森林土壤呼吸影响因素研究进展

2017-02-25陈瑶李云红邵英男

花卉 2017年6期

关键词：森林土壤碳循环土壤湿度

陈瑶李云红邵英男

（黑龙江省森林工程与环境研究所哈尔滨 150081）

森林土壤呼吸影响因素研究进展

陈瑶李云红邵英男

（黑龙江省森林工程与环境研究所哈尔滨 150081）

森林土壤呼吸在全球碳循环中具有至关重要的作用，受到土壤温度、湿度、森林类型、土壤理化性质和营林活动等共同因素影响，了解森林土壤呼吸的变化特征及影响机制，对于缓解全球变暖具有重要的意义，为预测未来全球变化趋势提供理论支撑。

森林；土壤呼吸；影响因素

土壤是整个森林系统中最大的CO2的排放源，森林的土壤呼吸时一个复杂的生态学的过程吗，受到很多因素影响调控，包括人类活动、温度、水分、土壤微生物、森林类型、和土壤理化性质等。近年来，土壤呼吸特征及动态变化不仅会影响到全球变暖，而且影响到生态系统的碳循环方面的功能，研究土壤呼吸的特征与影响因素，对于了解未来气候变化的趋势和在碳循环方面的源汇功能具有重大的意义。

1 森林土壤呼吸的研究进展

土壤呼吸的研究从20世纪70年代开始，美国是研究全球土壤呼吸的合作交流中心，德国和加拿大紧随其后，近年来，我国学者大多是对森林生态系统土壤呼吸的研究，主要研究的是土壤呼吸速率和环境因子的关系，全年呼吸量的估算、土地利用方式对土壤呼吸的影响等方面。

2 影响森林土壤呼吸的因素

土壤温度、湿度和森林类型是影响土壤呼吸的主要因素，此外还有土壤理化性质、土壤肥力及营林活动等受很多因素共同影响。

2.1 土壤温度

土壤呼吸与土壤温度具有良好的相关性，温度是土壤呼吸主要影响因素之一，尤其是对土壤呼吸的24h变化影响较大。当夏季，温度上升可以促进植物的生长，从而使土壤碳的含量提高，进而影响土壤呼吸。土壤呼吸与温度的变化的敏感性可以用Q10值（温度每升高10℃土壤呼吸增加的倍数）表示。

2.2 土壤湿度

土壤湿度来源于两部分，一个是降水，降水是森林土壤水分最主要的来源，对土壤呼吸的影响程度随季节、地域产生变化。土壤湿度，一般包括质量含水率、相对含水率和渗透指数等来表示土壤湿度。土壤湿度对土壤呼吸的主要影响是受植物和微生物活动和土壤通透性等调控的。

2.3 森林类型

不同的森林类型可以影响根系的密度和分布状况，而且对土壤生物的环境温湿度、养分含量等有影响，所以使土壤呼吸的强度改变。不同森林类型下的凋落物的质量和储量会影响土壤表层的微生物，从而影响土壤呼吸。不同森林类型的土壤呼吸速率有明显的差异。一般生长在相同土壤上的针叶林的土壤呼吸速率比邻近的阔叶林大约低10%左右。

2.4 理化性质

森林土壤的pH值受到森林土壤微生物与动物活性，影响微生物体内酶的多样性影响，pH值较低，有利于土壤微生物的活动，可以促进CO2的排放。

土壤有机质是土壤微生物进行分解活动排放CO2的基础，是森林生态系统中最大的碳库，因此，对土壤呼吸的具有重要的影响。

土壤全磷含量增加会增加土壤CO2排放的增加，磷元素参与了循环的很多生物学过程，促进了根系和微生物的生长，对土壤呼吸的产生很重要的影响。

土壤容重是土壤通透性、孔隙度的重要指标，进而影响土壤呼吸。土壤容重增加，土壤通透性降低，土壤地表层凋落物数量减少，影响了土壤根系吸收营养元素，从而影响土壤呼吸。

2.5 营林活动

土地利用方式的改变和土壤施肥均会影响土壤呼吸，森林采伐对土壤呼吸的影响结果差异很大，森林采伐后土壤的温度升高、湿度降低和凋落物分解速度加快，使土壤呼吸的速率提高。施肥可以直接改变土壤生物、根系和有机质的转换，因此施肥对森林土壤呼吸的影响结果不一定，可能增加、降低或者无影响等。根据不同地点、森林类型、施肥时间等会产生不同的影响。