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土壤呼吸
定義
土壤空氣中二氧化碳不斷向大氣中擴散，大氣中的氧氣不斷進入土壤的過程。
嚴格意義上是指未經人為擾動的土壤中產生二氧化碳的所有代謝過程，包括三個生物學過程和一個非生物學過程。
影響因素
非生物因素：主要包括土壤溫度、溼度、降水、土壤碳、氮含量。
生物因子：包括植被型別、葉面積指數、凋落物等。
人為因素：包括耕作、施肥、土地利用方式改變。
土壤呼吸與全球變化
現階段包括土地利用和土地植被的改變在內的人類活動，很大程度上改變了土壤呼吸，也改變了陸地生態系統中植物對二氧化碳的固定量。
有研究表明，全球森林過度採伐和土地利用變化導致土壤二氧化碳釋放的增加量，佔過去兩個世紀來因人類活動釋放的：氧化碳總量的一半。目前土壤呼吸已經成為陸地生態系統中向大氣釋放二氧化碳最大的源。人類活動致使土壤碳庫漸成碳源，而生態系統的碳匯功能正在減弱。
森林土壤呼吸是陸地生態系統土壤呼吸的重要部分，其動態變化將對全球碳平衡產生深遠的影響。全球森林過度採伐和其他土地利用變化導致土壤二氧化碳釋放的增加量，佔過去兩個世紀來因人類活動釋放的二氧化碳總量的一半，是除化石燃燒釋放二氧化碳導致大氣二氧化碳濃度升高的另一重要因素。
森林土壤呼吸也是目前已建立的長期監測二氧化碳通量網站的重要研究物件之一，是研究世界碳迴圈的重要課題。對生態學、環境科學及地球表層系統科學意義重大。
土壤呼吸的意義
土壤呼吸是生態系統碳迴圈的重要環節之一。在森林生態系統中，土壤呼吸佔到了總碳排放的70%以上。瞭解土壤呼吸的特點和影響因子，可以幫助我們更好地理解森林生態系統的碳迴圈過程，進而更好地評估氣候變化對森林生態系統的影響。
一、例題思考
例1、沙塵暴對地理環境的影響是多方面的，華北地區沙塵暴的降塵會
A.導致氣候變暖
B. 引發草場退化
C.引起地表水體酸化
D. 增加土壤肥力
參考答案1.D
例2.草氈層是由土壤物質與植物根系交纏而成的氈狀表土層，主要分佈在高寒和極地地區。青藏高原上的草氈層，雖然厚度不大，但堅韌且富有彈性，是維護青藏高原生態安全的重要屏障；與基岩風化物為成土母質的土壤不同，這裡草氈層中的細土物質以風力搬運輸入的外源粉塵為主。圖6示意青藏高原某地草氈層景觀。據此完成1～2題。
1．青藏高原上草氈層中風力搬運輸入的粉塵物質增加將
A．有利於土壤有機質積累
B．降低土壤的持水能力
C．加快下覆基岩風化破碎
D．有助於耕作土壤形成
2．如果青藏高原某區域草氈層遭到破壞，會導致當地
①草地初級生產力降低 ②凍土融化速率減緩
③溫室氣體排放量減少 ④地表侵蝕強度增加
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
參考答案
1.D 2.C
1. D 結合材料“與基岩風化物為成土母質的土壤不同，這裡草氈層中的細土物質以風力搬運輸入的外源粉塵為主”可知粉塵物質主要是來自外部的沉積物顆粒，填充在植物根系交錯之間可以增強表土層的保水能力，B錯誤；有機物累積與地表植被有關與粉塵物質無關，A錯誤；表層覆蓋物的增加有助於減少對基岩的風化作用，C錯誤；外源的沉積物顆粒可以青藏高原上草氈層中的營養物質含量，有助於耕作土壤形成，D正確。故選D。
2. C 如果青藏高原某區域草氈層遭到破壞，會導致當地草地植被總量減少，初級生產力降低，①正確；草氈層遭到破壞，地表裸露，地表受風力侵蝕作用強度增加，直接接受太陽輻射，凍土融化速率增強，②錯誤、④正確；高原凍土中存在一些被封存的溫室氣體，隨著凍土融化速率增強，溫室氣體排放量增加，③錯誤。故選C。
例3.土壤是在地球表面各種自然因素綜合作用下產生的，不同區域的自然因素存在差異，會形成不同型別的土壤。我國東北地區地形平坦，為溫帶季風氣候，土壤受當地地理環境影響，形成土層深厚、結構良好、腐殖質含量較高的黑土。左圖為草原土壤剖面圖，右圖為森林土壤剖面圖。
與草原土壤相比，說明森林土壤的腐殖質層厚度大小及其原因
參考答案
森林土壤的腐殖質層厚度比草原土小。原因：森林的生長週期長，植物長期需要消耗養分，有機物主要儲存於植物體內；森林分佈的地區降水較多，淋溶作用較強，土壤積累的腐殖質較少。草類生長週期短，死亡後全部進入土壤，為土壤提供有機質；草原氣候偏幹，淋溶作用弱，且微生物活性偏弱，有機質支出少。
二、教學反思
1、什麼是土壤養分？
土壤養分，是土壤為植物生長所提供的 必要的營養元素，包括氮、磷、鉀、鈣等等。而這些營養元素主要來自於土壤中的有機質和礦物質。
2、什麼是土壤肥力？
土壤肥力是土壤為植物生長提供養分和水分的能力。養分和水分是肥力的物質基礎，而肥力是一種能力。有了養分和水分才能有肥力，不過只有物質基礎是不夠的，還需要協調熱量、空氣等其他要素，才能使養分和水分能被植物充分吸收。例如，土壤缺氧時，植物吸水和吸肥能力會大大減弱，即使有再多的養分和水分也難被吸收利用。從這個角度來說，土壤肥力就是協調土壤水分、養分、熱量、空氣等因素，進而供應植物生長的能力。土壤肥力是土壤物理、化學和生物學性質的綜合反應。地理圖文綜合整理
所以，水、肥（指代養分）、氣、熱也被稱為土壤肥力的四大要素。土壤肥力主要由以下四大因素構成。
A養分因素：提供植物生長所需的營養元素。B物理因素：影響土壤的結構和通氣性。C化學因素：影響土壤的酸鹼度和養分有效性。D生物因素：包括有益微生物和動植物殘體，促進養分迴圈和土壤結構形成。
4、什麼是土壤有機質？
土壤有機質是指存在於土壤中的所有含碳的有機物質，主要包括動植物殘體、微生物及其分解和合成的各種有機物質。狹義上，土壤有機質通常指有機殘體經微生物作用形成的一類特殊、複雜、性質比較穩定的高分子有機化合物（如腐殖酸）。土壤有機質主要來源於動植物殘體、死亡的微生物和施用的有機肥料等。其形態可以分為以下幾種：A新鮮有機質：指未分解的動植物殘體。B半分解的有機質：指部分分解的有機質。簡單有機化合物：如糖類、氨基酸、脂肪酸等。土壤腐殖質：指動植物殘體經微生物分解後，再合成的高分子化合物，佔土壤有機質總量的70-90%。
5.什麼是土壤礦物質？
土壤礦物質是指由岩石經過風化作用形成的天然無機固態物質，是土壤固相的主體物質，佔土壤固相總質量的95%～98%。原生礦物主要包括矽酸鹽、鋁矽酸鹽類礦物、氧化物類礦物、硫化物和磷酸鹽類礦物等，而次生礦物則是土壤中最細小的部分，具有膠體的性質，影響著土壤的吸收性、膨脹收縮性和粘著性等重要物理、化學性質。土壤礦物質在農業生產中具有重要意義，因為它們直接影響土壤的肥力和作物生長。瞭解土壤礦物質的種類、含量和性質有助於合理施肥和改良土壤，提高農業生產效率。
6.什麼是耕作土壤？
耕作土壤是指在自然土壤的基礎上，透過人類生產活動如耕作、施肥、灌溉、改良等以及自然因素的綜合作用下形成的土壤。土壤耕作是為了改善土壤結構，提高肥力，消滅病蟲雜草而採取的一系列措施。這些措施包括機械和非機械方法，旨在最佳化土壤的理化性狀。
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