土壤有机碳储量

Ｓ Ｃ储 量 为 １２ ｇ 这 些 研 究 方 法 和 成 果 对 全 世 Ｏ ４ ７Ｐ 。 界 Ｓ Ｃ库 的 研 究 工 作 具 有 重 要 影 响 。 近 些 年 来 开 Ｏ 发 和 利 用 计 算 机 模 型 进 行 Ｓ Ｃ库 的 研 究 工 作 产 生 Ｏ 了较好 的效果 ， 目前 地 球 Ｓ Ｃ储 量 为 １０ ｇ左 右 ， Ｏ ５ ０Ｐ
不停 的与大气 进行 着 交换 活 动 ， 土壤 圈既 可能 成 为
碳 汇 ， 可 能 成 为 碳 源 ， 行 土 壤 碳 库 的 调 查 与 研 也 进 究 ， 于 研 究 碳 循 环 ， 进 土壤 资 源 的 可 持 续 利 用 具 对 促 有重要 意义 。 国外 关 于 Ｓ Ｃ 的 研 究 工 作 开 始 较 早 。 Ｓ— Ｏ ｅ
ｈｅｉ ｅ 于 １７ ｌｓ ｇｒ ｎ ９ ７年利 用 生 态 系统 类 型 的方 法估 算 全球 Ｓ Ｃ储 量为 １５ ｇ 其后 Ｐ ｓ 按 照 生命 带 系 Ｏ ４６Ｐ ， ｏｔ
统 的 方 法 于 １８ ９ ２年 估 算 全 球 Ｓ Ｃ储 量 为 １９ ｇ Ｏ ３５Ｐ ，
１８ ９４年土 壤学家 Ｂ ｒ ｇ ｕｉ ｈ采用 土壤类 型法估 算全 球 ｎ
和模 型法等 等 ， 文 以第 二 次信 阳市 土壤 普 查结 果 本 为基础 ， 参考 金 峰 等 的研 究 方 法 ， 照 土 壤 类 型 按 法对 信 阳市 Ｓ Ｃ储 量进 行估算 ； 求 出信 阳市 各 土 Ｏ 先
种 的 Ｓ Ｃ密度 ， 以各 土种 面积 为 权 ， 全球 土壤 碳库 的碳储 存 量 大 约是 植被 碳
库 的 ２～ ３倍 ， 微 小 变 化 就 能 引起 大气 Ｃ ， 度 其 Ｏ 浓 的显著变 化… 。 当前 ， 壤 碳循 环研 究 仍 是 陆地 碳 土

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]。

3、全球的土壤微生物呼吸不但占全球土壤总呼 吸的71％，同时也为每年化石燃料排放碳的9倍，为 每年陆地碳汇的57倍。
因此，由全球变化导致的极小土壤呼吸变化，都 会对全球的碳平衡起到严重的影响
土壤碳与各圈层关系
大气圈：土壤作为地球最大的碳库，土壤的呼吸作用对大气圈内CO2等气体 的浓度有着显著的影响。
• 主要汇: • P:陆地生态系统 通过光合作:沉积在陆地和 海洋中的有机和无 机碳。
土壤碳循环
土壤碳循环模式
最简单的陆地土壤碳循环模式： 植物枯死后凋落于土壤表面，形成凋落 物层，然后经腐殖质化作用，形成土壤 有机碳，土壤有机碳经微生物分解产生 二氧化碳，重新释放到大气中。
水圈：陆地表面的岩石、 土壤与生物等经过各种自然营力,产生大量的有机 与无机碳,以及河流自生的有机碳, 经由河流进入海洋。
由陆地生态系统吸收并转化成为土壤有机碳的碳量是全球碳平衡的一个重要部分，依靠当地的 水汽、温度和土地管理的情况和条件，土壤既能释放二氧化碳到大气中，也能吸收大气中的二氧化 碳。由于人类活动和气候变化，土壤有机碳含量不断降低，将造成土壤贫瘠化，植物生产力下降。 这些都需要对土壤碳循环各个过程进行深入的调查和研究，了解土壤和大气、植被碳库之间的碳通 量和相互关系，揭示土壤碳库在全球陆地碳循环中的作用。
无机碳库 土壤无机碳库通过影响土壤团聚体的状况，微生物活性，土 壤ph，有机质的分解速率，今儿影响土壤有机碳库。
土壤碳的储存与输出
储存：
A.植物及其根系的凋落，通过同化 作用使碳储存在土壤有机碳中； B.土壤吸收大气中的CO2，主要有 两种形式： 1、土壤地球化学系统对CO2的吸收： 高pH值、富钙化地球化学环境下， SOC—CO2—HCO3—； 干旱、半干旱地区碱性、富钙化地球 化学环境下，SOC—CO2—HCO3— —CaCO3； 2、土壤有机碳积累，即土壤碳饱和 容量的实现。

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。

杨晓梅等：不同林地土壤有机碳储量及垂直分布特征
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量、分布及转化日益成为全球有机碳研究的热点 。 [5] 由于植被类型、气候特点以及土壤的性质，不同林分间 土壤有机碳存在较大的差异[6-14]，因此，针对不同林分， 对土壤有机碳储量、分布进行研究是十分必要的。位 于黄土高原腹地的子午岭林区，具有黄土高原“绿岛” 的美誉[15]，对西部地区气候的调节、保持水土、维持生 态平衡具有重要意义。目前，对子午岭林区土壤碳研 究主要集中在：土壤有机碳影响因素及表层碳储量估 计[16-21]等方面，而基于森林生态系统功能过程、从林分 角度研究土壤碳储量的报道较少。该研究以子午岭林 区 3 种森林类型(天然柴松林、辽东栎林、人工油松林) 的土壤为研究对象，比较分析了不同林地土壤有机碳 储量及其垂直分布特征，以期探讨不同植被类型对土 壤碳储量的影响，为进一步研究黄土高原地区森林土 壤碳储量提供依据。 1 研究区域概况
基 金 项 目 ：国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划“973”项 目 (2007CB106803); 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 (40730631); 中 国 科 学 院 重 要 方 向 项 目 (KZCX2-YW-441)、(KZCX2-YW-149)。 第一作者简介：杨晓梅，女，1983 年出生，陕西宝鸡人，硕士，研究方向：恢复生态。通信地址：712100 陕西杨凌西农路 26 号中国科学院水土保持与生 态环境研究中心。E-mail:yangxiaomei.003@。 通讯作者：程积民，男，1955 年出生，陕西渭南人，研究员，研究方向：黄土高原植被恢复与生态环境建设。通信地址：712100 陕西杨凌西农路 26 号 中 国科学院水土保持与生态环境研究中心。Tel：029-87012272，E-mail：gyzcjm@。 收稿日期：2009-12-28，修回日期：2010-01-14

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。

第一节
土壤中的碳与环境质量
主要内容
土壤有机碳库
土壤碳的形态与活性 土壤有机碳的分解与转化 ★ 土壤碳库与甲烷 ★ 全球气候变化对土壤碳循环的影响
一 土壤有机碳库
土壤有机碳库(SOCP)是指全球土壤中有机碳的总量。 植物通过光合作用固定的大气中的碳素,一部分以有机质 的形式贮存于土壤中。 不同学者选用的数据和取的土层深度不同,对SOCP的 估算值不同,有的估算值为3000～5000Pg,有的估算值为 2500Pg或700～3000Pg、1200～1600Pg;有的对1m土层 内的估算值为1555Pg。但其范围可能是1200～1600Pg, 为陆地植物碳库的2～3倍、全球大气碳库的2倍。 陆地生态系统中的土壤碳库,以森林土壤中的碳为最 多,占全球土壤有机碳的73%;其次是草原土壤的碳,占全球 土壤有机碳的20%左右。粗略地估计我国的SOCP为 185.7Pg碳,约占全球土壤总碳量的12.5%。
4、 土壤质地
粘粒可以固定有机物质的微生物分解产物和催化腐殖质 的形成,因此土壤中粘粒矿物类型和粘粒含量都影响了有 机物质的分解。
田间试验结果表明,在粘粒含量分别为10.4%,26.5%和 41.8%的红壤中,随着粘粒(<0.002ｍｍ)含量的增加,14Ｃ-稻草分解速 率降低,1年后的残留14Ｃ量分别为18.0%,25.2%和28.1%;2年后的分别 为12.0%,19.7%和22.6%。
变性土
其他土壤 总计
3287
7644 135215
2.4
5.7
19
18 1576
1.2
1.1
2.土壤有机碳密度
土壤有机碳密度是指单位面积（1m2或1hm2）中一定 厚度的土层中有机碳数量。一般情况下，指的是上部1 米的土层，因此，有机碳密度的单位常用kg C/m2或 kg C/hm2表示 土壤的有机碳量是以植物残体形式进入土壤中有机物 质的量与通过异氧呼吸为主要途径的有机物质损失量 之间平衡的结果。 在一定地区，植物生物量和残落物量在很大程度上受 植被类型及其生产力的制约，土壤有机碳密度或浓度 大小与气候条件如温度和水分密切相关，而在全球尺 度上的土壤碳密度分布也应与各地区的气候特征密切 关联。

土壤有机碳储量及影响因素研究进展金　峰　杨　浩　赵其国(中国科学院南京土壤研究所　南京　210008)摘　要 本文论述了碳循环对气候系统的影响,阐明了土壤有机碳储量研究的重要意义,介绍了国内外有关土壤有机碳储量及其影响因素研究的最新进展。

关键词 土壤;有机碳;全球变化全球约有1500Gt碳是以有机质形态储存于地球土壤中,自然因素和人为因素都会影响土壤有机碳储量。

地球地圈与气圈之间的碳平衡受到越来越多的人类活动干扰,毁林、燃烧生物和化石燃料、环境污染、土地利用方式变化等等,这些过程都加剧向大气排放CO2等各种温室气体。

对全球温室效应的关注,促使人们从能源到农业各个领域研究碳的数量、分布和在不同系统中的行为及影响关系。

联合国气候变化框架公约已要求签约国确定国家级尺度上温室气体净排放通量,对土壤有机碳库储量的统计和对有机碳影响因素的研究,就是其中一部分重要工作。

本文将对国内外有关土壤有机碳储量及其影响因素的研究进展作一介绍。

1　土壤有机碳储量研究的重要意义碳是自然界中与人类生存密切相关的最重要的物质之一,它在水圈、气圈、地圈和生物圈中动态循环(图1)[1]。

近代,人类对自然资源的滥用,尤其是无节制地燃烧化石燃料、毁灭森林和改变土地利用方式等活动,对碳在地球各圈层特别是气圈与土圈之间的平衡机制有相当显著的影响,造成大气二氧化碳浓度的持续增高已是公认的事实[2]。

二氧化碳(CO2)作为温室气体主要的成分之一,其浓度变化直接影响着地球表面对太阳热量的吸收和散发,进而影响到全球表面的生态平衡。

全球约有1500Gt碳是以有机质形态储存于地球土壤中[3],土壤有机碳的积累和分解的速率决定着土壤碳库储量。

土壤碳库储量约是大气碳库的2倍,因此土壤有机碳库储量较小幅度的变动,都可通过向大气排放温室气体直接导致大气层二氧化碳浓度升高,从而以温室效应影响全球气候变化。

虽然对于全球性气候变暖的预报证据以及气候变暖对生态圈总体效果是利是弊还尚有争论,但一个世纪以来Arrhenius的温室效应理论已是无可争辩的事实[4]。

土壤有机碳储量土壤有机碳是一种自然界中非常常见的有机质，通常来自于植物和动物的残体、生活垃圾、泥炭和有机肥等。

在土壤中，有机碳可以被氧化和分解，释放出二氧化碳等物质到大气中，这对全球的气候变化和环境保护都具有重要的意义。

因此，了解土壤有机碳储量的相关内容，有助于我们更好地掌握土地资源的使用和管理，推动农业可持续发展，保护地球生态环境。

在全球范围内，土壤有机碳储量巨大，约占地球生物圈中存储有机碳的三分之二，是大气中CO2的两倍以上。

但是，不同类型的土壤其有机碳储量的多寡也存在着差别。

其中，草地、湿地、森林和农田等土地类型的有机碳储量比较丰富，而荒漠、荒原和沙漠等则相对较少。

一些研究表明，每公顷土地上约有70吨左右的有机碳储量，这个值可以作为评估土壤质量和健康的重要指标。

此外，土壤有机碳的储存是动态的，它受到多种因素的影响，如温度、湿度、降水、土壤类型和管理措施等，因此，不同地区的土壤有机碳储量也存在很大的差异。

另外，土壤有机碳储量对于农业的可持续发展和粮食生产具有重要的意义。

随着全球人口的不断增长和城市化的加速，耕地面积日益减少，土地资源的利用和保护已经成为摆在我们面前的一道难题。

因此，在进行农业开发和生产的同时，更考虑如何提高土壤的有机碳含量，通过改进农业种植技术和管理模式，促进土壤有机碳的增加，可以有效改善土壤质量，提高农业生产力和生态系统的稳定性。

综上所述，土壤有机碳储量的研究具有重要的意义，它不仅关系到全球气候变化和环境保护，还关系到土地资源的利用和农业可持续发展。

在今后的工作中，我们需要使更多的人了解土壤有机碳的重要性，加强对土壤有机碳储量的监测和评估，推动农业技术的进步和生产方式的转变，让土地不仅能够支撑我们的生存，也能够长期地为我们提供美好的生态环境。

CHAPTER 03
气候条件对农田土壤有机碳 储量影响
温度对农田土壤有机碳分解速率影响
温度升高促进有机碳分解
在一定范围内，随着温度升高，土壤微生物活性增强，有机碳分解速率加快， 导致土壤有机碳储量降低。
极端温度抑制有机碳分解
过高或过低的温度会抑制土壤微生物活性，降低有机碳分解速率，有利于土壤 有机碳储量的积累。
生物因素
土壤微生物、植物根系等生物 活动对土壤有机碳的分解、转
化和积累具有重要作用。
研究目的和意义
揭示农田土壤有机碳储量的影 响因素及其作用机制，为制定 科学合理的农田管理措施提供
依据。
提高农田土壤有机碳储量， 提升土壤质量和肥力，促进
农业可持续发展。
探索农田土壤有机碳储量的动 态变化规律，为预测未来气候 变化对农田生态系统的影响提
未来研究方向展望
• 加强农田土壤有机碳储量的监测和评估：建立长期定位监测网络，对农田土壤 有机碳储量进行实时监测和评估，为制定农田土壤管理和碳减排政策提供科学 依据。
• 深入研究农田土壤有机碳转化机制：加强农田土壤有机碳转化机制的研究，揭 示不同类型土壤有机碳的分解和转化过程及其影响因素，为制定针对性的农田 管理措施提供理论支撑。
农田土壤有机碳储量 的影响因素
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目录
• 引言 • 土壤类型与有机碳储量 • 气候条件对农田土壤有机碳储量影响 • 耕作措施与农田土壤有机碳储量变化 • 农田管理措施优化以提高有机碳储量 • 结论与展望
CHAPTER 01
引言
农田土壤有机碳储量概念
农田土壤有机碳储量
指农田土壤中有机碳的总量，是衡量 土壤质量和肥力的重要指标之一。
供参考。

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]。

土壤有机碳库的分类及其研究进展土壤有机碳库（SOC）是地球表层系统中最大的碳库之一(霍连杰2012)，全球土壤有机碳库储量约为1500Pg(Batjes 1996)。

由于土壤有机碳库的巨大储量及其较活跃的化学属性，其微小变化就会影响大气CO2浓度的波动，另外，土壤有机碳的含量被认为是评估土壤质量的重要指标之一，其动态平衡直接影响到土壤肥力和作物的产量。

因此，研究土壤有机碳库对全球气候变化的研究有重要意义。

本文将根据不同的分类依据对土壤有机碳库的分类进行阐述并简要分析其研究进展。

1 土壤有机碳的化学分类1.1根据化学组成分类腐殖质类物质是土壤有机碳库重要的组成部分，根据化学成分组成对土壤有机碳库分类主要是对土壤腐殖质进行分类。

根据腐殖质类物质在酸和碱溶液中的溶解性将其分为富啡酸、胡敏酸和胡敏素(唐世明1994)。

由于各类提取剂对土壤腐殖质的提取能力的变化很大，几乎很难将土壤腐殖质全部提取出来，而且土壤腐殖质的性质并不能完全代表土壤有机碳的性质。

有研究证明，腐殖质类物质与生态学过程之间没有十分紧密的联系(R.R. 1999)。

因此，对土壤腐殖质类物质的研究从20世纪80年的逐渐淡出土壤碳库的研究领域。

1.2根据化学性质分类随着土壤有机碳库分类研究的不断深入，很多学者开始从化学性质的角度上研究土壤有机碳库的分类。

第一，根据被KMnO4氧化的程度对土壤有机碳的易氧化程度进行分类。

根据不同浓度的KMnO4（33mmol\L、167mmol\L、333mmol\L）氧化的土壤有机碳的数量，把易氧化的有机碳分成3个级别(Loginow et al. 1987)。

第二，根据被H2SO4氧化的程度对土壤有机碳的易氧化程度进行分类。

根据不同浓度的H2SO4（6.0mol\L、9.0mol\L、12.0mol\L）和K2Cr2O7氧化的土壤有机碳的数量，把易氧化的有机碳分成4个级别(Chan et al. 2001)。

深入研究土壤质地
土壤质地是影响土壤有机碳储量的重要因素之一，通过深入研究不同质地土壤中有机碳的分布、组成和稳定性，为制 定针对性的农田管理措施提供科学依据。
考虑气候变化的影响
气候变化直接影响农田土壤有机碳的积累和分解过程，应深入研究气候变化对土壤有机碳储量的影响机制，并探讨适 应气候变化的农田管理策略。
要点二
加强培训与宣传
加强对农民和农业技术人员的培训和宣传，推广先进的农 田管理技术和方法，提高农民对土壤有机碳重要性的认识 ，促进农田土壤有机碳储量的持续增长。
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光照强度影响植物生长
光照强度对植物的生长和有机质的合成有直接的影响。较强的光照有利于植物生长和有机质的合成。
光照时间影响有机碳分解
在一定的光照时间内，光照越长，有机碳的分解速度越快。
04
农业管理措施对农田土壤 有机碳储量的影响
耕作方式对有机碳储量的影响
免耕
免耕法可以减少土壤扰动，从而 减少有机碳的损失。然而，长期 免耕可能会导致土壤硬度增加，
施用有机肥可以增加土壤中的有机碳含量，因为有机肥中 含有的有机质和微生物可以促进土壤有机碳的合成。
化肥
化肥中的氮、磷、钾等元素可以促进植物生长，从而增加 土壤有机碳的固定。但是，过度依赖化肥可能导致土壤酸 化，影响土壤有机碳的稳定性。
生物肥料
生物肥料（如微生物肥料）可以通过促进微生物活动来增 加土壤有机碳的分解和矿化。
02 03
引入生态系统模型
将农田土壤有机碳储量作为一个子系统，整合到生态系统模型中，通过 模拟生态系统的动态变化，更好地预测气候变化等外部因素对土壤有机 碳储量的影响。
创新实验方法
通过设计更加精细的实验，定量研究土壤有机碳的分解、转化和迁移等 过程，揭示土壤有机碳储量的形成和变化机制。

土壤有机碳储量土壤有机碳储量是指土壤中有机碳的总量。

有机碳是土壤中最重要的成分之一，对于维持土壤生态系统的功能和提高农田产量具有重要作用。

土壤有机碳的储量不仅与土壤质地、气候条件和植被类型等有关，还受到人类活动和土地利用方式的影响。

本文将详细介绍土壤有机碳储量的影响因素和重要性。

首先，土壤类型对土壤有机碳储量的影响非常显著。

不同土壤类型具有不同的有机碳储量。

一般来说，淤泥质和粉砂质土壤含有更多的有机碳，而砂土和粘土含量较少。

这是因为淤泥质和粉砂质土壤具有较高的持水性和肥力，更容易形成有机质。

相比之下，砂土和粘土的通气性较好，容易流失有机质，导致有机碳储量较低。

其次，气候条件也是影响土壤有机碳储量的重要因素。

气候影响土壤中有机质的形成和分解过程。

温暖湿润的气候条件有利于有机质的形成和积累，因为有利于植物生长和有机质的分解。

相反，干旱和寒冷的气候条件会限制植物生长和有机质的分解，导致土壤有机碳储量较低。

植被类型也会对土壤有机碳储量产生影响。

不同植被类型具有不同的碳输入和输出速率。

森林植被通常有较高的有机碳输入速率，由于其大量的生物质积累和降解，土壤有机碳储量相对较高。

相反，农田和草地植被的有机碳输入速率较低，且易受人类活动的影响，土壤有机碳储量较低。

此外，人类活动和土地利用方式对土壤有机碳储量的影响也非常重要。

例如，大规模的农业生产和化肥的过度使用会导致土壤有机碳的流失和矿化。

另外，过度放牧和森林砍伐也会导致土壤有机碳储量的减少。

因此，合理的土地管理和农业实践对于保持土壤有机碳储量至关重要。

土壤有机碳储量的重要性不可忽视。

首先，土壤有机碳是土壤肥力的重要指标之一。

有机碳对土壤的保水能力和抗旱能力起到关键作用。

其次，土壤有机碳对温室气体的排放具有重要影响。

有机碳的矿化将释放大量的二氧化碳，而土壤有机碳的积累则有助于减少大气中二氧化碳的含量。

最后，土壤有机碳对生物多样性和生态系统的稳定性具有重要意义。

它为土壤中微生物和其他生物提供能量和养分，促进土壤健康和生态平衡。