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)和營林活動等共同因素影響，了解森林土壤呼吸的變化特征及影響機(jī)制，對于緩解全球變暖具有重要的意義，為預(yù)測未來全球變化趨勢提供理論支撐。

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)的過程嗎，受到很多因素影響調(diào)控，包括人類活動、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，土壤呼吸特征及動態(tài)變化不僅會影響到全球變暖，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，對于了解未來氣候變化的趨勢和在碳循環(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，美國是研究全球土壤呼吸的合作交流中心，德國和加拿大緊隨其后，近年來，我國學(xué)者大多是對森林生態(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)、土壤肥力及營林活動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，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源，對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、相對含水率和滲透指數(shù)等來表示土壤濕度。土壤濕度對土壤呼吸的主要影響是受植物和微生物活動和土壤通透性等調(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)量和儲量會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，可以促進(jìn)CO2的排放。

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

土壤全磷含量增加會增加土壤CO2排放的增加，磷元素參與了循環(huán)的很多生物學(xué)過程，促進(jìn)了根系和微生物的生長，對土壤呼吸的產(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養(yǎng)元素，從而影響土壤呼吸。

2.5 營林活動

土地利用方式的改變和土壤施肥均會影響土壤呼吸，森林采伐對土壤呼吸的影響結(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，因此施肥對森林土壤呼吸的影響結(jié)果不一定，可能增加、降低或者無影響等。根據(jù)不同地點(diǎn)、森林類型、施肥時(shí)間等會產(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)問題，是今后研究的重點(diǎn)。

［1］周濤，史培軍，孫 睿，等．氣候變化對凈生態(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