全球变化条件下的土壤呼吸效应_彭少麟

文章编号:1001-8166(2002)05-0705-09

地球科学进展

ADVANCEINEARTHSCIENCES

Vol.17　No.5Oct.,2002

全球变化条件下的土壤呼吸效应

彭少麟,李跃林,任　海,赵　平

(中国科学院华南植物研究所,广东　广州　510650)

摘　要:土壤呼吸是陆地植物固定CO2尔后又释放CO2返回大气的主要途径,是与全球变化有关

的一个重要过程。综述了全球变化下CO2浓度上升、全球增温、耕作方式的改变及氮沉降增加的土壤呼吸效应。大气CO2浓度的上升将增加土壤中CO2的释放通量,同时将促进土壤的碳吸存;在全球增温的情形下,土壤可能向大气中释放更多的CO2,传统的土地利用方式可能是引发温室气体CO2产生的重要原因,所有这些全球变化对土壤呼吸的作用具有不确定性。认为土壤碳库的碳储量增加并不能减缓21世纪大气CO2浓度的上升。据此讨论了该问题的对策并提出了今后土壤呼吸的一些研究方向。其中强调,尽管森林土壤碳固定能力有限,但植树造林、森林保护是一项缓解大气CO2上升的可行性对策;基于现有田间尺度CO2通量测定在不确定性方面的进展,今后应继续朝大尺度田间和模拟程序方面努力;着重回答全球变化条件下的土壤呼吸过程机理;区分土壤呼吸的不同来源以及弄清土壤呼吸黑箱系统中土壤微生物及土壤动物的功能。当然,土壤呼吸的测定方法尚有待改善。

关　键　词:土壤呼吸;碳循环;全球变化中图分类号:Q142.3　　　文献标识码:A　　土壤呼吸是植物固定碳后,又以CO2形式返回大气的主要途径。土壤碳库在全球变化研究中的地位已日益突出,而土壤呼吸作为土壤碳库碳平衡的一个重要相关过程不容忽视,研究土壤呼吸有助于揭示土壤碳库动态机理。在大气与土壤界面,土壤CO2释放的驱动因子是多种多样的,在全球变化条件下研究相关因子与土壤呼吸是全球变化研究的一个重要内容。全球变化有不同的定义,1990年美国的《全球变化研究议案》,将全球变化定义为“可能改变地球承载生物能力的全球环境变化(包括气候、土地生产力、海洋和其它水资源、大气化学以及生态系统的改变)”。狭义的全球变化问题主要指大气臭氧层的损耗、大气中氧化作用的减弱和全球气候变暖[1,2]。土壤呼吸研究工作的开展,从研究

对象来说,涉及农田、森林、草地等,从研究的地域来说从低纬至高纬均有研究,其中大部分研究集中于中纬度的草地和森林,目前,北极冻原也有研究报道[3]。

本文对在全球CO2浓度升高、气温上升、大气氮沉降等发生变化的背景下,土壤呼吸的响应作一综述,以促进土壤呼吸的研究,加深人们(特别是决策层)对土壤呼吸的认识。

1　大气CO2浓度升高的土壤呼吸效应

早期的土壤呼吸的测定基于表土层CO2的释放,开始于80多年前[4]。随着科学研究的发展,时至今日,土壤呼吸因为其全球的CO2总释放量已被

　收稿日期:2002-01-04;修回日期:2002-05-31.

＊基金项目:国家自然科学基金重大项目“中国东部样带主要农业生态系统与全球变化相互作用机理研究”(编号:399370);中国科学

院知识创新工程重要方向项目“南方丘陵坡地农林复合生态系统构建机理与可持续性研究”(编号:KZCX2-407);广东省重大基金项目“广东省主要农业生态系统与全球变化相互作用机理研究”(编号:980952)资助.

　作者简介:彭少麟(1957-),男,广东人,研究员,主要从事生态学方面的研究工作.E-mail:slpeng@scib.ac.cn706

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认为是全球碳循环的最大通量之一,并已引起了科学界的高度重视。由于其量之大,土壤呼吸数量上的一个小的改变可能对大气中CO2浓度的变化有相当大的影响。正因为如此,对于各国制定者来说,充分认识伴随着全球大气CO2浓度升高、土壤呼吸通量可能发生的一些变化至关重要。

关于土壤呼吸的田间试验,基础数据的报道已不少,基于这些研究成果许多专家、学者评估了全球土壤CO2的释放通量,评估的结果大都介于68×10～77×10gC/a之间。所有的这些评估大体上都与净初级生产力(NPP)的估计相一致,也符合凋落物50×10围

[8,9]

15

15

15

[5～7]

力(NPP)和有机质分解两者都可能由于温度的升高而提高。Kirschbaum[17]研究表明,有机质分解可能比NPP更易被促进。这将导致在全球变暖发生的条件下,土壤向大气释放更多的CO2。但是在这些研究中尚存在缺陷,因为对植物的响应及有机质分解速率的研究没有考虑温度和水分的相互作用。

在加利福尼亚州的一个草地群落,3年暴露于升高的CO2浓度下,已可见微生物类群活性的增加

[14]

,土壤表层的CO2通量从323gC/(m·a)上升

2

到440gC/(m2·a)。相似的响应也可见于一个15年生的火炬松林分,这个林分即美国北卡罗莱纳州的CO2倍增试验(FACE试验)的对象,其土壤毛细孔CO2浓度及土壤表面CO2通量均较周围环境大约上升了30%。大约30%～50%的土壤呼吸的CO2来源于根活动,而其余的则来自于土壤微生物[18,19]。如果大气CO2浓度上升促进植物生长,那么陆地植被和土壤可能充当重要碳汇的角色。Allen等[20]运用自由大气CO2浓度倍增技术(FACE),使3块直径30m的火炬松林地暴露于大于周围环境CO2浓度水平(200μm/L)的环境中,两个生长季节后,CO2浓度的显著升高增加了火炬松林的凋落物质量和细根增量。在FACE条件下的头一年内,土壤中的CO2浓度上升了,而土壤表层CO2的释放量在浓度升高的条件下一般更高,但是这种差异在统计上不显著。研究结果表明:在火炬松林中升高大气CO2浓度可以加速有机质对土壤碳库的输入,但也可能通过促进土壤呼吸而加速地下碳的损失。因此,植物生长在高浓度CO2条件下可能对土壤增加额外的碳,但是大多数的这些碳很可能又会以CO2的形式返回大气中。

～60×10gC/a的变动范

15

。因为植物根呼吸作用及菌根呼吸作用的存

在,土壤呼吸大于净初级生产力。虽然土壤呼吸通量相当大,但我们应该清楚地认识到,在人类干扰之前,陆地植物和土壤碳的吸收和丢失是接*衡的。正是由于人类的活动,包括对土壤的破坏,导致CO2通量的变化,人类活动是大气中CO2浓度急剧上升和地球变暖的重要原因。

如果影响土壤呼吸的所有其它因子保持不变,人们可以期待在一定程度上大气CO2浓度的上升,其施肥效应和抗蒸腾效应有利于植物生长量的提高,从而增加植物的生长量,这必将引起植物碎屑向土壤的更大传输,从而改变植物的年回归土壤的植物碎屑量,其中一小部分将保持未分解状态而为大气CO2的汇作贡献[10]。这个过程可为以下事实所支持,即植物生长的最大增长量常见于地下部分,这是由于植物制造的有机物对根的分配和根活动的结果[11]。Harrison等[12]认为,运用原料箱控制模型(amodelwithdonor-compartmentcontrol),CO2对植物生长的促进作用可能解释大气CO2大约1/2“丢失碳”的原因,这是由于CO2施肥效应导致土壤贮存的碳量更大。一些田间试验表明,当植物生长在高CO2浓度环境下,土壤有机质增加[13,14]。然而,近来许多对全球土壤碳汇的评估过于乐观,因为在许多土壤中,微生物类群受土壤有机基质的可利用性所[15]。如果给予它们更多的碳,微生物将更易于分解有机碳,即增加了来自于土壤微生物释放的CO2量。当然,这在北方森林(Borealforest)中是一个例外,在那里,寒冷的温度抑制了分解作用,与此同时,大量的植物碎屑积累在土壤中[16]。变化的气候和更高的大气CO2浓度对土壤碳吸存(se-questration)是高度相互作用和复杂的。由于(微)生物的媒介作用,假如水和养分没有,净初级生物2　全球升温的土壤呼吸效应

如果地球的升温归结于温室效应,预计全球土壤将会变得更温暖,特别是高纬度地区。除一些沙漠外,土壤呼吸随温度的升高而增强,这可以从集中于土壤变暖的研究中找到依据[6,21～23]。温度每升高10℃,土壤呼吸的增加值,即Q10关系值大约为2.0[17,24,25]。对表层碎屑样品以及寒冷气候区的土壤研究表明,土壤呼吸有最大的响应值

[28]

[26,27]

,根

呼吸对温度的响应显著,Q10值高达4.6。国内学者根据文献综述了土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响,分析了全球范围内湿润地区森林植被的土壤呼吸与纬度、年均温的关系,得出了全球范第5期　　　　　　　　　　　　　彭少麟等:全球变化条件下的土壤呼吸效应　　　　　　　　　　

707

围的Q10值为1.57[29]。对海南岛尖峰岭热带森林土壤碳储量和CO2排放量的研究表明,土壤CO2的排放率与地表温度之间具有极显著的指数函数关系[30]。温带森林的土壤呼吸与地下5cm土壤温度相关性也较好[31]。几乎所有全球气候变化的模型都预测土壤碳的损失是全球气候变暖的原因之一[32,33],而全球变暖将促进土壤碳素损失,尤以热带生态系统为敏感[34]。

Trumbore等[35]研究认为土壤碳的最大损失将可见于热带地区,在那里,他们的同位素碳含量的测定表明,土壤有机质库具有相对快的更新时间。然而,通过北方森林和苔原碳同位素更新的测定,上述结果不符合北方森林和苔原生境中的情形。由于寒冷、低湿状况的原因,有机质在这些土壤中累积。同位素的测定方法表明土壤有机质的更新是有限的,但是,几乎所有的有机质都是以不稳定的组分存在,只要气候变暖,它们将很容易分解。事实上,已有学者找到了苔原生境下土壤有机质损失的证据,即阿拉斯加的气候变暖了[40,41]。同时Goulden等[42]也发现了在温暖的几个年份里,土壤有机碳有明显的损失,因为温暖年份引起了马尼托巴(Manitoba)的北方森林过早的春天解冻。在苔原(冻土地带)中,永久冻结带的融化,伴随着的地下水位的降低,可能导致分解作用的大加强[43,44]。可以认为在全球变暖的响应上,土壤碳的损失在北方森林和苔原地区将是最大的,因为这里是不稳定有机碳的最大贮存库并具有最大预计的温度上升,这些土壤的大量的CO2的释放能加强地球大气温室效应,使地球变暖[45]。北极地区是个巨大的碳库(占全球土壤碳库总量的23.7%～32.3%),目前释放到大气中的CO2的量与它所占有的面积相比,相对于其它地区差异不是很显著。但如果全球温暖化持续下去,将大大改变目前的情形,北极潜在的巨大碳库可能成为大气CO2的重要来源,CO2倍增对北极地区的土壤碳库和CO2的源汇功能将产生深刻影响,在若干假设条件下,通过计算发现,北极土壤每年将向大气释放的CO2为6.8×109t,这将导致大气CO2浓度发生4.5‰～6.2‰的变化[

[47]

46]

[38,39][36,37]

的中间过渡碳库很小[48]。与此同时,由于干扰和全球变暖所导致的土壤CO2通量的增加将主要来源

于具有最快更新时间的不稳定库。

3　CO2浓度和温度上升的土壤呼吸效应

在CO2浓度上升和全球变暖同时相互作用下,土壤呼吸效应是科学研究中需要解决的一个最重要的科学问题。但这也是人们知之甚少的问题。在未来的全球环境下,土壤是碳的净“源”还是“汇”?已有科学家大胆地认为自然界已经为我们完成了这个试验:热带雨林具有最大的NPP(随着CO2浓度的上升),具有温暖湿润的环境,但是热带土壤的碳含量远远小于北方地区土壤的碳含量[49,50]。对世界主要生物群系的研究,有结果表明,土壤呼吸与

[6]

NPP之间存在直接相关(r2=0.87),当土壤有机

碳含量增加时,土壤呼吸速率增加,在热带地区,植物生长繁茂,环境对分解者很理想,土壤被发现具有最大的呼吸速率[51,52]。这就说明CO2和温度的上升并不意味着土壤碳含量的增加。另一方面,在世界上的生物群系中,土壤有机质库和NPP之间只存在很弱的相关关系[53],很明显,土壤有机质的大量积累并不是来自大的输入量,而更正确的是,土壤有机质在其它因素(如温度)分解者的地方累积。土壤中CO2的通量与植物的生长是紧密联系在一起的,因为土壤中有机残余物是由植物供给分解者的。随着地球的变暖,分解作用受温度的区域将减少,而于此同时土壤将日益成为大气CO2的源。

运用基于过程的TEM模型,McGuire等[

33]

认

为,在全球温度升高1℃和大气CO2浓度为650μL/L的条件下,土壤将是一个有机碳含量为28×1015gC的碳库。发生在以后50年期间,与在同样的间隔时间内,化石燃料燃烧的释放量上升约为15×1015gC/a相比,这个0.5×1015gC/a碳汇是微不足道的。与该模型一致的是Oechel等发现在高CO2和气候变暖条件下,冻土地带仅仅只会随之产生一个很小的碳汇。McGuire等[33]推测最大的绝对变化将发生在半干旱灌丛地和旱生型林地,在这些地方更高的NPP将留下一个含量更大的有机质,其中分解作用受水分和温度共同[55,56],联合国反荒漠化大会认为半干旱土壤在恰当地管理下能发挥CO2汇的作用。

[54]

。

运用模型研究手段,基于单个组分的放射性碳含量,Trumbore等研制了一个土壤有机质四箱

模型,更新时间在10～10000年间变动。为了推测土壤碳通量的变化,必须集中于接近土壤表面的不稳定库变化的研究,因为土壤有机质的碳汇将在具有快更新时间的小库中出现得很快,而在腐殖质中4　耕作的土壤呼吸效应

当土壤受耕作干扰时,它们的土壤有机质含量708

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下降。这种下降是可见的,因为分解条件如土壤透气性及土壤含水量,当土壤被干扰时得到改善。而自然植被地转化为农业用地时,新鲜植物碎屑的输入量较以前减少。耕作也破坏了土壤的团粒结构,使稳定的、被吸附的有机质易受分解[57,58],全球受

59]

耕作影响而产生的碳丢失高达0.8×1015gC/a[。目前指数式的人口增长,要求作物的产量不断提高,在

的结果,但是在自然生态系统中的田间施肥试验提供了关于土壤碳贮存和土壤呼吸的潜在变化的一些认识,这些潜在变化的可能性会在人为因素产生氮沉降的地区发生。在典型地区仅10%～20%的氮被森林所利用而积累在木材中,而大部分氮则积累在有机质中,这些有机质的C/N比为12～15[77,78]。于是,可以预料土壤有机质碳汇的可能性来源于森林中的氮肥,然而这个预料被证明值得怀疑,在北卡罗尔纳的林地试验中,当氮增加时,土壤呼吸增强[79]。在德国温带林分中也有相似的结果报道[80],在我国温带草原温室气体通量研究中,也有类似报道,即CO2通量与土壤全氮含量,C/N比显著正相关[81]。但是在加拿大废弃的农业地中,没有发现这个结果,森林土壤氮的增加常常引起土壤中C/N比的降低,但是没有使土壤碳的总量发生重大变化[82,83]。存在一些非生物过程,氮可以固定在土壤有机质中

[84]

21世纪这将需要更多的新的土地变成耕作地[60],而现有的农业土地将被集约经营。实施“免耕”农业,土壤有机质的丢失将降低。对先前的耕地实行“免耕”技术制度,事实上可能恢复土壤有机质[61～]。不过,在美国农业广泛利用的“免耕”措施,在随后的30年里仅能发挥277×10～452×1012gC的碳汇作用,约为1%的化石燃料的释放量

[65]

12

。同样在欧洲,土地经营的改良及土地的轮番

使用,其潜在的碳汇只是世界化石燃料燃烧释放的

66,67]

CO2总量的0.8%[。

在美国,保护区计划(ConservationReservePro-gram,CRP)80年代使一些农田撂荒,于是土壤有机质在这些土地上积累,在过去的10年CRP计划差不多积累了17×1012gC土壤有机碳[68～70]。在1995年美国国会解除对农业干涉期间,尽管该计划的实施在野生动植物生境和碳汇方面的价值,受CRP计划保护的土地已几乎淘汰了先前的土地利用方式。但制定者应该认识到,当耕作土壤被转化为自然植被时,可以发现一些高速率的碳吸存。

。于是,当植物对增加的氮肥响应

时,在那些因受过多的来自于大气中的氮沉降地区,是否可以期望土壤碳的大量增加还不清楚。Schimel[85]估计由于氮沉降作用土壤碳吸存的增加量为0.6±0.3PgC/a。

随着氮沉降增加的发生,植物生长过程中不同营养器官的C/N比会做出一定的响应,其回归土壤碎屑的C/N相伴而发生改变,这将是影响土壤呼吸的又一因子,因为碎屑分解速率与其化学组成的变化有关,其中木质素与N的比例是影响分解速率的一个主要因素,如果碎屑C/N比增加造成微生物生物量受氮,分解速率将会降低。在升高的CO2水平下,大多数植物被发现其产生的组织含碳量更高,含氮量更少。对大豆(Glycinemax)和紫花苜蓿(Medicagosativa)在CO2浓度倍增条件下的生理生态试验表明,其地下部根的C/N比有明显的减少,而地上部茎的C/N比则有明显的增加。这一试验结果不仅证实了前人所报告的地上部C/N比值增加现象,而且揭示了地下部C/N比值降低的新现象[86～88]。于是有假想这种CO2诱导增加了C/N比,可能增加木质素,将导致分解速率的降低[]。因此促进了土壤的碳吸存。但是,也有研究认为,即使生长在高CO2浓度下的植物叶片C/N比升高,但由于衰老前养分的转移,不一定导致凋落物中C/N比升高,因而叶片氮含量物降低并未必导致凋落物降解的降低[90]。因此,目前这两种过程的净结果尚不清楚。5　氮沉降的土壤呼吸效应

土壤高氮矿化速率可能是大气氮沉降提高的结果,C/N比的变化可能影响微生物的活性,微生物的活性的变化将产生微生物呼吸的变化,进而影响土壤CO2的释放[71]。因此,氮沉降与土壤呼吸关系的研究已引起了人们的注意。近来,人们已通过大气固定的氮的流通和它在自然生态系统的沉降,把注意力集中于人类对全球氮循环的贡献[72,73]。事实上,丰富的碳汇可能来源于森林中的氮肥,特别是当氮以木材的形式贮存时,原因是木材含有相当高的C/N比。Holland等[74]研究认为,目前几乎所有从大气中以CO2收支形式丢失的碳,可以通过植物生长响应氮沉降的刺激(促进)作用来调节。然而,森林这个全球巨大的碳汇功能必打折扣,因为大量的氮在耕作土壤上或遭受其它污染物的影响而发生沉降。目前在维持升高CO2浓度下的没有扰动的生态系统中增加氮的田间试验没有得到应有[75,76]

第5期　　　　　　　　　　　　　彭少麟等:全球变化条件下的土壤呼吸效应　　　　　　　　　　

709

6　讨　论

人们期望在将来由于CO2浓度的上升、大气温度的上升、氮沉降增加,当今陆地碳汇增加。然而人类面临的将是,随着全球变化条件下的CO2浓度及温度上升的发生,土壤碳汇的功能是有限的。因此世界各国应共同承担温室气体减排的义务,其中包括两层含义,一是科学家们研究解决问题的对策;二是各国作为的制订者应将问题的解决或延缓温室气体的释放视为行为,发达国家应承担更多的义务。《京都议定书》的拟订已朝这方面迈出了重要的一步,然而各国为了保护自身利益,前进的步伐是艰难的。如美国,以其汇的增加而吸收的温室气体量随之增加为由,不接受其作为发达国家的CO2减排数额,拒绝作为缔约国签约。因此,在以后相关CO2的排放的公约谈判中这方面的科学问题及与各国政治利益直接相关的争论将更加激烈,全球变化条件下的土壤呼吸的研究既富有科学意义又有政治意义,以下从科学意义角度进行小结。

(1)从中国国情来看,天然林保护对于全球变暖的缓解具有极其重要的意义,各级应坚决响应国家关于天然林保护工程的号召,把保护工作的开展落到实处,认真执行全球变暖的减缓任务中的林业对策,不但要重视扩大植树造林,更要加强对原始林和天然次生林的管理和保护,及对人工林的抚育管理。农业土地利用方式的改变在不同程度上将改变土壤CO2的释放速率,应适当控制土地的利用,这对控制全球土壤CO2的排放,维持全球碳平衡及稳定全球气候变化起着重要的作用。

(2)土壤—大气痕量气体交换具有巨大时空变异性,全球尺度和地区尺度全球变化条件下对土壤呼吸通量改变的预测及绝对量的测定是困难的。近年来,在减少田间水平通量的测定的不确定性方面,已取得许多进展,今后应继续朝大尺度田间和模拟程序方面努力。

(3)全球变化对土壤呼吸的作用过程是复杂的,在自然生态系统中,长期的CO2浓度的增加对生态系统影响的持续性还不清楚。全球气候变化通过影响土壤温度、土壤水及养分竞争而影响土壤过程,进而影响土壤呼吸。在今后的研究中,全球变化与土壤呼吸的相互作用的土壤过程的研究是理解土壤碳汇功能的关键,因为我们可能通过土壤过程在将来调节CO2等温室气体在大气中浓度的未来变化,同时我们应该注意到,CO2、CH4及N2O在土壤[91,92]

—大气界面的交换是彼此关联的,CO2循环的改变可以传递N循环的改变,从而导致土壤—大气N2O的交换。

(4)相对于全球变化条件下植物地上部分各种生理过程影响的研究,对地下部分的研究才兴起,所进行的研究还远远不够,根际微生态系统土壤呼吸的相关生理过程对碳在土壤中的流通以及全球碳循环都很重要,对生态系统的整体功能也是很重要的。因此必须加大研究力度。

(5)土壤呼吸对全球变化的贡献不确定性研究进展较慢,我们当前研究技术方法学不完善是一个主要原因。如土壤呼吸的3个主要组分(根呼吸、根际呼吸、土壤有机质矿化及植物残留物分解等)的测定,目前还没有很好的测定方法,即使用同位素法也很难准确测定,因此虽然目前的许多科学研究均在不同程度上表明了增加大气CO2浓度或温度的提高促进了土壤CO2的放出,但是很难见到关于土壤呼吸的3个主要部分在不同温度和CO2浓度下的响应的资料。因此测定方法及技术的改正和完善是研究的迫切需要。

(6)土壤呼吸的发生系统通常被认为是一个黑箱,土壤微生物与土壤动物在系统中所发挥的功能不容忽视,这也是整个土壤呼吸研究中需要关注的问题。

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PROGRESSINRESEARCHONSOIL

RESPIRATIONUNDERTHEGLOBALCHANGE

PENGShao-lin,LIYue-lin,RENHai,ZHAOPing

(SouthChinaInstituteofBotany,TheChineseAcademyofSciences,Guangzhou510650,China)Abstract:SoilrespirationistheprimarypathbywhichCO2fixedbylandplantsreturnstotheatmosphere,andakeyprocessinrelationtotheglobalchange.Theobjectiveofthispaperistoprovideabriefscientificre-viewontheeffectsofsoilrespirationinthecircumstancesofrisingconcentrationsofCO2,globalwarming,tillagecultivationchanging,increasingdepositionofnitrogenfromtheatmosphere.TherisingconcentrationsofCO2intheatmospherewillincreasethefluxofsoilCO2emission,whileitwillpromptthepotentialofsoilcarbonsequestration.Organicmatterdecompositionislikelytobestimulatedmorethannetprimaryproductivity(NPP),whichwouldleadtothereleaseofmoreCO2fromthesoiltotheatmosphereintheeventofglobalwarming.ThetraditionallandusesofChinaprobablyresultindeclinesofsoilorganiccarbon,muchofthislossinsoilorganiccarboncanbeattributedtotillageeffectswhichcausemoreCO2emissionfromsoils.AlloftheseglobalchangesincludingtherisingconcentrationsofCO2,globalwarming,andetc.areplayinganambiguousroleinthesequesteringoforganiccarbonbysoils.SummaryshowedthatalargeincreaseinthesoilcarbonpoolseemsunlikelytomoderatetheriseinatmosphericCO2duringthe21thcentury.thestrategieswerediscussedintermsofthisproblem,andsomeemphasesoffurtherstudyinthisfieldweresuggested.Itemphasizesthatforestwouldbeactasagoodmediaofsoilcarbonsequestrationinspiteofitslimitedcapacityofsequestratingsoilcar-bon,expandingafforestationandforestprotectionwouldbeaneffectivemethodtomitigatetherisingofCO2intheatmosphere.Furtherstudytosoilrespirationshouldfocusonthefollowings:

(1)Thereislargetemporalandspatialvariabilityinthesoil-atmosphereexchangeofCO2,asimpactedbyglobalchangeonglobalscale.Basedontheprogressonthedecreasingtheuncertaintyoffieldscalefluxmeasure-ments,Mucheffortshouldbemadeanddirecttolargescalefieldandmodelingprograms

(2)Forthehighcomplexityofglobalchangewhichimpactsonsoilrespiration,innaturalecosystems,thereismuchuncertaintywhichlong-termrisingCO2concentrationshowtoeffectecosystem.Sosoilprocessesofsoilrespirationunderglobalchangeisakeyquestionshouldbeanswered.

(3)Soilrespirationisoriginatedfromablackbox,partitioningsoilCO2emissionsbysource(soilorganicmattermineralization,litterdecomposition,rootrespiration)isdifficult.Thecontributionofeachgroupneedstobeunderstoodtoevaluateimplicationsofglobalchangeonsoilcarboncyclingandsequestration.Andmuchat-tentionwillbepaidtosoilmicrobesandsoilfauna.Firstofall,methodsofthemeasurementofsoilrespirationshouldbeimproved.

Keywords:Soilrespiration;Carboncycle;Globalchange.