土壤呼吸與土壤含水量間的關(guān)系
土壤呼吸與土壤含水量間的關(guān)系
土壤作為一個(gè)巨大的碳庫(kù),是大氣CO2的重要源或匯,其輕微的變化也會(huì)導(dǎo)致大氣中CO2濃度明顯改變。土壤呼吸是指土壤釋放CO2的過程,包括根際呼吸(根和根際微生物呼吸)和異養(yǎng)呼吸(包括土壤微生物呼吸和土壤動(dòng)物呼吸），溫度和土壤含水量是影響土壤呼吸變化的關(guān)鍵環(huán)境因子,因此評(píng)價(jià)氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳釋放的影響需要深刻認(rèn)識(shí)和量化溫度、濕度對(duì)土壤呼吸的影響。因此研究土壤呼吸與土壤含水量間的關(guān)系，需要及時(shí)測(cè)定土壤水分的含量，此時(shí)我們可以通過土壤水分檢測(cè)儀、或者土壤水分測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定，這兩款儀器都能精確的測(cè)定土壤水分的變化情況，以及跟蹤一段時(shí)間內(nèi)土壤水分的變化。另外，上文也提高，溫度也是影響土壤呼吸的一個(gè)因子，因此在必要的時(shí)候，我們也可以使用便攜式土壤水分溫度速測(cè)儀來測(cè)定土壤水分及土壤溫度的變化，以便更好的了解其與土壤呼吸的變化。
我們以準(zhǔn)噶爾盆地梭梭、假木賊和鹽穗木個(gè)典型溫帶荒漠植物群落為研究對(duì)象,連續(xù)兩個(gè)生長(zhǎng)季(2005~2006年)監(jiān)測(cè)土壤呼吸速率和土壤濕度，結(jié)果表明：表層土壤含水量波動(dòng)大,與土壤呼吸間的關(guān)系可能更明顯,因此分別采用線性、冪函數(shù)和二項(xiàng)式方程對(duì)土壤呼吸與0~5cm土壤含水量間的關(guān)系進(jìn)行了回歸分析,結(jié)果僅在鹽穗木群落得出顯著二項(xiàng)式擬合關(guān)系。為了將氣溫對(duì)土壤呼吸的影響減小到最低,我們首先采用下面的方程計(jì)算10℃時(shí)的土壤呼吸速率(Rs10),然后分析了Rs10與0~5cm土壤含水量間的關(guān)系:Rs10=Rst×e【b(10–t)】(其中【】代表指數(shù))。式中,Rst是與氣溫(Ta)相對(duì)應(yīng)的土壤呼吸速率的測(cè)量值,b是Rs與Ta間由指數(shù)方程得出的系數(shù)。由表2可知,梭梭、假木賊群落10℃時(shí)的土壤呼吸速率與土壤含水量間的擬合均達(dá)到顯著或極顯著水平,變異解釋量R2也明顯增加。而鹽穗木群落標(biāo)準(zhǔn)化后的土壤呼吸與土壤含水量間的相關(guān)性減弱,3種群落的綜合分析結(jié)果未發(fā)生明顯改變。3種方程中以二次方函數(shù)的擬合效果更好。在假木賊和鹽穗木群落,均表現(xiàn)出土壤含水量>15%時(shí)呼吸速率減小的趨勢(shì)。由以上分析進(jìn)一步得出,溫度較低時(shí)梭梭、假木賊群落表層土壤含水量對(duì)土壤呼吸的影響增加,并高于土壤呼吸對(duì)氣溫的響應(yīng),尤以梭梭群落更顯著;鹽穗木群落則相反。由此,低土壤含水量群落的土壤呼吸速率季節(jié)變化對(duì)土壤水分變化的響應(yīng)與高土壤含水量群落相比更為敏感。
