森林土壤呼吸影響因素研究進(jìn)展

陳瑤 李云紅 邵英男

（黑龍江省森林工程與環(huán)境研究所 哈爾濱 150081）

森林土壤呼吸影響因素研究進(jìn)展

陳瑤 李云紅 邵英男

（黑龍江省森林工程與環(huán)境研究所 哈爾濱 150081）

森林土壤呼吸在全球碳循環(huán)中具有至關(guān)重要的作用，受到土壤溫度、濕度、森林類型、土壤理化性質(zhì)和營(yíng)林活動(dòng)等共同因素影響，了解森林土壤呼吸的變化特征及影響機(jī)制，對(duì)于緩解全球變暖具有重要的意義，為預(yù)測(cè)未來(lái)全球變化趨勢(shì)提供理論支撐。

森林；土壤呼吸；影響因素

土壤是整個(gè)森林系統(tǒng)中最大的CO2的排放源，森林的土壤呼吸時(shí)一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)學(xué)的過(guò)程嗎，受到很多因素影響調(diào)控，包括人類活動(dòng)、溫度、水分、土壤微生物、森林類型、和土壤理化性質(zhì)等。近年來(lái)，土壤呼吸特征及動(dòng)態(tài)變化不僅會(huì)影響到全球變暖，而且影響到生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)方面的功能，研究土壤呼吸的特征與影響因素，對(duì)于了解未來(lái)氣候變化的趨勢(shì)和在碳循環(huán)方面的源匯功能具有重大的意義。

1 森林土壤呼吸的研究進(jìn)展

土壤呼吸的研究從20世紀(jì)70年代開始，美國(guó)是研究全球土壤呼吸的合作交流中心，德國(guó)和加拿大緊隨其后，近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者大多是對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸的研究，主要研究的是土壤呼吸速率和環(huán)境因子的關(guān)系，全年呼吸量的估算、土地利用方式對(duì)土壤呼吸的影響等方面。

2 影響森林土壤呼吸的因素

土壤溫度、濕度和森林類型是影響土壤呼吸的主要因素，此外還有土壤理化性質(zhì)、土壤肥力及營(yíng)林活動(dòng)等受很多因素共同影響。

2.1 土壤溫度

土壤呼吸與土壤溫度具有良好的相關(guān)性，溫度是土壤呼吸主要影響因素之一，尤其是對(duì)土壤呼吸的24h變化影響較大。當(dāng)夏季，溫度上升可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，從而使土壤碳的含量提高，進(jìn)而影響土壤呼吸。土壤呼吸與溫度的變化的敏感性可以用Q10值（溫度每升高10℃土壤呼吸增加的倍數(shù)）表示。

2.2 土壤濕度

土壤濕度來(lái)源于兩部分，一個(gè)是降水，降水是森林土壤水分最主要的來(lái)源，對(duì)土壤呼吸的影響程度隨季節(jié)、地域產(chǎn)生變化。土壤濕度，一般包括質(zhì)量含水率、相對(duì)含水率和滲透指數(shù)等來(lái)表示土壤濕度。土壤濕度對(duì)土壤呼吸的主要影響是受植物和微生物活動(dòng)和土壤通透性等調(diào)控的。

2.3 森林類型

不同的森林類型可以影響根系的密度和分布狀況，而且對(duì)土壤生物的環(huán)境溫濕度、養(yǎng)分含量等有影響，所以使土壤呼吸的強(qiáng)度改變。不同森林類型下的凋落物的質(zhì)量和儲(chǔ)量會(huì)影響土壤表層的微生物，從而影響土壤呼吸。不同森林類型的土壤呼吸速率有明顯的差異。一般生長(zhǎng)在相同土壤上的針葉林的土壤呼吸速率比鄰近的闊葉林大約低10%左右。

2.4 理化性質(zhì)

森林土壤的pH值受到森林土壤微生物與動(dòng)物活性，影響微生物體內(nèi)酶的多樣性影響，pH值較低，有利于土壤微生物的活動(dòng)，可以促進(jìn)CO2的排放。

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤微生物進(jìn)行分解活動(dòng)排放CO2的基礎(chǔ)，是森林生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫(kù)，因此，對(duì)土壤呼吸的具有重要的影響。

土壤全磷含量增加會(huì)增加土壤CO2排放的增加，磷元素參與了循環(huán)的很多生物學(xué)過(guò)程，促進(jìn)了根系和微生物的生長(zhǎng)，對(duì)土壤呼吸的產(chǎn)生很重要的影響。

土壤容重是土壤通透性、孔隙度的重要指標(biāo)，進(jìn)而影響土壤呼吸。土壤容重增加，土壤通透性降低，土壤地表層凋落物數(shù)量減少，影響了土壤根系吸收營(yíng)養(yǎng)元素，從而影響土壤呼吸。

2.5 營(yíng)林活動(dòng)

土地利用方式的改變和土壤施肥均會(huì)影響土壤呼吸，森林采伐對(duì)土壤呼吸的影響結(jié)果差異很大，森林采伐后土壤的溫度升高、濕度降低和凋落物分解速度加快，使土壤呼吸的速率提高。施肥可以直接改變土壤生物、根系和有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)換，因此施肥對(duì)森林土壤呼吸的影響結(jié)果不一定，可能增加、降低或者無(wú)影響等。根據(jù)不同地點(diǎn)、森林類型、施肥時(shí)間等會(huì)產(chǎn)生不同的影響。

3 研究展望

土壤呼吸在碳循環(huán)中具有重要的作用，因此研究土壤呼吸的影響因素對(duì)全球變化產(chǎn)生重大的影響，在全球氣候升溫的條件下，土壤呼吸會(huì)隨之發(fā)生變化。并且深入探討了土地利用方式的改變與土壤呼吸之間的相互作用機(jī)制，從而導(dǎo)致了全球碳循環(huán)的改變。因此，森林土壤呼吸產(chǎn)生的相關(guān)問(wèn)題，是今后研究的重點(diǎn)。

［1］周濤，史培軍，孫 睿，等．氣候變化對(duì)凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的影響［J］．地理學(xué)報(bào)，2004，59（3）：357～365．

［2］魏書精，羅碧珍，魏書威，等．森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸測(cè)定方法研究進(jìn)展［J］．生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，23（3）：504～514．

［3］張東秋，石培禮，張憲洲．土壤呼吸主要影響因素的研究進(jìn)展［J］．地球科學(xué)進(jìn)展，2005，20（7）：778～785．

［4］劉紹輝，方精云，清田信，等．北京山地溫帶森林的土壤呼吸［J］．植物生態(tài)學(xué)報(bào)，1998，22（2）：119～126．

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1005-7897（2017）06-0119-02

2017-3-11