农田生态系统CO2 通量影响因素分析

孙大川

（唐山市农业科学研究院 河北 唐山 063000）

呼吸是生态系统碳循环的重要环节，生态系统呼吸释放的CO2是区域碳收支的重要部分，能显著影响生态系统的碳平衡[1～3]。植被与大气间CO2净交换及其对环境变化的影响正是全球CO2变化的研究热点。本文就农田生态系统的CO2循环及其影响因素进行了论述，并提出下一步有待解决的问题。

1 非生物因素

1.1 大气温度。大气温度的变化能够改变土壤水分含量及土壤氮素的矿化速率，进而对土壤呼吸产生一定的影响，进一步影响整个农田生态系统CO2通量的变化。

1.2 土壤水分。在农田生态系统中，土壤水分能够通过影响作物根系分布状况、根系呼吸、土壤微生物组成、土壤通透性等，从而影响土壤的呼吸，进而影响到整个农田生态系统的CO2通量变化[4]。

1.3 光照。光照是植物进行光合作用的主要限制因子，而光合作用是植物吸收CO2释放O2的主要手段，因此光照对调节农田生态系统CO2循环具有极其重要的意义。

1.4 干旱化。已有研究表明，降水的减少和气温的升高是干旱化的客观表征。并且干旱化对于农田生态系统的碳收支有着较大的影响，但有关干旱化对农田生态系统碳循环影响的研究还比较少。

2 生物因素

2.1 光合作用。植物的光合作用对农田生态系统的CO2循环具有较大的驱动作用，并且能够促进植物的根系以及根际微生物活动。

2.2 凋落物。凋落物层作为生态系统中独特的层次结构，对生态系统土壤和植被的呼吸作用都有一定的塑造作用。已有相关研究表明，凋落物的蓄积会导致土壤呼吸排放出的CO2量增加，最终引起农田生态系统CO2排放通量的改变，这一点已逐渐引起了人们的普遍关注。

2.3 生物因子。土壤微生物在分解土壤有机质的同时释放出大量CO2，进而对农田生态系统CO2排放通量产生一定的影响，土壤微生物呼吸占土壤呼吸总量的50%左右。

2.4 地上植被。①植物的根系生物量和活性直接影响到土壤呼吸速率的强度，进而影响整个生态系统的CO2排放。②植物为微生物的生存和活动提供物质基础，植物通过影响土壤表层凋落物的量，来影响土壤微生物的生长以及生物活性，进而影响生态系统的CO2排放通量。

3 生物因素与非生物因素互相作用

很多研究表明，农田生态系统CO2通量的变化受水分和温度的共同调控，水分和温度共同影响着土壤中的微生物活性以及根系的生物活性，进而促使土壤呼吸速率发生改变，最终影响生态系统中的整个CO2循环。

4 研究展望

在研究全球CO2循环与气候变化的耦合关系时，采取典型地区的强化研究同大范围的一般测定相结合的方法，在研究各种生物因素与非生物因素对农田CO2排放通量影响的基础上，建立不同的CO2通量计算模型，实现由点到面的外推式预测。加强典型季节和典型天气下的生态系统CO2通量的测定，为全球气候变化引起的CO2通量的变化提供可靠的数据支持。重视政府基础资金的投入，进行多方联合。在数据的使用和共享方面，要强化数据共享意识，加强国内外同行的联系，有效地利用全世界范围内的共享数据，并开展有效的研究。