土壌呼吸
根圏では、光合成によって得られた炭素の20%以下が根分泌物として放出されている。土壌細菌は根分泌物を分解して好気呼吸(クエン酸回路)や嫌気呼吸(アルコール発酵など)を行っている。根圏で嫌気呼吸が活発に行われている理由は、根が酸素分子を激しく消費しており、根から十分に離れた土壌と比べて分子酸素濃度が薄いためである。
根感染性真菌や菌根菌は土壌の栄養素を植物に与え、植物の生長を促す。その代わり、植物はこれら真菌へと糖分を与える。結果としてこれら真菌は土壌呼吸の総量に寄与する。加えて、真菌は細菌や土壌動物とともに、動植物遺体や土壌有機物の分解に大きな役割を果たす。
土壌呼吸は生態系における炭素循環に深く関わる。毎年、およそ120×Pg(1 Pg = 10g)の炭素が大気や土壌から陸上植物に取り込まれ、同量の炭素が生態系全体から放出されている。世界全体で土壌は3150 Pgの炭素を保有し、そのうち450 Pgが湿地、400 Pgが凍土に存在する。これは大気中の4倍の保有量である。年間77 Pgが土壌呼吸により大気中に放出されていると推定されている。この放出量は、化石燃料などの人為による年間放出量(6 Pg)よりも一桁大きい。したがって、土壌呼吸速度の変化は、たとえ小さくとも大気中の二酸化炭素濃度に大きな影響を及ぼす。そして、土壌中の炭素濃度の減少と二酸化炭素濃度の増加は生態系における炭素循環に大きな影響を与える。