Soil respiration
மண் சுவாசம் என்பது மண் உயிரினங்கள் சுவாசிக்கும்போது கார்பன் டை ஆக்சைடு உற்பத்தி செய்வதைக் குறிக்கிறது. தாவர வேர்கள், வேர்க்கோளம், நுண்ணுயிரிகள் மற்றும் விலங்கினங்களின் சுவாசம் இதில் அடங்கும். மண் சுவாசம் என்பது ஒரு முக்கிய சுற்றுச்சூழல் செயல்முறையாகும், இது மண்ணிலிருந்து கார்பனை CO2 வடிவில் வெளியிடுகிறது. கார்பன் டை ஆக்சைடு வளிமண்டலத்திலிருந்து தாவரங்களால் பெறப்பட்டு ஒளிச்சேர்க்கை செயல்பாட்டில் கரிம சேர்மங்களாக மாற்றப்படுகிறது. தாவரங்கள் இந்த கரிம சேர்மங்களைப் பயன்படுத்தி கட்டமைப்பு கூறுகளை உருவாக்குகின்றன அல்லது ஆற்றலை வெளியிட சுவாசிக்கின்றன. தாவரத்தின் சுவாசம் வேர்களில் தரைக்குக் கீழே நிகழும்போது, அது மண்ணின் சுவாசத்தை அதிகரிக்கிறது. காலப்போக்கில், தாவர கட்டமைப்பு கூறுகள் ஹெட்டோரோட்ரோஃப்களால் நுகரப்படுகின்றன. இந்த ஹெட்டோரோட்ரோபிக் நுகர்வு CO2 ஐ வெளியிடுகிறது, மேலும் இந்த CO2 நிலத்திற்குக் கீழே உள்ள உயிரினங்களால் வெளியிடப்படும்போது, இது மண் சுவாசமாக கருதப்படுகிறது. ஒரு சுற்றுச்சூழல் அமைப்பில் ஏற்படும் மண் சுவாசத்தின் அளவு பல காரணிகளால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. மண்ணில் உள்ள வெப்பநிலை, ஈரப்பதம், ஊட்டச்சத்து உள்ளடக்கம் மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் அளவு ஆகியவை மிகவும் மாறுபட்ட சுவாச விகிதங்களை உருவாக்கலாம். இந்த சுவாச விகிதங்களை பல்வேறு முறைகளில் அளவிட முடியும். மூல கூறுகளை பிரிக்க பிற முறைகளைப் பயன்படுத்தலாம், இந்த விஷயத்தில் சுவாசிக்கப்படும் தாவர கட்டமைப்புகளின் ஒளிச்சேர்க்கை பாதையின் வகை (சி 3/சி 4). மண் சுவாச விகிதங்கள் பெரும்பாலும் மனித செயல்பாடுகளால் பாதிக்கப்படலாம். ஏனென்றால், மனிதர்கள் பல ஆண்டுகளாக மண் சுவாசத்தின் பல்வேறு கட்டுப்பாட்டு காரணிகளை மாற்றும் திறனைக் கொண்டுள்ளனர். உலகளாவிய காலநிலை மாற்றம் வளிமண்டல கார்பன் டை ஆக்சைடு அதிகரிப்பு, வெப்பநிலை அதிகரிப்பு மற்றும் மழைப்பொழிவு முறைகளை மாற்றுவது உள்ளிட்ட பல மாறிவரும் காரணிகளால் ஆனது. இந்த காரணிகள் அனைத்தும் உலகளாவிய மண் சுவாச விகிதத்தை பாதிக்கலாம். மனிதர்களால் அதிகரித்த நைட்ரஜன் கருத்தரித்தல் முழு கிரகத்திலும் விகிதங்களை பாதிக்கும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. மண் சுவாசம் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகள் முழுவதும் அதன் விகிதம் ஆகியவற்றைப் புரிந்துகொள்வது மிகவும் முக்கியம். ஏனென்றால், உலகளாவிய கார்பன் சுழற்சி மற்றும் பிற ஊட்டச்சத்து சுழற்சிகளில் மண் சுவாசம் பெரும் பங்கு வகிக்கிறது. தாவர கட்டமைப்புகளின் சுவாசம் CO2 ஐ மட்டுமல்லாமல் நைட்ரஜன் போன்ற அந்த கட்டமைப்புகளில் உள்ள பிற ஊட்டச்சத்துக்களையும் வெளியிடுகிறது. மண் சுவாசம் உலகளாவிய காலநிலை மாற்றத்துடன் நேர்மறையான பின்னூட்டத்துடன் தொடர்புடையது. நேர்மறையான பின்னூட்டம் என்பது ஒரு அமைப்பில் ஏற்படும் மாற்றம் மாற்றத்தின் அதே திசையில் பதிலை உருவாக்கும் போது ஆகும். எனவே, மண் சுவாச விகிதங்கள் காலநிலை மாற்றத்தால் பாதிக்கப்படலாம், பின்னர் காலநிலை மாற்றத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் பதிலளிக்கலாம். மண்ணில் கார்பன் டை ஆக்சைடின் ஆதாரங்கள் அனைத்து செல்லுலார் சுவாசமும் கரிம சேர்மங்களிலிருந்து ஆற்றல், நீர் மற்றும் CO2 ஐ வெளியிடுகிறது. தரைக்குக் கீழே ஏற்படும் எந்த சுவாசமும் மண் சுவாசமாக கருதப்படுகிறது. தாவர வேர்கள், பாக்டீரியாக்கள், பூஞ்சைகள் மற்றும் மண் விலங்குகளின் சுவாசம் அனைத்தும் கீழே விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி மண்ணில் CO2 ஐ வெளியிடுகின்றன. ட்ரைகார்பாக்சிலிக் அமிலம் (டி. சி. ஏ) சுழற்சி ட்ரைகார்பாக்சிலிக் அமிலம் (டி. சி. ஏ) சுழற்சி-அல்லது சிட்ரிக் அமில சுழற்சி-செல்லுலார் சுவாசத்தில் ஒரு முக்கியமான படியாகும். டி. சி. ஏ சுழற்சியில், ஆறு கார்பன் சர்க்கரை ஆக்சிஜனேற்றப்படுகிறது. இந்த ஆக்சிஜனேற்றம் சர்க்கரையிலிருந்து CO2 மற்றும் H2O ஐ உருவாக்குகிறது. தாவரங்கள், பூஞ்சைகள், விலங்குகள் மற்றும் பாக்டீரியாக்கள் அனைத்தும் கரிம சேர்மங்களை ஆற்றலாக மாற்ற இந்த சுழற்சியைப் பயன்படுத்துகின்றன. இவ்வாறுதான் பெரும்பாலான மண் சுவாசம் அதன் மிக அடிப்படையான மட்டத்தில் நிகழ்கிறது. இந்த செயல்முறை ஆக்ஸிஜனை நம்பியிருப்பதால், இது ஏரோபிக் சுவாசம் என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. நொதித்தல் நொதித்தல் என்பது உயிரணுக்கள் கரிம சேர்மங்களிலிருந்து ஆற்றலைப் பெறும் மற்றொரு செயல்முறையாகும். இந்த வளர்சிதை மாற்றப் பாதையில், ஆக்ஸிஜனைப் பயன்படுத்தாமல் கார்பன் சேர்மத்திலிருந்து ஆற்றல் பெறப்படுகிறது. இந்த எதிர்வினையின் விளைபொருள்கள் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் பொதுவாக ஈத்தில் ஆல்கஹால் அல்லது லாக்டிக் அமிலம் ஆகும். ஆக்ஸிஜனின் பற்றாக்குறை காரணமாக, இந்த பாதை காற்றில்லா சுவாசம் என்று விவரிக்கப்படுகிறது. கரிப்பகுதி மற்றும் ஈரநிலங்களைப் போலவே, ஆக்ஸிஜன் பற்றாக்குறை உள்ள நீர் தேங்கிய சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில் மண் சுவாசத்தில் இது ஒரு முக்கியமான மூலமாகும். இருப்பினும், மண்ணில் இருந்து வெளியிடப்படும் பெரும்பாலான கார்பன் டை ஆக்சைடு சுவாசத்தின் மூலம் ஏற்படுகிறது மற்றும் தரைக்குக் கீழே சுவாசத்தின் மிக முக்கியமான அம்சங்களில் ஒன்று தாவர வேர்களில் நிகழ்கிறது. வேர் சுவாசத் தாவரங்கள் ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் உருவாக்கப்பட்ட சில கார்பன் சேர்மங்களை சுவாசிக்கின்றன. இந்த சுவாசம் வேர்களில் நிகழும்போது, அது மண் சுவாசத்தை அதிகரிக்கிறது. வேர் சுவாசம் அனைத்து மண் சுவாசத்திலும் சுமார் பாதி ஆகும். இருப்பினும், இந்த மதிப்புகள் ஒரு சுற்றுச்சூழல் அமைப்பில் ஆதிக்கம் செலுத்தும் தாவர வகைகள் மற்றும் தாவரங்கள் உட்படுத்தப்படும் நிலைமைகளைப் பொறுத்து 10 முதல் 90 சதவீதம் வரை இருக்கலாம். இவ்வாறு, வேர் சுவாசத்தின் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடின் அளவு வேர் பயோமாஸ் மற்றும் குறிப்பிட்ட வேர் சுவாச விகிதங்களால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. வேர்க்கு அருகில் ரைசோஸ்பியர் என்று அழைக்கப்படும் பகுதி உள்ளது, இது மண் சுவாசத்தில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. ரைசோஸ்பியர் சுவாசம் ரைசோஸ்பியர் என்பது அதன் அண்டை மண்ணுடன் வேர் மேற்பரப்புக்கு அருகில் உள்ள ஒரு மண்டலமாகும். இந்த மண்டலத்தில் தாவரத்திற்கும் நுண்ணுயிரிகளுக்கும் இடையே நெருங்கிய தொடர்பு உள்ளது. வேர்கள் தொடர்ந்து மண்ணில் பொருட்களை வெளியிடுகின்றன அல்லது வெளியேற்றுகின்றன. இந்த வெளியேற்றங்களில் சர்க்கரைகள், அமினோ அமிலங்கள், வைட்டமின்கள், நீண்ட சங்கிலி கார்போஹைட்ரேட்டுகள், என்சைம்கள் மற்றும் லைசேட்டுகள் ஆகியவை அடங்கும், அவை வேர்கள் செல்கள் உடைக்கும்போது வெளியிடப்படுகின்றன. வெளியேறும் கார்பனின் அளவு தாவர இனங்களுக்கு இடையில் கணிசமாக வேறுபடுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் பெறப்பட்ட கார்பனில் 20 சதவீதம் வரை வேர் வெளியேறும் போது மண்ணில் வெளியிடப்படுகிறது என்பது நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த உமிழ்வுகள் முதன்மையாக பாக்டீரியாவால் சிதைக்கப்படுகின்றன. இந்த பாக்டீரியாக்கள் டி. சி. ஏ சுழற்சியின் மூலம் கார்பன் சேர்மங்களை சுவாசிக்கும்; இருப்பினும், நொதித்தல் உள்ளது. மொத்த மண்ணுடன் ஒப்பிடும்போது வேர் மூலம் அதிக ஆக்ஸிஜன் நுகர்வு காரணமாக ஆக்ஸிஜன் பற்றாக்குறை காரணமாக இது ஏற்படுகிறது, வேர் இருந்து அதிக தூரத்தில் உள்ள மண். வேர்க்கோளத்தில் உள்ள மற்றொரு முக்கியமான உயிரினம் வேர்-தொற்று பூஞ்சை அல்லது மைக்கோரிசா ஆகும். இந்த பூஞ்சைகள் தாவர வேரின் மேற்பரப்பு பகுதியை அதிகரிக்கிறது மற்றும் தாவர வளர்ச்சிக்குத் தேவையான அதிக அளவு மண் ஊட்டச்சத்துக்களை எதிர்கொள்ளவும் பெறவும் வேர்களை அனுமதிக்கிறது. இந்த நன்மைக்கு ஈடாக, ஆலை சர்க்கரைகளை பூஞ்சைக்கு மாற்றும். பூஞ்சை இந்த சர்க்கரைகளை ஆற்றலுக்காக சுவாசிக்கும், இதன் மூலம் மண் சுவாசத்தை அதிகரிக்கும். பூஞ்சை, பாக்டீரியா மற்றும் மண் விலங்குகளுடன் சேர்ந்து, குப்பை மற்றும் மண் கரிமப் பொருட்களின் சிதைவில் பெரும் பங்கு வகிக்கிறது. மண் விலங்குகள் பாக்டீரியா மற்றும் பூஞ்சைகளின் எண்ணிக்கையில் மேய்கின்றன, அதே போல் மண் சுவாசத்தை அதிகரிக்க குப்பைகளை உட்கொண்டு உடைக்கின்றன. நுண்ணுயிரிகள் மிகச்சிறிய மண் விலங்குகளால் ஆனவை. இவற்றில் நூற்புழுக்கள் மற்றும் பூச்சிகள் அடங்கும். இந்த குழு மண் பாக்டீரியா மற்றும் பூஞ்சைகளில் நிபுணத்துவம் பெற்றது. இந்த உயிரினங்களை உட்கொள்வதன் மூலம், ஆரம்பத்தில் தாவர கரிம சேர்மங்களில் இருந்த கார்பன் பாக்டீரியா மற்றும் பூஞ்சை கட்டமைப்புகளில் இணைக்கப்பட்டது, இப்போது மண் விலங்குகளால் சுவாசிக்கப்படும். மெசோஃபானா என்பது நீளத்திலிருந்து மண் விலங்குகள் மற்றும் மண் குப்பைகளை உட்கொள்ளும். மலப் பொருள் அதிக அளவு ஈரப்பதத்தை வைத்திருக்கும் மற்றும் அதிக மேற்பரப்பு பரப்பளவைக் கொண்டிருக்கும். இது நுண்ணுயிரிகளின் புதிய தாக்குதலுக்கும் அதிக அளவு மண் சுவாசத்திற்கும் அனுமதிக்கும். மேக்ரோஃபுனா என்பது மண்புழுக்கள் மற்றும் கரையான்கள் போன்ற உயிரினங்களாகும். பெரும்பாலான மேக்ரோஃபுனா துண்டு குப்பைகள், இதன் மூலம் அதிக அளவு பரப்பளவு நுண்ணுயிர் தாக்குதலுக்கு ஆளாகிறது. மண்ணின் மொத்த அடர்த்தியைக் குறைத்தல், மண் திரட்டல்களை உடைத்தல் மற்றும் மண் காற்றோட்டம் மற்றும் நீரின் ஊடுருவல் ஆகியவற்றை அதிகரிப்பது போன்ற பிற மேக்ரோஃபானா பள்ளங்கள் அல்லது கழிவுகளை உட்கொள்வது. மண் சுவாசத்தை ஒழுங்குபடுத்துதல் மண்ணில் கார்பன் டை ஆக்சைடு உற்பத்தியை ஒழுங்குபடுத்துவது பல்வேறு உயிரற்ற அல்லது உயிரற்ற காரணிகளால் ஏற்படுகிறது. வெப்பநிலை, மண்ணின் ஈரப்பதம் மற்றும் நைட்ரஜன் அனைத்தும் மண்ணில் சுவாச விகிதத்திற்கு பங்களிக்கின்றன. வெப்பநிலை சுவாச செயல்முறைகளின் கிட்டத்தட்ட அனைத்து அம்சங்களையும் பாதிக்கிறது. வெப்பநிலை சுவாசத்தை அதிவேகமாக அதிகபட்சமாக அதிகரிக்கும், இந்த கட்டத்தில் நொதி செயல்பாடு குறுக்கிடப்படும்போது சுவாசம் பூஜ்ஜியமாக குறையும். சுவாச விகிதம் பெரும்பாலும் டி. சி. ஏ சுழற்சியால் மட்டுப்படுத்தப்படும்போது, வேர் சுவாசம் அதன் குறைந்த வரம்பில் வெப்பநிலையுடன் அதிவேகமாக அதிகரிக்கிறது. அதிக வெப்பநிலையில் சர்க்கரைகளின் போக்குவரத்து மற்றும் வளர்சிதை மாற்றத்தின் தயாரிப்புகள் கட்டுப்படுத்தும் காரணியாக மாறுகின்றன. வெப்பநிலை முடிந்ததும், வேர் சுவாசம் முற்றிலும் நிறுத்தப்படத் தொடங்குகிறது. நுண்ணுயிரிகள் மூன்று வெப்பநிலைக் குழுக்களாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன-கிரையோஃபில்கள், மெசோபில்கள் மற்றும் தெர்மோபில்கள். கிரையோபைல்கள் கீழே உள்ள வெப்பநிலையில் உகந்த முறையில் செயல்படுகின்றன, மெசோபைல்கள் 20 மற்றும் அதற்கு இடைப்பட்ட வெப்பநிலையில் சிறப்பாக செயல்படுகின்றன மற்றும் தெர்மோபைல்கள் மேலே உள்ள வெப்பநிலையில் உகந்த முறையில் செயல்படுகின்றன. இயற்கை மண்ணில் பல வேறுபட்ட குழுக்கள் அல்லது நுண்ணுயிரிகளின் குழுக்கள் உள்ளன. இந்த குழுக்கள் அனைத்தும் வெவ்வேறு நிலைமைகளில் சிறப்பாக செயல்படும், எனவே சுவாசம் மிகவும் பரந்த அளவில் ஏற்படலாம். வெப்பநிலை அதிகரிப்பு அதிக மதிப்புகள் நுண்ணுயிர் செயல்பாட்டைத் தடுக்கும் வரை மண் சுவாசத்தின் அதிக விகிதங்களுக்கு வழிவகுக்கிறது, இது மண்ணின் ஈரப்பத அளவுகளுடன் காணப்படும் அதே வடிவமாகும். மண்ணின் ஈரப்பதம் மண்ணின் ஈரப்பதம் மண்ணின் சுவாசத்தை பாதிக்கும் மற்றொரு முக்கிய காரணியாகும். வறண்ட நிலைகளில் மண் சுவாசம் குறைவாக இருக்கும் மற்றும் ஈரப்பதம் ஆக்ஸிஜனை விலக்கும் போது அது குறையத் தொடங்கும் வரை இடைநிலை ஈரப்பத மட்டங்களில் அதிகபட்சமாக அதிகரிக்கிறது. இது காற்றில்லா நிலைமைகள் மேலோங்கவும், ஏரோபிக் நுண்ணுயிர் செயல்பாட்டைக் குறைக்கவும் அனுமதிக்கிறது. பெரும்பாலான சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளுக்கு இடைநிலை மண் ஈரப்பத மட்டங்களில் ஒரு பெரிய பீடபூமி இருப்பதால், மண்ணின் ஈரப்பதம் மிகக் குறைந்த மற்றும் மிக உயர்ந்த நிலைகளில் சுவாசத்தை மட்டுமே கட்டுப்படுத்துகிறது என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. பல நுண்ணுயிரிகள் குறைந்த மண் ஈரப்பத நிலைமைகளின் கீழ் வளர்ச்சி மற்றும் உயிர்வாழ்வதற்கான உத்திகளைக் கொண்டுள்ளன. அதிக மண் ஈரப்பத நிலைமைகளின் கீழ், பல பாக்டீரியாக்கள் அதிக தண்ணீரை எடுத்துக்கொள்கின்றன, இதனால் அவற்றின் செல் சவ்வு கசிகிறது அல்லது உடைகிறது. இது தற்காலிகமாக மண் சுவாச விகிதத்தைக் குறைக்கலாம், ஆனால் பாக்டீரியாவின் லைசிஸ் பல பிற பாக்டீரியாக்களுக்கான வளங்களில் அதிகரிப்பை ஏற்படுத்துகிறது. கிடைக்கக்கூடிய லேபைல் அடி மூலக்கூறுகளின் இந்த விரைவான அதிகரிப்பு குறுகிய கால மேம்பட்ட மண் சுவாசத்தை ஏற்படுத்துகிறது. மண்ணின் ஈரப்பதத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் வேர் சுவாசம் அதிகரிக்கும், குறிப்பாக வறண்ட சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில்; இருப்பினும், மண்ணின் ஈரப்பதத்திற்கு தனிப்பட்ட இனங்களின் வேர் சுவாச பதில் வாழ்க்கை வரலாற்றின் பண்புகளைப் பொறுத்து இனங்களுக்கு இனத்திற்கு பரவலாக மாறுபடும். மண்ணின் ஈரப்பதத்தின் மேல் நிலைகள் வளிமண்டல ஆக்ஸிஜனுக்கான அணுகலைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் வேர் சுவாசத்தை குறைக்கும். வேர் காற்றோட்டத்திற்கான குறிப்பிட்ட வழிமுறைகளை உருவாக்கிய ஈரநிலத் தாவரங்களைத் தவிர, பெரும்பாலான தாவரங்கள் குறைந்த ஆக்ஸிஜனுடன் ஈரநில மண் சூழல்களுக்கு ஏற்றவாறு இல்லை. உயர்ந்த மண் ஈரப்பதத்தின் சுவாசத்தைத் தணிக்கும் விளைவு அதிகரிக்கிறது, மண் சுவாசம் உயிர் எலக்ட்ரோஜெனீசிஸ் மூலம் மண் ரெடாக்ஸைக் குறைக்கும் போது. மண் அடிப்படையிலான நுண்ணுயிர் எரிபொருள் செல்கள் அறிவியல் வகுப்பறைகளுக்கு பிரபலமான கல்வி கருவிகளாக மாறி வருகின்றன. நைட்ரஜன் நைட்ரஜன் நேரடியாக மண் சுவாசத்தை பல வழிகளில் பாதிக்கிறது. தாவர வளர்ச்சியையும் உயிர்வாழ்வையும் ஊக்குவிக்க நைட்ரஜனை வேர்களால் உட்கொள்ள வேண்டும். கிடைக்கக்கூடிய பெரும்பாலான நைட்ரஜன் NO3− வடிவத்தில் உள்ளது, இது வேருக்குள் நுழைய 0.40 யூனிட் CO2 செலவாகும், ஏனெனில் அதை ஒரு செறிவு சாய்வு வரை நகர்த்த ஆற்றல் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். மூலத்திற்குள் நுழைந்தவுடன் NO3-ஐ NH3 ஆகக் குறைக்க வேண்டும். இந்த படிக்கு அதிக ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது, இது குறைக்கப்பட்ட ஒரு மூலக்கூறுக்கு 2 யூனிட் CO2 க்கு சமம். வளிமண்டல நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்தும் பாக்டீரியா குறியீடுகளைக் கொண்ட தாவரங்களில், வளிமண்டல N2 இலிருந்து NH3 இன் ஒரு மூலக்கூறைப் பெற ஆலைக்கு ஆற்றல் செலவு 2.36 CO2 ஆகும். தாவரங்கள் மண்ணிலிருந்து நைட்ரஜனை உறிஞ்சி அல்லது வளிமண்டலத்திலிருந்து அதை சரிசெய்ய குறியீடுகளை நம்பியிருப்பது அவசியம், இது வளர்ச்சி, இனப்பெருக்கம் மற்றும் நீண்ட கால உயிர்வாழ்வை உறுதி செய்கிறது. நைட்ரஜன் மண் சுவாசத்தை பாதிக்கும் மற்றொரு வழி குப்பை சிதைவு மூலம் ஆகும். உயர் நைட்ரஜன் குப்பை உயர் தரமாகக் கருதப்படுகிறது மற்றும் குறைந்த தரமான குப்பைகளை விட நுண்ணுயிரிகளால் எளிதில் சிதைக்கப்படுகிறது. ஒரு கடினமான தாவரக் கட்டமைப்புச் சேர்மமான செல்லுலோஸ் சிதைவடைவதும் ஒரு நைட்ரஜன் வரையறுக்கப்பட்ட செயல்முறையாகும், மேலும் குப்பைகளில் நைட்ரஜனைச் சேர்ப்பதன் மூலம் இது அதிகரிக்கும். அளவீட்டு முறைகள் மண் சுவாச விகிதத்தை அளவிடுவதற்கும் ஆதாரங்களை தீர்மானிப்பதற்கும் பல்வேறு முறைகள் உள்ளன. முறைகளை கள மற்றும் ஆய்வக அடிப்படையிலான முறைகளாக பிரிக்கலாம். மிகவும் பொதுவான கள முறைகளில் வெவ்வேறு நேரங்களில் ஒரு இடத்தில் அளவிடுவதற்கு நீண்ட கால நிலையான மண் பாய்வு அமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவது அடங்கும்; வெவ்வேறு இடங்களில் மற்றும் வெவ்வேறு நேரங்களில் அளவிடுவதற்கு மண் சுவாச அமைப்புகளை ஆய்வு செய்யுங்கள். நிலையான ஐசோடோப்பு விகிதங்களின் பயன்பாடு புல அளவீடுகளின் ஆய்வகத்திலும் பயன்படுத்தப்படலாம். மண் சுவாசத்தை தனியாகவோ அல்லது நுண்ணுயிரிகளுக்கு உணவு ஆதாரங்களை வழங்கும் கூடுதல் ஊட்டச்சத்துக்கள் மற்றும் (கார்பன்) அடி மூலக்கூறுகள் மூலம் அளவிட முடியும். ஊட்டச்சத்துக்கள் மற்றும் அடி மூலக்கூறுகளைச் சேர்க்காமல் மண் சுவாசம் செய்வது அடித்தள மண் சுவாசம் (பிஆர்) என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஊட்டச்சத்துக்கள் (பெரும்பாலும் நைட்ரஜன் மற்றும் பாஸ்பரஸ்) மற்றும் அடி மூலக்கூறுகள் (எ. கா. சர்க்கரைகள்), இது அடி மூலக்கூறு-தூண்டப்பட்ட மண் சுவாசம் (எஸ். ஐ. ஆர்) என்று அழைக்கப்படுகிறது. பிஆர் மற்றும் எஸ். ஐ. ஆர் அளவீடுகள் இரண்டிலும், ஈரப்பதத்தை தண்ணீருடன் சரிசெய்ய முடியும். கள முறைகள் காலப்போக்கில் ஒரு இடத்தில் அளவிடுவதற்கான நீண்ட கால தனித்த மண் பாய்வு அமைப்புகள் இந்த அமைப்புகள் நீண்ட காலத்திற்கு ஒரு இடத்தில் அளவிடப்படுகின்றன. அவை ஒரே இடத்தில் மட்டுமே அளவிடப்படுவதால், சிறிய தூரங்களில் மண் மாறுபாட்டால் ஏற்படும் அளவீட்டு பிழையைக் குறைக்க பல நிலையங்களைப் பயன்படுத்துவது பொதுவானது. மண் மாறுபாடு ஆய்வு மண் சுவாசக் கருவிகள் மூலம் சோதிக்கப்படலாம். அளவீடுகளுக்கு இடையில் முடிந்தவரை சுற்றுப்புற நிலைமைகளுக்கு அளவீட்டு தளத்தை அம்பலப்படுத்தும் வகையில் நீண்ட கால கருவிகள் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. மூடிய, நிலையற்ற நிலை அமைப்புகள் மூடிய அமைப்புகள் மண்ணின் மீது சீல் வைக்கப்பட்ட ஒரு அறையில் குறுகிய கால அளவீடுகளை (பொதுவாக சில நிமிடங்களுக்கு மேல் மட்டுமே) எடுத்துக்கொள்கின்றன. அறைக்குள் அதிகரித்த கார்பன் டை ஆக்சைடின் அடிப்படையில் மண் கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றத்தின் விகிதம் கணக்கிடப்படுகிறது. மூடிய அறைகளின் இயல்புக்குள் தான் CO2 தொடர்ந்து குவிந்து வருவதால், அளவீட்டு காலங்கள் குறைந்தபட்சமாக குறைக்கப்பட்டு, கண்டறியக்கூடிய, நேரியல் செறிவு அதிகரிப்பை அடைய, காலப்போக்கில் அறைக்குள் அதிகப்படியான CO2 உருவாகுவதைத் தவிர்க்கிறது. தனிப்பட்ட மதிப்பீட்டு தகவல் மற்றும் தினசரி CO2 சுவாச அளவீட்டு தகவல் ஆகிய இரண்டும் அணுகக்கூடியவை. இத்தகைய அமைப்புகள் மண்ணின் வெப்பநிலை, மண்ணின் ஈரப்பதம் மற்றும் PAR (ஒளிச்சேர்க்கை செயலில் உள்ள கதிர்வீச்சு) ஆகியவற்றை அளவிடுவதும் பொதுவானது. இந்த மாறிகள் பொதுவாக CO2 மதிப்புகளுடன் அளவீட்டு கோப்பில் பதிவு செய்யப்படுகின்றன. மண் சுவாசம் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு அதிகரிப்பின் சரிவை தீர்மானிக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் நேரியல் பின்னடைவு பகுப்பாய்வு, பெடெர்சன் (2001) வழிமுறை மற்றும் அதிவேக பின்னடைவு ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தியுள்ளனர். நேரியல் பின்னடைவு பகுப்பாய்விற்கு மேலும் வெளியிடப்பட்ட குறிப்புகள் உள்ளன; இருப்பினும், பெடெர்சன் வழிமுறை மற்றும் அதிவேக பின்னடைவு பகுப்பாய்வு முறைகளும் பின்வருவனவற்றைக் கொண்டுள்ளன. சில அமைப்புகள் கணித முறைகளின் தேர்வை வழங்குகின்றன. நேரியல் பின்னடைவைப் பயன்படுத்தும் போது, பல தரவு புள்ளிகள் வரைபடமாக்கப்படுகின்றன, மேலும் புள்ளிகள் ஒரு நேரியல் பின்னடைவு சமன்பாட்டுடன் பொருத்தப்படலாம், இது ஒரு சாய்வை வழங்கும். இந்த சாய்வு சமன்பாட்டுடன் மண் சுவாச விகிதத்தை வழங்க முடியும், அங்கு F என்பது மண் சுவாச விகிதமாகும், b என்பது சாய்வு, V என்பது அறையின் அளவு மற்றும் A என்பது அறையால் மூடப்பட்ட மண்ணின் மேற்பரப்பு ஆகும். அறையில் கார்பன் டை ஆக்சைடு செறிவு அதிகரிப்பது மண்ணின் நுண்ணிய மேல் அடுக்கில் கார்பன் டை ஆக்சைடின் செறிவை அதிகரிக்கும் என்பதால் அளவீடு நீண்ட காலத்திற்கு இயங்க அனுமதிக்கப்படுவதில்லை என்பது முக்கியம். செறிவில் இந்த அதிகரிப்பு மண்ணுக்குள் கூடுதல் கார்பன் டை ஆக்சைடு சேமிக்கப்படுவதால் மண் சுவாச விகிதத்தை குறைத்து மதிப்பிடும். திறந்த, நிலையான-நிலை அமைப்புகள் திறந்த முறை அமைப்புகள் அறை சமநிலையை அளவிடும்போது மண் பாய்வு விகிதங்களைக் கண்டறிய வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. அறை மூடப்பட்டு சீல் வைக்கப்படுவதற்கு முன்பு அறை வழியாக காற்று பாய்கிறது. இது அளவிடுவதற்கு முன்பு அறையிலிருந்து எந்தவொரு சுற்றுப்புறமற்ற CO2 அளவுகளையும் சுத்தம் செய்கிறது. அறை மூடப்பட்ட பிறகு, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மற்றும் நிரல்படுத்தக்கூடிய ஓட்ட விகிதத்தில் புதிய காற்று அறைக்குள் செலுத்தப்படுகிறது. இது மண்ணில் இருந்து வரும் கார்பன் டை ஆக்சைடுடன் கலக்கிறது, மேலும் ஒரு காலத்திற்குப் பிறகு, சமநிலையை அடைகிறது. ஆராய்ச்சியாளர் சமநிலை புள்ளியை அடுத்தடுத்த அளவீடுகளுக்கு இடையிலான CO2 அளவீடுகளில் உள்ள வேறுபாடு என்று குறிப்பிடுகிறார். மதிப்பீட்டின் போது, மாற்றத்தின் விகிதம் வாடிக்கையாளரின் மாற்ற அளவுகோல்களின் விகிதத்தை அல்லது மதிப்பீட்டிற்கான அதிகபட்ச தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நேரத்தை பூர்த்தி செய்யும் வரை மெதுவாக குறைகிறது. அறைக்குள் சமநிலை நிலைமைகளை அடைந்தவுடன் மண் பாய்வு அல்லது மாற்ற விகிதம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. சேம்பர் ஓட்ட விகிதங்கள் மற்றும் நேரங்கள் நிரல்படுத்தக்கூடியவை, துல்லியமாக அளவிடப்படுகின்றன மற்றும் கணக்கீடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மூடிய முறை அமைப்புகளின் கீழ் விவாதிக்கப்பட்ட பகுதி CO2 அழுத்தத்தின் ஏற்றுக்கொள்ள முடியாத கட்டமைப்பைத் தடுக்க வடிவமைக்கப்பட்ட இந்த அமைப்புகள் துளைகளைக் கொண்டுள்ளன. அறைக்குள் காற்று இயக்கம் அதிகரித்த அறை அழுத்தத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும், அல்லது வெளிப்புற காற்று குறைந்த அறை அழுத்தத்தை உருவாக்கக்கூடும் என்பதால், ஒரு வென்ட் வழங்கப்படுகிறது, இது முடிந்தவரை காற்று ஆதாரமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. திறந்த அமைப்புகள் மண் அமைப்பு மாறுபாடு அல்லது மண் மேற்பரப்பில் எல்லை அடுக்கு எதிர்ப்பு பிரச்சினைகளுக்கு அவ்வளவு உணர்திறன் கொண்டவை அல்ல. மண்ணின் மேற்பரப்பில் உள்ள அறையில் காற்று ஓட்டம் எல்லை அடுக்கு எதிர்ப்பு நிகழ்வுகளைக் குறைக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. கலப்பின முறைமைகள் ஒரு கலப்பின அமைப்பும் உள்ளது. இது ஒரு காற்றோட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது முடிந்தவரை காற்றைத் தடுக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் ஏற்றுக்கொள்ள முடியாத பகுதி CO2 அழுத்தத்தை உருவாக்குவதைத் தடுக்கிறது, ஆனால் மற்ற விஷயங்களில் மூடிய முறை வடிவமைப்பு அமைப்பைப் போல செயல்பட வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. மண் சுவாச அமைப்புகளை ஆய்வு செய்யுங்கள்-வெவ்வேறு இடங்களில் மற்றும் வெவ்வேறு நேரங்களில் கார்பன் டை ஆக்சைடு சுவாசத்தின் மாறுபாட்டை சோதிப்பதற்காக இவை திறந்த அல்லது மூடிய முறை கருவிகளாகும், அவை எடுத்துச் செல்லக்கூடியவை அல்லது அரை-எடுத்துச் செல்லக்கூடியவை. அவை வெவ்வேறு இடங்களில் மற்றும் வெவ்வேறு நேரங்களில் கார்பன் டை ஆக்சைடு மண் சுவாச மாறுபாட்டை அளவிடுகின்றன. இந்த வகை கருவியின் மூலம், கணக்கெடுப்பு அளவீட்டு கருவியுடன் இணைக்கக்கூடிய மண் காலர்கள் தரையில் செருகப்பட்டு, மண் ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்கு உறுதிப்படுத்த அனுமதிக்கப்படுகிறது. மண் காலர் செருகுவது தற்காலிகமாக மண்ணைத் தொந்தரவு செய்கிறது, அளவீட்டு கலைப்பொருட்களை உருவாக்குகிறது. இந்த காரணத்திற்காக, வெவ்வேறு இடங்களில் பல மண் காலர்கள் செருகப்படுவது பொதுவானது. கார்பன் டை ஆக்சைடின் பக்கவாட்டு பரவலைக் கட்டுப்படுத்தும் அளவுக்கு மண் காலர்கள் செருகப்படுகின்றன. மண் நிலைப்படுத்தலுக்குப் பிறகு, ஆராய்ச்சியாளர் மண் சுவாசத்தை அளவிட சோதனை வடிவமைப்பின் படி ஒரு காலரிலிருந்து இன்னொரு காலருக்கு நகர்கிறார். ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய அளவிலான பிழையை அடையத் தேவையான நீண்ட கால தனித்துவமான தற்காலிக கருவிகளின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானிக்க மண் சுவாச அமைப்புகளை ஆய்வு செய்யலாம். அதிக அல்லது குறைவான மண் சுவாச மாறுபாடு காரணமாக வெவ்வேறு இடங்களுக்கு வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான நீண்ட கால தனித்தனி அலகுகள் தேவைப்படலாம். ஐசோடோப்பு முறைகள் தாவரங்கள் CO2 ஐப் பெற்று மூன்று ஒளிச்சேர்க்கை பாதைகளில் ஒன்றைப் பயன்படுத்தி கரிம சேர்மங்களை உற்பத்தி செய்கின்றன. இரண்டு மிகவும் பொதுவான பாதைகள் C3 மற்றும் C4 செயல்முறைகள் ஆகும். C3 தாவரங்கள் குளிர்ந்த மற்றும் ஈரமான நிலைமைகளுக்கு ஏற்றவாறு சிறப்பாக மாற்றியமைக்கப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் C4 தாவரங்கள் சூடான மற்றும் வறண்ட சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில் சிறப்பாக செயல்படுகின்றன. இரண்டு பாதைகளுக்கும் இடையிலான வெவ்வேறு ஒளிச்சேர்க்கை நொதிகளின் காரணமாக, வெவ்வேறு கார்பன் ஐசோடோப்புகள் முன்னுரிமை அளிக்கப்படுகின்றன. ஐசோடோப்புகள் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையில் வேறுபடும் அதே உறுப்பு, இதன் மூலம் ஒரு ஐசோடோப்பை மற்றொன்றை விட கனமாக ஆக்குகிறது. இரண்டு நிலையான கார்பன் ஐசோடோப்புகள் 12C மற்றும் 13C ஆகும். C3 பாதை C4 பாதையை விட கனமான ஐசோடோப்பிற்கு எதிராக பாகுபாடு காட்டும். இது C4 தாவரங்களிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் தாவர கட்டமைப்புகளை கனமான ஐசோடோப்பில் அதிக செறிவூட்டும், எனவே இந்த தாவரங்களிலிருந்து வேர்கள் வெளியேறும் மற்றும் குப்பைகளும் அதிக செறிவூட்டப்படும். இந்த கட்டமைப்புகளில் உள்ள கார்பன் சுவாசிக்கப்படும்போது, CO2 இரண்டு ஐசோடோப்புகளின் ஒத்த விகிதத்தைக் காண்பிக்கும். ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு C4 தாவரத்தை மண்ணில் வளர்ப்பார்கள், இது முன்பு ஒரு C3 தாவரத்தால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டது அல்லது நேர்மாறாக இருந்தது. மண் சுவாச அளவீடுகளை எடுத்துக்கொள்வதன் மூலமும், கார்பன் டை ஆக்சைடின் ஐசோடோபிக் விகிதங்களை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலமும், மண் சுவாசம் பெரும்பாலும் பழையதா அல்லது சமீபத்தில் உருவாக்கப்பட்ட கார்பனா என்பதை தீர்மானிக்க முடியும். உதாரணமாக, மக்காச்சோளம், ஒரு சி 4 ஆலை, முன்பு வசந்த கோதுமை, ஒரு சி 3 ஆலை வளர்க்கப்பட்ட மண்ணில் வளர்க்கப்பட்டது. முடிவுகள் முதல் 40 நாட்களில் C3 SOM இன் சுவாசத்தைக் காட்டின, 70 ஆம் நாள் வரை கனமான ஐசோடோப்பு செறிவூட்டலில் படிப்படியான நேரியல் அதிகரிப்புடன். 70 நாட்களுக்குப் பிந்தைய நாட்களில் செறிவூட்டல் குறைந்து 100-வது நாளில் உச்சத்தை அடைந்தது. நிலையான கார்பன் ஐசோடோப்பு தரவை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம் வெவ்வேறு ஒளிச்சேர்க்கை பாதைகளால் உருவாக்கப்பட்ட சுவாசம் கொண்ட எஸ். ஓ. எம் இன் மூல கூறுகளை தீர்மானிக்க முடியும். நிலையான ஐசோடோப்புகளைப் பயன்படுத்தி வயலில் அடி மூலக்கூறு-தூண்டப்பட்ட சுவாசம் வயலில் மண் சுவாசத்தை அளவிடுவதில் ஒரு சிக்கல் என்னவென்றால், நுண்ணுயிரிகளின் சுவாசத்தை தாவர வேர்கள் மற்றும் மண் விலங்குகளிலிருந்து சுவாசத்திலிருந்து வேறுபடுத்த முடியாது. நிலையான ஐசோடோப்பு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி இதைக் கடக்க முடியும். கரும்பு சர்க்கரை ஒரு சி 4-சர்க்கரை ஆகும், இது ஒரு ஐசோடோபிக் ட்ரேசராக செயல்பட முடியும். C3 சுற்றுச்சூழல் அமைப்பில் (δ13C = −25 முதல் −28 வரை) உள்ள எண்டோஜெனஸ் (இயற்கையான) கார்பனை விட கரும்பு சர்க்கரை 13C (δ13C ≈ −10) சற்றே அதிகமாக உள்ளது. கரும்பு சர்க்கரையை ஒரு கரைசலில் மண்ணில் தெளிக்க முடியும் மற்றும் மேல் மண்ணில் ஊடுருவிச் செல்லும், நுண்ணுயிரிகள் மட்டுமே சேர்க்கப்பட்ட சர்க்கரையை சுவாசிக்கும், ஏனெனில் வேர்கள் ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் தாவரத்தால் ஒருங்கிணைக்கப்படும் கார்பன் தயாரிப்புகளை பிரத்தியேகமாக சுவாசிக்கின்றன. கரும்பு சர்க்கரையுடன் அல்லது சேர்க்காமல் மண்ணிலிருந்து உருவாகும் CO2 இன் δ13C ஐ பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், C3 (வேர் மற்றும் நுண்ணுயிர்) மற்றும் C4 (நுண்ணுயிர் சுவாசம்) ஆகியவற்றின் பகுதியை கணக்கிட முடியும். நிலையான ஐசோடோப்புகளைப் பயன்படுத்தி கள சுவாசம் என்பது மண் ஊட்டச்சத்துக்கள், ஆக்ஸிஜன் மற்றும் மண் அசுத்தங்களை கலப்பதன் மூலம் நுண்ணுயிர் சமூகங்களுக்கு இடையூறு விளைவிக்காமல் நுண்ணுயிர் சுவாசத்தை அளவிடுவதற்கான ஒரு கருவியாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். கடந்த 160 ஆண்டுகளாக, மனிதர்கள் நிலப் பயன்பாடு மற்றும் தொழில்துறை நடைமுறைகளை மாற்றியுள்ளனர், இது காலநிலை மற்றும் உலகளாவிய உயிர் வேதியியல் சுழற்சிகளை மாற்றியுள்ளது. இந்த மாற்றங்கள் கிரகத்தைச் சுற்றியுள்ள மண் சுவாச விகிதத்தை பாதித்துள்ளன. கூடுதலாக, வெப்ப அலைகள் (அதிக வெப்பநிலை இடையூறுகள் மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய தீவிர வறட்சி) போன்ற தீவிர காலநிலை நிகழ்வுகள் அதிகரித்து வருகின்றன, அதைத் தொடர்ந்து தீவிர மழைப்பொழிவு, நுண்ணுயிர் சமூகங்கள் மற்றும் மண் இயற்பியல்-வேதியியல் ஆகியவற்றில் தாக்கம் மற்றும் மண் சுவாசத்தில் மாற்றங்களைத் தூண்டலாம். அதிகரித்த கார்பன் டை ஆக்சைடு தொழில்துறை புரட்சிக்குப் பிறகு, மனிதர்கள் ஏராளமான கார்பன் டை ஆக்சைடை வளிமண்டலத்தில் வெளியேற்றியுள்ளனர். இந்த உமிழ்வுகள் காலப்போக்கில் பெரிதும் அதிகரித்துள்ளன, மேலும் உலகளாவிய வளிமண்டல கார்பன் டை ஆக்சைடு அளவை 750,000 ஆண்டுகளில் மிக உயர்ந்த நிலைக்கு உயர்த்தியுள்ளன. சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகள் உயர்ந்த அளவிலான கார்பன் டை ஆக்சைடுக்கு ஆளாகும்போது மண் சுவாசம் அதிகரிக்கிறது. கணிக்கப்பட்ட எதிர்கால உயர்ந்த கார்பன் டை ஆக்சைடு நிலைமைகளின் கீழ் மண் சுவாசத்தை சோதிக்க ஏராளமான இலவச காற்று கார்பன் டை ஆக்சைடு செறிவூட்டல் (FACE) ஆய்வுகள் நடத்தப்பட்டுள்ளன. அதிகரித்த வேர் பயோமாஸ் மற்றும் நுண்ணுயிர் செயல்பாடு காரணமாக மண் சுவாசத்தில் பெரிய அதிகரிப்பு இருப்பதாக சமீபத்திய FACE ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. உயர்ந்த கார்பன் டை ஆக்சைடு நிலைமைகளின் கீழ் டென்னசி மற்றும் விஸ்கான்சினில் உள்ள பாப்லர் காடுகளில் ஒரு ஸ்வீட்கம் காட்டில் மண் சுவாசம் 40.6% வரை அதிகரிப்பது கண்டறியப்பட்டுள்ளது. புதைபடிவ எரிபொருள்கள் மற்றும் நிலப் பயன்பாட்டு நடைமுறைகளின் அதிகரித்த மனித பயன்பாடு காரணமாக இந்த நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் இந்த ஃபேஸ் சோதனைகளில் பயன்படுத்தப்பட்டதை விட கார்பன் டை ஆக்சைடு அளவு அதிகமாக இருக்கும் என்பது மிகவும் சாத்தியம். காலநிலை வெப்பமயமாதல் மண்ணின் வெப்பநிலை அதிகரிப்பதால், நமது வளிமண்டலத்தில் கார்பன் டை ஆக்சைடு அளவு அதிகரிக்கிறது, இதனால் பூமியின் சராசரி சராசரி வெப்பநிலை அதிகரித்து வருகிறது. காடுகளை அகற்றுதல், மண்ணை அழித்தல் மற்றும் தன்னியக்க செயல்முறைகளை அழிக்கும் முன்னேற்றங்கள் போன்ற மனித நடவடிக்கைகளால் இது ஏற்படுகிறது. ஒளிச்சேர்க்கை தாவரங்கள் மண்ணின் மேற்பரப்பை மறைத்து குளிர்விக்கப்படுவதால், அகச்சிவப்பு ஆற்றல் மண்ணில் ஊடுருவி அதை சூடாக்கி, ஹெட்டோரோட்ரோபிக் பாக்டீரியாவின் எழுச்சியை ஏற்படுத்துகிறது. மண்ணில் உள்ள ஹெடெரோட்ரோஃப்கள் விரைவாக கரிமப் பொருளை சிதைக்கின்றன, மேலும் மண் அமைப்பு நொறுங்குகிறது, இதனால் அது நீரோடைகள் மற்றும் ஆறுகளாக கடலில் கரைகிறது. காடுகளை அகற்றுவதன் மூலம் ஏற்படும் வெள்ளத்தில் அடித்துச் செல்லப்படும் கரிமப் பொருட்களில் பெரும்பாலானவை முகத்துவாரங்கள், ஈரநிலங்கள் மற்றும் இறுதியில் திறந்த கடலுக்குச் செல்கின்றன. மேற்பரப்பு நீரின் அதிகரித்த கொந்தளிப்பானது உயிரியல் ஆக்ஸிஜனின் தேவையை ஏற்படுத்துகிறது மற்றும் அதிக தன்னியக்க உயிரினங்கள் இறக்கின்றன. மண் மறைப்பு இழப்பு காரணமாக வெப்பநிலை அதிகரித்த பிறகு மண் பாக்டீரியாக்களின் சுவாசத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் கார்பன் டை ஆக்சைடு அளவு அதிகரிக்கிறது. முன்பு குறிப்பிட்டபடி, வெப்பநிலை மண் சுவாச விகிதத்தை பெரிதும் பாதிக்கிறது. இது ஆர்க்டிக்கில் மிகவும் கடுமையான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும். உறைந்த பெர்மாஃப்ரோஸ்டில் கார்பனின் பெரிய சேமிப்புகள் பூட்டப்பட்டுள்ளன. வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன், இந்த பெர்மாஃப்ரோஸ்ட் உருகுகிறது மற்றும் ஏரோபிக் நிலைமைகள் மேலோங்கத் தொடங்குகின்றன, இதன் மூலம் அந்த சுற்றுச்சூழல் அமைப்பில் சுவாச விகிதம் பெரிதும் அதிகரிக்கிறது. மழைப்பொழிவில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் வெப்பநிலையின் மாறுபட்ட வடிவங்கள் மற்றும் மாறிவரும் கடல் நிலைமைகள் காரணமாக, மழைப்பொழிவு முறைகள் இருப்பிடம், அதிர்வெண் மற்றும் தீவிரத்தில் மாறும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. பெருங்கடல்கள் உருவாகும் புயல் அமைப்புகளுக்கு அதிக ஆற்றலை மாற்றும் போது பெரிய மற்றும் அடிக்கடி புயல்கள் எதிர்பார்க்கப்படுகின்றன. இது ஜெரிக் அல்லது வறண்ட சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில் மிகப்பெரிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும். வறண்ட சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில் மண் சுவாசம் ஒரு மழை சுழற்சியில் மாறும் மாற்றங்களைக் காட்டுகிறது என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. வறண்ட மண்ணில் சுவாச விகிதம் வழக்கமாக மழைக்குப் பிறகு மிக உயர்ந்த நிலைக்கு வெடிக்கும், பின்னர் மண் வறண்டு போகும்போது படிப்படியாகக் குறைகிறது. முந்தைய விரிவான மழைப்பொழிவு இல்லாத பகுதியில் மழைப்பொழிவு அதிர்வெண் மற்றும் தீவிரத்தின் அதிகரிப்புடன், மண் சுவாசத்தில் ஒரு வியத்தகு அதிகரிப்பு ஊகிக்க முடியும். கடந்த நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் பசுமைப் புரட்சி தொடங்கியதிலிருந்து, ஏராளமான நைட்ரஜன் உரங்கள் உற்பத்தி செய்யப்பட்டு கிட்டத்தட்ட அனைத்து விவசாய அமைப்புகளுக்கும் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. இது விவசாய ஓட்டம் மற்றும் காற்றால் இயக்கப்படும் கருத்தரித்தல் காரணமாக உலகெங்கிலும் உள்ள சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில் தாவரங்களில் கிடைக்கும் நைட்ரஜனின் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுத்துள்ளது. முன்பு விவாதிக்கப்பட்டபடி, நைட்ரஜன் மண் சுவாசத்தின் அளவு மற்றும் விகிதத்தில் குறிப்பிடத்தக்க நேர்மறையான விளைவை ஏற்படுத்தும். மண் நைட்ரஜனின் அதிகரிப்பு தாவர இருண்ட சுவாசத்தை அதிகரிப்பதாகவும், வேர் சுவாசத்தின் குறிப்பிட்ட விகிதங்களைத் தூண்டுவதாகவும், மொத்த வேர் பயோமாஸை அதிகரிப்பதாகவும் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. ஏனென்றால், அதிக நைட்ரஜன் விகிதங்கள் அதிக தாவர வளர்ச்சி விகிதங்களுடன் தொடர்புடையவை. உயர் தாவர வளர்ச்சி விகிதங்கள் ஆய்வில் காணப்படும் அதிகரித்த சுவாசம் மற்றும் உயிர்த்திரளுக்கு வழிவகுக்கும். உற்பத்தித்திறனில் இந்த அதிகரிப்புடன், மண்ணின் செயல்பாடுகளில் அதிகரிப்பு மற்றும் எனவே சுவாசத்தை உறுதிப்படுத்த முடியும். முக்கியத்துவம் உலகளாவிய கார்பன் மற்றும் ஊட்டச்சத்து சுழற்சிகளில் மண் சுவாசம் குறிப்பிடத்தக்க பங்கைக் கொண்டுள்ளது, அத்துடன் காலநிலை மாற்றங்களுக்கு ஒரு உந்துசக்தியாகவும் உள்ளது. இயற்கை உலகம் மற்றும் மனிதப் பாதுகாப்பு பற்றிய நமது புரிதலுக்கு இந்த பாத்திரங்கள் முக்கியமானவை. உலகளாவிய கார்பன் சுழற்சி சுற்றுச்சூழல் அமைப்பு மட்டத்திலும் உலகளாவிய அளவிலும் கார்பன் சுழற்சியை ஒழுங்குபடுத்துவதில் மண் சுவாசம் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. ஒவ்வொரு ஆண்டும் சுமார் 120 பெடாகிராம் (பி. ஜி) கார்பன் நிலத் தாவரங்களால் எடுக்கப்படுகிறது மற்றும் சுற்றுச்சூழல் அமைப்பு சுவாசத்தின் மூலம் வளிமண்டலத்திற்கு வெளியிடப்படுகிறது. உலகளாவிய மண்ணில் 3150 பி. ஜி கார்பன் உள்ளது, இதில் 450 பி. ஜி ஈரநிலங்களிலும், 400 பி. ஜி நிரந்தரமாக உறைந்த மண்ணிலும் உள்ளன. வளிமண்டலத்தை விட நான்கு மடங்கு அதிக கார்பன் மண்ணில் உள்ளது. ஒவ்வொரு ஆண்டும் வளிமண்டலத்திற்கு 77 பி. ஜி கார்பன் வெளியிடப்படுவதற்கு மண் சுவாசம் காரணமாக இருப்பதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் மதிப்பிட்டுள்ளனர். புதைபடிவ எரிபொருள் எரிப்பு போன்ற மானுடவியல் மூலங்கள் (ஆண்டுக்கு 56 பி. ஜி) காரணமாக கார்பன் வெளியீட்டை விட இந்த அளவு வெளியீடு அதிகமாக உள்ளது. எனவே, மண் சுவாசத்தில் ஒரு சிறிய மாற்றம் வளிமண்டலத்தின் கார்பன் டை ஆக்சைடு செறிவு மற்றும் மண் கார்பன் சேமிப்புகளின் சமநிலையை தீவிரமாக மாற்றும். உலகளாவிய கார்பன் சுழற்சியில் மண் சுவாசம் குறிப்பிடத்தக்க பங்கைக் கொண்டிருப்பதைப் போலவே, இது உலகளாவிய ஊட்டச்சத்து சுழற்சியையும் கட்டுப்படுத்த முடியும். ஊட்டச்சத்து சுழற்சி மண் சுவாசத்தின் ஒரு முக்கிய கூறு குப்பைச் சிதைவாகும், இது சுற்றுச்சூழலுக்கு CO2 ஐ வெளியிடுகிறது, அதே நேரத்தில் ஊட்டச்சத்துக்களை நிலைநிறுத்துகிறது அல்லது கனிமமாக்குகிறது. சிதைவின் போது, நைட்ரஜன் போன்ற ஊட்டச்சத்துக்கள் நுண்ணுயிரிகளால் அவற்றின் சொந்த வளர்ச்சிக்காக அசைக்கப்படுகின்றன. இந்த நுண்ணுயிரிகள் உட்கொள்ளப்படுவதால் அல்லது இறந்துவிடுவதால், நைட்ரஜன் மண்ணில் சேர்க்கப்படுகிறது. கழிவுகளில் உள்ள புரதங்கள் மற்றும் நியூக்ளிக் அமிலங்களின் சீரழிவிலிருந்து நைட்ரஜனும் கனிமமயமாக்கப்படுகிறது. இந்த கனிமமயமாக்கப்பட்ட நைட்ரஜனும் மண்ணில் சேர்க்கப்படுகிறது. இந்த செயல்முறைகளின் காரணமாக, மண்ணில் சேர்க்கப்பட்ட நைட்ரஜனின் விகிதம் நுண்ணுயிர் சுவாச விகிதங்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. மண் சுவாச விகிதங்கள் நுண்ணுயிர் விற்றுமுதல் மற்றும் நைட்ரஜன் கனிமமயமாக்கல் விகிதங்களுடன் தொடர்புடையவை என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. உலகளாவிய சுழற்சிகளின் மாற்றங்கள் கிரகத்தின் காலநிலையை மாற்றுவதற்கு மேலும் செயல்படக்கூடும். காலநிலை மாற்றம் முன்பு கூறியது போல், மண் சுவாசத்தால் வெளியிடப்படும் CO2 ஒரு கிரீன்ஹவுஸ் வாயுவாகும், இது தொடர்ந்து ஆற்றலைப் பிடித்து, செறிவுகள் தொடர்ந்து அதிகரித்தால் உலகளாவிய சராசரி வெப்பநிலையை அதிகரிக்கும். உலகளாவிய வெப்பநிலை உயரும்போது, உலகெங்கிலும் உள்ள மண் சுவாச விகிதமும் வளிமண்டலத்தில் அதிக கார்பன் டை ஆக்சைடு செறிவுக்கு வழிவகுக்கும், இது மீண்டும் அதிக உலகளாவிய வெப்பநிலைக்கு வழிவகுக்கும். இது ஒரு நேர்மறையான பின்னூட்ட சுழற்சிக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு. வெப்பநிலையில் 2 டிகிரி செல்சியஸ் அதிகரிப்பு மண் சுவாசத்திலிருந்து ஆண்டுக்கு 10 பி. ஜி கார்பனை வளிமண்டலத்திற்கு கூடுதலாக வெளியிட வழிவகுக்கும் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. இது தற்போதைய மானுடவியல் கார்பன் உமிழ்வை விட அதிக அளவு ஆகும். வெப்பநிலையில் இந்த அதிகரிப்பு நிரந்தரமாக உறைந்த மண்ணில் சேமிக்கப்பட்ட கார்பனை வெளியிடும் வாய்ப்பும் உள்ளது, அவை இப்போது உருகுகின்றன. மண் சுவாசத்திற்கும் வெப்பநிலைக்கும் இடையிலான இந்த நேர்மறையான பின்னூட்டம் 21 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் மண் சேமிக்கப்பட்ட கார்பன் குறைவதற்கு வழிவகுக்கும் என்று காலநிலை மாதிரிகள் பரிந்துரைத்துள்ளன. சுருக்கமாக மண் சுவாசம் என்பது ஒரு முக்கிய சுற்றுச்சூழல் செயல்முறையாகும், இது மண்ணிலிருந்து கார்பனை கார்பன் டை ஆக்சைடு வடிவில் வெளியிடுகிறது. கார்பன் மண்ணில் கரிமப் பொருளாக சேமிக்கப்பட்டு தாவரங்கள், பாக்டீரியாக்கள், பூஞ்சைகள் மற்றும் விலங்குகளால் சுவாசிக்கப்படுகிறது. இந்த சுவாசம் தரைக்குக் கீழே நிகழும்போது, அது மண் சுவாசமாக கருதப்படுகிறது. வெப்பநிலை, மண்ணின் ஈரப்பதம் மற்றும் நைட்ரஜன் அனைத்தும் மண்ணின் கரிம சேர்மங்களில் உள்ள கார்பனில் இருந்து CO2 ஆக இந்த மாற்றத்தின் விகிதத்தை கட்டுப்படுத்துகின்றன. மண் சுவாசத்தை அளவிட பல முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன; இருப்பினும், மூடிய மாறும் அறை மற்றும் நிலையான ஐசோடோப்பு விகிதங்களின் பயன்பாடு ஆகியவை மிகவும் பிரபலமான இரண்டு நுட்பங்களாகும். மனிதர்கள் வளிமண்டல கார்பன் டை ஆக்சைடு அளவுகள், மழைப்பொழிவு முறைகள் மற்றும் கருத்தரித்தல் விகிதங்களை மாற்றியுள்ளனர், இவை அனைத்தும் மண் சுவாச விகிதங்களில் குறிப்பிடத்தக்க பங்கைக் கொண்டுள்ளன. இந்த விகிதங்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் உலகளாவிய கார்பன் மற்றும் ஊட்டச்சத்து சுழற்சிகளை மாற்றலாம் மற்றும் காலநிலை மாற்றத்தில் குறிப்பிடத்தக்க பங்கை வகிக்கலாம். குறிப்புகள் சு பி. (2005) உலகளாவிய மாற்றத்தின் கீழ் சுற்றுச்சூழல் கார்பன், நைட்ரஜன் மற்றும் நீர் சுழற்சிகளுக்கு இடையிலான தொடர்புகள்ஃ புலம் மற்றும் மெசோகோசம் சோதனைகளின் முடிவுகள். ஓக்லஹோமா பல்கலைக்கழகம், நார்மன், ஓகே. ஃபிளானகன் எல், மற்றும் வியம் ஏ. (1974) துந்த்ராவில் உள்ள கரிம எச்சங்களில் சுவாசம், எடை இழப்பு, வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதம் ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான உறவுகள். துந்த்ராவில் மண் உயிரினங்கள் மற்றும் சிதைவு. 249-277. வெளிப்புற இணைப்புகள் கீழ்நிலை சுவாசம், டியூக் பல்கலைக்கழக மண் உயிரியல்