水蚀风蚀交错区土壤呼吸影响因素及其对土地利用方式变化的响应

为准确评估黄土高原水蚀风蚀交错区土壤呼吸速率季节变化影响因素及其对不同土地利用方式的响应，于2009~2012年植物生长季节，选取6种当地典型的土地利用类型，应用红外气体分析法对土壤呼吸速率进行测定，并结合土壤水、热与养分因子进行分析。结果表明，水蚀风蚀交错区退耕会显著改变土壤呼吸强度，该区典型农地的土壤呼吸速率为1.06～1.39μmol/（m2·s），农地转变为裸地的过程中，土壤呼吸速率下降为原来的42%～63%，尤其在植物生长旺季的7、8、9三个月下降明显。农地弃耕后建设人工草（灌木）地使土壤呼吸速率提高了109%～200%，农田撂荒样地土壤呼吸速率约为农地的79%～179%，农地略高于长芒草地和荒草地。该区土壤呼吸速率变化的主导因子为土壤温度，尤其与10cm土层的土壤温度相关性最好，土壤呼吸速率与土壤含水量之间拟合优度较差，但土壤温度与含水量双因子指数模型Rs=a·ebT·θc对该地区土壤呼吸速率的拟合均优于相应的单因子模型。10cm土层的土壤呼吸温度敏感性系数（Q10值）排序为：无植被生长样地（裸地，2.09）>农地（农地、坡地农地，2.07～1.69）>撂荒地（坡地撂荒地、撂荒地、梯田撂荒地，1.71～1.53）>草（灌木）地（柠条地、苜蓿地、长芒草地、荒草地，1.51～1.42），可见随着未来气温的升高，在生态系统土壤呼吸整体有可能增加的背景下，退耕还林（草）会降低土壤呼吸对温度的敏感性，且Q10值随土壤含水量降低而降低。土壤呼吸速率与土壤有机质、全氮之间有极显著的正相关关系。因此，水蚀风蚀交错区土壤呼吸受到土壤温度、水分、养分及土地利用方式的显著影响。