凋落物对土壤呼吸的贡献研究进展资料.pdfVIP

土 壤 (Soils), 2017, 49(2): 225–231 DOI: 10.13758/ki.tr.2017.02.003 凋落物对土壤呼吸的贡献研究进展① 1,2 1* 吕富成 ，王小丹 (1 中国科学院成都山地灾害与环境研究所，成都 610041 ；2 中国科学院大学，北京 100049) 摘 要：土壤呼吸是土壤碳库输出的主要途径，凋落物是影响土壤呼吸的重要因素。明确凋落物对土壤呼吸的 贡献，有助于准确评估植物-土壤-大气三个碳库之间的碳收支过程。本文综述了近年来国内外有关凋落物对土壤呼吸 贡献的研究成果，阐明了凋落物对土壤呼吸的贡献机理，讨论了凋落物对土壤呼吸贡献率及其存在的时空分异特征， 在此基础上，对该领域研究前景进行了展望。 关键词：凋落物；土壤呼吸；碳循环 中图分类号：S154.4 文献标识码：A 土壤是陆地生态系统最大的碳库，碳储量达 生物学过程，它可以通过直接或者间接途径影响土 1.5×103 Pg(以单质 C 计，下同)，约为大气碳储量的 壤呼吸。凋落物对土壤呼吸的直接贡献主要是指凋 2 倍，陆地植物碳储量的 3 倍[1–2] 。土壤呼吸是指土 落物分解过程中释放的 CO2 ；间接贡献是指凋落物 壤碳以 CO2 的形式向大气释放的过程，是土壤碳库 通过物理过程、化学过程和生物过程屏蔽气体传输、 输出的主要途径[3]。土壤每年向大气输出碳约 68 Pg， 改变土壤水热条件、增加或者减少土壤碳源，影响 约占大气 CO2 输入量的 20% ~ 40%，所以土壤呼吸 根系生长和微生物群落的结构与功能等，进而作用 轻微的扰动对全球大气 CO2 浓度的变化将产生重大 于土壤呼吸。 影响[4–8] 。 1.1 凋落物对土壤呼吸的直接贡献 凋落物是陆地生态系统地上部分和地下部分物 凋落物对土壤呼吸最直接的贡献是在微生物的 质和能量交换的重要“纽带”[9]。作为土壤碳库输入 参与下，凋落物通过自身分解释放 CO2 。但许多研究 的主要来源之一[10]，凋落物还为土壤微生物活动提 表明，凋落物释放 CO2 通量低于凋落物对土壤呼吸的 供物质基础，调节土壤表层温度和湿度，改善土壤微 贡献量[17–19]。例如，鼎湖山 3 种植被季风常绿阔叶林、 环境，进而影响土壤呼吸[11]。全球变化和人类活动引 针阔叶混交林、马尾松林凋落物年平均直接排放的 起的气温升高、氮沉降以及土地利用/覆被变化等问 CO 2 2 通量分别为 597±129、736±187、582±181 g/(m ·a) 题，势必会对陆地生态系统的生产力[12]、凋落物质 (以单质 C 计，下同)，明显低于凋落物对土壤呼吸的 量[13]、凋落物量[14]产生影响。凋落物这个碳库的扰 贡献量[17]。另外，原始林凋落物释放的 CO2 通量高 动，则会对全球气候变化产生反馈作用[15–16]。因此， 于更新林，这主要是林地凋落物多寡及各层所占比例 厘清连接土壤和大气纽带的凋落物对土壤呼吸的贡 不同所致[18]。这表明凋落物自身分解释放 CO2 量并 献是十分必要的。本文在综述了国内外相关研究成果 不能完全代表凋落物对土壤呼吸的贡献。 基础上，分析了凋落物对土壤呼吸的贡献机理，并总 1.2 凋落物对土壤呼吸的间接贡献 结了凋落物对土壤呼吸贡献率存在的时空规律及其 凋落物对土壤呼吸的间