，也稱微根窗技術(shù)。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(jīng)歷一段平衡期后，進(jìn)行采集：定期把圖像采集設(shè)備（通常為具有放大倍數(shù)的或者高清的數(shù)碼相機(jī)）伸到根管里拍攝圖像。

    借助專業(yè)的原位根系圖像分析軟件，獲得根系的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，例如根長、直徑、面積、體積等。微根管技術(shù)是細(xì)根研究的經(jīng)典方法。微根管技術(shù)大的優(yōu)點(diǎn)是在不干擾細(xì)根生長過程的前提下,能多次監(jiān)測單個細(xì)根從出生到死亡,也能記錄細(xì)根的生長、生產(chǎn)和物候等特征,是估計生態(tài)系統(tǒng)地下碳分配和碳平衡研究的有效方法（史建偉等，2006）。

    該系統(tǒng)的安裝培訓(xùn)包含微根管的安裝以及設(shè)備及軟件的演示培訓(xùn)。安裝地點(diǎn)選在O3-Faces圈內(nèi)（開放式空氣臭氧熏蒸系統(tǒng)），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(jīng)歷了約2個月的平衡期后，進(jìn)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(jìn)行分析，可獲得基本的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)。

    該基地位于延慶縣唐家堡村的城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，由中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心馮兆忠研究員帶領(lǐng)環(huán)境變化生態(tài)效應(yīng)研究組于2015年6月創(chuàng)建，占地60畝。目前，基地已有的開放式空氣控制熏蒸系統(tǒng)、開頂氣式熏氣罩、擴(kuò)散管長期大氣采樣系統(tǒng)等先進(jìn)實(shí)驗(yàn)平臺。當(dāng)前該基地主要用于研究性大氣環(huán)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(fù)合因子對農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響。

北京易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供根系觀測研究技術(shù)全面解決方案：

• MiniRhizotron微根窗技術(shù)根系觀測系統(tǒng)方案，包括根系與土壤水分同步監(jiān)測技術(shù)方案
• Rhizotron根窗技術(shù)原位（in-situ）根系表型成像分析技術(shù)方案，包括RGB掃描成像分析技術(shù)、Specim高光譜成像分析技術(shù)、根系生長環(huán)境監(jiān)測技術(shù)（土壤水、溫度、光源、O2等環(huán)境因子監(jiān)控）
• PlantScreen全自動高通量根系表型成像分析系統(tǒng)（RGB成像技術(shù)）
• Specim高光譜根系掃描成像分析系統(tǒng)（ex-situ技術(shù)，洗根后掃描成像分析）
• SisuCHEMA高光譜成像分析系統(tǒng)
• ScieTrace LIBS根系元素分布分析系統(tǒng)

    左圖為不同直徑細(xì)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(jié)果（a,b,c,d），e）為樣品區(qū)特征譜線，f）Cu2+濃度降低其對應(yīng)譜線強(qiáng)度也依次降低。