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黄土高原小麦田土壤呼吸季节和年际变化

Seasonal and interannual variability in soil respiration in wheat field of the Loess Plateau, China

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摘要采用自行开发的全自动多通道通量箱法对黄土高原小麦田土壤呼吸变化特征进行了连年原位监测,在此基础上,采用斜率同质性模型(homogeneity-of-slop model,HOS模型)对农田土壤呼吸季节和年际变化的成因进行了解析.结果表明,在日尺度上,土壤呼吸主要受土壤温度的影响,呈现出明显的单峰变化趋势,在12:00左右达最大值.季节尺度上,土壤呼吸冬季较低,春季上升,7月下旬达最大值,之后下降,土壤呼吸季节变化主要受土壤温度和湿度的影响.土壤呼吸年际间变化较大,其变化幅度为815.72-980.12 g C·m-2·a-1.土壤温度是引起土壤呼吸年际变化最重要的因素,逐步回归分析表明,土壤温度和土壤含水量均与土壤呼吸呈显著的正相关,可以用Rsoil=1.761+0.119Tsoil-1.30SWC,(R2=0.48,P＜0.0001)来描述土壤呼吸与土壤温度和土壤水分的关系.降水量与土壤呼吸没有显著的相关关系.用HOS模型对土壤呼吸年际变化的成因进行分析的结果表明,功能变化(FC)、环境因子季节变化、环境因子年际变化以及随机误差分别可以解释年际变化的10.6％、58.4％、4.5％和26.5％,功能变化对土壤呼吸年际变化的影响要大于土壤温度年际变化的影响.因此,在土壤呼吸的预测中,不能仅仅依靠环境因子的变化来预测土壤呼吸的变化,还必须考虑到功能变化对土壤呼吸的影响.