土壤呼吸

土壤呼吸

土壤呼吸(Soil Respiration)是指土壤釋放二氧化碳的過程,嚴格意義上講是指未擾動土壤中產生二氧化碳的所有代謝作用,包括三個生物學過程(即土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤動物呼吸)和一個非生物學過程,即含碳礦物質的化學氧化作用。

基本信息

簡介

土壤呼吸土壤呼吸
森林土壤呼吸是陸地生態系統土壤呼吸的重要部分,其動態變化將對全球碳平衡產生深遠的影響。全球森林過度採伐和其他土地利用變化導致土壤CO2釋放的增加量,占過去兩個世紀來因人類活動釋放的CO2總量的一半,是除化石燃燒釋放CO2導致大氣CO2濃度升高的另一重要因素。森林土壤呼吸也是目前已建立的長期監測CO2通量網站的重要研究對象之一。是研究世界碳循環的重要課題。對生態學、環境科學及地球表層系統科學意義重大。
土壤呼吸作用,一般指土壤釋放CO2或吸收O2的強度,可分為自養型呼吸(根呼吸和根際微生物呼吸)和異養型呼吸(微生物和動物呼吸),自養型呼吸消耗的底物直接來源於植物光合作用產物向地下分配的部分,而異養型呼吸則利用土壤中的有機或無機碳。
很早以來,人們把測定土壤呼吸作用強度看作是衡量土壤微生物總的活性指標,或者作為評價土壤肥力的指標之一。但必須指出土壤微生物活動是土壤呼吸作用的主要來源;因此影響土壤微生物活動的諸因子,如土壤有機質含量、pH、溫度、水分以及有效養分含量都能影響土壤呼吸作用強度,並從土壤呼吸作用強度的變化中反映出來。

與全球變化

現階段包括土地利用和土地植被的改變在內的人類活動,很大程度上改變了土壤呼吸,也改變了陸地生態系統中植物對二氧化碳的固定量。有研究表明,全球森林過度採伐和土地利用變化導致土壤二氧化碳釋放的增加量,占過去兩個世紀來因人類活動釋放的二氧化碳總量的一半。目前土壤呼吸已經成為陸地生態系統中向大氣釋放二氧化碳最大的源。人類活動致使土壤碳庫漸成碳源,而生態系統的碳匯功能正在減弱。
首先,二氧化碳的另一個角色是最主要的溫室氣體之一。溫室氣體是指大氣中對地球具有保溫作用的氣體,大氣中的二氧化碳濃度升高會導致全球變暖,造成天氣乾旱或旱澇不均,使地面植物生長受影響,地面沙漠化加劇,沙塵暴頻繁發生,也必然會影響大氣質量。有人推測,隨著溫室氣體的增加,到本世紀中葉,地球的冰雪將融化一大半,從而造成海洋水位上升,有可能淹沒大量沿海城市,導致人類自然環境和生態環境的更大破壞。因此,溫室效應將給人類帶來綜合性災難。
也有研究指出,大氣中二氧化碳的升高也有一些有利影響:比如增加的二氧化碳可以給植物“施肥”,有利於植物生產力和水分利用效率的提高。但這必須有個前提,植物還活著!如果土壤被污染,土壤中正常生存的微生物和小動物就會被殺死,生長在上面的植物也會生病甚至死亡;如果森林被大面積砍伐、破壞,土地裸露,土壤流失,我們就失去了“氧氣工廠”和“空氣淨化器”,沒有了氧氣人類還能生存嗎?
“低碳生活”(low-carbonlife)其實就是從節電節氣和回收三個環節來指改變生活細節,儘量減少生活作息時所耗用的能量,從而減低碳——尤其是二氧化碳的排放量,減少對大氣的污染,減緩生態惡化。為了土壤的呼吸,為了人類的呼吸,讓我們都“低碳”起來。

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