土壤的呼吸作用与全球气候变化的关系.doc

土壤的呼吸作用与全球气候变化的关系日期:2010-8-1519:32:30 浏览:92 来源:学海网收集整理作者:佚名摘要:通过相关研究进展了解到:土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节之一,其对温度升高的敏感程度在相当大的程度上决定着全球气候变化与碳循环之间的反馈关系。相关研究得出:(1)土壤呼吸随温度的升高而增加,将极大地提高土壤碳的释放,气候变暖后土壤是一个相当大的碳源;(2)土壤呼吸对温度升高的具有适应性,其表现形式主要为随着温度的持续升高和升温时间的延长,土壤呼吸对温度升高反应的敏感程度下降。其原因包括温度及其他因子协同变化的作用。关键词:土壤呼吸气候变化引言地球表面温度升高是未来气候变化的主要趋势之一。全球温暖化势必要对大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈之间的物质循环产生深远的影响。根据最新的气候模型预测,到2100年左右,~℃,在高纬度地区的上升幅度甚至可能更大[1]。温度是调节和控制许多生态学过程的关键因素。由于很多生物地球化学过程与气候变化之间存在着反馈关系,它们对温度变化响应的研究就显得尤为重要。碳循环重要环节之一的土壤呼吸对温度变化非常敏感,对于土壤呼吸来说,温度是其主要驱动因子之一,最终产物是主要的温室气体CO2,所以,土壤呼吸与全球温暖化之间的关系不仅会影响到陆地生态系统在碳循环方面的源汇功能,而且,全球温暖化的趋势和时空格局也会因此产生重大变化[2]。所以,探讨土壤呼吸对温度变化的响应强度及其机制,对于了解未来气候变化的趋势和陆地生态系统在碳循环方面的源汇功能具有重大意义。 ,目前存在两种观点[3]:一种观点认为,温度上升将极大地提高土壤碳的释放,气候变暖后土壤是一个相当大的碳源;另一观点认为,土壤对气候变暖有较强的适应能力,土壤呼吸会随着气温的升高而降低对温度的敏感性从而减少向大气的二氧化碳排放量。这两种观点争论的焦点在于土壤对气候变化反馈能力的大小。由于资料收集和实验方法的有限,这两种观点都有较大的不确定性,而要对全球气候变化下土壤碳变化加以精确的估算和预测就显得相当复杂和艰难。 ,主要来自于土壤微生物、植物的根系和土壤动物的呼吸所排放的CO2。土壤呼吸是陆地生态系统碳素循环的主要环节[4]。温度对土壤微生物呼吸的影响一般用Q10函数关系表示,即温度增加10℃,微生物呼吸作用增加的倍数,通常Q10=2,但在不同的生态系统中Q10值不同,在温暖的地区Q10值较低,而在寒冷地区Q10值则较高。尽管Q10不同,但温度和土壤呼吸的相关关系是明显的。土壤CO2通量对地表温度变化很敏感,土壤表面温度较小的变化会对土壤CO2通量产生很大的影响[5]。许多模型研究表明,全球变暖将导致土壤碳的损失。除了一些沙漠地区,土壤呼吸随温度的升高而增加[6],温度升高明显提高了土壤的呼吸速率,这可能是温度升高提高了微生物或根系的代谢活性造成的[7]。土壤呼吸对温度升高的响应在较冷的高纬度地区比较大[8]。由于未来高纬度地区温度升高比较大,高纬度生态系统土壤有机碳含量又比较高[9].因此,全球升温将导致高纬度生态系统向大气排放大量的碳。随着气温的升高,高纬度地区的土壤在不断升温,从而促进土壤呼吸,增