第九届青年地学论坛

本研究通过在华北平原冬小麦⁃夏玉米典型农田内开展土壤呼吸及其组分的原位观测实验，构建了适用于该生态系统的半经验半机理异养呼吸和自养呼吸模型。不同结构的模型对比结果表明，异养呼吸模型可由土壤温度和土壤水分驱动；自养呼吸模型包括维持呼吸和生长呼吸两个模块，维持呼吸表达为土壤温度和叶面积指数的函数，生长呼吸表达为总初级生产力与维持呼吸之差的线性函数。冬小麦和夏玉米自养呼吸模型的结构相同，但是模型参数差异较大。相比于土壤总呼吸模型，异养呼吸和自养呼吸模型能够更加准确地模拟土壤呼吸的季节和年际变化。进一步，本研究以LST、SWC、LAI、GPP和SOC遥感数据作为输入，采用该模型计算了2003-2021年间华北平原冬小麦-夏玉米轮作制农田土壤异养和自养呼吸，并分析了这两类土壤呼吸的时空变化特征。结果表明，冬小麦自养呼吸的空间异质性比夏玉米更大，异养和自养呼吸的季节变化分别呈单峰和双峰的形态，在年际变化上，异养呼吸、自养呼吸和总呼吸都呈显著的增加趋势，但是异养呼吸占总呼吸的比例显著下降。

异养呼吸；自养呼吸；半经验半机理模型；冬小麦-夏玉米；华北平原；时空分布