第18卷第4期地球科学进展Vol.18No.42003年8月ADVANCEINEARTHSCIENCESAug.2003文章编号:10012816620030420597206土壤呼吸中根系与微生物呼吸Ξ的区分方法与应用程慎玉张宪洲中国科学院地理科学与资源研究所北京100101要摘:土壤呼吸中根系呼吸和微生物呼吸的区分在研究生态系统碳循环和土壤碳储量时具有重生物量外推法、要意义。较系统地介绍了各种区分方法主要包括成分综合法、同位素标根去除法、挖记法等。现国内研究中使用生物量外推法较多但其相关性较差。根去除法又可分为根移除法、沟隔离法和林隙法由于是就地测定其数据可信度较高。同位素标记法包括脉冲标记法和连续标操作困难、记法该方法避免了大的干扰数据较准确缺点在于设备复杂、分析费用高。同时对各种方法的原理和应用进行了介绍。键词关:土壤呼吸根系呼吸区分方法中图分类号:S15413文献标识码:A土壤呼吸指自然土壤中产生CO2的活动主要tration可用下式表示:6净土壤碳增量凋落物输是由微生物活动和根系呼吸产生的另有很少部分入量-土壤呼吸-根系呼吸是由土壤动物呼吸和土壤有机物的化学氧化分解产这里土壤呼吸和根系呼吸的差别在于异养呼吸生有人估计中高产农田中土壤动物呼吸和化学氧释放的碳即微生物的呼吸。因此需要了解根系化只占总呼吸量的51。土壤呼吸是陆地生态系呼吸占土壤呼吸的比例才能更好地研究土壤碳获统碳素循环的主要环节也是大气CO2浓度升高的取。同样在了解生态系统碳收支状况时也需要把根关键生态学过程。根系呼吸包含根际各种活动我系呼吸从土壤呼吸中区分开。们引用Wiant2的定义:根系呼吸包括根部及其衍实验条件及环境的限制各种区由于方法本身、生的呼吸包括活根组织呼吸、共生的根际真菌和微分根系呼吸和土壤呼吸的方法在应用中各有其优缺根分泌液和死根的分解等活动产生CO2生物呼吸、点本文将对各种方法进行比较和评述。的过程。根系与微生物呼吸的区分的意义表现在几个方1主要区分方法面。首先在计算碳素周转率时一般把土壤有机物将根系呼吸从土壤呼吸中分离出来在技术上一分解产生的CO2作为有机质分解的主要指标由于直比较困难国际上对这方面的研究也很重视已有测定的土壤呼吸包含根系呼吸和土壤有机质分解很多相关的研究6。现有区分微生物呼吸和根系应该把根系呼吸和微生物呼吸相区分。其次随着温呼吸的方法主要包括成分综合法、根生物量外推法、室效应的日益显著有很多研究着眼于研究土壤的同位素标记法等。去除法、碳净存留量和净生态系统生产力以评价生态系统1.1成分综合法componentintegration的源/汇潜力3～5。土壤中碳固定carbonseques2成分综合法就是将土壤呼吸的不同组成成分分Ξ收稿日期:2002212226修回日期:200320321813基金项目:国家重点基础研究发展规划项目“青藏高原农田和草原生态系统温室气体排放及其对全球变化的响应”编号:G1998040800资助1作者简介:程慎玉19792男山东济宁人硕士研究生主要从事高原生理生态研究.E2mail:csyxxscsina.com1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.Ltd.Allrightsreserved.598第地球科学进展18卷无根土壤和凋落物各部分释放的CO2别测定如根、由于土壤呼吸影响因素很多如土壤温度和水量各成分之和就是土壤呼吸所释放的CO2总量。分的影响相比之下生物量与土壤呼吸的相关性不如果各个成分释放量之和接近于就地的土壤总释放稳定因此生物量外推法所测得的根系呼吸比例不量说明实验的准确率是非常高的。一般要在就地可避免的要出现误差12。同时根系测定方法难以测定不同成分释放量以进行比较。有的实验只是区分有效根和无效根而这两种根的CO2的排放规测定就地的土壤呼吸速率和凋落物与根部两部分的律是明显不同的12。通过这种方法测得根系呼吸呼吸速率然后相减得出无根土壤的呼吸速率。有占土壤总呼吸的比例在北美高草原群落为关计算公式如下:4013印度热带草地群落6.414和3815热TScerRlitter×MlitterRroot×MrootRsoil×Msoil带冲积土草原4216。RCRroot×Mroot1.3根去除法rootexclusionRCRC/TScer×100根去除法是一种间接的测定根系呼吸的方法它通过测定有根和无根情况下的土壤呼吸得出根系这里TScer为土壤呼吸总量Rlitter为凋落物呼呼吸。可用下式表示:吸速率Mlitter为凋落物质量Rroot为根系呼吸速率RCTScer-TScer无根Mroot为根质量Rsoil为无根土壤呼吸速率Msoil为无RCTScer-TScer无根/TScer×100根土壤质量RC是根系呼吸分量RC是根系呼现有根去除