土壤呼吸(SoilRespiration)，簡單的說就是指土壤釋放二氧化碳的過程，和人的呼吸一樣。土壤中的微生物的呼吸、作物根系的呼吸和土壤動物的呼吸都會釋放出大量的二氧化碳。土壤呼吸是表征土壤質(zhì)量和土壤肥力的重要指標(biāo)，其中土壤微生物活動是土壤呼吸作用的主要來源;因此影響土壤微生物活動的諸多因子，如土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH、溫度、水分以及有效養(yǎng)分含量都能影響土壤呼吸作用強(qiáng)度，并從土壤呼吸作用強(qiáng)度的變化中反映出來。

土壤通氣性

土壤的呼吸作用亦指土壤的通氣性。土壤空氣與大氣間的氣體交換，以及土體內(nèi)部允許氣體擴(kuò)散和流通的性能，稱為土壤通氣性。土壤通氣性與土壤孔隙、質(zhì)地結(jié)構(gòu)、土壤含水量等密切相關(guān)。

土壤孔隙狀況是土壤空氣與大氣交換能否暢通的主要因素。而土壤孔隙又有毛管孔隙和非毛管孔隙之分。保持在毛管孔隙中的空氣很難與大氣進(jìn)行交換，土壤通氣性主要取決于土壤中非毛管孔隙的多少。若土壤中非毛管孔隙量超過10%，而且分布均勻時，即使毛管中充滿水分，土壤通氣仍然良好。土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)與土壤中的孔隙狀況有關(guān)，因而也影響到土壤的通氣性。有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，通氣性良好;在無結(jié)構(gòu)的土壤中只有砂土有良好的通氣性。粘質(zhì)土的通氣性差。據(jù)試驗，通過團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的粘壤土的空氣比通過粉狀粘土大25倍，比通過無結(jié)構(gòu)的粘土大100倍。對高等植物來說，一般情況下，土壤空氣中氧氣的含量達(dá)到15%才能滿足植物呼吸作用的需要，而二氧化碳含量不得高于50%。作物根系對土壤中氧氣的要求因作物而異，棉花3%，玉米6%，小麥5%，大多數(shù)作物當(dāng)氧含量低于5%時，根系停止生長，所以根系需氧量在5—10%以上時才能生長良好。植物生長發(fā)育，要求二氧化碳應(yīng)在1%以下。如果高達(dá)5—10%則短期內(nèi)會使植物死亡。此外，氣候變遷，晝夜溫差，生物活動等影響著土壤和近地面大氣之間的氣體交換。

土壤通氣性是土壤的重要特性之一，是保證土壤空氣質(zhì)量，使植物正常生長，微生物進(jìn)行正常生命活動等不可缺少的條件。

(1)土壤通氣不良，會影響微生物活動，降低有機(jī)質(zhì)的分解速度及養(yǎng)分的有效性。

(2)土壤通氣不良還會使土壤中的有機(jī)質(zhì)分解形成氫，氫能引起富含氧的鹽類以及三價鐵和四價錳的化學(xué)還原作用。

(3)土壤中氧少，二氧化碳多時，會使土壤酸度提高，適宜于致病霉菌的發(fā)育，易使作物感染病蟲害。

(4)良好的通氣性是作物吸收大量水分必不可少的條件。

影響土壤呼吸的因素

土壤的呼吸主要由土壤微生物(異養(yǎng)呼吸)和根系(自養(yǎng)呼吸)產(chǎn)生。除植被冠層光合作用，土壤呼吸作用是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支中最大的通量。因此，精確預(yù)測陸地與大氣之間碳交換需要深入理解影響土壤呼吸作用的主導(dǎo)因子，特別是對其主要組成部分土壤微生物和根系呼吸作用的影響機(jī)理。土壤微生物和根系呼吸作用主要是土壤中生物代謝作用的結(jié)果，因此能夠影響生物活動的生態(tài)因子都會導(dǎo)致其呼吸強(qiáng)度的變化，如氣候因子、土壤因子、植被及地表覆被物等。此外，人類活動引起的大氣C02濃度劇增及由此導(dǎo)致的增溫效應(yīng)，不僅是目前人類所面臨的最嚴(yán)峻的全球環(huán)境問題，而且直接或間接地影響著土壤微生物和根系呼吸作用。同時，人類活動本身也會對土壤微生物和根系呼吸作用產(chǎn)生影響，如放牧、施肥、農(nóng)藥、重金屬污染等。

森林土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸的重要部分，其動態(tài)變化將對全球碳平衡產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。全球森林過度采伐和其他土地利用變化導(dǎo)致土壤CO2釋放的增加量，占過去兩個世紀(jì)來因人類活動釋放的CO2總量的一半，是除化石燃燒釋放CO2導(dǎo)致大氣CO2濃度升高的另一重要因素。森林土壤呼吸也是已建立的長期監(jiān)測CO2通量網(wǎng)站的重要研究對象之一。是研究世界碳循環(huán)的重要課題。對生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)及地球表層系統(tǒng)科學(xué)意義重大。

土壤呼吸作用，一般指土壤釋放CO2或吸收O2的強(qiáng)度，可分為自養(yǎng)型呼吸(根呼吸和根際微生物呼吸)和異養(yǎng)型呼吸(微生物和動物呼吸)，自養(yǎng)型呼吸消耗的底物直接來源于植物光合作用產(chǎn)物向地下分配的部分，而異養(yǎng)型呼吸則利用土壤中的有機(jī)或無機(jī)碳。

很早以來，人們把測定土壤呼吸作用強(qiáng)度看作是衡量土壤微生物總的活性指標(biāo)，或者作為評價土壤肥力的指標(biāo)之一。但必須指出土壤微生物活動是土壤呼吸作用的主要來源;因此影響土壤微生物活動的諸因子，如土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH、溫度、水分以及有效養(yǎng)分含量都能影響土壤呼吸作用強(qiáng)度，并從土壤呼吸作用強(qiáng)度的變化中反映出來。

土壤呼吸是陸地植物固定CO2爾后又釋放CO2返回大氣的主要途徑，是與全球變化有關(guān)的一個重要過程。綜述了全球變化下CO2濃度上升、全球增溫、耕作方式的改變及氮沉降增加的土壤呼吸效應(yīng)。大氣CO2濃度的上升將增加土壤中CO2的釋放通量，同時將促進(jìn)土壤的碳吸存;在全球增溫的情形下，土壤可能向大氣中釋放更多的CO2，傳統(tǒng)的土地利用方式可能是引發(fā)溫室氣體CO2產(chǎn)生的重要原因，所有這些全球變化對土壤呼吸的作用具有不確定性。認(rèn)為土壤碳庫的碳儲量增加并不能減緩21世紀(jì)大氣CO2濃度的上升。