土壤碳分类
土壤有机碳分类及其研究进展1
土壤有机碳( SOC)是土壤学和环境科学研究的热点问题之一，土壤有机碳库的动态平衡直接影响着土壤肥力的保持与提高，进而影响土壤质量的优劣和作物产量的高低，因而土壤有机碳的变化最终会影响土壤乃至整个陆地生态系统的可持续性。
土壤有机碳包括活性有机碳和非活性有机碳。
土壤活性有机碳是指在一定的时空条件下，受环境条件影响强烈的、易氧化分解的、对植物和微生物活性影响比较高的那一部分土壤碳素。
根据测定方法和有机碳组分不同,土壤活性有机碳又表述为溶解性有机碳（DOC：dissolved organic carbon）、水溶性有机碳（water-soluble organic carbon）、微生物生物量碳（MBC：Microbial biomass carbon）、轻组有机碳和易氧化有机碳，可在不同程度上反映土壤有机碳的有效性和土壤质量。
国外研究进展国外对土壤有机碳的研究开始较早, 在20世纪60年代, 就有学者开始进行全球土壤有机碳总库存量研究。
但早期对土壤有机碳库存量的估算大都是根据少数土壤剖面资料进行的。
如1951年Rubey根据不同研究者发表的关于美国9个土壤剖面的有机碳含量, 推算出全球土壤有机碳库存量为710 Pg。
1976年Bohn利用土壤分布图及相关土组( soil association)的有机碳含量, 估计出全球土壤有机碳库存量为2946Pg。
这两个估计值成为当前对全球土壤有机碳库存量的上下限值。
20世纪80年代，由于研究全球碳循环与气候、植被及人类活动等因素之间相互关系的需要,统计方法开始被应用于土壤有机碳库存量的估算。
如Post等在Holdridge生命带模型基础上，估算了全球土壤碳密度的地理分布与植被及气候因子之间的相互关系，提出全球1m 厚度土壤有机碳库存量为1 395 Pg。
20世纪90年代以来, 随着遥感(RS)、地理信息系统(GIS) 和全球定位系统(GPS) 技术的发展, 为土壤有机碳研究提供了新的方法和手段。
土壤活性有机碳分组及测定方法
土壤活性有机碳分组及测定方法每种指标的测定方法如下：一．易氧化有机质（LOM）：土壤与氧化剂作用后，易被氧化、不稳定的有机质称作LOM。
目前常用的氧化剂有两种：K2CrO7与KMnO4。
KMnO4氧化法:（此方法较为常用）称取过100目筛，约含15 mg碳的土壤样品（如：有机碳含量为15g/kg,则称取1g土壤样品）于50 mL塑料旋盖的离心管中；加入25mL，333mmol/L高锰酸钾溶液，振荡1h，然后在时速2000 rpm下离心5 min，将上清液用去离子水以1∶250稀释，在分光光度计565 nm下测定稀释样品的吸光率，由不加土壤的空白与土壤样品的吸光率之差，计算出高锰酸钾浓度的变化，并进而计算出氧化的碳量(氧化过程中1 mmolKMnO4-消耗0.75 mmol或9 mg碳)。
KMnO4氧化法：（此法是在测定全量有机质基础上降低某些反应条件，衍生出的测定方法）1、水合热法：称取磨细(过0.25 mm筛)风干土1.50 g,放入500 mL三角瓶中,准确加入0.5 mol/L K2CrO7水溶液10.0mL,轻轻转动,使土粒分散。
用量筒将20 mL浓H2SO4迅速直接注入土壤悬浊液,立即小心地转动三角瓶,使土壤与试剂充分混匀1 min。
把三角瓶放在石棉网上30 min,然后注入水约200 mL,加3~4滴邻菲锣啉指示剂,用0.25 mol/L FeSO4标准溶液滴定过量的K2CrO7。
2、0.1 mol/L K2CrO7—1∶3H2SO4130℃氧化法：在油浴温度为130~140℃时将0.5 g风干土与0.1 mol/L K2CrO7）—1∶3H2SO410.0 mL共煮5 min,冷却后加入30 mL水,用0.1 mol/L FeSO4标准溶液滴定过量的K2CrO7。
二．生物量有机质（MBOM）：生物量有机质是指能被土壤微生物分解利用的部分有机质。
即微生物量碳、微生物量氮。
氯仿熏蒸法测定：（此法较为简单，但氯仿为有毒物质，操作复杂）前处理步骤：将新鲜的土样品含水量调节至田间含水量的30％～50％，25℃下密封预培养7～10 d，以保持土壤均匀和所得结果的可比性。
土壤有机碳库分类及研究进展综述
土壤有机碳库及其研究进展综述201128006514041 中科院地球化学研究所张永佳大气CO2浓度增加引起的全球变化是目前人们共同关注的一个全球问题。
土壤是陆地生态系统中最大的有机碳库，其较小的变幅即能导致大气CO2浓度较大的波动，因而在全球碳循环过程中起着极其重要的作用。
当前,对土壤碳库的动态过程与影响因素的认识仍有许多不清楚的地方,因为土壤有机质是由各种有机物组成的复杂系统，通常根据有机碳的不同周转时间，将土壤有机碳库划分为活性碳库（Ca）、缓效性碳库（Cs）和惰效性碳库（Cr）。
土壤有机碳的空间分布包含两方面的内容，一是指其随土壤深度的变化，即在垂直方向上的分布；另一是指其随不同地理位置上的变化，即水平方向上的分布。
土壤有机碳在空间分布的研究对模拟农业耕作土壤有机碳影响、评估土壤侵蚀对有机碳的影响以及营养元素的生物地球化学循环的模型模拟等方面的研究具有重要意义。
在不同的土壤深度，由于其物理性质和有机碳含量不同，其对全球碳循环的贡献也有差异。
一些研究表明，土壤有机碳的年龄随着土壤深度的增加而增加，可见深层土壤有机碳的惰性相应更大。
因此，研究土壤有机碳随土壤深度分布对于进一步了解不同深度曾中碳的动态变化及其对全球碳循环和温室气体浓度的影响具有重要意义。
而土壤有机碳的水平分布格局则可为区域土地利用和管理以及如何维持区域有机碳提供理论依据。
土壤有机碳库的影响因素较多。
受气候、土壤理化特性以及人类活动等诸多物理、生物和人为因素的影响，尤其是这些因子间的相互作用对土壤有机碳的动态变化至关重要。
在土壤有机碳的储蓄过程中，气候因子起着重要的作用。
一方面，气候条件制约植被类型、影响植被的生产力，从而决定输入土壤的有机碳量；另一方面，从土壤有机碳的输出过程来说，微生物是其分解和周转的主要驱动力，气候通过土壤水分和温度条件的变化，影响微生物对有机碳的分解和转化。
土壤理化特性在局部范围内影响土壤有机碳的含量，一般认为，土壤中的有机碳量随粉粒和粘粒含量的增加而增加。
土壤有机碳库分类及其研究进展
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)。
土壤有机碳库的分类及其研究进展
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
土壤有机碳库的分类及其研究进展姓名：付玉豪学号：2014E8012761041 培养单位：沈阳应用生态研究所据估计，全球陆地土壤碳库量约为1300 ~ 2000 Pg，是陆地植被碳库500 ~ 600 Pg的2 ~ 3倍，是全球大气碳库750 Pg的2倍多，在全球碳平衡中占有重要地位，尤其是土壤有机碳库。
土壤有机碳不仅可以为植物生长提供各种营养元素，维持土壤良好的物理结构，而且由于库容巨大，其储量的微弱变化就导致大气圈中CO2浓度发生较大变化，直接影响全球碳平衡格局。
随着全球变化研究的深入，土壤有机碳库渐渐成为研究全球碳循环的热点问题之一。
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，这部分不活泼的碳具有较长的周转时间。
在国外，好多文献把土壤有机碳库分为三部分：活跃碳库，缓效性碳库和惰性碳库，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和物理性质都稳定的部分。
土壤有机碳循环主要包括以下3个基本阶段：土壤有机质的输入，主要是依靠植被地上部分的凋落物及其地下部分根的分泌物和细根周转产生的碎屑，其输入量在很大程度上取决于气候条件、土壤水分状态、养分的有效性、植被生长以及人类的耕种管理等因素；土壤有机质的分解和转化过程，主要是指土壤呼吸，且分解速率受有机物的化学组成、土壤理化特性以及人类活动的综合影响；土壤腐殖质的分解和转化过程。
土壤有机质输入和输出之间的平衡决定了土壤有机碳库库容的大小, 且不同阶段的决定因子会对土壤有机碳库产生不同影响。
无论土壤有机碳库外源碳的输入还是内源碳的输出，都和人类活动密切相关。
人类活动对地球土壤圈和气圈之间的碳平衡的影响越来越大，如毁林、燃烧化石燃料、环境污染、土地利用方式变化等不同程度改变着土壤有机碳库量，造成温室气体CO2浓度的上升。
碳组分分类
土壤有机碳作为土壤中较为活跃的土壤组分，对土壤生产力和全球碳循环影响重大。
全球土壤有机碳库达1.5×103-2.0×103Pg，约是陆地生物量的2.5倍，是大气碳库的3倍[1]；土壤每年排出的CO2约为耗能燃烧释放量的10倍[2]，与大气交换的土壤有机碳大约占陆地表层生态系统碳储量的2/3[3]。
因此，即使土壤有机碳库发生微小的变化，也会对全球的碳平衡产生重大的影响[1]。
增加土壤有机碳，不仅可以使退化土壤得到恢复、增加土壤肥力，提高作物生产力[4]，还可以作为有效的、具有中长期利益的CO2减排廉价途径，为研制和开发工业可替代能源赢得宝贵的时间[5]。
Lal在Science发表文章，论述了土壤碳固定对全球气候变化与食物安全的影响，认为可以通过退化土地恢复、免耕、改进放牧管理、生产能源植物等途径增加土壤固定碳的能力，退化农田每增加1吨有机碳，即可相应增加20-40kg/ha的小麦（Triticum aestivum L.）产量、10-20kg/ha的玉米（(Zea mays L.）产量和0.5-1kg/ha的豇豆（Vigna unguiculata L.）产量；不仅如此，每年有机碳的增加还能抵消由化石燃料释放的0.4-1.2Pg碳，从而减缓全球气候变化的负面影响，增加食物安全[4]。
因此，研究不同的耕作制度对提高土壤碳收集能力的影响对于缓解气候变化趋势与全球食物安全都具有十分积极的意义。
1.土壤有机碳及其组分耕作制度在短期内不大可能改变对土壤有机碳带来可观察到的变化，尤其是重组碳。
相反，有机碳的活性部分对耕作制度的改变相对敏感[12]，可明显反映外界环境因子变化和人为活动对土壤有机碳的影响。
因此，各国学者就将研究重点集中在对外界因素非常敏感、周转速度较快的土壤有机碳活性组分上。
土壤活性有机碳一般是指在一定的时空条件下，受环境条件影响强烈、易氧化分解、对植物和微生物活性比较高的那一部分土壤碳素。
土壤碳分类
土壤碳分类1. 前言土壤是地球上最重要的生态系统之一，它影响着地球上的大气、水和生物，承载着生态系统的许多功能和服务。
土壤中的碳是生态系统的重要组成部分，它对生物多样性、土地利用、水循环和气候变化等生态系统过程有着深远的影响。
本文将介绍土壤碳的分类及其在生态系统中的重要性。
2. 怎么分类土壤碳？土壤碳可以分为有机碳和无机碳两种类型。
其中，有机碳包括土壤有机质和生物质碳，它们是由生物过程在土壤中形成的碳物质。
而无机碳包括碳酸盐和元素碳，它们是由热化学过程在土壤中形成的碳物质。
下面是对两种碳的分类详细介绍：2.1 有机碳2.1.1 生物质碳生物质碳通常指植物残体和根系，它们在土壤中分解时，会释放出大量的二氧化碳和甲烷。
生物质碳是一种动态的碳库，其分解速度取决于多种因素，如土壤温度、水分和有机碳的化学性质等。
2.1.2 土壤有机质碳土壤有机质碳是土壤中最大的碳储备之一，通常表现为土壤有机质的含量。
它是由植物、动物和微生物生物活动形成的，主要由淀粉、蛋白质、纤维素、亚油酸和脂肪酸等有机物质形成。
土壤有机质碳的分解速度相对生物质碳要慢得多，但它的储量比生物质碳要大得多。
2.2 无机碳2.2.1 碳酸盐碳酸盐是一种由钙、镁等碱性金属离子和二氧化碳组成的化合物。
大多数碳酸盐都是由海洋生物、河流和湖泊中的珊瑚、贝壳和藻类等生物形成的，这些生物通常会在它们的骨骼或贝壳中积累大量的钙或镁。
当这些生物死亡或衰退时，它们的骨骼或贝壳就会沉积到海底形成碳酸盐。
2.2.2 元素碳元素碳指的是土壤中直接存在的碳元素。
它通常是从煤炭、石油、天然气等化石燃料中释放出来的，并且与空气和水一起被运送到土壤中。
元素碳通常包括烷烃、芳香族化合物和腈等物质。
3. 土壤碳在生态系统中的重要性土壤碳在生态系统中扮演着重要的角色，它对生物多样性、土地利用、水循环和气候变化等生态系统过程有着深远的影响。
3.1 土地利用在农业和林业生产中，土壤有机质碳和生物质碳是维持生产力和水循环的基础。
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土壤碳分类
引言
土壤碳是指土壤中的有机碳（SOC）和无机碳（SIC）的总和。
土壤碳在地球系统中扮演着重要的角色。
准确地分类土壤碳可以帮助我们了解土壤健康、气候变化和可持续农业等方面的问题。
本文将探讨土壤碳的不同分类方法，并介绍其应用和未来的发展方向。
一、土壤碳分类方法
1. 按来源分类
土壤碳可以根据其来源进行分类，分为植物残体碳、根系碳、土壤微生物碳和土壤有机肥碳等几类。
这种分类方法主要从土壤碳的组成方面进行划分，有助于了解不同来源碳的特点和其对整体碳汇的贡献。
2. 按形态分类
土壤碳可以按照其形态进行分类，分为溶解有机碳（DOC）、可腐分解有机碳（OC）和稳定有机碳（SOC）等几类。
溶解有机碳主要存在于土壤水溶液中，可腐分解有
机碳主要是指土壤中的腐殖质，而稳定有机碳则是指在土壤中存在时间较久、不易分解的有机物质。
这种分类方法有助于研究土壤碳的循环和稳定性。
3. 按分布分类
土壤碳可以按照其在不同土层和土壤类型中的分布情况进行分类，分为不同的形态和含量。
由于土壤碳的分布会受到土壤类型、植被类型和土地利用方式等多种因素的影响，因此按分布分类可以揭示土壤碳的空间差异和影响因素，对于土壤碳的管理和保护具有重要意义。
4. 按作用分类
土壤碳可以按照其在生态系统中的作用进行分类，分为生物碳（BC）、化学碳（CC）和物理碳（PC）等几类。
生物碳主要指土壤中的生物团聚体和微生物量碳，化学碳
主要指土壤中的有机物质，物理碳主要指土壤中的有机胶体和颗粒有机碳。
这种分类方法有助于了解土壤碳与土壤肥力、气候变化以及土壤水分保持等方面的关系。
二、土壤碳分类的应用
1. 碳汇评估
通过对土壤碳的分类和量化，可以评估土壤的碳汇能力。
了解土壤中不同碳汇的贡献，有助于优化土地利用方式、改善农田管理措施，从而提高碳汇量，减轻温室气体排放量，应对气候变化。
2. 土壤肥力评估
土壤碳与土壤肥力密切相关。
有机碳是土壤中的重要养分来源，对土壤的肥力和农作物生长具有重要影响。
通过分类和评估土壤碳，可以了解土壤肥力的变化和提高途径，制定科学的土壤养分管理策略。
3. 农田管理优化
不同来源的土壤碳对农田管理具有不同的反应。
通过分类土壤碳，可以根据其特点制定相应的农田管理措施，如合理施肥、种植适宜的作物和轮作，以提高土壤碳含量和质量，改善土壤结构和肥力。
4. 土壤碳监测
土壤碳是土壤健康和环境质量的重要指标之一。
通过分类和监测土壤碳，可以及时发现土壤质量变化和潜在问题，采取相应的措施进行保护和修复。
三、土壤碳分类的发展方向
1. 研究方法的改进
目前土壤碳分类方法还存在一些不足之处，需要进一步改进和完善。
例如，可以结合分子生物学和同位素技术，对土壤碳的来源和转化过程进行更深入的研究。
另外，可以考虑开发新的检测工具和技术，提高土壤碳分类的精度和效率。
2. 多尺度研究
土壤碳的分布和变化具有明显的尺度效应。
未来的研究应该更多地关注不同空间尺度和时间尺度上的土壤碳分类和变化规律。
比如，可以将土壤碳分类方法与遥感技术相结合，实现对大范围土地的土壤碳分类和监测。
3. 模型模拟和预测
利用土壤碳分类的结果，结合数值模型和地理信息系统等工具，可以建立土壤碳模型，并预测土壤碳的动态变化。
这有助于制定科学的土壤碳管理策略和预测气候变化对土壤碳的影响。
结论
土壤碳的分类是了解土壤碳的特点和作用的重要手段。
通过分类和研究不同来源、形态、分布和作用的土壤碳，可以更好地理解土壤碳循环的机制，制定相应的管理策略，推动农业的可持续发展和生态环境的保护。
未来，土壤碳分类方法的改进和应用将进一步推动土壤碳研究的发展。