土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响

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1、土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响土壤呼吸是指土壤释放CO2的过程，主要是由微生物氣化冇机物和根系呼吸产生，W冇极少的部分來白于土壤动物的呼吸和化学氧化土壤生物活性和土壤肥力乃至透气性的指标受到重视I通景(flux)是物理学的用语，是指单位时叫内通过一定血积输送的能景和物质等物理景的数量。二鉍化碳通S就是一定时间通过一定而积的二鉍化碳的S。土壤作为一个巨大的碳库(11394X1018gC[12])，是大气CO2的i要的源或汇，其通量(约68±4X1015gC?a[13])如此巨人(燃料燃烧毎年释放约512X1015gC[14]),使得即使较微的变化也会引起人气屮CO2浓度

2、的明显改变。因此，在土壤呼吸的研究中,CO2通fi的精确测定已成为I•分迫切的问题。土壤呼吸影响因素：土壤温度，湿度，透气性，旮机质含景，牛.物，植被及地表覆盖，土地利用，施肥，PH,风速，其他因素。诸如单宁酸[25]、可溶性有机物(DOM)中的低分了•化合物(LMW)[62]等都对十壤C02释放速率有显著的影响.，，，采伐，火烧，有关生物过程的影响绝大部分的CO2是山于土壤中的生物过程产生的。土壤呼吸的实质是土壤微牛.物、土壤无脊椎动物和植物根系呼吸的总和地表凋落物作为土壤有机质的主耍來源以及作为影响地表环境条件——如温度、湿度等因了•对土壤呼吸也产生显著作川土壤呼吸与土壤温

3、度、水分含量之间的关系在土壤水分含量充妃、不成为限制W素的条件下土壤呼吸与土壤温度呈正相关(表1)［4,15,19,21，25〜32］。而在水分含量成为限制因子的干旱、半干旱地区，水分含量和温度共同起作用［18,3抑制作用的影响0前己奋文献表明对根系和微生物呼吸的抑制作川在土壤空气CO2浓度较商时会发屯这也就意味着在人气CO2浓度升高时，土壤呼吸也会受到抑制。土壤呼吸随纬度的变化从I冬13呵知，土壤呼吸量随着纬度的增加Ifij逐渐降低，可得到一拟合方程：y=1586e-010237x(R2=0147)⑴其中，y为上壤呼吸量,x为纬度温度与土壤呼吸的关系最终得到全球尺度卜温度对十

4、壤呼吸的影响人小的尺度——Q1()位。Q10位表示温度每升高10度，土壤呼吸速率增加的倍数［45-46］得到了全球森林梢被的土壤呼吸速率与年均温的关系，EIJ:y=349166c010449x(R3=0147)⑶其屮，7为呼吸速率，x为年均温。得到了全球范围的Q10值=1157。与已报道的各样点的Q10值相比全球尺度下的Q10值较低，也就是就，随温度的上升，呼吸速率的增加较慢一些土壤呼吸的测量方法问题及其影响。测量方法可以分为直接测量和间接测景法［51］。直接测景法屮乂包拈静态法和动态法［52］。其中，由于实际工作中具体条件的限制，FI前采用较为广泛的是静态法。CO2的具体测f

5、i技术又冇碱吸收法和红外吸收法。全球变化与土壤呼吸的关系低纬度地区温度变化较慢，高纬度地区则变化较快，同吋表1则显示了温度与土壤呼吸速率之间相当明域的对应关系，而土壤呼吸则足在低纬度地区变化较快，高纬度地区则变化较慢，这种不一致可能是凋落物的生成量和分解速率共M作用造成的凋落物量与纬度有很好的线性关系113,24K而分解速率则在温度较尚吋快，温度低吋变化慢，从而使土壤呼吸速率与纬度关系形成指数式变化，这也是高纬度地区土壤冇机碳得以积累的原因。今P工作的逑议实验方法冇缺陷人多数的工作进行在温带地区，而热带和寒带的数据很少干旱地区工作极少，与其所占的陆地而积十分不称。推算过程屮，均

6、没有考虑各地小气候的作用土壤呼吸作用和全球碳循环土壤呼吸作川足全球碳循环屮一个主要的流通途径，导致土壤碳以C02形式流向人气圈。全球土壤中碳贮存虽的增加冇助于缓和人为C02的进一步释放，而土壤C02的流失则显著地加剧大气CO2的升菇和增强温室效戍。土壤呼吸作用土壤呼吸作用，严格意义上讲是指未受扰动的土壤中产生C02的所有代谢作用［5］，包括3个生物学过程（植物根呼吸、土壤微生物呼吸及土壤动物呼吸）和一个非生物学过程（含碳物质的化学氧化作用）。所以土壤呼吸的变化能显著地减缓或加剧人气屮CO2的增加，进而影响气候变化。全球变暖将冇利于增强土壤呼吸，释放岀更多的C02,又进一步加剧丫

7、全球变暖的趋势。我们应该认识到土壤呼吸作用的全球通量是人的，也应当明白，在人类干预之前陆地植物和土壤吸入与呼岀的碳是接近平衡的，然而正是由于仅括土壤破坏在内的人类活动所产生的C02,对大气C02浓度的上升和可能的全球变暖起着重要的作用。更好地理解土壤呼吸作用和它的各个环节，特别是控制土壤冇机质分解作用的因素极为关键。这样，汴有助于我们作出有关土壤碳变化速率和变化方向的正确评估，H前的测定方法主要有：静态气室法，密闭或敞开系统的动态气室法，C02浓度梯度法和微气象法。浄初级生产力（NPP）则是