農田生態系統CO2 通量影響因素分析

孫大川

（唐山市農業科學研究院 河北 唐山 063000）

呼吸是生態系統碳循環的重要環節，生態系統呼吸釋放的CO2是區域碳收支的重要部分，能顯著影響生態系統的碳平衡[1～3]。植被與大氣間CO2凈交換及其對環境變化的影響正是全球CO2變化的研究熱點。本文就農田生態系統的CO2循環及其影響因素進行了論述，并提出下一步有待解決的問題。

1 非生物因素

1.1 大氣溫度。大氣溫度的變化能夠改變土壤水分含量及土壤氮素的礦化速率，進而對土壤呼吸產生一定的影響，進一步影響整個農田生態系統CO2通量的變化。

1.2 土壤水分。在農田生態系統中，土壤水分能夠通過影響作物根系分布狀況、根系呼吸、土壤微生物組成、土壤通透性等，從而影響土壤的呼吸，進而影響到整個農田生態系統的CO2通量變化[4]。

1.3 光照。光照是植物進行光合作用的主要限制因子，而光合作用是植物吸收CO2釋放O2的主要手段，因此光照對調節農田生態系統CO2循環具有極其重要的意義。

1.4 干旱化。已有研究表明，降水的減少和氣溫的升高是干旱化的客觀表征。并且干旱化對于農田生態系統的碳收支有著較大的影響，但有關干旱化對農田生態系統碳循環影響的研究還比較少。

2 生物因素

2.1 光合作用。植物的光合作用對農田生態系統的CO2循環具有較大的驅動作用，并且能夠促進植物的根系以及根際微生物活動。

2.2 凋落物。凋落物層作為生態系統中獨特的層次結構，對生態系統土壤和植被的呼吸作用都有一定的塑造作用。已有相關研究表明，凋落物的蓄積會導致土壤呼吸排放出的CO2量增加，最終引起農田生態系統CO2排放通量的改變，這一點已逐漸引起了人們的普遍關注。

2.3 生物因子。土壤微生物在分解土壤有機質的同時釋放出大量CO2，進而對農田生態系統CO2排放通量產生一定的影響，土壤微生物呼吸占土壤呼吸總量的50%左右。

2.4 地上植被。①植物的根系生物量和活性直接影響到土壤呼吸速率的強度，進而影響整個生態系統的CO2排放。②植物為微生物的生存和活動提供物質基礎，植物通過影響土壤表層凋落物的量，來影響土壤微生物的生長以及生物活性，進而影響生態系統的CO2排放通量。

3 生物因素與非生物因素互相作用

很多研究表明，農田生態系統CO2通量的變化受水分和溫度的共同調控，水分和溫度共同影響著土壤中的微生物活性以及根系的生物活性，進而促使土壤呼吸速率發生改變，最終影響生態系統中的整個CO2循環。

4 研究展望

在研究全球CO2循環與氣候變化的耦合關系時，采取典型地區的強化研究同大范圍的一般測定相結合的方法，在研究各種生物因素與非生物因素對農田CO2排放通量影響的基礎上，建立不同的CO2通量計算模型，實現由點到面的外推式預測。加強典型季節和典型天氣下的生態系統CO2通量的測定，為全球氣候變化引起的CO2通量的變化提供可靠的數據支持。重視政府基礎資金的投入，進行多方聯合。在數據的使用和共享方面，要強化數據共享意識，加強國內外同行的聯系，有效地利用全世界范圍內的共享數據，并開展有效的研究。