土壤有机碳储量的影响因素研究

2024年4月2日发(作者：我的妈妈300字)

研究

报告

RESEARCHREPORT

文章编号院1005-2690渊2019冤08-0134-01中图分类号院S153.62文献标志码院A

土壤有机碳储量的影响因素研究

杨慧敏

吉林

四平136000）（吉林师范大学旅游与地理科学学院，

为我国土壤资源的可持续开

以期找到维持和提高土壤有机碳库的有效措施，摘要院通过对土壤有机碳储量及影响因素进行研究，

发利用提供参考，最终达到土壤固碳和农业增产的目的。

关键词院土壤；有机碳；储量；影响因素

1土壤有机碳储量

（Soil

OrganicCarbon，

土壤有机碳

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

[1]

为1550Pg，大于植被和大气碳的总和。其中，农田生态系

[2]

统的碳储量占陆地土壤碳储量的8%～10%（120～150Pg），

但是全球农业土壤的固碳潜力仅为20Pg。以往研究有机

而如今的研究更注重其

碳时，注重其对农业生产的作用，

[3]

对于生态环境的意义。

2影响因素

2.1自然因素

2.1.1环境因素

.. All Rights Rerved.

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

化学性质和地表

的速率主要取决于SOC本身的分子结构、

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]

。

所以分解的机这也许是因为不同种类细菌代谢方式不同，

[8]

制也有一定区别。SOC虽然是由微小的化学分子组成的，

而是取决于生

但是其持久性却不是由分子性质所决定的，

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]

。而有机碳在与环境的相互作用下却可以显著

降低土壤有机碳被降解的可能性。

2.1.2微生物因素

土壤中产生大量的CO

2

，是微生物对有机物进行分解

所产生的结果。而微生物的生长活动又受土壤养分含量的

高低、C和N的有效性以及土壤pH值的影响。当微生物所

需的营养元素供应充足以及土壤pH值增加时，微生物活

性和繁殖速度也随之提升，从而加强对有机碳的进一步分

解，增加活性有机碳库的比例。土壤微生物不仅是进入土

壤有机物质的“转化者”，也是土壤养分内部供应能量的

“源”和“库”。微生物对有机碳的转化主要通过两种方式，

一种是利用微生物的胞外酶，对土壤外源有机质和土壤原

有有机质进行降解，重组或改变其分子结构，这会使植物

是将难分解的有机碳

来源的碳发生沉积。在这个过程中，

最终导致土壤总微生物生物

转化为微生物容易利用的碳，

量碳升高。二是利用微生物的生理过程，对胞外酶转化后

使

的有机物进行进一步加工，残留的物质贡献于土壤中，

微生物来源碳发生沉积，因此进一步分解后的物质属于微

生物合成代谢的产物。这两种转化是生态系统所特有的，

在有利于生态系统持续发展的同时带动了营养元素的循

环和能量流动，使微生物能够更好地参与土壤碳循环。在

主要表

全球范围内，土壤有机碳对气候的变化十分敏感，

土壤活

现在温度升高、微生物活性增加且代谢明显增强，

性有机碳含量呈现回升趋势

[10]

。反之温度降低，土壤活性

有机碳含量明显下降，但在温度过高或过低的地区，有机

碳对温度变化表现得并不明显。

2.2人为因素

2.2.1土地利用方式

土壤质地、微生物生活环境都会受不同土地利用方式

数量缩减。自然

的影响，从而使有机碳的稳定性发生变化、

植被中，草地开垦为耕地后SOC下降30%～50%，温带地区

[11]

除草地转变为耕地会使的草地损失20%～40%的有机碳。

有机碳含量下降外，过度放牧也是导致草地初级生产固定

碳素能力降低的原因，这导致了土壤养分转化能力的明显

泥炭与湿地

下降，植被和土壤双重退化

[12]

。林地转向耕地、

转向耕地均会使SOC的净固存率下降，其中林地转向耕地

损失20%～50%的有机碳，而湿地恢复、耕地转回林草却能

使SOC净固存率增加。其中转为灌木林地或天然草地，比

转化为人工林更有利于SOC的固存。但在短时间内，农田

向林地转变也可能使SOC降低。

2.2.2农田管理措施

有研究表明，良好的农田管理措施可显著提高农田土

壤碳吸收速率，其固定的土壤有机碳所带来的CO

2

减排占

整个农业减排潜力的89%。农田土壤的固碳趋势表现得越

来越明显，这可能由于农田管理与培育技术的进步和推

广、肥料施用量合理配比等因素影响下促进了作物高产，

同时带动了作物地下根系生物量及地上凋落物归还土壤，

农田土壤中溶解性腐殖质的不断增加，农田土壤溶解性有

机质大于森林土壤溶解性有机质，有机碳含量呈上升趋

势。如免耕能够保护土壤结构，降低土壤团聚体内部有机

碳的分解、改变土壤有机碳的分布和微生物的生存环境与

活性，使呼吸作用减弱，从而减少对有机质的消耗。

研究者

连续

3年在播种前对表在已免耕9年的农田中进行试验，

土（0～15cm）进行翻耕，结果其土壤有机碳含量下降了

5.6%。而重复进行免耕耕作，对表层碳的存量有了明显改

窑134窑

研究

RESEARCHREPORT

报告

14]

善

[13，

。这是由于免耕能显著提高土壤微生物量活性及代

减少由于矿化引起的损失

[15]

。但谢程度，增加微生物种类，

随着土层深度的增加，土壤有机碳含量呈现递减的趋势

[16]

。

3结论与讨论

土

有机碳的影响因素包括微生物和气候等自然因素、

地利用方式/农田管理措施等人为因素，近些年对表层土

而对于深层有机

壤有机碳稳定性的研究取得了一些成果，

碳碳源的供应需多加探讨。微生物作为有机碳的驱动因

素，在其生境发生改变的同时，微生物群落的结构、组成如

土壤有机碳占全球的比重巨

何变化的研究也较少。此外，

大，并处于不断变化之中，但对土壤有机碳库的估算还存

在很大不确定性。今后的研究重点应放在如何通过土壤的

加

无机环境来协调好有机碳长期稳定与生物之间的关系，

强土壤有机碳的固碳能力，响应全球号召。

参考文献：

[1]UtaStockmann，，rd，

knowns，knownunknownsandunknownsofquestrationofsoil

organiccarbon[J].Agriculture，EcosystemsandEnvironment，

2013，164(4)：80-99.

[2]丁雪丽，韩晓增，乔云发，等.农田土壤有机碳固存的主要影

响因子及其稳定机制[J].土壤通报，2012，43(3)：737-744.

史喜林，等

.土壤有机碳稳定机制及影响因素研[3]吴晓丽，李林，

究进展[J].东北农业科学，2014，39(3)：42-45.

[4]吴家森，张金池，钱进芳，等.生草提高山核桃林土壤有机碳

含量及微生物功能多样性[J].农业工程学报，2013，29(20)：

.. All Rights Rerved.

111-117.

黄玉洁，等

.不同植被恢复模式对土壤有机碳[5]张勇，胡海波，

分子结构及其稳定性的影响[J].环境科学研究，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.

牛承岗，等

.细菌降解木质素的研究进展[J].[8]郁红艳，曾光明，

环境科学与技术，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.农田管理对土壤碳储量的影响及模拟研究[D].北京：

中国农业科学院，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]宋明伟，李爱宗，蔡立群，等.耕作方式

对土壤有机碳库的影响[J].农业环境科

学学报，2008，27(2)：622-626.

看你的观点

（收稿日期：2019-03-26）

扫一扫，

（上接130页）

昆虫提供一些人工养殖场，增加天敌在生态中的生存率，

还可以对天敌的

起到更好的消灭害虫的作用。不仅如此，

生存环境进行维护，然后破坏害虫的生长和繁殖环境，进

一步促进整个森林自然生态环境的平稳运行发展

[3]

。

3.2生物农药防治技术的发展应用

可以用很多菌类中

在整体的森林病虫害防治工作中，

提炼的生物农药，对害虫进行喷洒，防止出现一些天敌昆

虫没有完全消灭害虫的情况

[3]

。因为这种农药不会对人体

不会危害人体的

产生任何的副作用，它的使用是安全的，

健康。但是在使用农药的过程中应该要保护好生活中的天

然微生物，防止害虫对这种农药产生抗药性，也可以在一

些森林土壤中清除难以分解的残留有害物质，促进病虫害

的长期控制治理发展，进一步合理地保障森林生态环境的

干净整洁。在2017—2019年福建省罗源国有林场针对北

际工区、寒洋工区300hm

2

的柳杉林地内全面药物喷洒阿

维菌素加苏云金杆菌药物进行柳杉毛虫的防治，对所有小

数量、时间，以便及时实

班做好前期监测工作，提供虫龄、

施预防作业，达到最佳的预防效果。

4结束语

我国现阶段的森林病虫害防治技术还处于初级阶段，

并不能对我国的森林病虫害起到根本性的防治作用，还在

逐步改进的过程中。但是现阶段采用的生物防治技术，可

以对我国森林病虫害起到安全的杀虫作用，也能够促进整

体的病虫害防治效率的提高，因此，我国还必须进一步加

强对森林病虫害的自然防治，有效地促进森林保护技术的

可持续发展。

参考文献：

周世健

.基于GIS技术的森林病虫害防治管理信息[1]詹新武，

系统[J].中国森林病虫，2005，24（1）：24-27.

[2]张再福.(超)轻型飞机防治森林病虫害技

术研究[J].林业科学，2000，36（3）：81-86.

[3]孙淑清，罗继生，李庆君.现代技术在我

国森林病虫害监测管理中的应用[J].防

护林科技，2004（2）：38-39.

2019-06-10）

扫一扫，

（收稿日期：

看你的观点

窑135窑