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农田生态系统作为陆地生态系统的重要组分,在自然因素与人为干扰的双重作用下,已成为全球碳库中最活跃的部分,其碳库的微小变动可对大气中CO2含量产生重要影响,厘清农田生态系统碳库的源、汇的变化规律及其影响因素对精准评估全球尺度下碳循环和碳收支特征具有重要意义。然而目前对农田生态系统碳源、汇的研究主要集中在土壤呼吸及其与环境因子关系,较少考虑植物光合作用对土壤呼吸的调控,影响了估算农田生态系统碳排量的精确性。海南属热带典型季风气候区,香蕉在海南栽植广泛,但香蕉园地碳源、汇特征研究鲜有报道。基于此,本文选取海南澄迈香蕉大面积栽植地作为研究靶区,分析热带蕉园植物光合作用对土壤呼吸的影响,研究结果为精准量化热带农田生态系统碳排量提供数据支撑。首先,本研究采用Li-8100A开路式土壤碳通量自动测量系统对香蕉园地行间与株间土壤呼吸速率(Rs)及其相关环境因子进行了长期监测,厘清了不同时间尺度下蕉园土壤呼吸的变化特征,揭示了不同生长期香蕉根系呼吸对土壤呼吸总量的贡献率,运用线性逐步回归模型分析了土壤呼吸速率与环境因子间的关系,并初步分析了施肥对蕉园土壤呼吸的影响。结果表明,日和月尺度下行间与株间土壤呼吸速率特征表现为株间高于行间,雨季高于旱季;影响行间Rs的主要环境因子为土壤温度(Ts)和大气温度(Ta),影响株间Rs的主要环境因子为Ts、Ta和土壤含水量(SWC);旱季和雨季各生长期香蕉根系呼吸(Rr)对土壤呼吸总量的贡献率分别为52.11%和65.57%;施肥能显著提高Rs,且施肥量越大,Rs增幅越高,季节会影响单次施肥后Rs恢复至正常的时间,雨季施肥后恢复至正常的时间较旱季短约24 h。其次,本研究运用Li-6400便携式光合作用测量系统对处于不同生长阶段的香蕉叶片的光合生理进行了测定,阐明了旱季、雨季不同生长阶段的香蕉叶片光合变化规律,并初步探讨了农田不同施肥量对蕉园叶片光合能力的影响。研究表明,不同生长期香蕉叶片的净光合速率(Pn)日均值表现为营养生长期(16.34μmol·m-2·s-1)>孕蕾期(14.52μmol·m-2·s-1)>果实发育成熟期(13.70μmol·m-2·s-1);香蕉叶片光响应曲线表现为Pn随光合有效辐射(PAR)的升高呈增量逐渐降低的趋势,其中营养生长期平均Pn最高,为9.39μmol·m-2·s-1,其次为孕蕾期(8.02μmol·m-2·s-1),果实发育成熟期(7.46μmol·m-2·s-1)最低;影响营养生长期和果实发育成熟期光合变化特征的主要环境因子为PAR,而影响孕蕾期光合特性的主要环境因子是PAR和相对湿度(Rh);施肥后,Pn的增量与施肥量成正比,但不同施肥量处理下的Pn差异较小。在相同施肥量下,营养生长期的Pn最大值最高,其次为孕蕾期,最小为果实发育成熟期。2倍标准施肥量(HF)处理下的Pn恢复至施肥前水平的时间较0.5倍标准施肥量(LF)和标准施肥量(MF)长24 h。最后,本研究采用偏相关分析、线性回归等方法分析了蕉园植物光合作用对土壤呼吸、根系呼吸的影响,并揭示了影响光合作用与土壤呼吸间关系的主要环境因子。研究表明,香蕉叶片光合作用会影响蕉园株间的土壤呼吸及其根系呼吸,并对土壤呼吸和根系呼吸的温度敏感指数(Q10)存在调控作用,且光合作用与根系呼吸的关系更密切;Pn、Rs双变量与环境因子关系模型显示,PAR和Ts间的耦合作用是调控Rs和Pn、Rr和Pn间关系的主要因素,其中最重要环境因子为PAR。