干旱半干旱区不同环境因素对灌木群落土壤呼吸影响研究进展

骆翔宇++孙紫英

摘 要：土壤呼吸作为陆地生态系统中进行碳循环的非常重要的内容，同时也是调节全球气候极为关键的过程。而干旱半干旱区作为陆地生态系统中的一个重要组成部分，对其进行土壤呼吸影响因素的研究，对于了解干旱半干旱区的碳循环过程有着非常重要的意义。探究影响土壤呼吸的各类因素，对准确评估全球陆地生态系统内的碳元素收支平衡有着非常重要的科研价值。同时，对全球气候的改变也有着一定的指导作用。

关键词：土壤呼吸；干旱半干旱区；环境因素；灌木群落；研究展望

中图分类号：S154 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161033219

前言

以全球气候变暖为主题的气候变化已经得到了人们的广泛关注，而对与其有着密切联系的碳循环机制展开研究已经成为当前生态学家的研究重点内容。土壤呼吸作为陆地碳循环中的重要组成，是将土壤碳输送至大气中的主要途径。

1 土壤呼吸概述

土壤呼吸是指土壤中二氧化碳随着浓度梯度的不同，由土壤内部不断向大气中进行扩散的过程，二氧化碳是由微生物呼吸以及根系呼吸所产生，可以在一定程度上对微生物活性以及土壤的物质代谢能力有所反应，同时也是土壤质量和肥力的重要指标。该指标和土壤的湿度、结构、温度、质地、植被生物量等有着密切关系。而干旱地区降水稀少、植被覆盖率低、土壤肥力低，因此土壤呼吸强度和变化规律主要受到水分和土壤碳源等的限制[1]。

2 非生物因子

影响土壤呼吸的非生物因子主要包括温度、土壤水分、降水以及土壤质地和有机质等。其中温度作为调节与控制众多生态学过程一个重要因素，同时也是对土壤呼吸有着决定性的影响因子。通过大量的研究结果表明，在一定的温度条件内，土壤温度和呼吸强度存在明显的正相关，而且温度是与其他因子一同作用于土壤呼吸。土壤水分则是对二氧化碳通量有所影响的重要因素，对与土壤呼吸有着紧密联系的植被生长、根系的分布以及微生物活性等起着控制作用，大量的研究结果显示，土壤呼吸由于水分造成的影响有着不确定性和复杂性，生态系统的不同直接导致土壤水分和呼吸间存在着不相关、正相关以及负相关关系。目前，温度和水分协同作用也得到了愈来愈多的重视，在较干旱区域，土壤呼吸通常受到水分与温度的共同作用。诸多研究结果显示，干旱半干旱生态系统，即便是极少的降水也会对土壤生化造成极大的影响，降水可以对土壤中微生物活性产生极大的促进作用，从而使土壤呼吸速率得到极大的提高。在土壤和大气间的碳循环中，有机质分解和植被呼吸产生的碳是支撑该系统碳循环主要的变量，研究结果显示，土壤呼吸和土壤组成有着密切关系，不同有机质成分对土壤呼吸有着明显的不同[2]。

3 生物因子

植物光合作用会促进土壤呼吸，植被生物量和土壤呼吸呈现密切的正相关，光合作用是进行碳储存与循环控制的重要因素。土壤微生物受环境影响较大，外界环境的微小变化对微生物在数量与活性上均会造成极大的改变，而且温度和水分也会对微生物活性造成很大的影响。叶面积指数作为显示植被光合能力的一个重要的指标，其和土壤呼吸有着极为密切的关系，二氧化碳日通量平均值和叶面积指数以及生物量变化趋势呈现一致性，并存在着明显的正相关。此外，草地生态系统内存在的凋落物具有缓解土壤二氧化碳排放的作用[3]。

4 结语

综上所述，通过对土壤呼吸的影响因素加以分析，可以对全球气候变暖的控制有所帮助，对今后改善气候环境有着极为重要的意义。而干旱半干旱区又是陆地生态中极为重要的组成部分，占据着陆地表面面积的40%以上，同时，干旱半干旱区还是一种极为脆弱的生态环境，通过研究干旱半干旱土壤呼吸对气候变化机制的影响，以及对碳元素收支平衡的估计，可以更加清楚地了解碳元素在生态系统中的循环过程，同时对揭示失踪碳汇的疑问也有着极为重要的帮助作用。

参考文献

[1]邹慧，高光耀，傅伯杰.干旱半干旱草地生态系统与土壤水分关系研究进展[J].生态学报，2016，11（11）：3127-3136.

[2]高琼，刘婷.干旱半干旱区草原灌丛化的原因及影响—争议与进展[J].干旱区地理，2015，6（6）：1202-1212.

[3]刘斌，鲁绍伟，高东，等.物理性环境因素对淮北地区杨树人工林土壤呼吸的影响[J].西部林业科学，2014，6（6）：148-153.