土壤有机碳储量

文章编号:1005-2690(2019)08-0134-01中图分类号:S153.62文献标志码:A土壤有机碳储量的影响因素研究杨慧敏（吉林师范大学旅游与地理科学学院，吉林四平136000）摘要:通过对土壤有机碳储量及影响因素进行研究，以期找到维持和提高土壤有机碳库的有效措施，为我国土壤资源的可持续开发利用提供参考，最终达到土壤固碳和农业增产的目的。

关键词:土壤；有机碳；储量；影响因素1土壤有机碳储量土壤有机碳（Soil Organic Carbon，SOC）作为土壤有机质的一种化学量度，在提高土壤肥力、改善土壤结构、促进植物生长等方面发挥着重要作用。

SOC在全球碳总量(2344Pg)中占有巨大比重。

据估算，土壤有机碳库储量为1550Pg，大于植被和大气碳的总和[1]。

其中，农田生态系统的碳储量占陆地土壤碳储量的8%～10%（120～150Pg）[2]，但是全球农业土壤的固碳潜力仅为20Pg。

以往研究有机碳时，注重其对农业生产的作用，而如今的研究更注重其对于生态环境的意义[3]。

2影响因素2.1自然因素2.1.1环境因素土壤有机碳是指土壤有机质（SOM）中的碳含量，是陆地生态系统碳氮循环的重要组成部分。

有机碳释放和降解的速率主要取决于SOC本身的分子结构、化学性质和地表枯落物与死亡根系的数量与质量，其中土壤有机碳分子结构又是影响有机碳质量和功能的重要内在因素。

研究发现，一些结构比较稳定的有机碳(如木质素)在土壤中分解转化的速率竟然比其他有机碳短[4-6]，而一些性质比较活跃的有机碳（如糖类)却可以稳定在土壤中长达10年之久[7]。

这也许是因为不同种类细菌代谢方式不同，所以分解的机制也有一定区别[8]。

SOC虽然是由微小的化学分子组成的，但是其持久性却不是由分子性质所决定的，而是取决于生态系统的属性，如生物群的空间异质性、环境条件等。

所以，分子结构的抗性并非完全地控制有机碳在土壤中的长期持久性[9]。

土壤有机碳库(SOCP)的库容量巨大,其微小的变化会在很大程度上影响大气中二氧化碳的浓度,因此SOCP在全球碳循环中起着重要作用[1]。

土壤有机碳（SOC）是地球表层系统中最大且最具有活动性的生态系统碳库之一。

其有机碳总贮量约在1 400~1 500 Pg 之间[1（] 1 Pg=1015 g），是陆地植被碳库的2~3 倍，大气碳库的2 倍多，其较小幅度的变动都会引起大气中CO2浓度变化，进而影响全球气候变化。

土壤有机碳库分为两部分：活泼碳和不活泼碳。

其中不活泼碳约占土壤总有机碳库的25%甚至更高[2]，这部分不活泼的碳具有较长的周转时间（千年以上）。

国外好多文献把土壤有机碳库分为三部分：活跃碳库（active carbon pool），缓效性碳库（slow carbon pool）和惰性碳库（passive carbon pool）。

其中，土壤活性有机碳指在一定的时空条件下，受植物、微生物影响强烈、具有一定溶解性、在土壤中移动比较快、不稳定、易氧化、分解、易矿化，其形态、空间位置对植物、微生物来说活性比较高的那一部分土壤碳素，大约是土壤活生物量的2~3倍；缓效性碳库包含难分解的植物和较稳定的微生物，而惰性碳库是那些化学性质和物理性质都稳定的部分[3]。

土壤有机碳库是陆地生态系统长期光合作用和分解作用动态平衡的结果因此凡是影响生态系统光合和呼吸过程的因子如气候、地形、土壤质地等都将控制着土壤有机碳库的动态变化[4]。

放牧、围封、土地利用变化等人为因素会导致土壤有机碳的动态变化[5]。

夏海勇等研究秸秆添加量对黄潮土和砂姜黑土有机碳库分解转化和组成的影响规律，结果表明: 秸秆添加越多, 碳库活度便越高, 越有利于有机物料分解, 降低腐殖化系数; 黏粒含量越高, 有机物料的分解受阻, 腐殖化系数便越高[6]。

对大兴安岭区域研究发现，土壤有机碳含量近似于土壤有机质含量的分布趋势，也和土层厚度有一定关系[7]。

土壤有机碳储量土壤有机碳是指土壤中的有机物质中包含的碳元素的总量。

土壤有机碳储量对于土壤肥力、生态系统的稳定性和气候变化具有重要影响。

下面是一些与土壤有机碳储量相关的参考内容。

1. 土壤有机碳储量及分布特点：土壤有机碳储量的大小和分布受到土壤类型、地理位置、气候、植被类型和人为活动等多种因素的影响。

一般来说，深厚的沼泽和湿地土壤具有较高的有机碳储量，而干旱和半干旱地区的土壤则相对较低。

农田土壤和森林土壤通常具有较高的有机碳储量，而草原土壤和荒漠土壤具有较低的有机碳储量。

2. 影响土壤有机碳储量的因素：- 植被类型：不同植被类型对土壤有机碳的贡献不同，森林和湿地植被通常有较高的生物量和有机碳储量。

- 土壤类型：不同土壤类型对有机物质的吸附、稳定和分解能力不同，因此土壤类型直接影响土壤有机碳的储量及其稳定性。

- 土壤质地：土壤质地对于有机物质的吸附和稳定性起着重要作用，比如，具有高黏粒含量的粘土质地土壤通常有较高的有机碳储量。

- 土壤pH值：土壤pH值对土壤中微生物的活性和有机物质的分解速率有影响，进而影响有机碳的储存和释放。

- 土壤湿度：土壤湿度对土壤中微生物的活动和有机物质的分解速率有重要影响，湿度适宜的土壤通常有较高的有机碳储存能力。

3. 土壤有机碳储存与气候变化：土壤有机碳储存与气候变化之间存在着相互影响的关系。

首先，气候变化可以影响土壤有机碳的分解速率和有机物质的输入。

气候变暖和干燥可能会导致土壤有机碳的分解速率加快，从而释放更多的二氧化碳到大气中。

其次，土壤有机碳的变化也可能影响气候变化，因为土壤中的有机碳含量与土壤呼吸、植物生长和生态系统碳平衡密切相关。

4. 土壤有机碳管理与可持续发展：土壤有机碳管理是保护土壤资源、提高农田产量和适应气候变化的重要手段之一。

通过改善农田管理措施，如合理施肥、轮作休耕、秸秆还田和增加有机肥的使用量等，可以增加土壤有机碳的储存和减少二氧化碳的排放。

此外，森林保护和湿地恢复等措施也可以有效增加土壤有机碳储量，提高生态系统的稳定性。

全国土壤碳储量及各类元素（氧化物）储量实测计算暂行要求全国多目标区域地球化学调查系统取得土壤有机碳、全碳及各类元素（氧化物）等54项指标，对于实测土壤碳储量和元素（氧化物）储量以及研究地球系统物质循环具有重要意义，在土地利用、农业种植和环境评估等经济社会发展各方面发挥现实作用。

在全国多目标区域地球化学调查基础上，分别建立单位土壤碳量、单位土壤元素量及单位土壤氧化物量，进行土壤碳储量及元素（氧化物）储量计算。

以单位土壤碳量为例，采用4km2网格为计算单元，即以多目标区域地球化学调查确定的土壤表层样品分析单元为计算单位，土壤表层样碳含量及其对应的深层样碳含量（分析单元为16km2），分别代表计算单位表层土壤碳含量与深层土壤碳含量，依据其含量分布模式计算得到单位土壤碳量，对单位土壤碳量进行加和计算取得土壤碳储量。

土壤碳及各类元素（氧化物）含量由土壤表层至深层主要存在两类分布模式，即指数分布模式和直线分布模式。

其中有机碳与氮含量分布为指数模式，按照指数公式计算；无机碳及其他元素和氧化物含量分布为直线模式，按照直线公式计算。

土壤有机碳与氮含量水平存在地区性和沉积类型差别，综合各省区有机碳与氮含量分布特征，在全国采用平均指数模式计算单位土壤碳量和氮量，属于区域碳储量和区域氮储量计算。

为规范全国区域土壤碳储量及元素（氧化物）储量计算要求和方法，现作出如下规定。

一、单位土壤碳量计算方法土壤碳储量采用单位土壤碳量为单元进行加和计算。

单位土壤碳量用USCA 表示，要求按照深层（0-1.8m ）、中层（0-1.0m ）和表层（0-0.2m ）三种深度分别计算有机碳（TOC ）、无机碳（TIC ）和全碳（TC ）储量，依次表示为USCA TOC,h 、USCA TIC,h 和USCA TC,h 。

式中h 为深度，如有机碳USCA TOC,0-1.8m 、USCA TOC,0-1.0m 、USCA TOC,0-0.2m 。

土壤有机碳储量土壤有机碳储量对环境和农业生产具有重要意义。

在农田和自然生态系统中，土壤有机碳起着关键的作用。

它对土壤质地、肥力、水分保持能力以及植物生长和生物多样性等方面都有直接影响。

了解和管理土壤有机碳储量是实现可持续农业和生态恢复的关键。

土壤有机碳是由植物和动物的残体、具有生物活性的物质以及微生物代谢产物等有机物质形成的。

它通常以土壤有机质的形式存在，并在不同深度的土层中分布。

土壤有机碳的储量受到多种影响因素的调控，包括气候条件、土壤类型、植被类型和土地管理等。

气候是影响土壤有机碳储量的重要因素之一。

在温暖湿润的气候条件下，有机物的分解速度相对较快，导致土壤有机碳储量较低。

相反，在寒冷干燥的气候下，有机物的分解速度较慢，土壤有机碳储量较高。

此外，降水量和季节性的干湿变化也会影响土壤有机碳的累积和分解过程。

土壤类型对土壤有机碳储量的影响也非常显著。

不同类型的土壤具有不同的物理和化学性质，从而影响了有机物质的累积和保持能力。

例如，淋溶土壤通常具有较低的有机碳储量，而黄褐土和黑土等肥沃土壤则具有较高的有机碳储量。

植被类型和土地管理措施对土壤有机碳储量的影响也不容忽视。

植被通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，将其转化为有机物质并将其存储于土壤中。

因此，丰富的植被覆盖和合理的农田管理措施可促进土壤有机碳的累积和保持。

一些常见的管理措施包括有机肥料的施用、保护性耕作、轮作和植树造林等。

对于农业生产而言，土壤有机碳的管理对于提高土地肥力和农产品产量至关重要。

有机碳可以提供养分和能量，促进植物生长，并增加土壤的保水性和保肥性。

此外，适当的有机碳储量还可以减少农业温室气体排放，有助于应对全球变暖和气候变化的挑战。

在保护土壤有机碳储量方面，我们应采取综合的方法。

首先，通过科学合理的农田管理措施，如避免过度耕作和过量施肥，来减少土壤有机碳的分解和流失。

其次，保护和恢复自然植被，以促进土壤有机碳的累积。

此外，关注土壤健康和生物多样性的维护也是保护土壤有机碳储量的重要因素。

土壤有机碳储量土壤有机碳是指土壤中的有机物质碳汇总，包括植物和动物遗体的碳残留物、微生物的生物物质碳以及有机肥料的碳等。

土壤有机碳储量是衡量土壤质量和肥力的关键指标之一，对于土壤生态系统的健康发展和农业可持续发展具有重要意义。

土壤有机碳的储量受到多个因素的影响，包括气候、植被类型、土壤类型、土地利用方式以及土壤管理等。

以下是一些相关参考内容：1. 气候因素：气温、降水和光照等气候因素对土壤有机碳储量有着显著影响。

研究表明，气温升高会增加土壤有机碳分解速率，导致土壤有机碳减少。

而降水量的增加则有利于有机物质的沉积和固定，有益于土壤有机碳的累积。

2. 植被类型：不同植被类型的土壤有机碳储量存在显著差异。

森林和湿地等植被类型通常具有较高的土壤有机碳储量，而草地和农田等植被类型的土壤有机碳储量相对较低。

这是因为森林和湿地等植被能够积累更多的生物质，并且生物分解速率较慢。

3. 土壤类型：土壤类型对土壤有机碳储量的影响较大。

不同土壤类型的有机物质累积和矿化速度存在差异，导致土壤有机碳储量的差异。

例如，粘土质土壤具有较高的孔隙容积和结构稳定性，有机物质相对容易固定，所以粘土质土壤通常具有较高的土壤有机碳储量。

4. 土地利用方式：不同土地利用方式对土壤有机碳储量的影响较大。

研究表明，自然植被土壤有机碳储量较高，而农田土壤的有机碳储量相对较低。

土地利用方式的改变会导致土壤有机碳的流失或积累，例如，林地转为农田会降低土壤有机碳储量，而退耕还林会增加土壤有机碳储量。

5. 土壤管理：土壤管理措施对土壤有机碳储量有着显著影响。

例如，有机肥料的施用可以增加土壤有机碳含量，而过度耕作和化肥的滥用则会导致土壤有机碳的流失。

其他如植株残体还田、轮作休耕、水稻田沼气的利用等措施也可以促进土壤有机碳的积累。

总之，土壤有机碳的储量受到气候、植被类型、土壤类型、土地利用方式以及土壤管理等多个因素的影响。

合理的土地管理和合适的农业实践可以增加土壤有机碳储量，提高土壤质量和肥力，促进农业的可持续发展。