大气CO2浓度升高对春玉米土壤呼吸的影响

徐 洲,冯 倩,王 玉,赵金磊,李常鑫,王丽梅,2,*

1 西北农林科技大学资源环境学院,杨凌 712100 2 农业部西北植物营养与农业环境重点实验室,杨凌 712100

工业革命以来,大气 CO2浓度持续升高已是不争的事实。到 21 世纪末,大气中 CO2浓度将可能达到甚至超过 700 μmol/mol。农田土壤呼吸是大气 CO2排放的主要来源之一[1-3],全球每年因土壤呼吸排放到大气中 CO2约为70—100 Pg,是化石燃料燃烧排放 CO2的12—16倍[4]。目前已有研究表明[5-6],大气 CO2浓度升高会对农田作物土壤呼吸产生一定影响。因此,土壤呼吸对大气 CO2浓度升高具有重要贡献,反之,升高了的大气 CO2浓度又势必会对农田土壤温室气体排放产生反馈作用,探明大气 CO2浓度升高条件下农田土壤呼吸速率的改变,对于明确未来气候变化条件下,农田生态系统对气候改变的响应与反馈具有重要意义。

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,是陆地生态系统中碳以 CO2形式返回到大气的主要途径[7]。研究表明[8-9],植物通过光合作用将大气中的 CO2以有机碳的形式储存到地下,其中部分以枯枝落叶形式进入土壤,成为生态系统碳储量的一部分[10]。全球土壤碳储量的增加有利于减缓温室效应,而土壤呼吸的增加会加剧全球温室效应,造成一系列不可预计的后果。可见,土壤呼吸在全球碳收支中扮演着重要的角色,其微小的变化都可能给全球碳平衡带来重大影响。

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分[11-13],研究农田生态系统中土壤呼吸对大气 CO2浓度增加的响应是预测和评价农田系统乃至整个陆地生态系统土壤碳周转和碳收支的重要前提与基础。……