[科普中國(guó)]-溫度系數(shù)Q10

溫度系數(shù)Q10的定義

Q10是溫差10℃，品質(zhì)降低的速度比。對(duì)于凍藏食品，Q10就是溫度降低10℃，冷凍食品品質(zhì)保持的時(shí)間比原來(lái)延長(zhǎng)的倍數(shù)1。對(duì)于呼吸，Q10就是溫度變化10℃呼吸的相對(duì)變化。

呼吸的溫度系數(shù)Q10值的特征分析確定森林非同化器官呼吸總量的一個(gè)基礎(chǔ)是了解呼吸的溫度系數(shù)(Temperature coefficient)。指數(shù)方程(R=aebT)目前普遍用來(lái)描述溫度與呼吸關(guān)系(Lloyd&Taylor，1994;Fang&Moncrieff，2001)。溫度敏感性往往用溫度變化10℃呼吸的相對(duì)變化(Fractional changes)來(lái)表示，這個(gè)值被稱作Q10值，根據(jù)以上指數(shù)方程可以把Q10值計(jì)算為，Q10=e10b(Booneetal.，1998;Tjoelkeretal.，2001;Reyetal.，2002)。通常來(lái)講，Q10值對(duì)于某一化學(xué)反應(yīng)來(lái)講相對(duì)穩(wěn)定，因此當(dāng)我們知道Q10值和某一溫度下的反應(yīng)速率之后，就可以推斷其在不同溫度下反應(yīng)速率。對(duì)于森林非同化器官的呼吸的估計(jì)也往往是把呼吸簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，R=RT1(Q10)(T-T1)/10，式中，RT1是溫度為T1時(shí)的呼吸速率(Edwards&Hanson，1996)。呼吸總量就是呼吸值對(duì)溫度和時(shí)間的積分。目前，有大量的研究對(duì)森林土壤、根系呼吸以及樹干呼吸的Q10值進(jìn)行了報(bào)道，這增加了我們對(duì)不同非同化器官溫度敏感性的了解。然而，不同學(xué)者的研究結(jié)果不盡相同，這使得使用Q10值對(duì)森林非同化器官呼吸估計(jì)產(chǎn)生了困難(Wangetal.，2001a，2001b)2。

不同非同化器官對(duì)全球變暖和溫室氣體的升高反應(yīng)已經(jīng)成為全球變化的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，其中呼吸的Q10值因?yàn)榭梢苑从巢煌峭鞴賹?duì)這種變化的敏感性而顯得更加突出(Kirschbaum，1995;Booneetal.，1998)。但是對(duì)于不同非同化器官之間的對(duì)比研究報(bào)道僅僅局限于個(gè)別案例。如，Kirschbaum(1995)研究認(rèn)為，土壤有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程的Q10值在低溫的情況下顯著高于NPP的Q10值，盡管這種趨勢(shì)在高溫的情況下有所緩解，但隨著全球變暖這種差異造成土壤呼吸釋放出大量的CO2，從而導(dǎo)致將來(lái)土壤有機(jī)質(zhì)顯著減少。但是Gifford(1992)得出結(jié)論認(rèn)為土壤有機(jī)質(zhì)并不會(huì)因此而減少。對(duì)于根系與土壤呼吸的溫度敏感性問(wèn)題也進(jìn)行了某些林分類型的探討(Booneetal.，1998;Reyetal.，2002;Singhetal.，2003)，但是不同學(xué)者的研究結(jié)論并不完全一致，甚至相反，這限制了對(duì)問(wèn)題的全面認(rèn)識(shí)。比如，通過(guò)個(gè)別研究，我們很難準(zhǔn)確說(shuō)出在一個(gè)廣域范圍土壤、根系和樹干呼吸中誰(shuí)對(duì)溫度最敏感(Q10值最大)?不同森林土壤、根系和樹干呼吸的Q10值的最可能分布范圍?而且，對(duì)于不同器官呼吸的測(cè)定方法和測(cè)定方式不盡一樣(王文杰，2004)，Q10值是不是存在不同方法的差異性?而往往是這些綜合性數(shù)據(jù)更有利于我們?nèi)嬲J(rèn)識(shí)這些問(wèn)題。