土壤呼吸與土壤含水量間的關系

土壤作為一個巨大的碳庫,是大氣CO2的重要源或匯,其輕微的變化也會導致大氣中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)和異養呼吸(包括土壤微生物呼吸和土壤動物呼吸），溫度和土壤含水量是影響土壤呼吸變化的關鍵環境因子,因此評價氣候變化對生態系統碳釋放的影響需要深刻認識和量化溫度、濕度對土壤呼吸的影響。因此研究土壤呼吸與土壤含水量間的關系，需要及時測定土壤水分的含量，此時我們可以通過土壤水分檢測儀、或者土壤水分測定儀進行測定，這兩款儀器都能精確的測定土壤水分的變化情況，以及跟蹤一段時間內土壤水分的變化。另外，上文也提高，溫度也是影響土壤呼吸的一個因子，因此在必要的時候，我們也可以使用便攜式土壤水分溫度速測儀來測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。

我們以準噶爾盆地梭梭、假木賊和鹽穗木個典型溫帶荒漠植物群落為研究對象,連續兩個生長季(2005~2006年)監測土壤呼吸速率和土壤濕度，結果表明：表層土壤含水量波動大,與土壤呼吸間的關系可能更明顯,因此分別采用線性、冪函數和二項式方程對土壤呼吸與0~5cm土壤含水量間的關系進行了回歸分析,結果僅在鹽穗木群落得出顯著二項式擬合關系。為了將氣溫對土壤呼吸的影響減小到最低,我們首先采用下面的方程計算10℃時的土壤呼吸速率(Rs10),然后分析了Rs10與0~5cm土壤含水量間的關系:Rs10=Rst×e【b(10–t)】(其中【】代表指數)。式中,Rst是與氣溫(Ta)相對應的土壤呼吸速率的測量值,b是Rs與Ta間由指數方程得出的系數。由表2可知,梭梭、假木賊群落10℃時的土壤呼吸速率與土壤含水量間的擬合均達到顯著或極顯著水平,變異解釋量R2也明顯增加。而鹽穗木群落標準化后的土壤呼吸與土壤含水量間的相關性減弱,3種群落的綜合分析結果未發生明顯改變。3種方程中以二次方函數的擬合效果更好。在假木賊和鹽穗木群落,均表現出土壤含水量>15%時呼吸速率減小的趨勢。由以上分析進一步得出,溫度較低時梭梭、假木賊群落表層土壤含水量對土壤呼吸的影響增加,并高于土壤呼吸對氣溫的響應,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變化對土壤水分變化的響應與高土壤含水量群落相比更為敏感。