土壤呼吸与土壤含水量间的关系

土壤作为一个巨大的碳库,是大气CO2的重要源或汇,其轻微的变化也会导致大气中CO2浓度明显改变。土壤呼吸是指土壤释放CO2的过程,包括根际呼吸(根和根际微生物呼吸)和异养呼吸(包括土壤微生物呼吸和土壤动物呼吸），温度和土壤含水量是影响土壤呼吸变化的关键环境因子,因此评价气候变化对生态系统碳释放的影响需要深刻认识和量化温度、湿度对土壤呼吸的影响。因此研究土壤呼吸与土壤含水量间的关系，需要及时测定土壤水分的含量，此时我们可以通过土壤水分检测仪、或者土壤水分测定仪进行测定，这两款仪器都能精确的测定土壤水分的变化情况，以及跟踪一段时间内土壤水分的变化。另外，上文也提高，温度也是影响土壤呼吸的一个因子，因此在必要的时候，我们也可以使用便携式土壤水分温度速测仪来测定土壤水分及土壤温度的变化，以便更好的了解其与土壤呼吸的变化。

我们以准噶尔盆地梭梭、假木贼和盐穗木个典型温带荒漠植物群落为研究对象,连续两个生长季(2005~2006年)监测土壤呼吸速率和土壤湿度，结果表明：表层土壤含水量波动大,与土壤呼吸间的关系可能更明显,因此分别采用线性、幂函数和二项式方程对土壤呼吸与0~5cm土壤含水量间的关系进行了回归分析,结果仅在盐穗木群落得出显著二项式拟合关系。为了将气温对土壤呼吸的影响减小到最低,我们首先采用下面的方程计算10℃时的土壤呼吸速率(Rs10),然后分析了Rs10与0~5cm土壤含水量间的关系:Rs10=Rst×e【b(10–t)】(其中【】代表指数)。式中,Rst是与气温(Ta)相对应的土壤呼吸速率的测量值,b是Rs与Ta间由指数方程得出的系数。由表2可知,梭梭、假木贼群落10℃时的土壤呼吸速率与土壤含水量间的拟合均达到显著或极显著水平,变异解释量R2也明显增加。而盐穗木群落标准化后的土壤呼吸与土壤含水量间的相关性减弱,3种群落的综合分析结果未发生明显改变。3种方程中以二次方函数的拟合效果更好。在假木贼和盐穗木群落,均表现出土壤含水量>15%时呼吸速率减小的趋势。由以上分析进一步得出,温度较低时梭梭、假木贼群落表层土壤含水量对土壤呼吸的影响增加,并高于土壤呼吸对气温的响应,尤以梭梭群落更显著;盐穗木群落则相反。由此,低土壤含水量群落的土壤呼吸速率季节变化对土壤水分变化的响应与高土壤含水量群落相比更为敏感。