玉米農田土壤呼吸作用動態(tài)與模擬研究.pdf

1、利用動態(tài)密閉氣室法(Licor-6400-09)，對錦州玉米生長季(5～9月)農田土壤呼吸作用動態(tài)及其影響因子進行連續(xù)兩年的野外動態(tài)觀測，分析表明，在植株尺度上，玉米地土壤呼吸作用存在明顯的空間異質性，較高的土壤呼吸速率通常出現在靠近玉米植株的地方。玉米地土壤呼吸作用的日變化為不對稱的單峰型曲線，最小值和最大值分別出現在6：00～7：00和13：00左右。2005年玉米生長季土壤呼吸速率均值為3.16μmol CO2·m-2·s-1，最

2、大值為4.77μmolCO2·m-2·s-1，出現在7月28日，最小值為1.31μmol CO2·m-2·s-1，出現在5月4日。
　　 植物根系生物量的分布格局是影響土壤呼吸作用空間異質性的關鍵因素。土壤呼吸作用與根系生物量呈顯著的線性關系，而土壤濕度、土壤有機質、全氮和碳氮比對土壤呼吸作用空間異質性的影響并不顯著。在土壤呼吸作用日變化中，土壤呼吸速率(SR，μmol CO2·m-2·s-1)與10 cm土壤溫度T,℃)均呈顯

3、著的指數函數關系SR=αesT·在季節(jié)尺度上，參數a和β是波動的，玉米凈第一性生產力(NPP,g·m-2·d-1)和生物量(B，g·m-2)分別為影響參數a和β季節(jié)性波動的主導因素。鑒于此，建立了方程SR-(aB+b)e(cNPPsd)T用以模擬土壤呼吸作用的季節(jié)變化。土壤溫度、NPP和生物量共同影響著玉米生長季土壤呼吸作用的季節(jié)性變化，它們共同解釋了土壤呼吸作用季節(jié)變化的93％。
　　 小時尺度上，土環(huán)中的根系生物量是影響土壤

4、呼吸速率空間變異的關鍵因子，土壤呼吸速率與根系生物量呈線性關系SR-αB+β；日時間尺度上，土壤呼吸速率與根系生物量線性方程中的參數a和β是波動，土壤溫度是影響a和β波動的主導因素，于是得到方程SR-aebTB+cT+d。季節(jié)時間尺度上，土壤呼吸作用可表達為SR-(aW+b)ecTB+(dNPP+e)T+f，土壤溫度、土壤濕度和玉米NPP共同驅動著玉米生長季土壤呼吸作用的時間變化和空間變異，它們可以解釋玉米生長季土壤呼吸作用時空變化的7

5、4％。
　　 通過建立土壤呼吸作用與玉米根系生物量的回歸方程，對根系呼吸作用占土壤呼吸作用的比例進行了間接估算。玉米生長季根系呼吸作用占土壤呼吸作用的比例在43.1～63.6％之間波動，均值為54.5％。假定玉米果實和秸桿中的碳在收獲期間沒有從農田中轉移走，2005年整個生長季玉米生態(tài)系統(tǒng)的碳收支為-1127.0 gC·m-2，碳交換速率在0.52～-18.05 g C·m-2·d-1之間波動。玉米生長初期，玉米生態(tài)系統(tǒng)表現為C