土壤呼吸作为陆地生态系统碳素循环的一个重要过程,是土壤与大气碳交换的主要途径,也是目前碳循环研究的热点和难点问题。森林土壤呼吸主要由植物的根系呼吸、土壤微生物呼吸和土壤动物呼吸组成,与土壤温度、湿度、土壤有机质等非生物因子及森林植物根系分布、微生物种群等生物因子密切相关。弄清土壤呼吸组分的量化、作用机理及预估模型对于研究全球碳循环具有极为重要的价值。马尾松是我国针叶树种中用途广泛的乡土树种,通常作为我国南方山地造林和植被恢复的先锋树种。本研究选择分布广泛的马尾松林开展土壤呼吸研究及模型模拟具有重要的实际意义。本实验通过对马尾松林土壤呼吸及影响因素进行测定和分析,确定影响马尾松林土壤总呼吸及组分呼吸的主要因素及作用规律,并建立多因素耦合的土壤呼吸预估模型。主要实验结果如下：(1)马尾松土壤呼吸存在明显变异。时间尺度上土壤呼吸表现出明显的季节变化,其中马尾松异养呼吸是影响该样地土壤呼吸时间变化的主要组分。而空间尺度上,不同样点之间土壤呼吸同样存在明显差异。方差分析结果显示,土壤总呼吸速率存在极显著的差异(P<0.01),根呼吸速率存在极显著差异(P<0.01),异养呼吸速率的差异性不显著(P>0.05),由此根呼吸是造成马尾松土壤呼吸空间差异的主要组分。(2)马尾松土壤呼吸与影响因素之间的相关关系不同。根呼吸仅与土壤5cm温度表现出极显著相关关系(P<0.01),与其他影响因素的关系不明显(P>0.05)。异养呼吸与土壤5cm温度、细根生物量和凋落物量均表现出极显著的正相关(P<0.01),而与土壤5cm湿度、土壤有机质含量呈显著的相关性(P<0.05)。土壤总呼吸则与土壤5cm温度、细根生物量、凋落物量都呈极显著相关(P<0.01),与土壤有机质呈显著相关(P<0.05),而与土壤5cm湿度、土壤微生物关系不明显(P>0.05)。马尾松土壤呼吸对土壤5cm温度变化的敏感性不同。土壤总呼吸、根呼吸及异养呼吸的Q10值分别为2.034、1.419、2.484,表明马尾松异养呼吸对土壤5cm温度变化的敏感性最强,其次是土壤总呼吸,根呼吸敏感性最弱。(3)单因素对马尾松土壤呼吸各组分的作用规律不同。土壤5cm温度与马尾松根呼吸成线性回归模型RA=0.249+0.024T (R2=0.033, P=0.035),与异养呼吸呈指数模型RS=0.173e0.103T (R2=0.696, P=0.000),与土壤总呼吸成指数模型RT=0.411e0.080T (R2=0.540, P=0.000)。土壤5cm湿度仅与异养呼吸呈幂函数关系RS=2.327*TW0.808(R2=0.066, P=0.001)。细根生物量与异养呼吸存在二次方关系RS=0.737+0.506W+0.074W2(R2=0.284, P=0.000),而与土壤总呼吸存在幂函数关系RT=1.932*W0.445(R2=0.238,P=0.000)。幂函数关系较好地拟合了凋落物量与异养呼吸(RS=0.739*M0.210(R2=0.115, P=0.002))和总呼吸的关系(RT=1.363*M0.161(R2=0.102, P=0.004))。土壤有机质含量对异养呼吸(RS=0.070*C0.722(R2=0.175, P=0.014))和土壤总呼吸(RT=0.213*C0.572(R2=0.182,P=0.038))的作用规律也表现为幂函数模型。(4)马尾松土壤呼吸多因素模型效果优于单因素模型。多元回归拟合得出异养呼吸指数模型RS=0.397*e0.100T*e-2.236TW*e0.048W (R2=0.917, P=0.000)效果最优,多因素相互作用共同解释了91.7%的异养呼吸变异。马尾松土壤总呼吸的幂函数模型RT=0.018*T1.313*M0.013*W0.079*C0.200(R2=0.752, P=0.000)解释了土壤总呼吸变异的75.2%。(5)地上林木因子与地下细根生物量之间存在幂函数关系W=0.007*(ΣD2/L)0.165*T1.284(R2=0.466, P=0.001),该函数关系较好的表示了该样地内0-50cm深度细根生物量与胸径、距离及土壤温度的关系,为分析地下部分生物量对土壤呼吸的影响提供了简易的方法。(6)指数函数RT=0.5701*e0.052T*e0.002Rf*e3.067(D^2/L)(R2=0.669, P=0.000)能较好的拟合该地区气象因子及林分结构因子与马尾松土壤呼吸的关系,各因素共同解释了土壤呼吸66.9%的变异。(7)单因素回归模型在95%置信区间下精度较低,只有温度模型精度达到70%以上。多因素耦合模型精度达到70%以上,拟合精度较高,认为可以在该样地区域内应用。