干旱半干旱區不同環境因素對灌木群落土壤呼吸影響研究進展

駱翔宇++孫紫英

摘 要：土壤呼吸作為陸地生態系統中進行碳循環的非常重要的內容，同時也是調節全球氣候極為關鍵的過程。而干旱半干旱區作為陸地生態系統中的一個重要組成部分，對其進行土壤呼吸影響因素的研究，對于了解干旱半干旱區的碳循環過程有著非常重要的意義。探究影響土壤呼吸的各類因素，對準確評估全球陸地生態系統內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作用。

關鍵詞：土壤呼吸；干旱半干旱區；環境因素；灌木群落；研究展望

中圖分類號：S154 文獻標識碼：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得到了人們的廣泛關注，而對與其有著密切聯系的碳循環機制展開研究已經成為當前生態學家的研究重點內容。土壤呼吸作為陸地碳循環中的重要組成，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，由土壤內部不斷向大氣中進行擴散的過程，二氧化碳是由微生物呼吸以及根系呼吸所產生，可以在一定程度上對微生物活性以及土壤的物質代謝能力有所反應，同時也是土壤質量和肥力的重要指標。該指標和土壤的濕度、結構、溫度、質地、植被生物量等有著密切關系。而干旱地區降水稀少、植被覆蓋率低、土壤肥力低，因此土壤呼吸強度和變化規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、降水以及土壤質地和有機質等。其中溫度作為調節與控制眾多生態學過程一個重要因素，同時也是對土壤呼吸有著決定性的影響因子。通過大量的研究結果表明，在一定的溫度條件內，土壤溫度和呼吸強度存在明顯的正相關，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，大量的研究結果顯示，土壤呼吸由于水分造成的影響有著不確定性和復雜性，生態系統的不同直接導致土壤水分和呼吸間存在著不相關、正相關以及負相關關系。目前，溫度和水分協同作用也得到了愈來愈多的重視，在較干旱區域，土壤呼吸通常受到水分與溫度的共同作用。諸多研究結果顯示，干旱半干旱生態系統，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生極大的促進作用，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中，有機質分解和植被呼吸產生的碳是支撐該系統碳循環主要的變量，研究結果顯示，土壤呼吸和土壤組成有著密切關系，不同有機質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土壤呼吸，植被生物量和土壤呼吸呈現密切的正相關，光合作用是進行碳儲存與循環控制的重要因素。土壤微生物受環境影響較大，外界環境的微小變化對微生物在數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。葉面積指數作為顯示植被光合能力的一個重要的指標，其和土壤呼吸有著極為密切的關系，二氧化碳日通量平均值和葉面積指數以及生物量變化趨勢呈現一致性，并存在著明顯的正相關。此外，草地生態系統內存在的凋落物具有緩解土壤二氧化碳排放的作用[3]。

4 結語

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，對今后改善氣候環境有著極為重要的意義。而干旱半干旱區又是陸地生態中極為重要的組成部分，占據著陸地表面面積的40%以上，同時，干旱半干旱區還是一種極為脆弱的生態環境，通過研究干旱半干旱土壤呼吸對氣候變化機制的影響，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系統中的循環過程，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

[1]鄒慧，高光耀，傅伯杰.干旱半干旱草地生態系統與土壤水分關系研究進展[J].生態學報，2016，11（11）：3127-3136.

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

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