引言
城市化进程中，回填土的使用广泛，但其对土壤呼吸的影响尚未得到充分研究。土壤呼吸是生态系统碳循环的重要组成部分，直接影响大气CO₂浓度。因此，研究城市回填土土壤呼吸的日变化动态及其影响因素，对于理解城市生态系统的碳平衡具有重要意义。
一、城市回填土土壤呼吸日变化特征
1、昼夜变化特征
（1）白天时段：
在白天，随着太阳辐射的增强和气温的升高，土壤温度也逐渐上升。土壤温度的升高促进了土壤微生物的活性和植物根系的呼吸作用，从而提高了土壤呼吸速率。此外，白天时段内，植物通过光合作用产生的有机物也为土壤微生物提供了丰富的碳源，进一步促进了土壤呼吸作用。
（2）夜间时段：
在夜间，太阳辐射减弱或消失，气温和土壤温度逐渐下降。土壤温度的降低导致土壤微生物活性和植物根系呼吸作用减弱，从而降低了土壤呼吸速率。同时，夜间时段内植物光合作用停止，无法为土壤微生物提供新的碳源，也进一步限制了土壤呼吸作用。
2、不同时间段土壤呼吸速率的差异
（1）白天与夜晚的差异：
白天时段（如上午9点至下午6点）的土壤呼吸速率通常显著高于夜间时段（如晚上9点至次日早上6点）。这是因为白天时段内土壤温度和微生物活性较高，同时植物光合作用也为土壤微生物提供了丰富的碳源。夜间时段的土壤呼吸速率较低，主要是由于土壤温度下降和微生物活性减弱所致。
（2）白天不同时间点的差异：
在白天时段内，土壤呼吸速率也可能随着气温和土壤温度的变化而呈现波动。通常，在气温和土壤温度较高的时段（如正午至下午早些时候），土壤呼吸速率会达到峰值。而在气温和土壤温度逐渐下降的时段（如下午晚些时候至傍晚），土壤呼吸速率则会逐渐降低。
二、环境因子对土壤呼吸的影响
1、土壤温度与土壤呼吸速率的相关性，温度对土壤呼吸的调控作用
土壤温度是影响土壤呼吸速率的关键因素之一。通常，土壤呼吸速率与土壤温度呈正相关关系，即随着土壤温度的升高，土壤呼吸速率也会增加。这是因为土壤温度的升高能够提升土壤中微生物和酶的活性，加速有机质的分解速度，从而促进土壤呼吸过程。然而，这种正相关关系并非线性，而是存在一定的阈值。当土壤温度过高时，过高的温度可能会导致土壤中的酶和蛋白质变性失活，从而抑制土壤呼吸速率。相反，在温度过低的条件下，土壤微生物和酶的活性也会受到抑制，导致土壤呼吸速率降低。温度对土壤呼吸的调控作用还体现在其对植物根系呼吸的影响上。植物根系呼吸是土壤呼吸的重要组成部分，其速率也受到土壤温度的显著影响。随着土壤温度的升高，植物根系的代谢活动增强，根系呼吸速率也会相应增加。因此，土壤温度通过影响土壤微生物和植物根系的呼吸作用，共同调控着土壤呼吸速率的变化。
2、土壤湿度对土壤呼吸的影响，验证其非线性关系
土壤湿度也是影响土壤呼吸的重要因素之一。土壤湿度对土壤呼吸的影响通常呈现非线性关系。在适度的湿度条件下，土壤中的氧气和水分传输较为顺畅，有利于微生物的呼吸活性增强，从而增加土壤呼吸速率。然而，当土壤湿度过高时，过多的水分会占据土壤孔隙，导致土壤通气性变差，氧气含量降低，从而抑制微生物的呼吸活性，使土壤呼吸速率下降。相反，当土壤湿度过低时，土壤会变得干燥，导致微生物和植物根系的水分供应不足，同样会抑制土壤呼吸速率。因此，土壤湿度对土壤呼吸的影响需要综合考虑其适中程度以及对土壤通气性和氧气含量的影响[1]。
3、环境因子（如大气CO₂浓度、植被覆盖等）对土壤呼吸的潜在影响
大气CO₂浓度：大气CO₂浓度的升高可能会对土壤呼吸产生间接影响。一方面，升高的CO₂浓度可能会促进植物的光合作用和生长，从而增加植物根系向土壤中的碳输入，提高土壤呼吸速率。另一方面，升高的CO₂浓度也可能改变土壤微生物的群落结构和活性，进而对土壤呼吸产生影响。然而，这种影响的具体程度和机制尚需进一步研究。植被覆盖：植被覆盖对土壤呼吸的影响主要体现在两个方面。一方面，植被的根系和凋落物为土壤微生物提供了丰富的碳源和能量来源，从而促进了土壤呼吸作用。另一方面，植被的冠层可以遮挡阳光和减少地表水分的蒸发，从而改变土壤温度和湿度条件，间接影响土壤呼吸速率。不同植被类型的根系分布、生物量以及凋落物数量等存在差异，因此其对土壤呼吸的影响也会有所不同。
三、讨论
1、结果解释与机制探讨
（1）对研究结果进行解释
本研究通过对城市回填土土壤呼吸速率的连续监测，揭示了其日变化特征，即白天土壤呼吸速率较高，夜间则显著降低。这一结果与先前关于自然土壤呼吸日变化的研究相一致，表明城市回填土虽然经历了人为干扰和重构，但其土壤呼吸的基本规律与自然土壤相似。
（2）城市回填土土壤呼吸日变化特征的成因
城市回填土土壤呼吸日变化特征的成因主要归因于土壤温度、湿度以及植被覆盖等环境因子的日变化。白天，随着太阳辐射的增强，土壤温度逐渐升高，促进了土壤微生物的活性和植物根系的呼吸作用，从而提高了土壤呼吸速率。同时，白天时段内植物通过光合作用产生的有机物也为土壤微生物提供了丰富的碳源，进一步促进了土壤呼吸作用。而夜间，随着太阳辐射的减弱或消失，土壤温度逐渐降低，导致土壤微生物活性和植物根系呼吸作用减弱，土壤呼吸速率也随之降低。
（3）主要影响因素的作用机制
土壤温度是影响土壤呼吸速率的关键因素之一，其通过调控土壤微生物和植物根系的活性来影响土壤呼吸速率。土壤湿度的变化则通过影响土壤通气性和氧气含量来间接影响土壤呼吸速率。此外，植被覆盖对土壤呼吸的影响主要体现在为土壤微生物提供碳源和改变土壤微环境方面。这些因素共同作用，形成了城市回填土土壤呼吸日变化的复杂机制。
（4）其生态学意义
城市回填土土壤呼吸日变化特征的揭示，对于理解城市生态系统碳循环过程、评估城市绿地碳汇功能以及指导城市土壤管理具有重要意义。通过深入研究城市回填土土壤呼吸的调控机制，可以为优化城市绿地布局、提高城市土壤碳储存能力提供科学依据，进而促进城市生态系统的可持续发展。
2、研究局限与未来展望
（1）研究过程中存在的局限性
本研究虽然揭示了城市回填土土壤呼吸日变化的基本特征，但在研究过程中仍存在一些局限性。首先，样点数量有限，可能无法全面反映城市回填土土壤呼吸的空间异质性。其次，测定时间间隔较长，可能无法准确捕捉土壤呼吸速率的瞬时变化。此外，本研究未考虑土壤质地、土壤类型等可能对土壤呼吸产生影响的因素。
（2）未来研究的方向和建议
扩大研究范围：增加样点数量，覆盖不同类型的城市回填土和绿地类型，以更全面地揭示城市回填土土壤呼吸的空间异质性。增加测定频率：缩短测定时间间隔，采用连续监测或高频采样技术，以更准确地捕捉土壤呼吸速率的瞬时变化。引入新技术：利用同位素标记、基因测序等新技术手段，深入研究土壤微生物群落结构、功能及其与土壤呼吸的关系，揭示土壤呼吸的微观机制。综合考虑多因素影响：在研究中综合考虑土壤质地、土壤类型、植被类型、人为活动等多种因素对土壤呼吸的影响，构建多因素综合模型，以更准确地预测和调控城市回填土土壤呼吸速率[2]。
结论
本研究揭示了城市回填土土壤呼吸的日变化特征及其受环境因子的影响，为城市生态系统的碳循环研究提供了重要参考。土壤温度和湿度是调控土壤呼吸的主要因素，大气CO₂浓度和植被覆盖也有潜在影响。未来研究应进一步探讨这些因素的交互作用，以更全面地理解城市生态系统的碳平衡。
参考文献：
[1]徐坤.高回填土新建建筑变形监测技术研究 [J].城市建设理论研究(电子版), 2022, (18): 96-98.
[2]叶蓁，孙双双，罗海林，等.城市回填土土壤呼吸日变化动态及其影响因素[C]// 中国环境科学学会. 中国环境科学学会2022年科学技术年会论文集（二）. 生态环境部华南环境科学研究所国家环境保护城市生态环境模拟与保护重点实验室；2022: 8.
