中国农田生态系统土壤呼吸作用研究与展望(9)

维普资讯

78植 2

物

生

态

学

报

w w. ln-c l y cr w pa t oo .o e g n

3卷 2

小麦田的土壤呼吸速率最大，是河南封丘小麦地土壤呼吸作用的 1 . ( 2) 13倍图 a。在玉米生长季中，不同地区玉米地的土壤呼吸速率在 185—7 3 1 n。 7. 7. r gm

营 a田(20 ) 誊州 0 d2作农 一s I∽鼢的土壤呼吸速率与年平均气温和年 11艘处

平均降水量的关系发现，土壤呼吸速率在区域尺度啪咖鳓枷姗 o 上的空间分布与各地的年均温和年降水没有显著的相关关系 ( 3,明区域尺度的农田生态系统土图 )表壤呼吸作用与自然生态系统土壤呼吸作用不同，这

可能与各地农田田间管理方式的多样性和复杂性有

- 之间，异系数为 5 .%。其中， 2h变 47曲周玉米

地的土壤呼吸速率最大，是长白山玉米地土壤呼吸作用的 43图 2 ) .倍( b。 研究表明，地生态系统土壤呼吸作用与平均陆净初级生产力呈显著正相关 ( a h& Shei e, Ri c cl n r sg 19 ) 92。在不考虑水分影响的条件下，球森林植被全的土壤呼吸速率与年均温呈指数关系 (绍辉和方刘精云，97。分析我国不同地区冬小麦/玉米轮 19 )夏

关。耕作、施肥、排水灌溉等田间管理可以直接或间接地影响作物生长和环境因子的时空分布，而影从

响土壤呼吸作用的空间异质性。即使在同一气候条件、土壤类型和农田管理方式下，由于作物品种不同亦将导致土壤呼吸速率的不同(宪洲等，03。张 20)

l 0

l 2

l 4

l 6

l 8

2 O

40 0

年平均气温 A n a i a a t prtr ( n u ll n i e e u℃) l g rm ae

8 年平均降水量 A n am a r iit n rn n一l e n e p ai ( ) u pc to a

一80 0

l 0 o 2

l 0 0 6

图 3农田生态系统 (冬小麦一夏玉米轮作 )土壤呼吸速率与年平均气温 () a和年平均降水量 () b的关系Fg 3 R lt nhp ew e olrsi t nrt n n uln l artm eaueada n a a rcptt ni i. ea os isbt en si epr i aea da n a i ao卸 i p rtr n n u me npe ii i n e l ao

.

fmadeo sms(it h aadsrnr a er ao) a l cs t r n y e wn r et m e i t i ew u n m z otn

一 一

3 2根际变异性 .

4根系呼吸作用与土壤异养呼吸作用的区分根系呼吸作用占总土壤呼吸作用的比例是确定陆地生态系统碳平衡关系和土壤有机碳周转速率的关键参数之一 (立新等，04。为准确估算生态刘 20 )

通常，作物根际土壤呼吸作用也存在空间异质性，是由于作物根系分布、这主要的环境因素和土壤特性等在植株周围的异质性造成的( u&Q, 0 1 X i20; E r

t1, 04。由于作物播种或移栽时具有固 po ea . 20 ) n

定的株距和行距，使得植株空间布局存在着规律性， 通常将导致植株根际土壤呼吸作用的空间异质性。 要精确估算农田生态系统的碳收支，须弄清土壤必呼吸作用小尺度上的空间变异性 ( dcie a. A ah t 1, 20 ) a (0r )出， 05。H n等 20b指 7玉米地土壤呼吸作用存

系统碳收支，必须确定根系呼吸作用 (自养呼吸作用 )异养呼吸作用占土壤呼吸作用的比例 (ai和 Lr .ooae a . 98。 nv t 1,19 )

目前，于确定根系呼吸作用和异养呼吸作用用占土壤呼吸作用比例的野外观测方法主要有两种： 成分综合法和根系生物量外推法。成分综合法就是将土壤呼吸作用分为根系、根土壤和凋落物等不无同组成部分，然后分别测定不同组分释放的 C 2 O量(立新等，0 4。在忽略植物生长对土壤有机质刘 20 )分解激发效应的前提下，田生态系统土壤呼吸作农

在着明显的空间异质性，较高的土壤呼吸速率通常出现在靠近玉米植株的地方。在玉米生长季中，靠近玉米植株的土壤呼吸速率为 84 5r 2h 9 . gm- 一， n而行间空地的土壤呼吸速率为 345r 2h。 8 . gm. 。, n 这主要是由根系生物量的分布引起，而土壤湿度、土

壤有机质、全氮和碳氮比对土壤呼吸作用空间异质性的影响并不显著。

用减去相应空白地的土壤呼吸作用就可得到作物根系呼吸作用 (宏军等， 0 5;兰芳和蔡祖聪，雷 20杨