土壤也會呼吸嗎?-新華網
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2023 12/05 08:39:28
來源:人民日報

土壤也會呼吸嗎?

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土壤生物要生存,就需要進行自身的新陳代謝。它們通過地表吸收氧氣,釋放二氧化碳,這就是通常所説的土壤呼吸。土壤呼吸是土壤生物活躍程度的表徵,是土壤健康的重要指示。

  今年12月5日是第十個“世界土壤日”。土壤本身是復雜的生態係統,可為土壤生物提供多樣的生存環境。你知道嗎?我們平時不怎麼留心觀察的土壤是會呼吸的,它會吸收氧氣,釋放二氧化碳。

  挖開土壤,會發現裏面有大量植物根系,以及蚯蚓、螞蟻等動物。除了能看到的,還有一些肉眼看不到的,比如數量眾多的真菌、細菌等微生物。這些生活在土壤中的生物被稱為土壤生物。多樣的土壤生物不是雜亂無章的,而是通過“吃”與“被吃”的關係聯繫在一起,構建成一張食物網。

  土壤生物要生存,就需要進行自身的新陳代謝。它們通過地表吸收氧氣,釋放二氧化碳,這就是通常所説的土壤呼吸。嚴格意義上講,土壤呼吸是指未被擾動土壤中産生二氧化碳的所有代謝作用。土壤呼吸的生物學過程包括植物根系的呼吸、土壤微生物的呼吸和土壤動物的呼吸。

  土壤呼吸是土壤生物活躍程度的表徵,是土壤健康的重要指示。土壤呼吸通常與地上植物的生長狀況有關,也存在季節的變化。如果通氣不暢,例如淹水,就會影響到土壤呼吸。受污染的土壤中,生物活動受到抑制甚至危害,土壤呼吸也會降低。

  和人一樣,土壤生物也需要食物來維持自身的生命活動。它們的食物一方面來自植物死亡後的凋落物,另一方面來自其他土壤生物的排泄物或死亡後的殘體。土壤生物“吃”與“被吃”的過程一方面構成食物網,令各種生物的種類、數量和所佔比例保持在相對穩定的狀態,維持了土壤中的生物多樣性,另一方面把生物代謝的殘余物,如植物的凋落物、土壤動物的排泄物、微生物死亡後的殘體等分解,釋放出養分,供植物生長所需。因此土壤生物是土壤肥力的重要保障,土壤呼吸也是土壤肥力的重要指標。

  土壤呼吸不僅隨土壤的生物和非生物因素發生變化,也與植物的光合作用、生長狀況密切相關。受這些因素影響,土壤呼吸始終處于高度的動態變化過程中,表現出明顯的日變化、季節變化和年際變化。所以,對土壤呼吸的準確測定需要長期、高頻率的動態監測。

  當下,各行各業都在為實現碳達峰、碳中和而努力。土壤呼吸的微小變化,可能就會導致大氣中二氧化碳濃度和土壤中碳庫的重大變化。因此,要準確評估區域及全球的碳迴圈,必須對各類生態係統土壤呼吸過程和機理準確理解,才能做到精準認識現狀,科學預測未來。

  作者為蘭州大學草種創新與草地農業生態係統全國重點實驗室主任、北京大學教授

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