soil respiration

定義：土壤空氣中二氧化碳不斷向大氣中擴散，大氣中的氧氣不斷進入土壤的過程。

學科：土壤學_土壤物理

相關名詞：土壤溫度 土壤濕度 碳氮比

圖片來源：視覺中國

【延伸閱讀】

土壤呼吸嚴格意義上是指未經人為擾動的土壤中產生二氧化碳的所有代謝過程，包括三個生物學過程和一個非生物學過程。生物學過程包括土壤微生物呼吸、植物根系呼吸、土壤動物呼吸。非生物過程是指土壤含碳礦物質化學氧化過程。土壤呼吸以根系呼吸和微生物呼吸為主，占土壤總呼吸的90%，土壤動物呼吸和含碳礦物質的氧化釋放所占的比例很小。

土壤呼吸是一個復雜的生物學過程，受多種因素影響。

一、非生物因素。主要包括土壤溫度、濕度、降水、土壤碳、氮含量。

1.土壤溫度、濕度。土壤呼吸與溫度具有顯著的相關關系，溫度升高一般會促進土壤二氧化碳排放。土壤濕度大或過于干旱均會導致土壤呼吸量銳減，在一定濕度范圍內，土壤呼吸隨著濕度的增加而增加；但當土壤濕度達到一定程度時，土壤呼吸隨著濕度的增加而減小。

2.降水。降水通過影響土壤中生物活動和根系生長所需要的水量、土壤含水量以及土壤溫度來影響土壤呼吸。土壤呼吸一般隨著季節(jié)降雨量的變化而呈正相關關系，但也會出現降雨后土壤呼吸量減小的情況，這主要是由于降雨降低了二氧化碳在土壤中的傳輸速率，而且降雨也會改變土壤的物理性質（如黏土含量、土壤緊實度等），導致土壤二氧化碳通量降低。

3.土壤碳、氮含量。土壤有機碳含量增加，微生物活性增強，土壤呼吸速度增加。土壤氮含量高，會降低土壤中的碳氮比，影響微生物活性，最終影響土壤二氧化碳的排放。

二、生物因子。包括植被類型、葉面積指數、凋落物等。

植被類型不同，其凋落物的質量和儲量、纖維素含量不同，這會影響土壤表層微生物或真菌進行異養(yǎng)呼吸的分解時間。葉面積指數是衡量植被覆蓋度的一個指標，其大小可以直接影響植被覆蓋下土壤的微氣候，進而影響土壤呼吸。植被根系生物量、密度、分布深度會影響根系的呼吸強度，土壤呼吸釋放的二氧化碳中約30%~50%來自根系的活動。凋落物是土壤有機碳輸入的主要來源，是微生物進行生命活動的物質基礎。凋落物也會對土壤溫、濕度產生影響，進而影響土壤呼吸。

三、人為因素。包括耕作、施肥、土地利用方式改變。

1.耕作。耕作可增大土壤孔隙，有助于氧氣的進入和二氧化碳的排出。而且耕作使不同層位的土壤暴露在空氣中，改變土壤的溫度、濕度，使深層土壤有機質加速氧化以二氧化碳的形式釋放出來。耕作還會將表層的凋落物帶進土層，加快凋落物分解速度。

2.施肥。施化肥通常會增加土壤的碳、氮、磷含量，改變土壤化學元素組成，增加土壤中分解有機質的量，增加土壤呼吸底物和根系的生物量，進而促進微生物分解活動和根系呼吸。有機肥的施用會促進微生物活動，從而提高土壤呼吸。

3.土地利用方式改變。土地利用方式影響微生物活性和生物量、土壤呼吸。草地開墾會破壞致密的根系層，使土壤深層的有機碳暴露于空氣中，加速土壤呼吸。放牧利用會加快草地土壤呼吸，這是由于動物的踐踏造成土壤物理性質改變，特別是表層孔隙度、透氣性等。森林砍伐會使土壤溫度升高、濕度降低和凋落物分解速度加快，從而導致土壤呼吸增強。

（延伸閱讀作者：吉林省農業(yè)科學院農業(yè)資源與環(huán)境研究所副研究員 張秀芝）

責任編輯：張鵬輝