[科普中国]-温度系数Q10

温度系数Q10的定义

Q10是温差10℃，品质降低的速度比。对于冻藏食品，Q10就是温度降低10℃，冷冻食品品质保持的时间比原来延长的倍数1。对于呼吸，Q10就是温度变化10℃呼吸的相对变化。

呼吸的温度系数Q10值的特征分析确定森林非同化器官呼吸总量的一个基础是了解呼吸的温度系数(Temperature coefficient)。指数方程(R=aebT)目前普遍用来描述温度与呼吸关系(Lloyd&Taylor，1994;Fang&Moncrieff，2001)。温度敏感性往往用温度变化10℃呼吸的相对变化(Fractional changes)来表示，这个值被称作Q10值，根据以上指数方程可以把Q10值计算为，Q10=e10b(Booneetal.，1998;Tjoelkeretal.，2001;Reyetal.，2002)。通常来讲，Q10值对于某一化学反应来讲相对稳定，因此当我们知道Q10值和某一温度下的反应速率之后，就可以推断其在不同温度下反应速率。对于森林非同化器官的呼吸的估计也往往是把呼吸简化为一个简单的化学反应，R=RT1(Q10)(T-T1)/10，式中，RT1是温度为T1时的呼吸速率(Edwards&Hanson，1996)。呼吸总量就是呼吸值对温度和时间的积分。目前，有大量的研究对森林土壤、根系呼吸以及树干呼吸的Q10值进行了报道，这增加了我们对不同非同化器官温度敏感性的了解。然而，不同学者的研究结果不尽相同，这使得使用Q10值对森林非同化器官呼吸估计产生了困难(Wangetal.，2001a，2001b)2。

不同非同化器官对全球变暖和温室气体的升高反应已经成为全球变化的一个重要研究领域，其中呼吸的Q10值因为可以反映不同非同化器官对这种变化的敏感性而显得更加突出(Kirschbaum，1995;Booneetal.，1998)。但是对于不同非同化器官之间的对比研究报道仅仅局限于个别案例。如，Kirschbaum(1995)研究认为，土壤有机质分解过程的Q10值在低温的情况下显著高于NPP的Q10值，尽管这种趋势在高温的情况下有所缓解，但随着全球变暖这种差异造成土壤呼吸释放出大量的CO2，从而导致将来土壤有机质显著减少。但是Gifford(1992)得出结论认为土壤有机质并不会因此而减少。对于根系与土壤呼吸的温度敏感性问题也进行了某些林分类型的探讨(Booneetal.，1998;Reyetal.，2002;Singhetal.，2003)，但是不同学者的研究结论并不完全一致，甚至相反，这限制了对问题的全面认识。比如，通过个别研究，我们很难准确说出在一个广域范围土壤、根系和树干呼吸中谁对温度最敏感(Q10值最大)?不同森林土壤、根系和树干呼吸的Q10值的最可能分布范围?而且，对于不同器官呼吸的测定方法和测定方式不尽一样(王文杰，2004)，Q10值是不是存在不同方法的差异性?而往往是这些综合性数据更有利于我们全面认识这些问题。