土壤有机质与碳循环ppt
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第十章土壤元素的生物地球化学循环PPT课件
光合作用是土壤碳循环中重要的碳同化途径。光 合作用产生的有机物质主要是碳水化合物，它是土壤 有机碳的最初来源。
光合作用强度直接受植物生物学特性和气候条件 的影响。
三、土壤呼吸作用
土壤呼吸作用是指土壤产生并向大气释 放二氧化碳的过程，主要由土壤微生物(异养 呼吸)和根系(自养呼吸)产生。除植被冠层光 合作用，土壤呼吸作用是陆地生态系统碳收 支中最大的通量。
研究土壤呼吸作用引起的土壤CO2通量变化必须特别注意 土壤表层附近的不稳定碳库的变化。人为扰动或全球变暖引起 的土壤CO2通量释放的增加主要源于具有最短更新时间的不稳 定碳库。如温带森林土壤的CO2年生产量中有83%是仅为15cm 的表层土壤提供的。
四、土壤碳的固定
土壤碳的固定：光合作用固定的碳大于呼吸 作用消耗的碳。
➢土壤碳库估计中不确定性还与土壤实测调查数据 不充分有关。
➢控制土壤碳储量的主导因子多，包括气候（温度 和水汽）、植物类型、母岩（黏土含量和土壤排水 层）等，而温度、水汽和颗粒大小在土壤剖面的不 同深度变化极大。
图 中国土壤有机碳密度（0-100cm）分布
二、土壤光合作用
光合作用（Photosynthesis）是绿色植物吸收 光能 ，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为 有机物，并释放出氧气的过程。
木质素、树脂和某些芳香族化合 几个月到几年 物
纤维、脂肪
几天到几个月
氨基酸、简单糖类和低分子脂肪 几小时到几天 酸等
➢不同土壤层中有机碳的的平均停留期受土壤有机质的 性质和数量、腐殖质的特性以及环境条件等影响，一 般为100~3000年。
➢地质大循环的土壤碳周转时间可达几百万年甚至几亿 年，远远长于大气碳库和陆地植被碳库，可见土壤碳 库在生物地球化学循环中周转速度最慢。
光合作用强度直接受植物生物学特性和气候条件 的影响。
三、土壤呼吸作用
土壤呼吸作用是指土壤产生并向大气释 放二氧化碳的过程，主要由土壤微生物(异养 呼吸)和根系(自养呼吸)产生。除植被冠层光 合作用，土壤呼吸作用是陆地生态系统碳收 支中最大的通量。
研究土壤呼吸作用引起的土壤CO2通量变化必须特别注意 土壤表层附近的不稳定碳库的变化。人为扰动或全球变暖引起 的土壤CO2通量释放的增加主要源于具有最短更新时间的不稳 定碳库。如温带森林土壤的CO2年生产量中有83%是仅为15cm 的表层土壤提供的。
四、土壤碳的固定
土壤碳的固定：光合作用固定的碳大于呼吸 作用消耗的碳。
➢土壤碳库估计中不确定性还与土壤实测调查数据 不充分有关。
➢控制土壤碳储量的主导因子多，包括气候（温度 和水汽）、植物类型、母岩（黏土含量和土壤排水 层）等，而温度、水汽和颗粒大小在土壤剖面的不 同深度变化极大。
图 中国土壤有机碳密度（0-100cm）分布
二、土壤光合作用
光合作用（Photosynthesis）是绿色植物吸收 光能 ，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为 有机物，并释放出氧气的过程。
木质素、树脂和某些芳香族化合 几个月到几年 物
纤维、脂肪
几天到几个月
氨基酸、简单糖类和低分子脂肪 几小时到几天 酸等
➢不同土壤层中有机碳的的平均停留期受土壤有机质的 性质和数量、腐殖质的特性以及环境条件等影响，一 般为100~3000年。
➢地质大循环的土壤碳周转时间可达几百万年甚至几亿 年，远远长于大气碳库和陆地植被碳库，可见土壤碳 库在生物地球化学循环中周转速度最慢。
土壤养分循环.ppt
(1960-1980: from about 325 ppm to 345 ppm)
CO2 content of atmosphere in 1988 was 351 ppm and in 1992 was 356 ppm
CO2 content of atmosphere in 1996 was 363 ppm CO2 content of atmosphere in 1999 was 370 ppm
3. 土壤碳的循环转化
The Carbon Cycle
1. autotrophs fix carbon dioxide from the atmosphere during photosynthesis 2. carbon dioxide is released back into the atmosphere by respiration 3. the carbon cycle is very fast 4. Other carbon cycles are slow
•50%-90% savings for NT vs. CT
•Increased leaching •Increased fertilizer use
Soil carbon equilibrium
•Affected by many factors
• amount and type of biomass input
•Biomass
•has degradation resistant litter •provides good soil microbial habitat •has high water holding capacity •protects from oxidation •cools soil by shading/water •promotes aggregation •tight nutrient budget
CO2 content of atmosphere in 1988 was 351 ppm and in 1992 was 356 ppm
CO2 content of atmosphere in 1996 was 363 ppm CO2 content of atmosphere in 1999 was 370 ppm
3. 土壤碳的循环转化
The Carbon Cycle
1. autotrophs fix carbon dioxide from the atmosphere during photosynthesis 2. carbon dioxide is released back into the atmosphere by respiration 3. the carbon cycle is very fast 4. Other carbon cycles are slow
•50%-90% savings for NT vs. CT
•Increased leaching •Increased fertilizer use
Soil carbon equilibrium
•Affected by many factors
• amount and type of biomass input
•Biomass
•has degradation resistant litter •provides good soil microbial habitat •has high water holding capacity •protects from oxidation •cools soil by shading/water •promotes aggregation •tight nutrient budget
土壤学第十章土壤元素的生物地球化学循环51页PPT
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
*
7
§10 土壤元素的生物地球化学循环
三、土壤呼吸作用
在断断分从从压土大梯壤气度中向的向土作大壤用气 空下扩 气，散 扩驱， 散使。同C土时O2壤气使的体O这分2分种子子从不不 CO2
O2
大用气，中称吸为收土壤O2，呼同吸时。排出CO2的气体扩散作
呼吸、燃烧、工业利用
海洋中C
光合作用
空气CO2 土
绿色植 物
壤
矿 化
有 机
动物 微生物
质
石油煤
(一)土壤碳库在生物地球化学 (三)土壤碳循环对环境的影响
循化中的周转
(四)当前土壤碳循环研究存在
(二)土壤碳循环对土壤氮、硫、 的问题
磷循环的影响
*
二、土壤的光合作用
绿色植物吸收太阳光的能量，同化C02和H2O， 制造有机物质并释放氧的过程，称为光合作用，是 土壤碳循环中重要的碳同化途径。光合作用产生的 有机物质主要是碳水化合物，它是土壤有机碳的最 初来源：
CH4为23×1012g–28×1012g C。 湿地中90％的CH4在回到大气之前被氧化成C02。
(三)CH4和CO2对大气碳库环境的综合影响
*
12
§10 土壤元素的生物地球化学循环
土壤碳循环意义：
满足光合作用的需要；调节气候
*
13
气候变化与 粮食安全
研究结果表明，与目前常用的１９５１年至１９ ８０年中国种植制度气候区划结果相比，１９８ １年以来由于气候变暖，在陕西、山西、河北、 北京和辽宁，一年两熟种植北界明显向北移动； 在湖南、湖北、安徽、江苏和浙江一年三熟种植 北界向北空间位移明显。在不考虑品种变化、社 会经济等方面因素的前提下，各省的种植制度由 一年一熟改变为一年二熟，粮食单产平均可增加 ５４％至１０６％；由一年二熟变成一年三熟， 粮食单产平均可增加２７％至５８％。
*
7
§10 土壤元素的生物地球化学循环
三、土壤呼吸作用
在断断分从从压土大梯壤气度中向的向土作大壤用气 空下扩 气，散 扩驱， 散使。同C土时O2壤气使的体O这分2分种子子从不不 CO2
O2
大用气，中称吸为收土壤O2，呼同吸时。排出CO2的气体扩散作
呼吸、燃烧、工业利用
海洋中C
光合作用
空气CO2 土
绿色植 物
壤
矿 化
有 机
动物 微生物
质
石油煤
(一)土壤碳库在生物地球化学 (三)土壤碳循环对环境的影响
循化中的周转
(四)当前土壤碳循环研究存在
(二)土壤碳循环对土壤氮、硫、 的问题
磷循环的影响
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二、土壤的光合作用
绿色植物吸收太阳光的能量，同化C02和H2O， 制造有机物质并释放氧的过程，称为光合作用，是 土壤碳循环中重要的碳同化途径。光合作用产生的 有机物质主要是碳水化合物，它是土壤有机碳的最 初来源：
CH4为23×1012g–28×1012g C。 湿地中90％的CH4在回到大气之前被氧化成C02。
(三)CH4和CO2对大气碳库环境的综合影响
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12
§10 土壤元素的生物地球化学循环
土壤碳循环意义：
满足光合作用的需要；调节气候
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13
气候变化与 粮食安全
研究结果表明，与目前常用的１９５１年至１９ ８０年中国种植制度气候区划结果相比，１９８ １年以来由于气候变暖，在陕西、山西、河北、 北京和辽宁，一年两熟种植北界明显向北移动； 在湖南、湖北、安徽、江苏和浙江一年三熟种植 北界向北空间位移明显。在不考虑品种变化、社 会经济等方面因素的前提下，各省的种植制度由 一年一熟改变为一年二熟，粮食单产平均可增加 ５４％至１０６％；由一年二熟变成一年三熟， 粮食单产平均可增加２７％至５８％。
土壤碳循环vs全球碳循环ppt课件
在干或湿环境下沉积的各种地上及地下 掉落物参与碳循环的三个途径 A．直接成矿 B．根系的腐殖质过腐殖化作用成矿 C．厌氧环境中释放出CH4，排至大气， 植物呼吸释放CO2，淋溶其实作用固定 在土壤中
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
CATALOGUE
1
全球碳循环
2 土壤碳循环
3
土壤碳循环的地位与作用
4
总结
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
土壤碳库
土壤是陆地生态系统最大的碳库，其碳储量相当于大气碳库和植物碳库的2-3倍。
有机碳库 土壤碳库的增加或减少取决于土壤有机碳的输入和输出速率。 土壤有机库分解释放CO2进入土壤溶液转化为无机碳。
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。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
CATALOGUE
1
全球碳循环
2 土壤碳循环
3
土壤碳循环的地位与作用
4
总结
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
土壤碳库
土壤是陆地生态系统最大的碳库，其碳储量相当于大气碳库和植物碳库的2-3倍。
有机碳库 土壤碳库的增加或减少取决于土壤有机碳的输入和输出速率。 土壤有机库分解释放CO2进入土壤溶液转化为无机碳。
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。
《土壤有机质》课件
《土壤有机质》PPT课件
# 土壤有机质 ## 概述 - 什么是土壤有机质 - 土壤有机质的作用 - 土壤中有机质的来源和去向
土壤有机质的影响因素
植被类型
不同植被类型影响土壤有机质的种类和数量。
气候条件
气候状况直接关系到土壤中有机物的分解用方式会对土壤有机质的含量和 结构产生影响。
建设有机农业
2
的积累和分解。
采用无化学农药和化肥的农业模式，保
护土壤有机质。
3
合理利用有机肥料
使用有机肥料来补充和增加土壤有机质
防止环境污染
4
的含量。
加强环境监测和管控，减少污染物对土 壤有机质的破坏。
结语
土壤有机质是维持土壤生态系统健康的关键因素，我们希望大家能重视土壤 有机质的保护和提升工作，共同创造更美好的土壤环境。
地形地貌
不同的地形地貌影响土壤有机质的分布和垂直 层次。
土壤有机质的检测方法
原位检测方法
使用现场仪器和技术，通过测量土壤物理性质，如 颜色和形态，来评估土壤有机质的含量。
实验室检测方法
通过化学分析和仪器测量，准确测定土壤有机质的 含量和性质。
土壤有机质的保护与提升
1
种植优质绿色作物
选择适合土壤条件的植物，促进有机物
# 土壤有机质 ## 概述 - 什么是土壤有机质 - 土壤有机质的作用 - 土壤中有机质的来源和去向
土壤有机质的影响因素
植被类型
不同植被类型影响土壤有机质的种类和数量。
气候条件
气候状况直接关系到土壤中有机物的分解用方式会对土壤有机质的含量和 结构产生影响。
建设有机农业
2
的积累和分解。
采用无化学农药和化肥的农业模式，保
护土壤有机质。
3
合理利用有机肥料
使用有机肥料来补充和增加土壤有机质
防止环境污染
4
的含量。
加强环境监测和管控，减少污染物对土 壤有机质的破坏。
结语
土壤有机质是维持土壤生态系统健康的关键因素，我们希望大家能重视土壤 有机质的保护和提升工作，共同创造更美好的土壤环境。
地形地貌
不同的地形地貌影响土壤有机质的分布和垂直 层次。
土壤有机质的检测方法
原位检测方法
使用现场仪器和技术，通过测量土壤物理性质，如 颜色和形态，来评估土壤有机质的含量。
实验室检测方法
通过化学分析和仪器测量，准确测定土壤有机质的 含量和性质。
土壤有机质的保护与提升
1
种植优质绿色作物
选择适合土壤条件的植物，促进有机物
《土壤有机碳》课件
有机碳的来源
农田植被覆盖
不同的农作物和植被可以提供不同类型的有 机碳。
土地管理措施
合理施肥、堆肥和覆盖等措施可以提高土壤 的有机碳含量。
土地利用方式
农田的利用方式和轮作制度对有机碳的积累 和保留有重要影响。
农业生产技术
科学的农业生产技术可以增加土壤有机碳的 积累速率。
有机碳的作用
改善土壤结构
有机碳可以增加土壤的团聚体 和孔隙度，改善土壤的通气性 和保水性。
土地的历史利用方式和人类 活动对土壤有机碳的保存和 流失起着重要作用。
有机碳的保护与利用
1
加强土地利用规划
2
合理规划土地利用方式和农田布局，
减少土地的开垦和荒漠化。
3
增加土壤有机质输入量
4
加大有机物的还田量，推广秸秆还田 和堆肥等措施，增加土壤有机碳的输
入。
改善农田管理
优化施肥制度，加强有机物的还田， 合理轮作等措施可以增加土壤有机碳 的积累。
提高土壤养分含量
有机碳可以增加土壤中的有机 质含量，提高养分的保持和供 应。
促进土壤生态系统健康
适量的有机碳可以提供养分和 能量，维持土壤生态系统的平 衡和稳定。
有机碳的测定
1 热重分析法
2 层析法
通过加热样品，测量蒸发和烧失质量的变 化，间接测定有机碳含量。
利用有机物的亲水性差异，将有机物分离 和测定。
3 红外光谱法
4 激光诱导荧光光谱法
通过检测物质与红外光的相互作用，测定 有机碳的含量和类型。
通过激光诱导荧光技术，获取土壤中有机 碳的信息。
有机碳的影响因素
土壤类型
不同类型的土壤对有机碳的 积累和保留能力不同。
温、湿度等环境因 素
《土壤有机质》PPT课件
核蛋白质磷细菌 磷酸 K＋＋Na＋＋C磷a2＋酸盐 水解
产生的磷酸盐是植物可吸收的磷素养分，但在酸性或石灰性土壤 中易与Fe、Al、Ca、Mg等生成难溶性的磷酸盐，降低其有效性。
在缺氧条件下磷酸又被还原为磷化氢，其反应如下：
H3PO4 → H3PO3 → H3PO2 → PH3
精选ppt
20
4.含硫有机物质的转化
精选ppt
28
土壤有机质（碳）的转化
土壤有机质含 量并非可以无 限提高，在稳 定的生态系统 中最终达到一 个稳定值。
精选ppt
29
第二节 土壤腐殖质
一、腐殖质的分离与组成 二、土壤腐殖质在土壤中存在形态 二、土壤腐殖质的性质 四、我国主要土壤腐殖质的特征
精选ppt
30
土壤腐殖质本身不是一种单一的化合物， 而是由多种化合物形成的聚缩物，其主体 为腐殖酸及其盐，占腐殖质的85％～90 ％，称为腐殖物质。其余为微生物代谢所 产生的较简单的化合物，因与腐殖酸紧密 结合难以分离，故与腐殖酸合称为腐殖质。
分解成氨基酸的作用称水解作用。 蛋白质 → → 氨基酸
精选ppt
16
(2)氨化作用
分解含氮有机物产生氨的生物学过程称氨化作用。
CH2NH2COOH＋O2 → → HCOOH＋CO2＋NH3（氧化） CH2NH2COOH＋H2 → → CH3COOH＋NH3 （还原） CH2NH2COOH＋H2O → CH2(OH)COOH＋NH3（水解）
1.糖类、有机酸、醛、醇、酮类以及相近的化合物。 2.纤维素和半纤维素 3.木质素 4.脂肪、蜡脂、树脂和单宁 5.含氮化合物 化学元素组成： 土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、N， C/N比大约在10~12之间。
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吕学都
中国青海省瓦里关山大气本底站的大气CO2浓度测量结果
375 370 CO2 365 浓 度 360
(ppmv) 355 350
345 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 年
吕学都
1.0
1998年
0.5
温 度 距 平
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖化过程>>木质素理论
腐殖质形成过程-木质素理论
木 质 素 木质素构成单元
微 生 物 分 解
继续被微生物分解
富里酸
残余 部分
脱甲基、氧化与 含氮化合物聚合
胡敏酸
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖化过程>>木质素理论的依据
木质素与腐殖质的相似性
• 对于大多数细菌和真菌，木质素和腐殖质均很难分解； • 木质素和胡敏酸均溶于碱，并被酸沉淀；部分溶于乙醇； • 二者均含有-OCH3基，随着分解进程的推进，-OCH3基含量 减少； • 当木质素与碱液一同加热时会转化为含-OCH3基的胡敏酸； • 氧化木质素具有与胡敏酸类似的性质
近140年来全球温度变化（相对于1961－1990年）
℃
过去140年间全球升温0.4－0.8℃（平均0.6℃）； 13个最暖年份出现在1983年以后。 吕学都
第一节 土壤有机质概念>有机质功能>>有机C储库
土壤有机C库
• 大量存在于土 壤和植被中；
• 是大气中CO2 的源和库
G (109) tons
/wiki/Greenhouse_gas
第一节 土壤有机质概念>有机质功能>>有机C储库
土壤和植被是大气中CO2的源和库
• 砍伐热带雨林释放的C每年可达1.5-3 G 吨 • 南美稀树草原（Savannas）改为牧场后增加热 带土壤C积聚每年100-500M吨； • 土壤C 75%积聚在20 cm以下土层；
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖化过程>>聚合理论
腐殖质分组
黄色溶液 褐色沉淀
稀NaOH溶 出去有 液浸提过滤
清液
酸化过滤
机残体 的土样
黑色 残渣
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
腐殖质组分
富里酸也称黄腐酸 (Fulvic Acid)：既溶于碱 又溶于酸； 胡敏酸也称黑腐酸 (Humic Acid)：仅溶于碱 不溶于酸； 胡敏素又称黑腐素 (Humin)：既不溶于酸又 不溶于碱。
• 根系输入对土壤C积聚贡献大：根中物质不易 分解的比例：豆科植物，43-47%；禾本科牧草 54-62 %
第一节 土壤有机质概念>定义
土壤有机质定义
土壤有机质是土壤中处于各个分解阶段的有机 物质，包括以下组分：
有机残体 (Organic Байду номын сангаасebris)；
土壤生物(Soil Organisms)；
第一节 土壤有机质概念>有机质含量
有机质在土壤组分中的比例
孔隙 50%
矿物质 45%
有机质 5%
矿物质 95-99%
有机质 1-5%
体积比
重量比
第二节 有机物质分解>>矿化作用
有机物分解-矿化作用
在微生物等土壤生物作用下，有机物质分解， 有机N, P, S 转化为植物有效的无机形态 (NH4+, NO3-, PO43-, SO42-) 的过程称为矿化作用。 有机物质分解可以在好气条件下进行，也可以 在厌氧条件下进行。
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
腐殖质结构
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质>>组分性质
腐殖质各组分性质
富里酸 胡敏酸 胡敏素
颜色 浅黄 黄褐 深褐 灰黑 聚合程度 ----------------------------------------------------> 含碳量 45% -------------------------------------------> 62% 含氧量 48% <------------------------------------------- 30% 交换性酸 1400 <------------------------------------------ 500 (cMol/kg)
0
(℃)
-0.5
北半球地表温度变化
1000 1200 1400 1600 1800 2000 年
20世纪是过去1000年中最温暖的100年。 吕学都
0.8
0.6 0.4 温 度 距 平 （ ） 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 年
第三节 腐殖质与腐殖化过程
土壤腐殖质是复杂的、不易分解的有机大分子的 混合物
形成过程复杂
使土壤具有肥力
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
腐殖质
土壤腐殖质是各种有机体的组织本身或
其合成物质，在生物和非生物作用下，经过
转化形成的褐色或深褐色的，呈无定形胶体
状、复杂的、不易分解的高分子混合物。
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
CO2, CH4, N2O, H2O…
地表吸收 增温效应
吕学都
全球气候变化的基本事实
夏威夷Mauna Loa观象台测量的大气CO2浓度变化
370 360
CO2 350 浓 度
340
(ppmv) 330
320
310
300
1960
1970
1980
1990
2000 年
现已达到370ppmv（百万分之一体积）。
腐殖质（Humus)。 严格意义上的土壤有机质是土壤腐殖质。
第一节 土壤有机质概念>组成
土壤有机质组成
有机残体 (Organic Debris) 植物根系残茬、枯枝落叶 死的微生物组织、无脊椎动物残骸和排泄物 土壤生物 (Soil Organisms) 土壤微生物 土壤无脊椎动物 植物的细根 腐殖质 (Humus) 土壤生物分解有机残体而重新形成的有机物质
土壤有机质
第一节 土壤有机质概念
第二节 有机物质分解 第三节 腐殖质与腐殖化过程 第四节 土壤有机质与土壤肥力
第五节 土壤有机改良剂
第六节 影响土壤有机质含量的因素
土壤的生态功能
植物生 长基质 养分及有机废 物的循环系统
大气调节 土壤生物 的栖息地
水资源供 应及净化 系统
工程基质
温室效应：
温室气体能吸收地表长波辐射，使大气变暖，与 “温室”作用相似。 若无“温室效应”，地球表面平均温度是－18℃， 而非现在的15℃。
中国青海省瓦里关山大气本底站的大气CO2浓度测量结果
375 370 CO2 365 浓 度 360
(ppmv) 355 350
345 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 年
吕学都
1.0
1998年
0.5
温 度 距 平
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖化过程>>木质素理论
腐殖质形成过程-木质素理论
木 质 素 木质素构成单元
微 生 物 分 解
继续被微生物分解
富里酸
残余 部分
脱甲基、氧化与 含氮化合物聚合
胡敏酸
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖化过程>>木质素理论的依据
木质素与腐殖质的相似性
• 对于大多数细菌和真菌，木质素和腐殖质均很难分解； • 木质素和胡敏酸均溶于碱，并被酸沉淀；部分溶于乙醇； • 二者均含有-OCH3基，随着分解进程的推进，-OCH3基含量 减少； • 当木质素与碱液一同加热时会转化为含-OCH3基的胡敏酸； • 氧化木质素具有与胡敏酸类似的性质
近140年来全球温度变化（相对于1961－1990年）
℃
过去140年间全球升温0.4－0.8℃（平均0.6℃）； 13个最暖年份出现在1983年以后。 吕学都
第一节 土壤有机质概念>有机质功能>>有机C储库
土壤有机C库
• 大量存在于土 壤和植被中；
• 是大气中CO2 的源和库
G (109) tons
/wiki/Greenhouse_gas
第一节 土壤有机质概念>有机质功能>>有机C储库
土壤和植被是大气中CO2的源和库
• 砍伐热带雨林释放的C每年可达1.5-3 G 吨 • 南美稀树草原（Savannas）改为牧场后增加热 带土壤C积聚每年100-500M吨； • 土壤C 75%积聚在20 cm以下土层；
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖化过程>>聚合理论
腐殖质分组
黄色溶液 褐色沉淀
稀NaOH溶 出去有 液浸提过滤
清液
酸化过滤
机残体 的土样
黑色 残渣
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
腐殖质组分
富里酸也称黄腐酸 (Fulvic Acid)：既溶于碱 又溶于酸； 胡敏酸也称黑腐酸 (Humic Acid)：仅溶于碱 不溶于酸； 胡敏素又称黑腐素 (Humin)：既不溶于酸又 不溶于碱。
• 根系输入对土壤C积聚贡献大：根中物质不易 分解的比例：豆科植物，43-47%；禾本科牧草 54-62 %
第一节 土壤有机质概念>定义
土壤有机质定义
土壤有机质是土壤中处于各个分解阶段的有机 物质，包括以下组分：
有机残体 (Organic Байду номын сангаасebris)；
土壤生物(Soil Organisms)；
第一节 土壤有机质概念>有机质含量
有机质在土壤组分中的比例
孔隙 50%
矿物质 45%
有机质 5%
矿物质 95-99%
有机质 1-5%
体积比
重量比
第二节 有机物质分解>>矿化作用
有机物分解-矿化作用
在微生物等土壤生物作用下，有机物质分解， 有机N, P, S 转化为植物有效的无机形态 (NH4+, NO3-, PO43-, SO42-) 的过程称为矿化作用。 有机物质分解可以在好气条件下进行，也可以 在厌氧条件下进行。
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
腐殖质结构
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质>>组分性质
腐殖质各组分性质
富里酸 胡敏酸 胡敏素
颜色 浅黄 黄褐 深褐 灰黑 聚合程度 ----------------------------------------------------> 含碳量 45% -------------------------------------------> 62% 含氧量 48% <------------------------------------------- 30% 交换性酸 1400 <------------------------------------------ 500 (cMol/kg)
0
(℃)
-0.5
北半球地表温度变化
1000 1200 1400 1600 1800 2000 年
20世纪是过去1000年中最温暖的100年。 吕学都
0.8
0.6 0.4 温 度 距 平 （ ） 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 年
第三节 腐殖质与腐殖化过程
土壤腐殖质是复杂的、不易分解的有机大分子的 混合物
形成过程复杂
使土壤具有肥力
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
腐殖质
土壤腐殖质是各种有机体的组织本身或
其合成物质，在生物和非生物作用下，经过
转化形成的褐色或深褐色的，呈无定形胶体
状、复杂的、不易分解的高分子混合物。
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
CO2, CH4, N2O, H2O…
地表吸收 增温效应
吕学都
全球气候变化的基本事实
夏威夷Mauna Loa观象台测量的大气CO2浓度变化
370 360
CO2 350 浓 度
340
(ppmv) 330
320
310
300
1960
1970
1980
1990
2000 年
现已达到370ppmv（百万分之一体积）。
腐殖质（Humus)。 严格意义上的土壤有机质是土壤腐殖质。
第一节 土壤有机质概念>组成
土壤有机质组成
有机残体 (Organic Debris) 植物根系残茬、枯枝落叶 死的微生物组织、无脊椎动物残骸和排泄物 土壤生物 (Soil Organisms) 土壤微生物 土壤无脊椎动物 植物的细根 腐殖质 (Humus) 土壤生物分解有机残体而重新形成的有机物质
土壤有机质
第一节 土壤有机质概念
第二节 有机物质分解 第三节 腐殖质与腐殖化过程 第四节 土壤有机质与土壤肥力
第五节 土壤有机改良剂
第六节 影响土壤有机质含量的因素
土壤的生态功能
植物生 长基质 养分及有机废 物的循环系统
大气调节 土壤生物 的栖息地
水资源供 应及净化 系统
工程基质
温室效应：
温室气体能吸收地表长波辐射，使大气变暖，与 “温室”作用相似。 若无“温室效应”，地球表面平均温度是－18℃， 而非现在的15℃。