干旱半干旱區(qū)不同環(huán)境因素對灌木群落土壤呼吸影響研究進(jìn)展

駱翔宇++孫紫英

摘 要：土壤呼吸作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行碳循環(huán)的非常重要的內(nèi)容，同時也是調(diào)節(jié)全球氣候極為關(guān)鍵的過程。而干旱半干旱區(qū)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，對其進(jìn)行土壤呼吸影響因素的研究，對于了解干旱半干旱區(qū)的碳循環(huán)過程有著非常重要的意義。探究影響土壤呼吸的各類因素，對準(zhǔn)確評估全球陸地生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的碳元素收支平衡有著非常重要的科研價值。同時，對全球氣候的改變也有著一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：土壤呼吸；干旱半干旱區(qū)；環(huán)境因素；灌木群落；研究展望

中圖分類號：S154 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161033219

前言

以全球氣候變暖為主題的氣候變化已經(jīng)得到了人們的廣泛關(guān)注，而對與其有著密切聯(lián)系的碳循環(huán)機(jī)制展開研究已經(jīng)成為當(dāng)前生態(tài)學(xué)家的研究重點內(nèi)容。土壤呼吸作為陸地碳循環(huán)中的重要組成，是將土壤碳輸送至大氣中的主要途徑。

1 土壤呼吸概述

土壤呼吸是指土壤中二氧化碳隨著濃度梯度的不同，由土壤內(nèi)部不斷向大氣中進(jìn)行擴(kuò)散的過程，二氧化碳是由微生物呼吸以及根系呼吸所產(chǎn)生，可以在一定程度上對微生物活性以及土壤的物質(zhì)代謝能力有所反應(yīng)，同時也是土壤質(zhì)量和肥力的重要指標(biāo)。該指標(biāo)和土壤的濕度、結(jié)構(gòu)、溫度、質(zhì)地、植被生物量等有著密切關(guān)系。而干旱地區(qū)降水稀少、植被覆蓋率低、土壤肥力低，因此土壤呼吸強(qiáng)度和變化規(guī)律主要受到水分和土壤碳源等的限制[1]。

2 非生物因子

影響土壤呼吸的非生物因子主要包括溫度、土壤水分、降水以及土壤質(zhì)地和有機(jī)質(zhì)等。其中溫度作為調(diào)節(jié)與控制眾多生態(tài)學(xué)過程一個重要因素，同時也是對土壤呼吸有著決定性的影響因子。通過大量的研究結(jié)果表明，在一定的溫度條件內(nèi)，土壤溫度和呼吸強(qiáng)度存在明顯的正相關(guān)，而且溫度是與其他因子一同作用于土壤呼吸。土壤水分則是對二氧化碳通量有所影響的重要因素，對與土壤呼吸有著緊密聯(lián)系的植被生長、根系的分布以及微生物活性等起著控制作用，大量的研究結(jié)果顯示，土壤呼吸由于水分造成的影響有著不確定性和復(fù)雜性，生態(tài)系統(tǒng)的不同直接導(dǎo)致土壤水分和呼吸間存在著不相關(guān)、正相關(guān)以及負(fù)相關(guān)關(guān)系。目前，溫度和水分協(xié)同作用也得到了愈來愈多的重視，在較干旱區(qū)域，土壤呼吸通常受到水分與溫度的共同作用。諸多研究結(jié)果顯示，干旱半干旱生態(tài)系統(tǒng)，即便是極少的降水也會對土壤生化造成極大的影響，降水可以對土壤中微生物活性產(chǎn)生極大的促進(jìn)作用，從而使土壤呼吸速率得到極大的提高。在土壤和大氣間的碳循環(huán)中，有機(jī)質(zhì)分解和植被呼吸產(chǎn)生的碳是支撐該系統(tǒng)碳循環(huán)主要的變量，研究結(jié)果顯示，土壤呼吸和土壤組成有著密切關(guān)系，不同有機(jī)質(zhì)成分對土壤呼吸有著明顯的不同[2]。

3 生物因子

植物光合作用會促進(jìn)土壤呼吸，植被生物量和土壤呼吸呈現(xiàn)密切的正相關(guān)，光合作用是進(jìn)行碳儲存與循環(huán)控制的重要因素。土壤微生物受環(huán)境影響較大，外界環(huán)境的微小變化對微生物在數(shù)量與活性上均會造成極大的改變，而且溫度和水分也會對微生物活性造成很大的影響。葉面積指數(shù)作為顯示植被光合能力的一個重要的指標(biāo)，其和土壤呼吸有著極為密切的關(guān)系，二氧化碳日通量平均值和葉面積指數(shù)以及生物量變化趨勢呈現(xiàn)一致性，并存在著明顯的正相關(guān)。此外，草地生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)存在的凋落物具有緩解土壤二氧化碳排放的作用[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對土壤呼吸的影響因素加以分析，可以對全球氣候變暖的控制有所幫助，對今后改善氣候環(huán)境有著極為重要的意義。而干旱半干旱區(qū)又是陸地生態(tài)中極為重要的組成部分，占據(jù)著陸地表面面積的40%以上，同時，干旱半干旱區(qū)還是一種極為脆弱的生態(tài)環(huán)境，通過研究干旱半干旱土壤呼吸對氣候變化機(jī)制的影響，以及對碳元素收支平衡的估計，可以更加清楚地了解碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)過程，同時對揭示失蹤碳匯的疑問也有著極為重要的幫助作用。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒慧，高光耀，傅伯杰.干旱半干旱草地生態(tài)系統(tǒng)與土壤水分關(guān)系研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報，2016，11（11）：3127-3136.

[2]高瓊，劉婷.干旱半干旱區(qū)草原灌叢化的原因及影響—爭議與進(jìn)展[J].干旱區(qū)地理，2015，6（6）：1202-1212.

[3]劉斌，魯紹偉，高東，等.物理性環(huán)境因素對淮北地區(qū)楊樹人工林土壤呼吸的影響[J].西部林業(yè)科學(xué)，2014，6（6）：148-153.