中国农田土壤呼吸速率与驱动因子.pdfVIP

摘要 土壤呼吸在全球碳收支中具有重要地位。研究中国典型农业区土壤呼吸的时 空格局及影响因素，有助于构建区域尺度土壤呼吸定量评价模型，对全球碳循环 研究及碳收支的准确评估具有重要意义。本文选取亚热带耕作制度为一年三熟制 的福建长乐、北亚热带耕作制度为一年两熟制的江苏太仓、暖温带耕作制度为一 年一熟制的陕西长武、暖温带耕作制度为一年两熟的天津宝坻和中温带耕作制度 为一年一熟制的九三农场作为典型农业区进行土壤呼吸的野外实地观测，并整合 了2000～2012年中国农田生态系统土壤呼吸的主要研究成果，分析了华南、西南、 华北、西北和东北五火农业区土壤呼吸的季节变化和区域差异，以及影响土壤呼 吸的主要驱动因子。主要研究结果如下： 中国典型农业区土壤呼吸随季节变化明显，夏季非水稻种植区土壤呼吸速率 达到最高值，冬季土壤呼吸速率处于稳定低值。夏季水稻生长季土壤呼吸速率有 明显下降趋势。江苏太仓、福建长乐、天津宝坻、九三农场、陕西长武5个典型 C 农业区年均土壤呼吸速率分别为：881．8 m～a～，853．4士108．5Cm。2a～， 4-48．49 g Cm～a～，603．5士13．2Cm‘2a～，556．0士27．5Cm。2a～。 733．4士66．69 g g 对112篇己发表的关于中国农田土壤呼吸的文献整合分析结果表明，中国农 4-18．3Cin。2 C 业区土壤呼吸年平均速率为682．8 a．1，年排放总量约为0．90 a～： g Pg 五大农业区土壤呼吸年平均速率按大小排序为：华南区西南区华北区东北区 西北区，华南区的土壤呼吸速率分别与东北区、华北区、西北区之间的差异显著 (p0．05)；水作和旱作两种土地利用类型问土壤呼吸速率差异显著(p0．05)， 旱作土壤呼吸速率约为水作的1．3倍：不同作物类型间土壤呼吸速率差异显著(p 0．05)，其大小排序为：棉花玉米大豆水稻小麦。 长乐观测点旱作期间土壤呼吸速率与土壤温度呈显著线性正相关(p0．0l， 《=0．52)。当土壤含水量低于30％时土壤呼吸速率主要受温度控制，含水量在 土壤含水量高于60％时土壤呼吸速率与土壤含水量呈显著线性负相关(p0．0l， R2=0．40)。太仓观测点土壤呼吸速率与土壤温度之间表现为显著线性正相关(口 0．01，R2=O．62)。土壤含水量高于30％时土壤呼吸速率与土壤含水量呈显著线性 控制。宝坻观测点土壤呼吸速率与土壤温度和土壤含水量之间均表现为显著线性 正相关(口O．叭；相关系数分别为0．95和0．33)。土壤温度低于10。C时土壤呼 吸速率与土壤含水量相关性不显著(p0．05)，当土壤温度为20～30℃时土壤呼 万方数据 吸速率与土壤含水量呈显著线性正相关(p0．01，R2=0．74)。九三农场观测点 土壤温度和土壤含水量都处于较低水平时，士壤呼吸速率与土壤温度呈显著线性 武观测点土壤呼吸速率与土壤温度显著线性正相关(pO．05，R2=0．97)，土壤 中国农田土壤呼吸速率与年均气温、NPP显著正相关(p0．05)，与年均降 水量相关性不显著(pO．05)。除西南区水稻生长季外，土壤呼吸速率在作物生 长季与土壤温度呈显著线性正相关(p0．05)。玉米生长季土壤呼吸速率与土壤 含水量之问表现为显著线性正相关(pO．05)，这种相关性在小麦生长季则表现 为不显著(口0．05)。 关键词：农田生态系统；土壤呼吸；影响因子；时空变异性 II 万方数据