土壤呼吸在全球碳循环研究中有着及其重要的作要,为了更好的研究全球碳循环,对陆地生态系统土壤呼吸的研究是必不可少的。在影响土壤呼吸的环境因子中,温度、水分、植被状况都对土壤呼吸起着非常重要的作要。随着全球气候的变化,这些因子也会发生相应的改变。而这种变化极有可能与土壤碳排放之间形成正反馈的关系。森林生态系统和农田生态系统是陆地生态系统中两个最重要的生态系统类型,而目前对两者的土壤呼吸进行比较性的研究不多。在2005年11月到2006年5月,我们在合肥大蜀山森林公园和安徽农业大学农场内选择了四种不同植被类型利用开放箱法进行土壤呼吸速率的观测,对土壤呼吸速率的季节变化,以及和温度、水分、有机质关系进行了分析,现将主要研究结果概述如下:
1四种不同植被类型的土壤呼吸速率都有很强的季节变化,温度较高的月份呼吸速率明显高于温度较低的月份。并且小麦地和毁林农田的土壤呼吸速率值和土壤呼吸速率的变率明显高于林地和休耕地。
2四种不同植被类型的土壤呼吸速率的曰动态基本上都呈单峰曲线变化,一日之中最大值一般出现在12—14时,而最小值一般出现在早晨。土壤呼吸速率都和温度有显著的相关性,其中林地的相关性最高,小麦地的最低。而指数模型能很好的模拟土壤呼吸速率都和温度之间的关系,其中林地的指数模型为:Y=17.09e0.0345X（R2=0.7906P＜0.001）;毁林农田的指数模型为:Y=26.704e0.0333X（R2=0.7022,P＜0.001）;休耕地的指数模型为:Y=17.43e0.0508X（R2=0.8112,P＜0.001）小麦地的指数模型为:Y=30.295e0.0363X（R2=0.7256,P＜0.001）。模型的效果在高温区域比低温区域好。
4四种不同植被类型的土壤呼吸速率都和水分的季节变化有一定的一致性,其中小麦地和毁林农田的土壤呼吸速率和土壤含水量之间有较好的线型关系,其中小麦地的线性拟合结果为:Y=15.85+133.67X（R2=0.329,P=0.0127）;毁林农田的线性拟合结果为:Y=17.67+96.65X（R2=0.468,P=0.017）。而林地和休耕地土壤呼吸速率和土壤含水量之间的线性关系不是很显著,林地的线性拟合结果为:Y=17.63+44.81X（R2=0.384,P=0.06）:休耕地的线性拟合结果为:Y=15.93+76.86X（R2=0.239,P=0.094）。
5把土壤呼吸速率标准化到10℃后,发现土壤呼吸速率和土壤含水量之间的线性关系有了很大程度的提高,标准化后小麦地的线性拟合结果为:Y=18.85+109.28X（R2=0.458,P=0.0092）;毁林农田的线性拟合结果为:Y=20.09+80.96X（R2=0.493,P=0.0082）。林地和休耕地土壤呼吸速率和土壤含水量之间的线性关系也有较大程度的提高,标准化后林地的线性拟合结果为:Y=22.5+45.45X（R2=0.402,P=0.0125）;休耕地的线性拟合结果为:Y=19.28+76.13X（R2=0.296,P=0.0764）。
6本文中我们用Q10来表示土壤的温度敏感性。Q10即是温度每上升10℃,土壤呼吸上升的倍数。通过对所得数据的分析,我们分别得出四种不同植被类型土壤的Q10值分别为:林地:1.41;休耕地:1.39;毁林农田1.66;小麦地1.49。而土壤温度敏感性的变化必然与环境因子的变化有一定的关系。我们发现四种不同植被土壤的有机质含量和Q10值的变化有相同的趋势,即土壤有机质含量高的土壤,Q10值高;而土壤含水量的季节变异则和Q10值的变化有相反的趋势。
