土壤有機碳儲量的影響因素研究

2024年4月2日發(作者：我的媽媽300字)

研究

報告

RESEARCHREPORT

文章編號院1005-2690淵2019冤08-0134-01中圖分類號院S153.62文獻標志碼院A

土壤有機碳儲量的影響因素研究

楊慧敏

吉林

四平136000）（吉林師范大學旅游與地理科學學院，

為我國土壤資源的可持續開

以期找到維持和提高土壤有機碳庫的有效措施，摘要院通過對土壤有機碳儲量及影響因素進行研究，

發利用提供參考，最終達到土壤固碳和農業增產的目的。

關鍵詞院土壤；有機碳；儲量；影響因素

1土壤有機碳儲量

（Soil

OrganicCarbon，

土壤有機碳

SOC）作為土壤有

機質的一種化學量度，在提高土壤肥力、改善土壤結構、

促進植物生長等方面發揮著重要作用。SOC在全球碳總量

(2344Pg)中占有巨大比重。據估算，土壤有機碳庫儲量

[1]

為1550Pg，大于植被和大氣碳的總和。其中，農田生態系

[2]

統的碳儲量占陸地土壤碳儲量的8%～10%（120～150Pg），

但是全球農業土壤的固碳潛力僅為20Pg。以往研究有機

而如今的研究更注重其

碳時，注重其對農業生產的作用，

[3]

對于生態環境的意義。

2影響因素

2.1自然因素

2.1.1環境因素

.. All Rights Rerved.

土壤有機碳是指土壤有機質（SOM）中的碳含量，是陸

地生態系統碳氮循環的重要組成部分。

有機碳釋放和降解

化學性質和地表

的速率主要取決于SOC本身的分子結構、

枯落物與死亡根系的數量與質量，其中土壤有機碳分子結

構又是影響有機碳質量和功能的重要內在因素。研究發

現，一些結構比較穩定的有機碳(如木質素)在土壤中分解

轉化的速率竟然比其他有機碳短

[4-6]

，而一些性質比較活躍

的有機碳（如糖類)卻可以穩定在土壤中長達10年之久

[7]

。

所以分解的機這也許是因為不同種類細菌代謝方式不同，

[8]

制也有一定區別。SOC雖然是由微小的化學分子組成的，

而是取決于生

但是其持久性卻不是由分子性質所決定的，

態系統的屬性，如生物群的空間異質性、環境條件等。所

以，分子結構的抗性并非完全地控制有機碳在土壤中的長

期持久性

[9]

。而有機碳在與環境的相互作用下卻可以顯著

降低土壤有機碳被降解的可能性。

2.1.2微生物因素

土壤中產生大量的CO

2

，是微生物對有機物進行分解

所產生的結果。而微生物的生長活動又受土壤養分含量的

高低、C和N的有效性以及土壤pH值的影響。當微生物所

需的營養元素供應充足以及土壤pH值增加時，微生物活

性和繁殖速度也隨之提升，從而加強對有機碳的進一步分

解，增加活性有機碳庫的比例。土壤微生物不僅是進入土

壤有機物質的“轉化者”，也是土壤養分內部供應能量的

“源”和“庫”。微生物對有機碳的轉化主要通過兩種方式，

一種是利用微生物的胞外酶，對土壤外源有機質和土壤原

有有機質進行降解，重組或改變其分子結構，這會使植物

是將難分解的有機碳

來源的碳發生沉積。在這個過程中，

最終導致土壤總微生物生物

轉化為微生物容易利用的碳，

量碳升高。二是利用微生物的生理過程，對胞外酶轉化后

使

的有機物進行進一步加工，殘留的物質貢獻于土壤中，

微生物來源碳發生沉積，因此進一步分解后的物質屬于微

生物合成代謝的產物。這兩種轉化是生態系統所特有的，

在有利于生態系統持續發展的同時帶動了營養元素的循

環和能量流動，使微生物能夠更好地參與土壤碳循環。在

主要表

全球范圍內，土壤有機碳對氣候的變化十分敏感，

土壤活

現在溫度升高、微生物活性增加且代謝明顯增強，

性有機碳含量呈現回升趨勢

[10]

。反之溫度降低，土壤活性

有機碳含量明顯下降，但在溫度過高或過低的地區，有機

碳對溫度變化表現得并不明顯。

2.2人為因素

2.2.1土地利用方式

土壤質地、微生物生活環境都會受不同土地利用方式

數量縮減。自然

的影響，從而使有機碳的穩定性發生變化、

植被中，草地開墾為耕地后SOC下降30%～50%，溫帶地區

[11]

除草地轉變為耕地會使的草地損失20%～40%的有機碳。

有機碳含量下降外，過度放牧也是導致草地初級生產固定

碳素能力降低的原因，這導致了土壤養分轉化能力的明顯

泥炭與濕地

下降，植被和土壤雙重退化

[12]

。林地轉向耕地、

轉向耕地均會使SOC的凈固存率下降，其中林地轉向耕地

損失20%～50%的有機碳，而濕地恢復、耕地轉回林草卻能

使SOC凈固存率增加。其中轉為灌木林地或天然草地，比

轉化為人工林更有利于SOC的固存。但在短時間內，農田

向林地轉變也可能使SOC降低。

2.2.2農田管理措施

有研究表明，良好的農田管理措施可顯著提高農田土

壤碳吸收速率，其固定的土壤有機碳所帶來的CO

2

減排占

整個農業減排潛力的89%。農田土壤的固碳趨勢表現得越

來越明顯，這可能由于農田管理與培育技術的進步和推

廣、肥料施用量合理配比等因素影響下促進了作物高產，

同時帶動了作物地下根系生物量及地上凋落物歸還土壤，

農田土壤中溶解性腐殖質的不斷增加，農田土壤溶解性有

機質大于森林土壤溶解性有機質，有機碳含量呈上升趨

勢。如免耕能夠保護土壤結構，降低土壤團聚體內部有機

碳的分解、改變土壤有機碳的分布和微生物的生存環境與

活性，使呼吸作用減弱，從而減少對有機質的消耗。

研究者

連續

3年在播種前對表在已免耕9年的農田中進行試驗，

土（0～15cm）進行翻耕，結果其土壤有機碳含量下降了

5.6%。而重復進行免耕耕作，對表層碳的存量有了明顯改

窯134窯

研究

RESEARCHREPORT

報告

14]

善

[13，

。這是由于免耕能顯著提高土壤微生物量活性及代

減少由于礦化引起的損失

[15]

。但謝程度，增加微生物種類，

隨著土層深度的增加，土壤有機碳含量呈現遞減的趨勢

[16]

。

3結論與討論

土

有機碳的影響因素包括微生物和氣候等自然因素、

地利用方式/農田管理措施等人為因素，近些年對表層土

而對于深層有機

壤有機碳穩定性的研究取得了一些成果，

碳碳源的供應需多加探討。微生物作為有機碳的驅動因

素，在其生境發生改變的同時，微生物群落的結構、組成如

土壤有機碳占全球的比重巨

何變化的研究也較少。此外，

大，并處于不斷變化之中，但對土壤有機碳庫的估算還存

在很大不確定性。今后的研究重點應放在如何通過土壤的

加

無機環境來協調好有機碳長期穩定與生物之間的關系，

強土壤有機碳的固碳能力，響應全球號召。

參考文獻：

[1]UtaStockmann，，rd，

knowns，knownunknownsandunknownsofquestrationofsoil

organiccarbon[J].Agriculture，EcosystemsandEnvironment，

2013，164(4)：80-99.

[2]丁雪麗，韓曉增，喬云發，等.農田土壤有機碳固存的主要影

響因子及其穩定機制[J].土壤通報，2012，43(3)：737-744.

史喜林，等

.土壤有機碳穩定機制及影響因素研[3]吳曉麗，李林，

究進展[J].東北農業科學，2014，39(3)：42-45.

[4]吳家森，張金池，錢進芳，等.生草提高山核桃林土壤有機碳

含量及微生物功能多樣性[J].農業工程學報，2013，29(20)：

.. All Rights Rerved.

111-117.

黃玉潔，等

.不同植被恢復模式對土壤有機碳[5]張勇，胡海波，

分子結構及其穩定性的影響[J].環境科學研究，2015，28(12)：

1870-1878.

[6]MarschnerB，BrodowskiS，DrevesA，evantisre-

calcitranceforthestabilizationoforganicmatterinsoils[J].

JournalofPlantNutritionandSoilScience，2010，171(1)：91-110.

[7]BerheAA，HardenJW，TornMS，tenceofsoilor-

ganicmatterinerodingversusdepositionallandformpositions[J].

JournalofGeophysicalRearchBiogeosciences，2015，117

(G2)：29.

牛承崗，等

.細菌降解木質素的研究進展[J].[8]郁紅艷，曾光明，

環境科學與技術，2005，28(2)：104-106.

[9]BasiledoelschI，BalesdentJ，eractionsbetween

organiccompoundsandnanoscaleweatheringmineralsthekey

driversofcarbonstorageinsoils?[J].EnvironmentalScience&

Technology，2015，49(7).

[10]FengX，SimpsonAJ，WilsonKP，dcuticular

carbonquestrationandligninoxidationinrespontosoil

warming[J].NatureGeoscience，2008，1(12)：836-839.

[11]MurtyD，MufK，McmurtrieRE，nversionofforest

toagriculturallandchangesoilcarbonandnitrogenAreview

oftheliterature[J].GlobalChangeBiology，2010，8(2)：105-123.

[12]金琳.農田管理對土壤碳儲量的影響及模擬研究[D].北京：

中國農業科學院，2008.

[13]GuoLJ，LinS，LiuTQ，sofConrvationTillage

onTopsoilMicrobialMetabolicCharacteristicsandOrganic

CarbonwithinAggregatesunderaRice(OryzasativaL.)-Wheat

(TriticumaestivumL.)CroppingSysteminCentralChina.[J].

PlosOne，2016，11(1).

[14]BrahimN，ofLandUonOrganicCarbon

DistributioninaNorthAfricanRegion：TunisiaCaStudy[M]

//SoilManagementandClimateChange，2018.

[15]BeareMH，ColemanDC，PohladBR，ePlace-

mentandFungicideEffectsonFungalCommunitiesinCon-

ventionalandNo-TillageSoils[J].SoilScienceSocietyofAmerica

Journal，1993，57(2)：392.

[16]宋明偉，李愛宗，蔡立群，等.耕作方式

對土壤有機碳庫的影響[J].農業環境科

學學報，2008，27(2)：622-626.

看你的觀點

（收稿日期：2019-03-26）

掃一掃，

（上接130頁）

昆蟲提供一些人工養殖場，增加天敵在生態中的生存率，

還可以對天敵的

起到更好的消滅害蟲的作用。不僅如此，

生存環境進行維護，然后破壞害蟲的生長和繁殖環境，進

一步促進整個森林自然生態環境的平穩運行發展

[3]

。

3.2生物農藥防治技術的發展應用

可以用很多菌類中

在整體的森林病蟲害防治工作中，

提煉的生物農藥，對害蟲進行噴灑，防止出現一些天敵昆

蟲沒有完全消滅害蟲的情況

[3]

。因為這種農藥不會對人體

不會危害人體的

產生任何的副作用，它的使用是安全的，

健康。但是在使用農藥的過程中應該要保護好生活中的天

然微生物，防止害蟲對這種農藥產生抗藥性，也可以在一

些森林土壤中清除難以分解的殘留有害物質，促進病蟲害

的長期控制治理發展，進一步合理地保障森林生態環境的

干凈整潔。在2017—2019年福建省羅源國有林場針對北

際工區、寒洋工區300hm

2

的柳杉林地內全面藥物噴灑阿

維菌素加蘇云金桿菌藥物進行柳杉毛蟲的防治，對所有小

數量、時間，以便及時實

班做好前期監測工作，提供蟲齡、

施預防作業，達到最佳的預防效果。

4結束語

我國現階段的森林病蟲害防治技術還處于初級階段，

并不能對我國的森林病蟲害起到根本性的防治作用，還在

逐步改進的過程中。但是現階段采用的生物防治技術，可

以對我國森林病蟲害起到安全的殺蟲作用，也能夠促進整

體的病蟲害防治效率的提高，因此，我國還必須進一步加

強對森林病蟲害的自然防治，有效地促進森林保護技術的

可持續發展。

參考文獻：

周世健

.基于GIS技術的森林病蟲害防治管理信息[1]詹新武，

系統[J].中國森林病蟲，2005，24（1）：24-27.

[2]張再福.(超)輕型飛機防治森林病蟲害技

術研究[J].林業科學，2000，36（3）：81-86.

[3]孫淑清，羅繼生，李慶君.現代技術在我

國森林病蟲害監測管理中的應用[J].防

護林科技，2004（2）：38-39.

2019-06-10）

掃一掃，

（收稿日期：

看你的觀點

窯135窯