摘要：［目的］城市綠地面積逐年增加，城市綠地土壤呼吸對(duì)準(zhǔn)確評(píng)估綠地碳源匯功能至關(guān)重要，本文旨在闡明不同綠地類型的土壤呼吸變化特征及影響因素，為實(shí)現(xiàn)低碳減排目標(biāo)提供理論依據(jù)。［方法］本文以溫州城市森林（香樟）和綠化景觀（馬尼拉草和銀杏）為研究對(duì)象，于2021 年1-12 月使用靜態(tài)箱-氣相色譜法對(duì)城市綠地土壤呼吸速率（Rs）進(jìn)行跟蹤觀測(cè)。［結(jié)果］（1）Rs 年排放量大小依次為香樟（892. 01 gC·m-2·a-1）gt;馬尼拉草（735. 30 gC·m-2·a-1）gt;銀杏（500. 15 gC·m-2·a-1），且Rs年排放量與土壤有機(jī)碳含量顯著正相關(guān)，與土壤容重顯著負(fù)相關(guān)；（2）指數(shù)函數(shù)擬合表明，土壤溫度（T）對(duì)馬尼拉草、銀杏和香樟Rs 的月份動(dòng)態(tài)變化解釋能力較高，分別為57. 4%、59. 0% 和51. 1%；而土壤含水量（VWC）對(duì)香樟Rs 月份動(dòng)態(tài)的解釋能力遠(yuǎn)高于其他2 種植被，達(dá)到55. 6%；且香樟Rs 對(duì)T 和VWC 變化的敏感性高于2 種綠化景觀；（3）雙因素模型進(jìn)一步表明，VWC 對(duì)預(yù)測(cè)香樟林Rs變化的重要性略高于T，而T 對(duì)2 個(gè)綠化景觀Rs變化的重要性遠(yuǎn)高于VWC。［結(jié)論］溫州城市森林土壤呼吸高于綠化景觀，且月份動(dòng)態(tài)受T 和VWC 的共同影響，綠化景觀土壤呼吸主要受T 影響，不同綠地Rs年排放量的差異歸因于土壤的有機(jī)碳和容重差異。

關(guān)鍵詞：城市綠地； 土壤呼吸； 植被類型； 土壤溫度； 土壤含水量

中圖分類號(hào)：S181.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-8151（2024）01-0079-10

土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)第2 大碳通量，僅次于總初級(jí)生產(chǎn)力［1］，因此土壤呼吸的微小改變都將影響碳循環(huán)，進(jìn)而加劇或減緩氣候變化［2］。城市承載了全球一半以上的人口［3］。近年來(lái)，城市化以前所未有的速率在全球發(fā)展。城市化加劇資源消耗，導(dǎo)致CO2 排放量增加，進(jìn)而加劇全球氣候變化［4-5］。城市化改變了土地利用覆蓋，導(dǎo)致自然生態(tài)系統(tǒng)的破碎化，降低生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，最終影響區(qū)域生物地球化學(xué)循環(huán)［6］。但與此同時(shí)，城市“ 綠化”增加了城市內(nèi)部的植被覆蓋度和碳儲(chǔ)量，部分彌補(bǔ)了城市化的碳排放［7］。城市綠地作為城市生態(tài)系統(tǒng)中唯一的負(fù)反饋系統(tǒng)，而且是城市生態(tài)系統(tǒng)中碳匯的最主要來(lái)源，有助于緩解城市區(qū)域的氣候變化［8］。隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市綠地面積也迅速增加，探究城市綠地土壤呼吸對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估綠地碳源匯功能至關(guān)重要［9-10］。

國(guó)內(nèi)外對(duì)土壤呼吸的研究主要集中在森林、草地、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)［11-13］，但是與自然生態(tài)系統(tǒng)不同，城市區(qū)域由于不透水地表及人類活動(dòng)干擾，城市綠地土壤呼吸的變化特征及其環(huán)境因子響應(yīng)近年來(lái)備受關(guān)注［14］。前期研究發(fā)現(xiàn)，城市綠地土壤呼吸存在明顯的區(qū)域差異，如廣州城市綠地土壤呼吸較高，不同植被年均土壤呼吸波動(dòng)范圍為5. 00～6. 75 μmol·m-2·s-1［15］；福州、上海、合肥等城市綠地土壤呼吸波動(dòng)范圍為2. 00～5. 48 μmo·l m-2·s-1［16-18］；而北京、天津城市綠地土壤呼吸較低，波動(dòng)范圍為0. 90～3. 86 μmol·m-2·s-1［19-21］。此外，不同城市綠地土壤呼吸年均差異較大，但季節(jié)波動(dòng)趨勢(shì)相似，土壤呼吸最高月份為7-9 月，12 月和1 月最低。但黃奇，于馮，權(quán)偉，等. 溫州城市綠地的土壤呼吸特征及影響因素［J］.城市草坪并未呈現(xiàn)這種規(guī)律，如熱帶的新加坡城市草坪土壤呼吸年均值為2. 43 μmol·m-2·s-1［ 22］，而亞熱帶的杭州市和菲尼克斯市土壤呼吸年均值分別為2. 00 μmol·m-2·s-1［23］和6. 76 μmol·m-2·s-1［24］。溫帶不同城市草坪土壤呼吸年均值變化范圍為2. 77～9. 50 μmol·m-2·s-1，變動(dòng)較大［25-27］。城市綠地土壤呼吸具有較大空間異質(zhì)性，且受不同植被類型影響，這些因素導(dǎo)致城市綠地土壤呼吸變化規(guī)律復(fù)雜，已有研究多集中于亞熱帶的南部和北部，以及暖溫帶區(qū)域，而對(duì)于亞熱帶中部的研究較少。因此，本研究選取亞熱帶中部浙江省溫州市城市森林香樟（Cinnamomum parthenoxylon）群落和綠化景觀銀杏（Ginkgo biloba）、馬尼拉草（Zoysiamatrella）為研究對(duì)象，分析了城市不同綠地類型土壤呼吸的變化特征，探討城市不同綠地類型土壤呼吸對(duì)土壤溫度和土壤濕度變化的響應(yīng)機(jī)制，揭示不同城市綠地類型土壤呼吸變化的主要水熱影響因子，以期為準(zhǔn)確估算城市生態(tài)系統(tǒng)碳收支，科學(xué)規(guī)劃布局城市綠地提供理論依據(jù)，使綠地生態(tài)效益最大化，加快生態(tài)城市建設(shè)。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)概況

溫州位于中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫17. 3～20. 0 ℃；1 月最低，平均氣溫4. 9～11. 4 ℃；7月最高，平均氣溫26. 6～31. 0 ℃（圖1）。年平均降水量1023～2494 mm，2021 年降水量2 021. 6 mm。無(wú)霜期241～326 d，年日照數(shù)1442～2264 h［28-29］。土壤類型為紅壤和黃壤。地帶性植被為常綠闊葉林。溫州市景山公園位于溫州市區(qū)西部，公園面積315. 48 hm2，三面環(huán)城。景山公園植物種類較豐富，大部分為野生種。喬木以常綠喬木為主，落葉喬木為輔。灌木種類較少，草本以野生種和草坪地被為主。景山公園既有城市森林也有綠化景觀包括草坪綠地和喬木草坪綠地，故在此研究區(qū)開展試驗(yàn)。綠化景觀馬尼拉草和銀杏的灌溉方式一致，均為水車灑水灌溉，灌溉水來(lái)源為自來(lái)水。根據(jù)季節(jié)干旱程度不同，灌溉時(shí)間間隔為每周1 次或每周2 次。每次灌溉量約為0. 94 L·m-2。城市森林香樟無(wú)灌溉。

1. 2 采樣點(diǎn)設(shè)置

試驗(yàn)地位于溫州市景山公園，城市森林選擇該區(qū)域地帶性植被香樟群落；綠化景觀選擇銀杏-馬尼拉草和馬尼拉草坪。各樣地景觀如圖2 所示。于2021 年1 月，在3 種典型植被類型地表各設(shè)置3個(gè)20 m×20 m 樣地，在每個(gè)樣地中隨機(jī)選取3 個(gè)重復(fù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

1. 3 土壤呼吸測(cè)定

于2021 年1-12 月每月月末晴朗無(wú)雨的1 天上午08：30-11：30，采用靜態(tài)箱-氣相色譜法測(cè)定土壤呼吸速率（Rs），每月測(cè)定1 次，全年共測(cè)定12次。每月測(cè)定前1 d 將金屬底座埋入土壤3 cm，同時(shí)齊地面減去地表植物，清理凋落物。監(jiān)測(cè)采樣時(shí)將PVC 箱體（長(zhǎng)50 cm，寬50 cm，高50 cm）扣入底座。箱內(nèi)裝有小風(fēng)扇，將氣體混合均勻。采樣箱側(cè)面設(shè)有采氣管。在扣箱后于0、10、20、30 min分別用氣泵抽取采樣箱內(nèi)氣體樣品200 mL 存于專用鋁箔氣袋（德霖LB-201，大連），帶回實(shí)驗(yàn)室后及時(shí)測(cè)定。

氣體樣品中CO2 濃度測(cè)定使用安捷倫GC7890b 氣相色譜儀，使用離子火焰檢測(cè)器（FID），工作溫度為200 ℃，分析使用的色譜柱是長(zhǎng)度為2 m、60～80 目的PoraPak Q（直徑2 mm），工作柱溫設(shè)置55 ℃，載氣使用高純氮?dú)?，流速設(shè)置30 cm3·min-1［15］。

1. 4 環(huán)境因子測(cè)定

測(cè)定Rs 的同時(shí)，使用土壤多參數(shù)儀（WETSensor Kit WET-2-K1，英國(guó)）記錄5 cm 深度土層土壤溫度（T）和體積含水率（VWC）。試驗(yàn)期間的大氣溫度、濕度使用手持式氣象儀（Kestrel 5500，美國(guó)）記錄［30］，光合有效輻射（PAR）的測(cè)定使用照度計(jì)（Tes-1339，中國(guó)臺(tái)灣）。環(huán)境因子T、VWC、大氣溫度、大氣濕度和光合有效輻射的測(cè)定時(shí)間與土壤呼吸氣袋采樣時(shí)間一致，每月測(cè)定1 次，全年共測(cè)12 次。

于2021 年6 月末測(cè)完Rs 后，開展土壤樣品采集和容重測(cè)定。每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)隨機(jī)布設(shè)3 處土壤樣品采樣點(diǎn)。使用斷面直徑38 mm，長(zhǎng)1 m 的土鉆（AMS 荷蘭式取土鉆，中國(guó)）取樣。分別在每個(gè)采樣點(diǎn)鉆取0～10、10～20、20～30 cm 深度的土壤各約200 g，分別裝入自封袋中，及時(shí)帶回室內(nèi)處理，挑出其中的石塊、根系、土壤動(dòng)物等。總有機(jī)碳測(cè)定使用有機(jī)碳分析儀（島津TOC-L，日本）。每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)隨機(jī)布設(shè)1 處土壤容重采樣點(diǎn)。不同層次土壤容重使用土壤環(huán)刀法測(cè)定，采樣層次設(shè)置3層，分別為0～10、10～20、20～30 cm 深度。

1. 5 數(shù)據(jù)處理

Rs的計(jì)算公式如下：

式中，Rs為土壤呼吸速率（μmol·m-2·s-1）；H 為靜態(tài)箱高度（m）；V0 為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體摩爾體積（0. 022 4 m3?mol-1）；P 和Ta 為樣地的氣壓（kPa）和氣溫（K）；P0和T0為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的大氣壓和絕對(duì)溫度，分別為101. 3 kPa 和273. 2 K；Δc/Δt 為氣體濃度的變化率（μL?L-1 ?s-1）。

使用van’t Hoff 指數(shù)方程擬合Rs和T 的關(guān)系：

Rs=aebT （2）

式中，Rs 為土壤呼吸速率（μmol·m-2·s-1），a 和b 為擬合參數(shù)，T 為5 cm 深度土層土壤溫度。Q10 描述了土壤呼吸的溫度敏感性，計(jì)算公式如下：

Q10=e10b （3）

土壤呼吸的年碳排放量的估算公示如下：

Rs 年排放量=Rs×60×60×24×30×12×12×10-6 （4）

式中，Rs 年排放量為每年土壤呼吸碳排放量（gC?m-2?a-1），Rs 為土壤呼吸速率（μmol·m-2·s-1），數(shù)字60、60、24、30、12、12、10 分別表示60 s·m-1、60 min·h-1、24 h·d-1、30 d·m-1、12 m·a-1、C 元素摩爾質(zhì)量12 g·mol-1和10-6mol·μmol-1。

不同植被類型Rs差異比較使用單因素方差分析，多重檢驗(yàn)方法選擇Duncan’s post-hoc 法。Rs與T 和VWC 的相關(guān)性分析使用Pearson 法，雙尾檢驗(yàn)α=0. 05。雙因子擬合模型中，T 和VWC 對(duì)Rs 的相對(duì)重要性計(jì)算使用相對(duì)權(quán)重法，通過(guò)R 語(yǔ)言中relweights（ ）函數(shù)計(jì)算［31］。統(tǒng)計(jì)分析使用IBM SPSS 20. 0 和R v. 3. 6. 0 統(tǒng)計(jì)軟件，圖形繪制使用Origin 2021 和Excel 2021。

2 結(jié)果與分析

2. 1 環(huán)境因子對(duì)土壤呼吸年排放量的影響

如表1 所示，環(huán)境因子在不同植被類型間均有顯著差異（Plt;0. 05）。3 種植被類型中，城市森林香樟的土壤表現(xiàn)為T、VWC 和容重最低，而有機(jī)碳最高，呈現(xiàn)出土壤相對(duì)涼爽、干燥、通氣和有機(jī)碳豐富的土壤特征；香樟林的大氣環(huán)境氣溫和光照強(qiáng)度最低，濕度最高，呈現(xiàn)出相對(duì)蔭蔽和濕冷的特征。綠化用地馬尼拉草和銀杏的土壤表現(xiàn)為T、VWC 和容重較高，有機(jī)碳較低，呈現(xiàn)土壤相對(duì)高溫、潮濕、不通氣和缺乏有機(jī)質(zhì)的特征；大氣環(huán)境中溫度和光照強(qiáng)度最高，濕度較低，呈現(xiàn)透光和干熱的特征。

Rs年排放量依次為香樟（892. 01 gC·m-2·a-1）gt;馬尼拉草（735. 30 gC·m-2·a-1）gt;銀杏（500. 15 gC·m-2·a-1），且差異顯著（Plt;0. 05）。不同植被對(duì)Rs 年排放量的影響主要通過(guò)改變土壤水分、土壤容重和土壤有機(jī)碳含量。不同植被Rs年排放量與環(huán)境因子的相關(guān)分析表明，Rs 年排放量與土壤含水量、土壤容重呈極顯著負(fù)相關(guān)，與土壤有機(jī)碳含量呈顯著正相關(guān)（表2）。進(jìn)一步使用分層的土壤有機(jī)碳和容重分析后，發(fā)現(xiàn)Rs年排放量與10～20 cm 深的容重和20～30 cm 深的容重呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)均為0. 7 左右，且只與10～20 cm 土壤有機(jī)碳含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0. 82。

2. 2 不同城市綠地類型土壤溫度、水分和土壤呼吸的月動(dòng)態(tài)

如圖3 所示，綠化景觀銀杏和馬尼拉草的Rs月變化規(guī)律基本一致，呈雙峰曲線，最大值分別出現(xiàn)在5 月和9 月，而城市森林香樟Rs 為單峰曲線，最大值在9 月。各植被類型Rs月均值差異顯著（Plt;0. 05），大小依次為香樟（2. 39 μmo·l m-2·s-1）gt;馬尼拉草（1. 97 μmo·l m-2·s-1）gt;銀杏（1. 34 μmo·l m-2·s-1）。在8月、9 月和10 月，香樟的Rs 均顯著大于馬尼拉草和銀杏；在7 月，香樟的Rs 顯著大于銀杏；在4 月和5月，馬尼拉草的Rs顯著大于香樟（Plt;0. 05）。在11月、12 月、1 月、2 月、3 月和6 月，3 種植被間沒(méi)有顯著差異。

綠化景觀和城市森林的T 基本呈單峰曲線，最大值出現(xiàn)在8 月，最小值出現(xiàn)在12 月（圖3），且不同城市綠地T 的月均值差異顯著（Plt;0. 05），大小依次為馬尼拉草（26. 6 ℃）gt;銀杏（24. 6 ℃）gt;香樟（20. 3 ℃）。馬尼拉草的T 在各月均顯著高于香樟（Plt;0. 05）；除1 月、6 月和10 月外，銀杏的T 均顯著高于香樟（Plt;0. 05）；馬尼拉草的T 在1 月、4月、5 月、6 月、7 月、10 月顯著高于銀杏（Plt;0. 05）。

城市森林香樟的VWC 呈單峰型，最大值出現(xiàn)在7 月，為40. 5%，最小值出現(xiàn)在1 月，為18. 6%，而綠化景觀VWC 基本在35% 至55% 之間波動(dòng)，最大值出現(xiàn)在8 月，最小值出現(xiàn)在1 月（圖3）。且銀杏和馬尼拉草的VWC 年均值（分別為47. 2%和44. 8%）顯著大于香樟（33. 9%；Plt;0. 05）。除1月和4 月，其余月份銀杏的VWC 均顯著大于香樟（Plt;0. 05）。除4 月、6 月和9 月，馬尼拉草VWC均顯著大于香樟（Plt;0. 05）。

2. 3 土壤水熱因子對(duì)土壤呼吸月動(dòng)態(tài)的影響

基于線性、對(duì)數(shù)、二次曲線、三次曲線、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)模型對(duì)T 與Rs 之間的關(guān)系進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)，指數(shù)函數(shù)擬合效果最好。如圖4a 所示，3 種植被類型Rs 均隨T 升高而增加，均有顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0. 01），且T 對(duì)銀杏、馬尼拉草和香樟Rs變化解釋程度分別達(dá)到59. 0%、57. 4% 和51. 1%。不同城市綠地Q10 值存在顯著差異（Plt;0. 05），銀杏的Q10最小為2. 14，香樟的Q10最大為2. 48，馬尼拉草的Q10居中為2. 37，表明香樟Rs對(duì)T 變化更敏感，容易隨著T 的升高而增加。

馬尼拉草的Rs和VWC 的相關(guān)關(guān)系不顯著，銀杏和香樟林的Rs 和VWC 顯著相關(guān)（Plt;0. 05）。所以使用線性函數(shù)擬合logRs和VWC 的關(guān)系，3 種植被類型的線性擬合結(jié)果均極顯著（Plt;0. 01）。線性函數(shù)的擬合結(jié)果表明，VWC 對(duì)香樟logRs 變化的解釋程度最高，為55. 6%，對(duì)銀杏和馬尼拉草解釋程度較低，分別為23. 3% 和19. 8%（圖4b）。香樟Rs 對(duì)VWC 變化更敏感，容易隨VWC 的升高而增加。

用雙因子模型（logRs=a+b×T+c×VWC）進(jìn)一步分析T 和VWC 對(duì)Rs的解釋率。結(jié)果表明，3 種植被類型利用雙因子模型擬合精度均高于單因子模型，3 種植被類型雙因子模型的解釋率分別為63. 0%、63. 9% 和64. 0%（表3）。T 解釋了銀杏、馬尼拉草Rs 模型80% 左右，VWC 解釋了銀杏、馬尼拉草Rs模型20% 左右，表明T 是銀杏和馬尼拉草的Rs 重要的預(yù)測(cè)變量。T 解釋了香樟Rs 模型46. 4%，VWC 解釋了53. 6%，表明對(duì)于香樟的Rs，T 和VWC 都是重要的預(yù)測(cè)變量，并且VWC 的重要性略高于T（表3）。

3 討論

3. 1 不同植被類型對(duì)土壤呼吸年排放量的影響

本研究中城市森林香樟的Rs年排放量顯著大于綠化景觀馬尼拉草和銀杏，這與Schimel 等［32］研究發(fā)現(xiàn)城市化引起了土壤呼吸降低相似。主要?dú)w因于香樟林的容重更小，土壤有機(jī)碳含量更高。容重小表明土壤質(zhì)地更疏松，透氣性好。有機(jī)質(zhì)含量高表明土壤中可被礦化的碳更多。二者均有助于土壤微生物活動(dòng)排放碳。盡管不同植被間，土壤呼吸與土壤含水量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但不意味著土壤水分條件越好，土壤呼吸越低。推測(cè)是由于在香樟林中，植被蓋度較高，較高的蒸散和截留，使得土壤含水量較低。

植被和土地利用會(huì)影響土壤理化性狀，有研究認(rèn)為天然植被的土壤養(yǎng)分含量高于人工植被［33］。這與本研究的結(jié)果相似，表現(xiàn)為城市森林香樟的土壤有機(jī)碳含量高于綠化景觀銀杏和馬尼拉草。土壤容重表現(xiàn)為香樟lt; 馬尼拉草lt; 銀杏，故土壤的透氣性為香樟gt;馬尼拉草gt;銀杏。其原因可能是香樟林位于景山公園較偏僻的區(qū)域，且地表土壤極少受人為踩踏，而銀杏和馬尼拉草地位于公園入口，一年四季均有游客開展游憩活動(dòng)，故壓實(shí)地表土壤。馬尼拉草土壤的容重小于銀杏，可能是因?yàn)殂y杏種植過(guò)程中對(duì)土壤擾動(dòng)大，翻動(dòng)填壓土壤導(dǎo)致，另外馬尼拉草的地表植被明顯比銀杏茂密，有助于分擔(dān)游客的踩踏壓強(qiáng)，減緩?fù)寥廊葜卦黾?。未?lái)的研究可以進(jìn)一步細(xì)化反映不同人類活動(dòng)的指標(biāo)，進(jìn)而為城市綠地的固碳功能提供理論支撐。

3. 2 土壤呼吸的季節(jié)變化

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)城市公園綠地3 種植被類型的Rs 變化趨勢(shì)呈雙峰或單峰曲線，這與緯度相似的福州市研究結(jié)果基本一致［34］。而不同植被Rs的最大值均出現(xiàn)在夏末秋季，與T 峰值和植物生長(zhǎng)旺季重合。這歸因于植物在生長(zhǎng)季有很強(qiáng)的光合作用，能夠向根部輸送更多的有機(jī)物，加上T 較高，植物根系和土壤微生物活動(dòng)頻繁，進(jìn)而促進(jìn)了土壤自養(yǎng)呼吸和異養(yǎng)呼吸。本研究中3 種植被類型Rs均在9 月份出現(xiàn)最大值，而溫度更高的8 月其Rs 較低，與天津市國(guó)槐梨樹林［21］、天津市國(guó)槐銀杏林［20］、上海市百慕大草坪［17］、南京市狗牙根-馬尼拉草坪和疏林［35］、北京市喬木林［8］的Rs 的結(jié)果相似，即Rs最大值出現(xiàn)的月份較T 最高值月份推遲1個(gè)月。這可能是由于在8 月，Rs 不僅受T 影響，還受土壤水分過(guò)高的抑制作用。VWC 過(guò)高時(shí)會(huì)影響土壤孔隙中氧氣的擴(kuò)散，植物根系和微生物的活動(dòng)被抑制，有機(jī)碳的分解速率降低，綜合導(dǎo)致了土壤呼吸的下降。我國(guó)的熱帶和亞熱帶地區(qū)，受季風(fēng)氣候影響，大量集中降水造成土壤孔隙被雨水占據(jù)，阻礙土壤和大氣氣體交換，土壤呼吸作用減弱［36］。8 月份馬尼拉草和銀杏的VWC 達(dá)到53. 7% 和54. 3%，是全年VWC 最高值。香樟的VWC 也達(dá)到39. 7%。當(dāng)VWC 超過(guò)田間持水量時(shí)，土壤呼吸受到抑制［37］。

3. 3 土壤溫度、體積含水量對(duì)土壤呼吸季節(jié)動(dòng)態(tài)的影響

土壤溫度是調(diào)控土壤呼吸的重要環(huán)境影響因子，二者常用指數(shù)模型或線性模型擬合。原因在于，土壤呼吸本質(zhì)上是酶促反應(yīng)［38］，而土壤溫度可以調(diào)控酶的活性，而酶活性變化可直接或間接地影響土壤中微生物新陳代謝、根系分泌物及有機(jī)質(zhì)的分解過(guò)程，最終影響土壤呼吸。與其他研究結(jié)果相似［20，39］，本研究中Rs 與T 呈顯著的指數(shù)模型，并且3 種植被類型的T 對(duì)Rs 的解釋率介于50%～60%。大多數(shù)城市綠地，擬合模型中T 對(duì)Rs變化的解釋率可達(dá)60%～85%［16，34，40］，更有少數(shù)研究達(dá)到90% 以上［41］。盡管本研究中，Rs 與T 呈顯著指數(shù)關(guān)系，但Rs 對(duì)T 的變化影響仍存在季節(jié)滯后性。T 相近時(shí)，除銀杏外，5 月的Rs 均要低于9月。這可能是由于9 月深層土溫高于5 月，使得土壤微生物異養(yǎng)呼吸和根系自養(yǎng)呼吸增加。在本研究中，馬尼拉草和香樟的Q10 分別為2. 36 和2. 48，接近全球Q10 中值2. 4［42］，高于中國(guó)Q10 均值2. 26［43］。銀杏的Q10 為2. 14，低于中國(guó)Q10 均值［43］，與上海市的銀杏群落Q10（2. 03）接近［41］。

VWC 是影響公園綠地土壤呼吸的另一重要環(huán)境因子，可通過(guò)影響土壤微生物與植物根系的生理活動(dòng)、凋落物分解、土壤的通透性和CO2 擴(kuò)散等調(diào)節(jié)土壤呼吸［37］。本研究中，VWC 對(duì)Rs的變化的解釋率較低，銀杏和馬尼拉草僅為20% 左右。并且VWC 的解釋程度低于T，這與福州［16］、上海［17，41］、南京［35，40］和廣州［15］城市綠地的研究結(jié)果相似。但香樟的VWC 對(duì)Rs 的解釋率達(dá)到55. 7%，甚至高于T，這與昆明城市綠地的研究結(jié)果相似［44］?？赡苁怯捎诔鞘猩窒阏粮采w度較高，遮陰作用明顯，使得全年T 變化范圍為7. 5～30 ℃，小于銀杏和馬尼拉草，且最高溫度較銀杏和馬尼拉草低10 ℃。另一方面，本研究中城市森林香樟沒(méi)有灌溉，土壤水分來(lái)源依賴于自然降水，表現(xiàn)出明顯的水熱同期；而綠地隨干濕季節(jié)變化均有灌溉，導(dǎo)致VWC 季節(jié)波動(dòng)小于森林。人為灌溉不僅減少了VWC 的季節(jié)波動(dòng)，還在總體上提高了VWC 均值，最終導(dǎo)致城市綠地的VWC 對(duì)土壤呼吸季節(jié)變化的解釋率遠(yuǎn)低于城市森林，土壤呼吸表現(xiàn)為溫度調(diào)控。這與李澤霞等［45］研究結(jié)果相似，灌水量高的人工林溫度對(duì)土壤呼吸的解釋率明顯高于灌溉量少的人工林。本研究中，水分成為限制城市森林香樟林土壤呼吸更重要的因素。

由于土壤水熱條件互相作用，本研究綜合了T和VWC，使用雙因子指數(shù)復(fù)合模型擬合Rs 的變化，解釋能力均超過(guò)60%，尤其是香樟的R2提高了8. 6%。本研究中3 種植被類型的水熱雙因子模型的解釋能力均高于單因子模型，這與之前研究結(jié)果相同［15-16，39］。但也有少數(shù)研究結(jié)果表明溫度水分復(fù)合模型對(duì)Rs 變化的解釋能力提高不顯著，甚至降低解釋能力［21］，可能是由于不同區(qū)域環(huán)境因子，不同植被對(duì)土壤水熱因子的響應(yīng)趨勢(shì)不同導(dǎo)致。本研究中，不同植被類型的復(fù)合模型對(duì)Rs 解釋率的提升程度也不同。還有研究認(rèn)為T 和植物生物量是調(diào)控Rs變化的主要因子［46］。城市綠地Rs受總磷、總鉀、有效鉀和真菌的積極影響［20］。當(dāng)研究年際間城市森林Rs 的變化時(shí)，春季降雨量和T又成為調(diào)控Rs的主要因子［19］。因此在未來(lái)的城市綠地Rs 影響因素研究中，除了要考慮土壤水熱因子，還需要增加土壤化學(xué)元素、細(xì)菌真菌、植物細(xì)根生物量等植被因素和氣象因素，綜合探究調(diào)控城市綠地Rs 的主要影響因素。本研究中，城市森林的香樟Rs 的季節(jié)動(dòng)態(tài)主要受T 和VWC 共同影響，且VWC 的解釋權(quán)重更大，而綠化景觀銀杏和馬尼拉草主要受T 影響。

4 結(jié)論

城市森林香樟Rs 的季節(jié)動(dòng)態(tài)主要受T 和VWC 共同影響，且VWC 的解釋權(quán)重更大，而綠化景觀銀杏和馬尼拉草主要受T 影響。相較于單因子模型，雙因子模型的解釋能力均有提高，模型為logRs=a+b×T+c×VWC。Rs 年排放量為城市森林香樟（892. 01 gC·m-2·a-1）最高，綠化景觀馬尼拉草（735. 30 gC·m-2·a-1）居中，綠化景觀銀杏（500. 15 gC·m-2·a-1）最小，且不同植被間的差異主要受土壤有機(jī)質(zhì)和土壤容重調(diào)控。

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（編輯：郭玥微）