全 文 ：黄土高原农田土壤呼吸特征及其影响因素
李旭东，沈晓坤，张春平，傅华
（草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州７３００２０）
摘要：２００７年使用动态密闭气室红外ＣＯ２ 分析法（ＩＲＧＡ）对黄土高原地区豌豆农田土壤呼吸进行观测，综合分析
了水热因子对土壤呼吸日、季节变化的影响。结果表明，该区豌豆田土壤呼吸日、季节变化趋势均呈“单峰型”曲
线；夏季日变化最高和最低值分别出现在１１：００－１３：００和０：００－３：００，日平均值接近９：００和１９：００的观测值；冬
季日变化最高和最低值分别出现在１３：００－１５：００和２１：００－０：００，日平均值接近于９：００和１７：００的观测值；全年
土壤呼吸速率最大值出现在７月份（豌豆开花结荚期），最小值出现在１２月份。分析表明：温度是该农田生态系统
土壤呼吸日、季节变化的主要影响因素；而土壤水分变化与土壤呼吸季节变化的相关性较差。该区土壤呼吸存在
“负通量”现象。
关键词：黄土高原；豌豆田；土壤呼吸；土壤温度；土壤水分
中图分类号：Ｓ１５７．３　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１４）０５００２４０７
犇犗犐：１０．１１６８６／ｃｙｘｂ２０１４０５０３　　
　　自工业革命以来，人类活动所导致的ＣＯ２ 等温室气体在大气中的体积分数持续上升，使得全球表面温度不
断升高［１］。ＣＯ２ 是最重要的温室气体，对全球温室效应的贡献率约占６０％［２］。陆地生态系统约２／３以上的碳储
存在土壤中，而土壤呼吸作用是陆地生态系统向大气输出碳的主要途径，是陆地生态系统碳循环的重要组成部
分［３］。每年因土壤呼吸排放到大气中的碳约占全球碳总排放量的５％～２５％［４］，是化石燃料燃烧排放量的１０倍
以上［５］。因此，土壤呼吸速率的微小变化会引起大气ＣＯ２ 浓度的重大改变，从而加剧或减缓全球气候变暖［６８］。
不同类型的生态系统之间土壤呼吸作用存在很大差异［９］，而目前有关土壤呼吸的研究主要集中在森林生态
系统，对农田生态系统土壤呼吸［１０］，特别是黄土高原农田生态系统土壤呼吸的研究还较少［１１］，这在一定程度上
影响了从国家尺度对碳蓄积和碳排放的准确估算以及碳增汇减源措施的实施。
黄土高原面积约６２８０００ｋｍ２，人口过亿，在我国农业生产以及碳循环对全球气候变化的响应和反馈过程中
起着重要作用［１１］。因此，深入了解黄土高原农田生态系统土壤呼吸作用的变化规律及其控制机制，不仅是准确
评估该区碳收支的关键，而且可为当地土地利用与管理提供科学依据。本文研究了陇中黄土高原地区豌豆（犘犻
狊狌犿狊犪狋犻狏狌犿）田不同季节的土壤呼吸，分析了土壤呼吸日变化和季节变化的动态特征，探讨了影响土壤呼吸时间
变异性的关键因子，以期为研究农田生态系统碳循环过程与机理提供基础数据。
１　材料与方法
１．１　研究区概况
试验地设在兰州大学半干旱气候与环境观测站，该站位于甘肃省榆中县北部夏官营镇，地理坐标为北纬
３５°５７′，东经１０４°０９′，海拔１９６５．８ｍ。地貌为黄土高原残塬梁峁沟壑，属大陆性半干旱气候，年平均气温６．７℃，
年降水量３８２ｍｍ，年蒸发量１３４３ｍｍ，无霜期９０～１４０ｄ。年日照时数约２６００ｈ。土壤主要为灰钙土和浅灰
钙土。
２４－３０
２０１４年１０月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第２３卷　第５期
Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．５
收稿日期：２０１２０８２７；改回日期：２０１２１１０２
基金项目：甘肃省科技重大专项 （１２０３ＦＫＤＡ０３５），兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金（ｌｚｕｊｂｋｙ２０１３７９，ｌｚｕｊｂｋｙ２０１４７８），国家自然科
学基金项目（３１０７０４１２，３１２０１８３７），高等学校博士学科点专项科研基金（２０１２０２１１１１００２９）和长江学者和创新团队发展计划
（ＩＲＴ１３０１９）资助。
作者简介：李旭东（１９７３），男，山东青州人，副教授，博士。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｘｕｄｏｎｇ＠ｌｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｆｕｈｕａ＠ｌｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
１．２　样地设置
选取气候站周围的农田为研究样地，研究当年
（２００７）该样地种植作物为豌豆。该样地面积为０．４５
ｈｍ２，设置５０ｍ×５０ｍ 的重复样地３个。豌豆于
２００７年４月８日播种，７月２９日收获，收获方式为连
根拔起。该样地施肥量为：有机肥３０００ｋｇ／ｈｍ２（干
重），尿素３０ｋｇ／ｈｍ２，过磷酸钙（６０ｋｇ／ｈｍ２）。肥料均
在播种前人工撒施，通过耕作使之混入土壤。土壤的
理化性质见表１。
１．３　土壤呼吸的测定
土壤呼吸用ＬＩＣＯＲ６４００便携式光合仪配以９号
土壤呼吸室测定（ＬＩＣＯＲ，Ｉｎｃ．，ＬｉｎｃｏｌｎＮＥ，ＵＳＡ）。
测定开始１２ｈ前埋设ＰＶＣ呼吸测定圈（直径１０．４
ｃｍ，高５ｃｍ），呼吸圈嵌入土壤深度为１．５ｃｍ，每个重
表１　样地不同土层土壤理化性质
犜犪犫犾犲１　犘犺狔狊犻犮犪犾犮犺犲犿犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳狊狅犻犾犻狀
犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅犻犾犾犪狔犲狉狊犻狀狋犺犲狊狋狌犱狔狊犻狋犲
土层
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒ
（ｃｍ）
土壤容重
Ｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ
（ｇ／ｃｍ３）
土壤ｐＨ
ＳｏｉｌｐＨ
土壤有机碳
Ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ
（ｇ／ｋｇ）
０～１０ １．１４ ８．２４ ６．３
１０～２０ １．１４ ８．２９ ６．８
２０～３０ １．１８ ８．４１ ５．２
３０～４０ １．２４ ８．５０ ４．２
４０～６０ １．２７ ８．６１ ４．１
６０～８０ １．２６ ８．７７ ２．８
８０～１００ １．２８ ８．８７ ２．４
复样地随机埋设４个。作物生长季的土壤呼吸测定中，呼吸圈内的植物在测定前齐地面剪除，同时手工清除呼吸
圈内的枯落物。所有测定于２００７年１月至１２月期间进行，每月下旬测定１次，每次测定均选择晴朗天气。另
外，于６月２６－２７日和１２月１４－１５日进行了土壤呼吸日动态的测定：测定频度为９：００－２１：００每隔２ｈ测１
次；２１：００－次日６：００每隔３ｈ测１次，３次重复。
由于在土壤呼吸的测定中观测到土壤吸收ＣＯ２ 的现象，为了精确地确定ＣＯ２ 的负通量，我们假定在土壤呼
吸室内ＣＯ２ 浓度与外界环境中ＣＯ２浓度接近时，ＣＯ２ 的负通量有一个相对稳定的量值，然后，记录测量室内ＣＯ２
浓度在９０ｓ内的变化，并用以下公式计算：
犚＝［（犘×犞）／（犽×犜）×（犆９０－犆０）］／（犃×９０） （１）
其中，犚为土壤呼吸速率（μｍｏｌＣＯ２／ｍ
２·ｓ）；犘为呼吸室内的气压（Ｐａ）；犞 为测定时呼吸室的体积（Ｌ）；犽为气体
常数（８３１４Ｐａ·Ｌ／ｍｏｌ·Ｋ）；犜为呼吸室内气体的温度（Ｋ）；犆９０和犆０ 分别为测定开始（０ｓ）以及结束（９０ｓ）时测
量室内ＣＯ２ 的浓度（μｍｏｌ／ｍｏｌ）；犃为呼吸圈的面积（ｍ
２）；９０为测定所持续的时间（ｓ）。
１．４　土壤温度与水分的测定
在每次测定土壤呼吸的同时，用ＬＩ６４００光合仪配置的温度探头测定２和５ｃｍ的土壤温度。在土壤呼吸测
定结束后，用土壤水分探测仪（ＴｒｉｍｅＴＤＲｐｒｏｂｅ，ＩＭＫＯ，Ｅｔｔｌｉｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）原位测定呼吸圈内表层１０ｃｍ
土壤的体积含水量。冬季由于土壤冻结而使土壤水分无法测定，该期间土壤水分值通过其他季节测定结果与同
期气象资料的相关方程计算得出。
１．５　数据处理
用ＳＰＳＳ１３．０ｆｏｒＷｉｎｄｏｗｓ统计分析软件进行土壤呼吸与土壤温度及土壤水分的相关分析和回归分析，动
态曲线采用Ｅｘｃｅｌ２００７绘制。
２　结果与分析
２．１　土壤呼吸日动态特征
图１显示了２００７年豌豆田夏季（６月２６－２７日）和冬季（１２月１４－１５日）土壤呼吸（ＳＲ）、２ｃｍ土壤温度
（Ｔ２）和５ｃｍ土壤温度（Ｔ５）的日变化。ＳＲ日变化趋势均呈现“单峰型”曲线，总体均表现为白天高"夜晚低，且
均与Ｔ２ "Ｔ５ 变化趋势相近，即在一定温度范围内，ＳＲ随土壤温度升高而升高；夏季ＳＲ最高值（１．１９μｍｏｌ
ＣＯ２／ｍ２·ｓ）出现在１１：００－１３：００；最低值（０．１６μｍｏｌＣＯ２／ｍ
２·ｓ）出现在夜间０：００－３：００；ＳＲ的日平均值
（０．５３μｍｏｌＣＯ２／ｍ
２·ｓ）接近于９：００和１９：００的观测值。冬季ＳＲ最高值（０．４１μｍｏｌＣＯ２／ｍ
２·ｓ）出现在
１３：００－１５：００，最低值（－０．０７μｍｏｌＣＯ２／ｍ
２·ｓ）出现在夜间２１：００－０：００。ＳＲ的日平均值（０．０８μｍｏｌＣＯ２／
５２第２３卷第５期 草业学报２０１４年
ｍ２·ｓ）接近于９：００和１７：００的观测值，在１７：００－次日９：００期间观测到土壤有吸收ＣＯ２（即土壤呼吸负通量）
现象。
２．２　土壤呼吸的季节变化特征及其影响因素
２．２．１　土壤呼吸季节变化特征　土壤呼吸速率的季节动态同样呈现“单峰型”曲线的变化趋势（图２），最低值
（０．０１μｍｏｌＣＯ２／ｍ
２·ｓ）出现在１２月，最高值（０．９２μｍｏｌＣＯ２／ｍ
２·ｓ）出现在７月，其年平均值（０．４２μｍｏｌ
ＣＯ２／ｍ２·ｓ）与３月份的观测值相近。土壤呼吸季节变化趋势与２和５ｃｍ土壤温度的变化相一致，但与土壤水
分的季节变化并不相同。土壤水分（０～１０ｃｍ 土层土壤体积含水量）最低值（１．３％）出现在１月，最高值
（１６．６％）出现在９月。
图１　农田土壤呼吸（犛犚）以及土壤温度（犜２：２犮犿；犜５：５犮犿）的日变化（狀＝３）
犉犻犵．１　犇犻狌狉狀犪犾狏犪狉犻犪狋犻狅狀狊犻狀犛犚（狊狅犻犾狉犲狊狆犻狉犪狋犻狅狀），犜２（狊狅犻犾狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犪狋２犮犿）犪狀犱犜５（狊狅犻犾狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犪狋５犮犿）犻狀狋犺犲犮狉狅狆犾犪狀犱
　
图２　农田土壤呼吸（犛犚）、土壤温度（犜２：２犮犿，犜５：５犮犿）
以及土壤水分（０～１０犮犿土壤体积含水量）
的季节变化（狀＝１２）
犉犻犵．２　犛犲犪狊狅狀犪犾狏犪狉犻犪狋犻狅狀狊狅犳狊狅犻犾狉犲狊狆犻狉犪狋犻狅狀（犛犚），狊狅犻犾
狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犪狋２犮犿（犜２）犪狀犱５犮犿（犜５）犪狀犱
狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲犪狋０－１０犮犿犻狀２００７（狀＝１２）
　
２．２．２　土壤呼吸与土壤温度及土壤水分的关系　将全年的土壤呼吸测定值与对应的２和５ｃｍ土壤温度作相关
分析，结果表明两者之间呈极显著线性相关（图３）。与５ｃｍ土壤温度（Ｔ５）相比，２ｃｍ土壤温度（Ｔ２）能更好地解
释土壤呼吸的季节变化（犚２＝０．７３９９，犘＜０．０１）。
犛犚＝０．０２４１犜狊＋０．１２３３ （２）
其中，犛犚为土壤呼吸速率（μｍｏｌＣＯ２／ｍ
２·ｓ），犜狊为２ｃｍ土壤温度（℃）。
６２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．５
图３　土壤呼吸与土壤温度的关系（狀＝１２１）
犉犻犵．３　犜犺犲犮狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀狊犫犲狋狑犲犲狀狊狅犻犾狉犲狊狆犻狉犪狋犻狅狀（犛犚）犪狀犱狊狅犻犾狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲（狀＝１２１）
　
　　为了分析土壤水分作为独立因子对土壤呼吸作用
图４　土壤呼吸与土壤水分的关系（狀＝８７）
犉犻犵．４　犜犺犲狉犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀狊狅犻犾狉犲狊狆犻狉犪狋犻狅狀（犛犚）
犪狀犱狊狅犻犾犿狅犻狊狋狌狉犲犪狋１０犮犿（狀＝８７）　
的影响，根据以上分析得到的温度与土壤呼吸的线性
关系将土壤呼吸标准化到同一温度（２０℃）以消除温度
的影响［１２］，得出公式（３）估算各观察值在２０℃土壤温
度条件下的土壤呼吸（ＳＲ２０），再分析土壤呼吸与土壤
水分的关系。
犛犚２０＝犛犚＋０．０２４１（２０－犜狊） （３）
结果表明，土壤呼吸与土壤水分的相关性并不显
著（图４）。说明该区豌豆田土壤水分不是影响土壤呼
吸的主要因素。
３　讨论
３．１　土壤呼吸日变化
土壤温度和土壤水分是影响土壤呼吸的重要因素［１３］。一般情况下，土壤温度是影响土壤呼吸作用的最主要
因素［１４］。土壤呼吸与土壤温度主要有线性关系、指数关系、二次方程关系和Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方程等［１５］，因此，温度的
变化能够解释土壤呼吸日、季节变化的大部分变异［１６］。本研究结果表明，研究区豌豆田冬、夏两季土壤呼吸日动
态与土壤温度之间呈显著的相关性。该研究结果和其他生态系统的研究结果相似［１０，１７２１］。这主要由于在一个昼
夜之内土壤温度变化大而土壤水分相对稳定，因此土壤呼吸日动态主要受土壤温度影响［２２］。
该样地冬季土壤呼吸日变化测定中观测到“负通量”现象，在同一研究区的其他研究中也观测到这一现
象［２３］。张金霞等［２４］通过对高寒矮嵩草（犓狅犫狉犲狊犻犪犺狌犿犻犾犻狊）草甸的研究，认为在植物非生长季，草毡寒冻雏形土壤
ＣＯ２ 呈现出负排放可能是因为此时气温和土温均很低，土壤微生物和根系呼吸基本停止；而ＣＯ２在水中的溶解
度随温度下降而升高，故冬季土壤孔隙中的ＣＯ２ 易被土壤水分吸收而积聚在冻土层中，使大气中的ＣＯ２ 浓度因
高于土壤孔隙中的ＣＯ２ 浓度而向土壤扩散，从而出现土壤呼吸负通量现象。通过对比前人没有出现土壤呼吸负
通量的研究［１７，２５３２］时发现这些样地的土壤ｐＨ多数偏向酸性或接近中性，而本研究样地土壤ｐＨ呈碱性且１ｍ
土层平均ｐＨ值高达８．５３。刘再华等［３３］的研究认为ＣＯ２ 易溶于水，其水溶液是由碳酸、重碳酸根和碳酸根离子
组成的平衡混合物，各组成之间的反应为：ＣＯ２＋Ｈ２ＯＨ２ＣＯ３Ｈ＋＋ＨＣＯ３－２Ｈ＋＋ＣＯ３２－，碱性溶液会使
平衡向右移动，ｐＨ约为７～９时，溶液碳以ＨＣＯ３－的形式存在；ｐＨ 再高时，则主要是ＣＯ３２－；硅酸盐风化形成
的全部ＨＣＯ３－和方解石溶解产生的ＨＣＯ３－有一半是来自于大气或土壤ＣＯ２。因此，本研究认为：该区钙质土
壤偏高的碱性促进了土壤次生碳酸盐的形成是造成土壤呼吸负通量的主要原因，而冬季低温加剧了这一过程；夏
季同样可能出现土壤吸收ＣＯ２ 现象，但由于夏季全天较高的土壤温度导致土壤呼吸速率高于土壤吸收ＣＯ２ 速
７２第２３卷第５期 草业学报２０１４年
率，从而使得土壤吸收ＣＯ２ 现象被掩盖。碱性的钙质土壤对ＣＯ２ 的吸收可为寻找遗失的碳汇提供一个新的方
向，同时，由于土壤吸收ＣＯ２ 现象的存在也使得土壤呼吸观测值低于实际值，要正确量化土壤对ＣＯ２ 的吸收，则
需深入研究其机制。
３．２　土壤呼吸的影响因素及其季节变化特征
春季，土壤呼吸速率随着土壤温度的升高而逐渐增强。４月豌豆播种后，人为对土壤的扰动［３４］有利于土壤微
生物活动，且随着作物的生长［３５］，地下生物量逐渐增加［３６］，同时温度和土壤水分的升高，使得土壤呼吸速率逐渐
增大。到了７月份，土壤温度和水分虽略有降低，但此时豌豆生长处于最为旺盛的开花结荚期，地下生物量大，从
而使土壤呼吸速率达到整个生长期以及全年的最大值（观测时间为７月２１日），７月２９日豌豆收获，由于收获时
连根拔起，使地下生物量迅速减少，且土壤温度和水分也有所下降，使得８月份开始土壤呼吸速率出现下降趋势。
但是由于收获时人为对土壤的扰动促进了土壤微生物的活动，故８月份的呼吸值仍维持较高水平。９月份以后，
土壤温度持续下降，微生物活动逐渐减弱，使得土壤呼吸速率持续下降。豌豆作物最大生长时期与最大土壤呼吸
相对应，出现在７月份（豌豆的开花结荚期），这与Ｒｏｃｈｅｔｔｅ等［３７］的研究结果相近。
土壤温度和土壤水分均有可能成为影响土壤呼吸季节变化的主导因子，这主要取决于具体地域的限制性环
境因子［３８３９］。有研究表明，土壤水分是影响土壤呼吸的重要因素之一［４０］，土壤呼吸与土壤水分间具有线性相关
性［４１］。在土壤水分充足、水分不成为限制因子的条件下土壤呼吸与土壤温度呈正相关，而当土壤水分成为限制
因子时水分含量和温度共同起作用［４２］。但本研究的全年结果表明土壤水分与土壤呼吸间无显著相关性（犘＞
０．０５），所以土壤温度是影响本研究区域土壤呼吸的主要因素，这与其他研究结果一致［３０，４３４５］。早期认为，冬季土
壤呼吸速率很小，因此在分析地———气ＣＯ２ 交换过程中可以忽略不计［４６］。但也有研究发现，冬季土壤呼吸占全
年土壤呼吸的比例很大，即使在高纬度和高寒地区也不能忽略［２５］。本次观测结果得出的冬季土壤呼吸占全年的
比重约８．９％，所以要准确评价全年土壤碳收支，冬季土壤呼吸不能被忽视。
４　结论
黄土高原旱作农田土壤呼吸日、季节变化均呈“单峰型”曲线变化趋势，土壤温度是土壤呼吸日、季节变化的
主要驱动因素，可以解释豌豆生长季土壤呼吸的时间变异，而土壤水分对其影响相对较弱。该区农田土壤呼吸存
在“负通量”现象，碱性的钙质土壤（ｐＨ＞８．２）中土壤次生碳酸盐的形成可能是造成土壤吸收ＣＯ２ 的主要原因；
土壤吸收ＣＯ２ 现象的存在会导致土壤呼吸速率的实际值被低估。冬季土壤呼吸占全年的比重约８．９％，因此，仅
利用生长季的观测资料估算全年的总呼吸量将导致结果偏低。
参考文献：
［１］　张金波，宋长春，杨文燕．不同土地利用下土壤呼吸温度敏感性差异及影响因素分析［Ｊ］．环境科学学报，２００５，２５（１１）：
１５３７１５４２．
［２］　ＩＰＣＣ．ＳｐｅｃｉａｌＲｅｐｏｒｔｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎｓＳｃｅｎａｒｉｏｓ，ＷｏｒｋｉｎｇＧｒｏｕｐⅢ．ＩｎｔｅｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌＰａｎｅｌｏｎＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅ［Ｒ］．Ｃａｍ
ｂｒｉｄｇｅ，ＵＫ：ＣａｍｂｒｉｄｇｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，２０００．
［３］　鲍芳，周广胜．中国草原土壤呼吸作用研究进展［Ｊ］．植物生态学报，２０１０，３４（６）：７１３７２６．
［４］　ＲａｉｃｈＪＷ，ＰｏｔｔｅｒＣＳ．Ｇｌｏｂａｌｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｅｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍｓｏｉｌ［Ｊ］．ＧｌｏｂａｌＢｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙＣｙｃｌｅｓ，１９９５，９（１）：
２３３６．
［５］　ＩＰＣＣ（ＩｎｔｅｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌＰａｎｅｌｏｎＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅ）．ＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅ：ＴｈｅＰｈｙｓｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅＢａｓｉｓ．ＣｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＷｏｒｋｉｎｇ
ｇｒｏｕｐＩｔｏｔｈｅＦｏｕｒｔｈＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌＰａｎｅｌｏｎＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅ［Ｒ］．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＵＫ：Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ
ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，２００７．
［６］　ＳｃｈｌｅｓｉｎｇｅｒＷ Ｈ，ＡｎｄｒｅｗＪＡ．Ｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｇｌｏｂａｌｃａｒｂｏｎｃｙｃｌｅ［Ｊ］．Ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０００，４８（１）：７２０．
［７］　范月君，侯向阳，石红霄，等．气候变暖对草地生态系统碳循环的影响［Ｊ］．草业学报，２０１２，２１（３）：２９４３０２．
［８］　乔春连，王基恒，葛世栋，等．围封和放牧条件下高寒矮嵩草草甸土壤性质的比较［Ｊ］．草业科学，２０１２，２９（３）：３４１３４５．
［９］　ＲａｉｃｈＪＷ，ＴｕｆｅｋｃｉｏｇｌｕＡ．Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ：ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０００，４８（１）：７１
８２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．５
９０．
［１０］　韩广轩，周广胜，许振柱．玉米生长季土壤呼吸的时间变异性及其影响因素［Ｊ］．生态学杂志，２００８，２７（１０）：１６９８１７０５．
［１１］　徐香兰，张科利，徐宪立，等．黄土高原地区土壤有机碳估算及其分布规律分析［Ｊ］．水土保持学报，２００３，１７（３）：１３１５．
［１２］　陈述悦，李俊，陆佩玲，等．华北平原麦田土壤呼吸特征［Ｊ］．应用生态学报，２００４，１５（９）：１５５２１５６０．
［１３］　李玉强，赵哈林，赵学勇，等．土壤温度和水分对不同类型沙丘土壤呼吸的影响［Ｊ］．干旱区资源与环境，２００６，２０（３）：
１５４１５８．
［１４］　ＲａｉｃｈＪＷ，ＳｃｈｌｅｓｉｎｇｅｒＷＨ．Ｔｈｅｇｌｏｂａｌｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｆｌｕｘｉｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｔｏｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｎｄｃｌｉｍａｔｅ［Ｊ］．Ｔｅｌ
ｌｕｓ，１９９２，４４：８１９９．
［１５］　ＦａｎｇＣ，ＭｏｎｃｒｉｅｆｆＪＢ．ＴｈｅｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｓｏｉｌＣＯ２ｅｆｆｌｕｘｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００１，３３（２）：
１５５１６５．
［１６］　ＬｉｕＸＺ，ＷａｎＳＱ，ＳｕＢ，犲狋犪犾．ＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆｓｏｉｌＣＯ２ｅｆｆｌｕｘｔｏｗａｔｅｒｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎｉｎａｔａｌｇｒａｓｓｐｒａｉｒｉｅｅｃｏｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ
ａｎｄＳｏｉｌ，２００２，２４０（２）：２１３２２３．
［１７］　王旭，周广胜，蒋延玲，等．山杨白桦混交次生林与原始阔叶红松林土壤呼吸作用比较［Ｊ］．植物生态学报，２００７，３１（３）：
３４８３５４．
［１８］　王旭，周广胜，蒋延玲，等．长白山阔叶红松林皆伐迹地土壤呼吸作用［Ｊ］．植物生态学报，２００７，３１（３）：３５５３６２．
［１９］　杨晶，黄建辉，詹学明，等．农牧交错区不同植物群落土壤呼吸的日动态观测与测定方法比较［Ｊ］．植物生态学报，２００４，
２８（３）：３１８３２５．
［２０］　高天明，张瑞强，梁占岐，等．希拉穆仁围封草原土壤呼吸通量研究［Ｊ］．草业科学，２０１１，２８（１）：３３３８．
［２１］　李志刚，侯扶江．黄土高原不同地形封育草地的土壤呼吸日动态与影响因子分析［Ｊ］．草业学报，２０１０，１９（１）：４２４９．
［２２］　ＳｉｎｇｈＪＳ，ＧｕｐｔａＳＲ．Ｐｌａｎｔｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＴｈｅＢｏｔａｎｉｃａｌＲｅｖｉｅｗ，１９７７，
４３（４）：４４９５２８．
［２３］　ＬｉＸＤ，ＦｕＨ，ＧｕｏＤ，犲狋犪犾．Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎａｎｄａｓｓｅｓｓｉｎｇｔｈｅｃａｒｂｏｎｂａｌａｎｃｅｉｎａ犛犲狋犪狉犻犪犻狋犪犾犻犮犪（Ｌ．）Ｂｅａｕｖ．
ｃｒｏｐｌａｎｄｏｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ，ｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１０，４２（２）：３３７３４６．
［２４］　张金霞，曹广民，周党卫，等．高寒矮嵩草草甸大气－土壤－植被－动物系统碳素储量及碳素循环［Ｊ］．生态学报，２００３，
２３（４）：６２７６３４．
［２５］　ＭｏｎｓｏｎＲＫ，ＬｉｐｓｏｎＤＬ，ＢｕｒｎｓＳＰ，犲狋犪犾．Ｗｉｎｔｅｒｆｏｒｅｓｔｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｅｄｂｙｃｌｉｍａｔｅａｎｄｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｙ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，２００６，４３９：７１１７１４．
［２６］　刘惠，赵平．华南丘陵区典型土地利用类型土壤呼吸日变化［Ｊ］．生态环境，２００８，１７（１）：２４９２５５．
［２７］　黄承才，葛滢，常杰，等．中亚热带东部三种主要木本群落土壤呼吸的研究［Ｊ］．生态学报，１９９９，１９（３）：３２４３２８．
［２８］　王淼，韩士杰，王跃思．影响阔叶红松林土壤ＣＯ２ 排放的主要因素［Ｊ］．生态学杂志，２００４，２３（５）：２４２９．
［２９］　邓琦，刘世忠，刘菊秀，等．南亚热带森林凋落物对土壤呼吸的贡献及其影响因素［Ｊ］．地球科学进展，２００７，２２（９）：９７６
９８６．
［３０］　王旭，周广胜，蒋延玲，等．长白山红松针阔混交林与开垦农田土壤呼吸作用比较［Ｊ］．植物生态学报，２００６，３０（６）：８８７
８９３．
［３１］　孙轶，魏晶，吴钢，等．长白山高山冻原土壤呼吸及其影响因子分析［Ｊ］．生态学杂志，２００５，２４（６）：６０３６０６．
［３２］　梁宇，许嘉巍，胡远满，等．长白山阔叶红松林退化生态系统的土壤呼吸作用［Ｊ］．应用生态学报，２０１０，２１（５）：１０９７
１１０４．
［３３］　刘再华，ＷｏｌｆｇａｎｇＤ，王海静．一种由全球水循环产生的可能重要的ＣＯ２ 汇［Ｊ］．科学通报，２００７，５２（２０）：２４１８２４２２．
［３４］　王小国，朱波，王艳强，等．不同土地利用方式下土壤呼吸及其温度敏感性［Ｊ］．生态学报，２００７，２７（５）：１９６０１９６８．
［３５］　孙文娟，黄耀，陈书涛，等．作物生长和氮含量对土壤－作物系统ＣＯ２排放的影响［Ｊ］．环境科学，２００４，２５（３）：１６．
［３６］　李旭东，张春平，傅华．黄土高原典型草原草地根冠比的季节动态及其影响因素［Ｊ］．草业学报，２０１２，２１（４）：３０７３１２．
［３７］　ＲｏｃｈｅｔｔｅＰ，ＤｅｓｊａｒｄｉｎｓＲＬ，ＰａｔｔｅｙＥ．Ｓｐａｔｉａｌａｎｄｔｅｍｐｏｒａｌｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｉｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｆｉｅｌｄｓ［Ｊ］．Ｃａｎａｄａ
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ，１９９１，７１（２）：１８９１９６．
［３８］　ＨｏｌｔＪＡ，ＨｏｄｇｅｎＭＪ，ＬａｍｂＤ．ＳｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｅａｓｏｎａｌｙｄｒｙｔｒｏｐｉｃｓｎｅａｒＴｏｗｎｓｖｉｌｅ，ＮｏｒｔｈＱｕｅｅｎｓｌａｎｄ［Ｊ］．Ａｕｓ
ｔｒａｌｉａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９０，２８（５）：７３７７４５．
９２第２３卷第５期 草业学报２０１４年
［３９］　ＰａｒｋｅｒＬＷ，ＭｉｌｅｒＪ，Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇｅｒ，犲狋犪犾．Ｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｉｎａｃｈｉｈｕａｈｕａｎｄｅｓｅｒｔｒａｎｇｅｌａｎｄ［Ｊ］．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙ＆Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，
１９８３，１５（３）：３０３３０９．
［４０］　蔡祖聪，ＭｏｓｉｅｒＡＲ．土壤水分状况对ＣＨ４、Ｎ２Ｏ和ＣＯ２排放的影响［Ｊ］．土壤，１９９９，３１（６）：２８９２９４．
［４１］　ＷｉｌｄｕｎｇＲＥ，ＣａｒｌａｎｄＴＲ，ＢｕｓｃｈｂｏｍＲＬ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒｄｅｐｅｎｄｅｎｔｅｆｆｅｃｔｏｆｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａ
ｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｐｌａｎｔｒｏｏｔｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎａｒｉｄｇｒａｓｓｌａｎｄｓｏｉｌｓ［Ｊ］．ＳｏｉｌＢｉｏｌｏｇｙ＆Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９７５，７（６）：３７３３７８．
［４２］　刘绍辉，方精云．土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响［Ｊ］．生态学报，１９９７，１７（５）：４６９４７６．
［４３］　寇太记，朱建国，谢祖彬，等．大气ＣＯ２ 体积分数升高环境温度与土壤水分对农田土壤呼吸的影响［Ｊ］．生态环境，２００８，
１７（３）：９５０９５６．
［４４］　罗辑，杨忠，杨清伟．贡嘎山东坡峨眉冷杉林区土壤ＣＯ２ 排放［Ｊ］．土壤学报，２０００，３７（３）：４０２４０９．
［４５］　于爱忠，黄高宝，柴强．不同耕作措施对西北绿洲灌区冬小麦农田土壤呼吸的影响［Ｊ］．草业学报，２０１２，２１（１）：２７３２７８．
［４６］　方精云，王娓．作为地下过程的土壤呼吸：我们理解了多少？［Ｊ］．植物生态学报，２００７，３１（３）：３４５３４７．
犉犪犮狋狅狉狊犻狀犳犾狌犲狀犮犻狀犵狊狅犻犾狉犲狊狆犻狉犪狋犻狅狀犻狀犪狆犲犪犳犻犲犾犱犻狀狋犺犲犔狅犲狊狊犘犾犪狋犲犪狌
ＬＩＸｕｄｏｎｇ，ＳＨＥＮＸｉａｏｋｕｎ，ＺＨＡＮＧＣｈｕｎｐｉｎｇ，ＦＵＨｕａ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｒａｓｓｌａｎｄＡｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＣｏｌｅｇｅｏｆＰａｓｔｏｒａｌＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ
ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００２０，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｉｎａｐｅａｆｉｅｌｄｏｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ，ｎｏｒｔｈｅｒｎ
Ｃｈｉｎａ，ｕｓｉｎｇａｃｌｏｓｅｄｃｈａｍｂｅｒｉｎｆｒａｒｅｄＣＯ２ｇａｓａｎａｌｙｚｅｒｉｎ２００７，ｔｈｅｔｅｍｐｏｒａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｗａｓ
ｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｍｏｉｓｔｕｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ａｎｄｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｄｉｕｒｎａｌ
ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｉｎｓｕｍｍｅｒｓｈｏｗｅｄａｎａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｓｉｎｇｌｅｐｅａｋｐａｔｔｅｒｎｗｉｔｈｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍａｐｐｅａｒｉｎｇ
ａｔ０：００－３：００ｈａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｔ１１：０－１３：００ｈ．Ｔｈｅｄａｉｌｙｍｅａｎｗａｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｏｂｓｅｒｖｅｄｖａｌｕｅｓａｔ９：００
ａｎｄ１９：００ｈ．Ｉｎｗｉｎｔｅｒｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｏｃｃｕｒｅｄａｔ２１：００－０：００ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｔ１３：００－１５：００，ｗｉｔｈｔｈｅ
ｍｅａｎｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｂｓｅｒｖｅｄａｔ９：００ａｎｄ１７：００．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｉｎｗｉｎｔｅｒａｃｃｏｕｎｔｅｄｆｏｒａ
ｂｏｕｔ８．９％ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌａｎｎｕａｌｖａｌｕｅ，ｈｅｎｃｅｔｈｅｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｉｎｗｉｎｔｅｒｓｈｏｕｌｄｎｏｔｂｅｉｇｎｏｒｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅ
ｄｉｕｒｎａｌｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｅｘｈｉｂｉｔｅｄａｎｅｇａｔｉｖｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｆｌｕｘｉｎｗｉｎｔｅｒ，ｗｈｉｃｈ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｎｔｅｎｄｓ，ｉｓｍａｉｎｌｙ
ｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｔｈａｔｔｈｅａｌｋａｌｉｎｅｓｏｉｌ（ｐＨ＞８．２）ｉｎｔｈｉｓａｒｅａｐｒｏｍｏｔｅｓｓｏｉｌｓｅｃｏｎｄａｒｙｃａｒｂｏｎａｔｅ
ｗｈｉｃｈｅｎａｂｌｅｓｔｈｅｓｏｉｌｔｏａｂｓｏｒｂＣＯ２．Ｔｈｉｓｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｍａｙｌｅａｄｔｏａｎｕｎｄｅｒｅｓｔｉｍａｔｅｏｆｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｒａｔｅｉｎ
ｔｈｉｓｒｅｇｉｏｎ，ａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｌｙ，ｉｔｍａｙｐｒｏｖｉｄｅｅｖｉｄｅｎｃｅｆｏｒｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｉｓｓｉｎｇｃａｒｂｏｎｓｉｎｋｓ．Ｓｏｉｌ
ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｆｌｕｃｔｕａｔｅｄｗｉｄｅｌｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇａｎｄｓｅｅｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｏｆｐｅａｉｎｔｈｉｓｙｅａｒ．Ｔｈｅａｎｎｕａｌ
ｍｅａｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｒａｔｅｗａｓｎｅａｒｔｏｔｈｅｏｂｓｅｒｖｅｄｖａｌｕｅｓｏｆＭａｒｃｈ２９，ｗｉｔｈａｍａｘｉｍｕｍｏｆ０．９２μｍｏｌＣＯ２／
（ｍ２·ｓ）ｏｎＪｕｌｙ２１ａｎｄａｍｉｎｉｍｕｍｏｆ０．０１μｍｏｌＣＯ２／（ｍ
２·ｓ）ｏｎＤｅｃｅｍｂｅｒ１４．Ａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｓｏｉｌ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒｉｎｔｈｅｄｉｕｒｎａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ
ｐｏｏｒｌｙｗｉｔｈｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｍａｙｐｒｏｖｉｄｅｂａｓｉｃｄａｔａｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｃａｒｂｏｎｃｙｃｌｅｐｒｏｃｅｓｓａｎｄ
ｔｈｅｉｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｉｎｆａｒｍｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ；ｐｅａｆｉｅｌｄ；ｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ；ｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ
０３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１４） Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．５