土壤呼吸与环境

第一篇 背景 3

第1章 前言和概述 3

1.1 概念和引言 4

1.2 研究历史 7

1.3 本书概要 11

第2章 土壤呼吸的重要性和作用 14

2.1 土壤呼吸与生态系统碳平衡 14

2.2 土壤呼吸与营养循环 17

2.3 土壤呼吸与区域及全球碳循环 18

2.4 土壤呼吸与气候变化 21

2.5 土壤呼吸与碳的储存和交易 23

第二篇 机制 31

第3章 CO2在土壤中的产生过程 31

3.1 CO2产生的生物化学过程 32

三羧酸循环 32

土壤中产生及消耗CO2的其他过程 34

呼吸商 35

3.2 根呼吸 37

3.3 易分解碳供应的根际呼吸 40

3.4 凋落物分解与土壤有机体 43

3.5 土壤有机质的氧化 48

第4章 CO2从土壤向大气的传输过程 52

4.1 CO2在土壤中的传输 53

4.2 CO2在土壤表面的释放 57

4.3 CO2在植物冠层内的转移 59

4.4 CO2在行星边界层内的传输 62

第三篇 调控 67

第5章 控制因子 67

5.1 底物供应和生态系统生产力 67

5.2 温度 72

5.3 土壤湿度 78

5.4 土壤氧气 83

5.5 氮 84

5.6 土壤质地 86

5.7 土壤pH 88

5.8 多因子间的交互作用 88

第6章 土壤呼吸的时空变化特征 90

6.1 时间变化 90

日变化和周变化 91

季节变化 93

年际变化 94

十年和百年变化 95

6.2 空间模式 97

群丛水平 97

景观水平 98

区域尺度 100

生物群系尺度：森林、草原、苔原、稀树草原／疏林地、沙漠、农田和湿地 101

6.3 沿梯度的变化 108

纬度 109

海拔 109

地形 110

第7章 对干扰的响应 112

7.1 CO2浓度升高 112

7.2 气候变暖 116

7.3 降雨数量、频度和强度的变化 121

7.4 底物供应的干扰和调控 123

火烧 124

森林采伐、疏伐和环割 124

草原放牧、刈割和遮阴 127

凋落物移除和添加 129

7.5 氮沉降和施肥 129

7.6 农业耕作 131

7.7 多因子的交互影响 133

第四篇 方法 137

第8章 测量和估算方法 137

8.1 测量方法的难点和分类 137

8.2 封闭式动态气室法（CDC） 139

8.3 开放式动态气室法（ODC） 142

8.4 封闭式静态气室法（CSC） 143

碱溶液吸收法 143

碱石灰吸收法 145

8.5 气相色谱法（GC） 148

8.6 气室的设计与使用 149

气室的设计 149

气室的使用 150

8.7 气井法（GW） 151

8.8 各种间接方法 154

8.9 方法比较 155

第9章 土壤呼吸各组分的区分 159

9.1 实验处理法 160

成分综合法 160

根排除法 161

切断根际底物供应法 161

凋落物移除法 165

9.2 同位素法 166

C3植物生长在C4土壤或C4植物生长在C3土壤 167

CO2浓度升高实验 169

核弹14C示踪法 173

同位素标记法 175

9.3 推理和模型法 177

回归外推和模型分析法 177

去卷积分析法 178

9.4 不同组分相对贡献量的估算 179

第10章 模型集成与分析 182

10.1 经验模型 182

温度-呼吸模型 183

湿度-呼吸模型 185

底物-呼吸模型 189

多因子模型 190

10.2 CO2产生模型 195

10.3 CO2产生-传输模型 203

10.4 不同尺度上土壤呼吸的模拟 206

10.5 模型构建与评价 208

附录 210

参考文献 218

索引 279