基于室内试验的土壤呼吸温度敏感性影响因素整合分析

本研究利用整合分析法收集了近15年来在全球范围内开展的相关领域研究成果,建立土壤呼吸温度敏感性(Q_(10))数据库;同时获取环境因子变量,包含初始温度、增温幅度、增温时间、土壤含水率、土壤有机质含量、土壤氮含量、土壤p H值、年均温、年均降水量、海拔、纬度、生态系统类型。分别分析了不同生态系统类型下的Q_(10)差异,并通过线性混合模型和随机森林模型分析各因子对Q_(10)的影响程度和变量重要性评分。结果表明:不同生态系统的Q_(10)值之间存在显著差异(P<0.05),全球土壤呼吸Q_(10)均值为1.92。Q_(10)在不同生态系统中均值大小分别为:森林(1.70)、草甸(1.88)、农田(2.79)、湿地(1.53)、荒漠(2.18)、极地(2.02)。初始温度、增温幅度、增温时间、土壤含水率、土壤pH值、年均温对Q_(10)的影响具有显著性(P<0.05)。其中Q_(10)随初始温度的升高而降低;增温幅度较大时,Q_(10)值较小;Q_(10)随增温时间的增加出现先升高后降低的趋势;土壤含水率、土壤pH值和年均温对Q_(10)有正向影响。在影响土壤呼吸Q_(10)的环境指标中,初始温度>土壤pH值>增温幅度>土壤含水率>纬度>土壤有机质>海拔>土壤氮含量>年均降水量>年均温>增温时间。其中,初始温度、土壤p H值是Q_(10)的主要驱动因子,变量重要性分别为20.6%和19.9%。本研究可为进一步探索气候变化条件下土壤呼吸规律提供参考。