【文章內(nèi)容簡介】 和生長后期麥田土壤呼吸呈下降趨勢，但水分不足仍可能影響土壤呼吸，然而就小麥全生育期看，在該試驗區(qū)水分不是影響麥田土壤呼吸變異的限制性因素。大多數(shù)情況下溫度與土壤水分兩者共同對土壤呼吸產(chǎn)生影響[21]。Keith等也發(fā)現(xiàn)土壤溫度、濕度能解釋土壤呼吸變異的97%[22]。由于溫度和水分共同影響植物生長和土壤生物的活性，因此本研究中土壤溫度與水分共同對土壤呼吸產(chǎn)生影響應是存在的，但統(tǒng)計上二者的交互效應并不顯著。3 討論圖2 麥田表層土壤含水量占土壤最大持水量的比例 Fig. 2 Proportion of soil mositure content to maximum soil mositurehold capacity (2004~2005, n=22。 2005~2006, n=27)水熱因子是影響土壤呼吸的重要環(huán)境因素，了解水熱因素對土壤CO2排放的影響及其在高CO2體積分數(shù)環(huán)境中影響程度的變異，是準確評估土壤呼吸作用及陸地碳收支對大氣CO2體積分數(shù)升高反饋的重要組成。對長江下游江準平原主要農(nóng)作方式稻/麥輪作農(nóng)田系統(tǒng)土壤呼吸的影響因子分析表明，連續(xù)兩個麥季影響強弱的次序均為土溫，氣溫，土壤水分。溫度因素控制植物生長，本研究發(fā)現(xiàn)在田間試驗條件下小麥作物最大生長時期與最大土壤呼吸時期相一致，Rochette等[23]的研究印證了該結果。基礎土壤呼吸季節(jié)變化與溫度變化一致，而土壤呼吸季節(jié)變化與植物隨溫度變化的生長規(guī)律相吻合，表明植物生長控制土壤呼吸。楊蘭芳[24]通過盆栽試驗在大豆和玉米作物上也發(fā)現(xiàn)類似結果。溫度與土壤呼吸的具體關系因不同研究對象和地點差異可能各不相同，但幾乎均可用指數(shù)模型來表示[2527],并用溫度效應Q10值來表明土壤呼吸隨溫度的變化情況[4,27,28]。本研究中無論基礎土壤呼吸還是土壤呼吸均與氣溫、土溫之間存在著極顯著的指數(shù)關系，但高CO2體積分數(shù)環(huán)境呼吸速率與溫度之間指數(shù)相關系數(shù)(R2)的降低，可能表明大氣CO2體積分數(shù)升高后溫度因子提供解釋土壤呼吸速率變化的信息量下降，影響土壤呼吸排放的不確定因素增多(表2)。忽略施氮水平和年際間差異，在目前大氣CO2濃度環(huán)境中，基于氣溫與土溫所得到的Q10值，~、~~、~；~、~~、~。由于氣溫比土溫變化范圍要大，因此依據(jù)不同溫度求得的Q10值也不同，與陳全勝等[27]報道的溫度變化范圍大的對應小的Q10值，溫度變化小的對應大的Q10值一致。土壤溫度與呼吸速率間的Q10值基本與Raich和Schlesinger[3]。溫度變化對基礎土壤呼吸的影響程度比麥田土壤呼吸要大，但大氣CO2體積分數(shù)升高后，基礎土壤呼吸隨溫度變化的Q10值在04—05季相應增大而05—06季則減小，年際間變化趨勢相矛盾(表2)?？赡苡捎?4—05季為FACE平臺在研究區(qū)域建成后頭茬小麥試驗，高CO2體積分數(shù)環(huán)境刺激了土壤生物活性，溫度變化對土壤呼吸的影響增加；次年隨著前茬小麥、水稻作物的根系殘留及根際淀積物的增加、化學性質(zhì)的改變[29]，增加了微生物利用難度，導致土壤呼吸對溫度變化的響應降低。所有處理基于氣溫、土溫所得基礎土壤的Q10值具有大于麥田土壤Q10值的趨勢，表明植物生長影響呼吸速率隨溫度的變化，植被的覆蓋降低了土壤呼吸對溫度的響應程度。而FACE環(huán)境兩處理的Q10均低于相應Ambient環(huán)境，表明高CO2體積分數(shù)影響呼吸速率對溫度的響應，土壤呼吸對溫度增加的敏感性下降，可能有利于減緩植物生態(tài)系統(tǒng)中土壤碳損失的速度。土壤水分對土壤呼吸的影響主要通過對植物和微生物的生理活動、微生物的能量供應[16,20]和體內(nèi)再分配[31]、土壤的通透性和氣體的擴散[20,32]等的調(diào)節(jié)和控制實現(xiàn)。本研究區(qū)域處于長江下游的江淮平原，水網(wǎng)交織，灌溉方便，氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L性氣候，盡管降水季節(jié)分配不均，但對于這里的作物和微生物來說，水分不是限制因子。實驗田04— mm，05— mm (來自FACE平臺氣象監(jiān)測數(shù)據(jù))，本研究中超過70%的測定日的土壤含水量在田間最大持水量的50%~80%適宜植物生長的水分范圍內(nèi)，越冬期與成熟后期的水分偏少對麥田土壤CO2排放的影響甚微。土壤呼吸與土壤含水量無顯著相關性，且二者呈負相關趨勢(表 1)，與在干旱或半干旱地區(qū)草原農(nóng)田系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)土壤呼吸與水分呈顯著正相關[19,27,32]和水分是影響土壤呼吸的限制性因子[22,33]不同。通常溫度與土壤水分共同對土壤呼吸產(chǎn)生影響[21]，但本研究從數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看溫度與土壤水分的共同作用并不顯著?？傊狙芯恳罁?jù)兩季數(shù)據(jù)，初步討論大氣CO2體積分數(shù)增加后溫度和水分對呼吸速率的影響，雖認定溫度是影響土壤呼吸的控制性因素，土壤含水量是非限制性因素，但環(huán)境變化后溫度對呼吸速率的影響程度、趨勢有待繼續(xù)研究加以檢驗和驗證。4 小結（1）冬小麥土壤農(nóng)田系統(tǒng)的土壤呼吸速率和基礎土壤呼吸速率與氣溫、土壤溫度的季節(jié)變化趨勢基本一致，相關性較強，是影響土壤CO2排放的控制性因素；而與土壤水分的季節(jié)變化無明顯的相關性，土壤水分不是研究區(qū)域土壤CO2排放的限制性因素。（2）基礎土壤呼吸比作物土壤農(nóng)田系統(tǒng)的土壤呼吸速率受溫度因素影響的程度更明顯，而土壤溫度比氣溫能更好地解釋土壤CO2排放的季節(jié)性變化。（3）FACE環(huán)境溫度與呼吸速率的相關系數(shù)R2 和Q10值低于Ambient環(huán)境，揭示高CO2濃度環(huán)境溫度因素解釋土壤呼吸速率變化的信息量減少，影響土壤呼吸排放的不確定因素增多；但土壤呼吸對溫度增加敏感性的降低，可能有利于減緩土壤碳分解損失的速度。參考文獻：[1] Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate Change 2001Synthesis Reports: Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[C]. New York: Cambridge University Press, 2001, 225237.[2] FANG C, MONCRIEFF J B, GHOLZ H L, et al. Soil CO2 efflux and its variation in Florida dash pine plantation[J]. Plant and Soil, 1998, l5: 135l46.[3] RAICH J W, SCHLESINGER W H. The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate[J]. Tulles, 1992, 44: 8199. [4] 劉紹輝, 方精云. 土壤呼吸的影響因素及全球尺度下溫度的影響[J]. 生態(tài)學報, 1997, 17(5): 469476.Liu Shaohui, Fang Jingyun. Effect factors of soil respiration and the temperature effects on soil respiration in the global scale[J]. Acta Eeologica Sinica, 1997, 5: 469476. [5] PENDALL E, LEAVITt S W, BROOKS T, et al. Elevated CO2 stimulates soil respiration in a FACE wheat field[J]. Basic and Applied Ecology, 2001, 2: 193201.[6] SOE A R B, GIESEMANN A, ANDERSON T H, et al. Soil respiration under elevated CO2 and its partitioning into recently assimilated and older carbon sources[J]. Plant and Soil, 2004, 262: 8594.[7] 寇太記, 朱建國, 謝祖彬, 等. 冬小麥旺盛生長期間CO2濃度升高對根際呼吸的影響[J]. 生態(tài)學報, 2007, 27(4): 1420142.Kou Taiji, Zhu Jianguo, Xie Zubin, et al. Effect of elevated atmospheric pCO2 on rhizospheric respiration during the wheat growth period from 106183 days after germination[J]. Acta Ecologica Sinica, 2007, 27(4): 1420142.[8] 寇太記, 朱建國, 謝祖彬, 等. 冬小麥旺盛生長期CO2濃度升高對土壤呼吸的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報, 2007, 26(3): 11111116.Kou Taiji, Zhu Jianguo, Xie Zubin, et al. Effect of elevated atmospheric CO2 on soil respir