土壤异养呼吸

1.土壤异养呼吸：土壤呼吸是指土壤释放CO2的过程，主要是由微生物氧化有机物和根系呼吸产生。另有极少的部分来自土壤动物的呼吸和化学氧化。土壤呼吸作为生态系统碳循环的一个重要组成部分，是土壤碳库的唯一输出途径和大气CO2重要的源【1】。土壤呼吸作用，一般指土壤释放CO2或吸收O2的强度，可分为自养型呼吸(根呼吸和根际微生物呼吸)和异养型呼吸(微生物和动物呼吸)，自养型呼吸消耗的底物直接来源于植物光合作用产物向地下分配的部分,而异养型呼吸则利用土壤中的有机或无机碳【2】。土壤异养呼吸是一个复杂的生态学过程，植被类型、土壤微生物组成及活性、土壤温度、土壤水分、土壤养分循环过程等多种因素及其变化都会影响土壤异养呼吸强度。其主要是指土壤中微生物分解有机质释放CO₂的过程，是陆地生态系统中土壤碳的主要净输出途径，土壤异养呼吸与净初级生产力的差值是决定生态系统碳源/汇的关键[3]。

2.土壤异养呼吸与地表温度以及大气二氧化碳浓度的关系：

⑴确定土壤异养呼吸强度与温度之间关系的基础之一是了解其温度系数，即温度敏感性（Q10）。一般地，温度敏感性用温度变化10℃土壤异养呼吸的相对变化来表示。在其他环境因子不受到限制的条件下，一定温度范围内，土壤异养呼吸的Q10随着温度的升高而降低。在某一温度范围内，随着温度的升高，微生物呼吸释放的能量主要用于微生物的生长，但是当温度超过这一范围时，呼吸释放的能量则主要用于微生物的维持，而非生长。另外，土壤中微生物各种酶活性均有一定的适应范围，当温度高于其上限时，必然导致微生物酶活性下降，从而使异养呼吸的温度敏感性下降[3]。

⑵大气二氧化碳浓度升高本身使土壤有机质增加，高的二氧化碳浓度下的植物生长可以增加土壤中额外的碳，但是其中的大部分很可能通过微生物的分解作用（异养呼吸）又以二氧化碳返回到大气圈，只有在分解作用受温度限制的地区碳才能被截留和得以聚集，使土壤成为二氧化碳的汇。

3.土壤异养呼吸与地表的二氧化碳或碳的存储（固定）能力或量的关系：土壤呼吸是指土壤产生二氧化碳的过程，主要由土壤微生物(异养呼吸)和根系(自养呼吸)产生。除植被冠层光合作用，土壤呼吸作

用是陆地生态系统碳收支中最大的通量。因此，精确预测陆地与大气之间碳交换需要深入理解影响土壤呼吸作用的主导因子，特别是对其主要组成部分土壤微生物和根系呼吸作用的影响机理。一般土壤中的二氧化碳与地表的二氧化碳不断进行交换，精确监测土壤呼吸很困难，一般用地表二氧化碳近似表征土壤呼吸。实际上，在较长时间尺度上，两者在数值上是相近的。

资料来源：

[1] 刘绍辉,方精云.土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响[J].生态学

报,1997,17(5):469-476.

[2] 李玉宁,王关玉,李伟.土壤呼吸作用和全球碳循环[J].地学前缘,

2002,9(2):351-357.

[3] 范志平,王红,邓东周等.土壤异养呼吸的测定及其温度敏感性影响因子[J].

生态学杂志,2008,27(7):1221-1226.