研究土壤呼吸各个组分对土壤总呼吸的贡献是定量评价植物和土壤碳平衡及能量平衡的重要基础。目前区分土壤有机质分解呼吸和根呼吸的方法主要有成分综合法、壕沟法、根分离法、林隙法、根生物量外推法、同位素法,区分纯根呼吸和根际微生物呼吸的方法有同位素稀释法、模拟根际沉降物法1、4CO2动态法、根系分泌物洗涤法、1δ3C微生物量法及一些非同位素法的联合。土壤呼吸各组分区分研究中,区分纯根呼吸和根际微生物呼吸将是未来研究的一个重大课题,区分方法的改进、完善和创新,不同区分方法间的比较研究将是未来研究的一个重要方向。

运用Li-8150土壤CO2排放通量全自动测量系统,对东北林业大学哈尔滨实验林场白桦人工林土壤各组分呼吸通量的昼夜变化进行观测和研究,探讨各组分呼吸通量昼夜变化特征、月际变化特点和温度敏感性。结果表明:各组分呼吸通量均呈单峰昼夜变化特征;枯枝落叶呼吸通量昼夜内波动幅度远大于矿质土壤,尤其在春秋两季;根呼吸昼夜内波动幅度在5和10月份较大,其他月份较小;昼夜内各组分呼吸通量占土壤呼吸总通量的比例有波动,枯枝落叶和根呼吸通量的波动均表现出春秋两季较大、夏季较小的特点,矿质土壤则有相反的变化特点;各组分呼吸通量昼夜均值表现出显著的月际变化特点,与温度的月际变化正相关;各组分呼吸通量占土壤呼吸总通量的...

【目的】探讨不同耕作方式对冬小麦农田土壤呼吸组分及碳平衡的影响,比较不同耕作方式下农田的碳汇强度。【方法】试验于2006-2008年冬小麦生长季进行,共设3个处理:翻耕(CT)、旋耕(RT)、免耕(NT),采用静态箱法测定农田土壤CO2的排放速率,同时利用根去除法区分根系对土壤呼吸的贡献率,通过计算净生态系统生产力(NEP),来判断不同耕作方式下农田碳汇强度。【结果】耕作方式对冬小麦农田土壤CO2排放具有显著影响,且表现出明显的季节性排放特征,即先下降再升高,其中排放最低值出现在冬小麦越冬期。整个小麦生育期间农田CO2平均排放速率表现为翻耕>旋耕>免耕,其中根系呼吸所占比例平均为翻耕26.18...

【目的】探讨干旱区灌溉方式及施肥措施对棉花生长季农田土壤呼吸速率及碳平衡的影响,比较不同管理措施对棉田土壤碳汇强度的影响。【方法】设置滴灌和漫灌两种灌溉方式,在棉花生育期每种灌溉方式设有机肥(OM)、氮磷钾化肥(NPK)、氮磷钾化肥与有机肥配施(NPK+OM)3种施肥处理,以不施肥处理为对照(CK),采用LI-8100土壤碳通量测定仪测定农田土壤呼吸速率,利用根去除法区分根系对土壤呼吸的贡献率,通过计算净生态系统生产力(NEP),分析不同灌溉方式及施肥措施下农田土壤碳汇强度。【结果】不同灌溉方式及施肥措施下农田土壤呼吸速率的季节变化随气温变化均呈先升高后降低的趋势,在7月中旬达到峰值,10月中...

草地生态系统在区域气候变化及全球碳循环中扮演着重要的角色,草地土壤呼吸的区分是定量评价草地植被和土壤碳平衡的基础,有助于理解和预测草地生态系统对气候变化的响应。文章中论述了稳定碳同位素13C和放射性碳同位素14C在草地土壤呼吸区分中的应用。用于区分土壤微生物呼吸和根呼吸的方法主要有:13C自然丰度法、FACE实验法、13C脉冲标记法;用于区分纯根呼吸和根际微生物呼吸的方法主要有:同位素稀释法、模拟根际沉积物法、14CO2动态模型法、根系分泌物洗涤法。碳同位素法几乎不对草地土壤和植物根系产生干扰,可提高对土壤呼吸各组分的测算精度,在区分草地土壤微生物呼吸、纯根呼吸和根际微生物呼吸等组分方面有较大...

区分草原土壤呼吸的主要目的在于准确估算草原生态系统土壤碳蓄积和碳源、汇潜力,为预测气候变化提供科学依据。论文主要论述了稳定同位素13C在草原土壤呼吸区分方面的应用。主要在以下几个方面进行了阐述:①碳同位素区分土壤呼吸的两种主要标记方法——脉冲标记法和持续标记法,其中脉冲标记法包括单次脉冲标记法和重复脉冲标记法,持续标记法包括FACE实验标记法和13C自然丰度标记法,也介绍了利用核爆产生的14C标记;②应用碳稳定同位素区分土壤呼吸的理论依据和计算方法;③土壤呼吸稳定同位素组成的取样方法和测定,包括静态箱-Keeling Plot法、静态箱平衡状态法和动态箱连接红外分析仪法等;④指出了减小静态箱-...

【目的】研究大兴安岭冻土区兴安落叶松林火烧迹地不同火烧木管理方式对土壤呼吸速率及组分的影响,探讨土壤呼吸与土壤温度和含水率的相关性,旨在为火烧后森林恢复与重建提供理论依据。【方法】以寒温带冻土区兴安落叶松林2009年火烧迹地为对象,使用LI-8100土壤呼吸速率测定系统,于2016和2017年生长季观测土壤呼吸速率,同时测定10 cm深处土壤温度和含水率季节变化,比较不同火烧木管理样地(火烧木皆伐,2009C;火烧木择伐,2009S;火烧木未伐,2009N)与对照样地(未火烧未采伐,2009CK)的土壤温度和含水率变化对土壤呼吸速率的影响。【结果】观测期内,4类样地土壤呼吸速率(R_S)与土壤异养呼吸速率(R_H)表现为2009S>2009N>2009CK>2009C;土壤自养呼吸速率(R_A) 2016年表现为2009N>2009S>2009CK>2009C,2017年表现为2009CK>2009N>2009S>2009C。4类样地均呈土壤异养呼吸速率贡献率(C_H)大于自养呼吸速率贡献率(C_A)。C_A在对照样地最大(23.75%),在火烧木皆伐样地最小(16.04%),表现为2009CK>2009N>2009S>2009C。4类样地R_S及其组分与10 cm深处土壤温度(T_(10))极显著正相关(P0.05)。火烧木皆伐会降低R_S及其组分,且2009C样地的土壤R_A显著低于2009CK(P

【目的】研究地上、地下枯落物输入变化对土壤呼吸及其组分的影响,为滇中高原云南松林土壤碳库管理提供数据参考。【方法】在云南玉溪磨盘山的云南松林内,基于枯落物添加和去除实验(DIRT, Detritus input and removal treatments),测定6种处理(对照(CK)、双倍枯落物(DL)、去除枯落物(NL),去除有机层和A层上部(O/A-Less)、去除根系(NR)和无输入(NI))林地的土壤呼吸及土壤温湿度,分析不同处理林地的土壤呼吸、土壤呼吸组分及其与具有该组分的林地土壤呼吸之间的关系。【结果】1)观测期内,不同处理、不同月份间土壤呼吸速率差异极显著(P <0.01),不同处理土壤呼吸速率以7月最高,3月最低,不同处理对土壤温湿度无显著的影响。2)基于DIRT处理的土壤呼吸组分估算结果显示,根系对土壤总呼吸的年贡献分别为33.65%和48.40%,枯落物层对土壤总呼吸的年贡献分别为14.49%、29.95%、19.86%、28.82%;通过单因素线性和非线性模型对不同估算方式得到各组分的分析结果显示,RR2(根系呼吸)、LR4(枯落物层呼吸)和MR(土壤有机质呼吸)分别最能代表云南松林地根系、枯落物层和土壤有机质的呼吸速率,其对土壤总呼吸的贡献分别为48.30%、28.76%、38.79%。【结论】改变枯落物输入对林地土壤呼吸及各呼吸组分产生了显著影响,且由于枯落物输入的不同,各呼吸组分受其影响程度也不同。

采用挖壕法测定无根和有根样地的土壤呼吸,确定太岳山油松人工林群落土壤呼吸中异养呼吸和根系自养呼吸的贡献率及其影响因子。结果表明:对照与挖壕样方土壤温度和湿度均呈显著的季节变化;2010和2011年土壤呼吸速率和异养呼吸速率均值分别为2.71和2.22μmol·m-2s-1,2010和2011年异养呼吸速率比土壤呼吸速率分别下降了13.7%和21.1%;2010—2011年土壤自养呼吸速率为0.01～0.89μmol·m-2s-1,自养呼吸速率均值为0.49μmol·m-2s-1,2年间自养呼吸速率贡献率为0.2%～37.7%,年均自养呼吸速率贡献率为20.2%;土壤呼吸速率、异养呼吸速率与土壤...

土壤呼吸是指土壤释放CO2的过程,它所释放出的CO2是生物圈向大气圈释放CO2的主要来源之一。土壤呼吸速率对温度变化的敏感性是陆地生态系统碳循环过程中一个十分重要的环节。由于许多大尺度碳循环模型中都涉及土壤呼吸的温度敏感性这一问题,因此对该问题的回答有助于提高对当前陆地生态系统碳通量的估算和对未来气候变化预测的准确性。本文就目前土壤呼吸速率对温度变化的敏感性的主要问题进行了综述,从温度、水分、呼吸底物的数量和质量、酶促反应动力学等几个不同的方面,概述了土壤呼吸温度敏感性的变异范围较大的原因,以及这些因素对土壤呼吸的温度敏感性影响的机理。土壤呼吸是酶促的化学反应,因此其温度敏感性不仅取决于呼吸底物的质量,同样也取决于底物的有效性。

【目的】研究大兴安岭地区兴安落叶松林土壤呼吸及其组分的特征以及与土壤温度、湿度两个影响因子之间的关系,为进一步阐明我国寒温带地区碳释放及其对地区气候的影响提供科学依据。【方法】使用LI-6400对大兴安岭北部5种主要类型兴安落叶松林(落叶松纯林、兴安杜鹃-落叶松林、杜香-落叶松林、白桦-落叶松林和樟子松-落叶松林)的土壤呼吸、呼吸组分及其影响因子进行测定分析。【结果】5种类型兴安落叶松林土壤总呼吸(RS)、异养呼吸(Rh)和根呼吸(Rr)都具有明显的单峰曲线季节动态,且峰值均出现在8月;平均RS波动在4.

以广西凭祥中国林业科学研究院热带林业实验中心第二代桉树人工纯林(PP2)及其与降香黄檀混交的混交林(MP2)为研究对象,采用壕沟法,利用LI-8100土壤呼吸测定系统,对两种林分土壤呼吸组分进行分离研究。结果表明:PP2和MP2土壤呼吸速率及其各呼吸组分季节变化与土壤5 cm处的温度季节变化相似,峰值出现在6—8月份,谷值出现在12月底至次年1月初,土壤呼吸速率与土壤含水量无关;PP2全年土壤总呼吸为1 147.41 g·m-2,比MP2(844.07 g·m-2)增加了26.44%,MP2的自养呼吸(RR)累积量(136.87 g·m-2)比PP2(506.72 g·m-2)降低72.99%...

【目的】确定不同降雨模式下土壤呼吸及其组分的响应差异及其原因，为精确预测和模拟全球变化背景下土壤碳循环的过程和陆地碳汇能力提供理论指导。【方法】对两年（2018—2019年）土壤呼吸及其组分（自养呼吸和异养呼吸）进行连续测量，并利用K-均值聚类分析对降雨进行分类，探究自然降雨过程对环境因子和土壤呼吸速率的影响。【结果】（1）土壤呼吸速率在长历时小雨、中历时小雨和短历时大雨下分别降低41.6%、36.3%和45.8%，异养呼吸速率分别降低60.5%、41.2%和85.1%；自养呼吸速率在长历时小雨和中历时小雨下分别降低了11.7%和30.0%，在短历时大雨下提高了72.5%。（2）异养呼吸对降雨的响应更快且雨后变化幅度更大。（3）降雨事件通过改变土壤湿度影响呼吸速率，土壤温度在降雨前后变化不显著。【结论】随着降雨强度增加或降雨持续时间的延长，土壤呼吸和异养呼吸受到的抑制效果愈发显著，且相较于自养呼吸，异养呼吸对降雨的响应更为敏感，降雨主要通过改变异养呼吸来影响土壤呼吸。

【目的】分析不同强度酸雨对湿地松人工林土壤总呼吸速率(R_s)及其组分(微生物异养呼吸速率R_h和根系自养呼吸速率R_a)的影响规律,进一步了解森林土壤呼吸过程,为酸沉降胁迫下的森林管理提供科学依据。【方法】以亚热带湿地松人工林为对象,采用壕沟法分离土壤呼吸组分,设置3种酸沉降水平(CK:pH 6.5、低酸LA:pH 4.5,强酸HA:pH 2.5),参照研究区降雨比例分次喷洒,运用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统原位测定土壤呼吸速率,同时测定土壤温湿度和土壤生化性质等指标。【结果】不同酸处理下,R_s、R_a和R_h均呈夏季高、冬季低的单峰模式,土壤温度是导致土壤呼吸季节变化的主要驱动因素;酸雨可显著降低R_s(P<0.05),LA和HA处理后分别降低25.83%和30.95%,其中,R_h分别降低29.60%和35.20%,R_a分别降低19.15%和23.40%,但这种抑制效应仅体现在生长季,非生长季LA可显著促进R_a(P<0.05);CK样地R_h在R_s中占比63.94%,LA和HA处理后该比例显著降低(P<0.05),同时R_a响应强度随酸雨增强而增加;R_s、R_h、R_a与土壤温度均呈极显著指数关系(P<0.01),酸处理后其温度敏感系数(Q_(10))均降低;土壤湿度与R_s、R_h、R_a在HA处理下极显著相关(P<0.01),土壤温湿度的协同作用极显著影响土壤呼吸速率(P<0.01);R_h变异主要与土壤脲酶、蔗糖酶、表层土壤总有机碳(TOC)含量和土壤pH有关,而R_a变异则主要与土壤脲酶、土壤温度和TOC有关,以上因素可共同解释R_s变异的83.9%。【结论】土壤总呼吸速率及各组分呼吸速率的季节变化特征相似,主要受土壤温度控制;酸雨造成土壤酸化,引发土壤酶、土壤有机碳含量显著变化或呈一定变化趋势,其共同作用导致R_h和R_a被抑制,进而显著降低R_s,土壤水热因子促使这种抑制效应在生长季更显著;R_h在R_s中的占比随酸雨强度增加而逐渐降低,但短期内R_h仍是R_s的主导组分。

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,在维持全球碳平衡中发挥着十分重要的作用。全球气候变暖会改变大气环流和全球水文循环,进而导致全球的降水格局发生变化,其最直接的影响就是改变土壤的水分状况,关于土壤水分状况对土壤呼吸的影响机理的研究对于预测未来土壤碳储量变化具有重要意义。本文总结了国内外关于土壤水分对土壤呼吸的影响方面的研究,系统分析了土壤水分是怎样影响土壤呼吸的各组成部分的,并简单介绍了土壤水分对Q10值的影响,最后针对当前相关研究存在的问题,对今后的研究方向加以展望。