土壤有机碳分类及其研究进展

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长期施肥对土壤有机碳、氮组分及微生物多样性影响的研究进展

湖南农业科学
２０１３，（Ｏ１）：３６～３９
ＨｕｎａｎＡｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ
长期施肥对土壤有机碳氮组分及微生物多样性影响的研究进展
李清华
（福建省农业科学院土壤肥料研究所，福建福州３５００１３）
１土壤有机碳组分研究进展
土壤有机碳是指进入土壤的各种动植物残体、微生物体及其分解、合成的有机物质中的碳。土壤碳库是地球陆地生态系统中最大的碳贮蓄库，全球土壤有机碳库为１２００～１５００ｐｇ［ ” ，而地表生物群落碳素存贮总量为５００ — ６００Ｐｇ，大气碳素总量为７５０ｐｇｔ２］。土壤有机碳受土壤和生物生命活动的影响，其数量和生物活性处在不断的变化之中，是全球碳库中的最活跃部分之一。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎａｎｄｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｓｏｉｌａｒｅｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｓｏｉｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈ
ｃａｒｂｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆ

生物炭在土壤固碳方面的应用研究进展

生物炭在土壤固碳方面的应用研究进展生物炭是一种由生物质在无氧或低氧环境下热解而成的固碳材料。

它具有具有孔隙结构、高比表面积和良好的化学稳定性等特点，因此被广泛应用于土壤改良和碳固定领域。

下面将对生物炭在土壤固碳方面的应用研究进展进行探讨。

首先，生物炭作为土壤改良剂可以提高土壤质量，增强土壤水分保持能力和肥力。

研究表明，生物炭可以增加土壤水分保持能力，减少土壤中的水分蒸发和流失。

它的孔隙结构可以增加土壤孔隙度，改善土壤通气性和保水性，提高土壤肥力和作物产量。

此外，生物炭还可以吸附和保持土壤中的营养物质，如氮、磷、钾等，减少营养物质的流失，提高土壤肥力。

因此，生物炭在土壤改良方面的应用有助于固碳并提高土壤质量。

其次，生物炭可以降低甲烷和氧化亚氮等温室气体的排放。

研究发现，生物炭可以吸附和稳定有机物质，使其不易分解为甲烷等温室气体的前体物质。

此外，生物炭还可以提高土壤中的微生物活性，促进土壤中的硝化和反硝化过程，从而减少氧化亚氮的产生和排放。

因此，生物炭在减少温室气体排放方面具有潜力。

此外，生物炭还可以延缓土壤有机碳的分解和氧化过程，将其长期储存在土壤中。

研究发现，生物炭具有较高的化学稳定性，可以在土壤中长期存在。

它的孔隙结构可以保护生物质和有机质免于微生物分解，延缓有机碳的氧化过程。

此外，生物炭具有很长的生命周期，可以将固定的碳长期储存在土壤中，有效减少大气中的二氧化碳浓度。

总之，生物炭作为一种固碳材料，在土壤固碳方面具有广泛的应用潜力。

它可以改善土壤质量和水分保持能力，减少温室气体排放，延缓有机碳的分解和氧化过程。

然而，生物炭的应用还面临一些问题，如生产成本高和施用量的确定等。

因此，还需要进一步的研究来解决这些问题，并推动生物炭在土壤固碳方面的更广泛应用。

土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展

土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展作者：马玉霞来源：《环境与发展》2014年第03期摘要研究土地利用变化对土壤有机碳及其动态变化规律，有助于掌握全球气候变化与土地利用变化之间的关系。

本文分别从土地利用及其管理方式变化的角度，综合阐述了土地利用变化对土壤有机碳的影响过程与机理。

关键词土地利用方式土壤有机碳温室效应中图分类号 X14文献标识码 A文章编号1007-0370（2014）03-0064-04Abstract： Studying the effect of land use change on soil organic carbon and its dynamic change rules，help to grasp the relationship between global climate change and the land use change. By literature review，this paper summarizes major research progresses on the effects of land use change on SOC，explaining the process and mechanism of SOC change induced by changes of land use and land management. Key words： Land use；Soil organic carbon；Greenhouse effect土壤碳库是大气碳库的3.3倍，生物碳库的4.5倍，是陆地生态系统最大的碳库[1- 2]，也是最活跃的碳库之一。

土壤碳可分为有机碳（SOC）和无机碳（SIC）。

无机碳相对稳定，而有机碳则与大气频繁地进行着二氧化碳交换，与大气进行活性交换的SOC约占陆地生态系统碳的2/3[3]，所以SOC的变化将会影响大气CO2浓度，进而改变全球碳循环[4]。

土地利用对湿地土壤活性有机碳的影响研究进展

方式变化对湿地土壤活性有机碳多种组分的影响研究进展，展望不同土地利用方式下湿地土壤活性碳库的未来研究方向，并
提出今后应加强不同土地利用方式下湿地生态系统土壤活性碳库与土壤微生物及土壤酶活性的关系研究，以期为评估湿地生
态系统碳源／汇功能提供理论基础。关键词：土地利用；湿地；活性有机碳；研究进展中图分类号：Ｓ５．１３６文献标志码：Ａ文章编号：１７．９６（０１３０６．４６４５０２１）０．５７０
生物有效性及其循环转化起着非常重要的作用，且
２土地利用对湿地土壤易氧化有机碳的影响
易氧化有机碳是指能被３３ｍｍｏ・Ｍｎ４３ｌ的ＫＯＬ氧化的有机碳Ｌ。ｌ湿地不同土地利用方式下，引植被
与土壤温室气体排放密切相关。目前，土地利用方式对土壤活性有机碳组分的研究主要集中在农业和森林土壤１】而对湿地的研究相对较少。６，－８研究不
土地利用对湿地土壤活性有机碳的影响研究进展
万忠梅，郭岳，郭跃东。
Ｉ．吉林大学地球科学学院，吉林长春１０６；２吉林省林业科学研究院，吉林长春１０３３０１．３０３３．中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林长春１０１３０２
摘要：湿地生态系统土壤碳库的周转及碳源／过程对全球气候变化起着极其重要的作用，而土壤碳库中的活性碳组分对环汇
境因子变化响应最为敏感，湿地土壤活性有机碳在湿地土壤碳、、氮磷等养分元素的生物地球化学循环方面起着十分重要的

土壤碳循环研究进展及干旱区土壤碳循环研究展望_1

土壤碳循环研究进展及干旱区土壤碳循环研究展望许文强1，陈曦1，罗格平1，蔺卿2（1中国科学院新疆生态与地理研究所，荒漠与绿洲生态国家重点实验室，新疆乌鲁木齐830011；2新疆水利厅，新疆乌鲁木齐830000）摘要：土壤碳库动态及其驱动机制是陆地生态系统碳循环与全球变化研究的热点问题之一。

随着各国对《京都议定书》的重视，农业土壤碳库变化及其“源汇效应”研究不断加强，但以往研究土壤碳循环主要是针对有机碳，较少考虑无机碳的作用和地位，干旱区土壤无机碳储量巨大，其在区域碳循环过程中的贡献日益显著，这使得干旱区土壤碳循环研究必须同时考虑土壤有机碳和无机碳的行为。

国内外关于农业土壤有机碳动态的研究主要围绕农业土壤有机碳储量、固碳潜力等问题展开，研究区多为湿润、半湿润地区；国际上对农业土壤无机碳动态的研究主要集中在干旱区土地管理措施对土壤发生性碳酸盐碳的形成与转化方面，研究方法以稳定同位素技术为主，但目前关于中国干旱区农业土壤无机碳动态的研究还较为薄弱。

因此，应加强干旱区绿洲土壤碳循环研究，深入分析干旱区绿洲土壤碳的“源/汇效应”；探讨土壤无机碳动态变化的机理。

关键词：土壤有机碳；土壤无机碳；土壤碳“源/汇”；稳定同位素；干旱区绿洲中图分类号：S153文献标识码：A文章编号：1000－6060（2011）04－0614－07（614 620）土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库，土壤碳库动态及其驱动机制研究是陆地生态系统碳循环及全球变化研究的重点和热点之一，也是全球碳计划（GCP）、全球气候研究计划（WCRP）等一系列全球变化研究计划的核心问题之一〔1－4〕。

近年来，随着各国对《京都议定书》的重视，农业土壤碳库变化及其“源/汇”效应研究不断加强〔5－7〕。

土壤碳包括有机碳和无机碳，其中无机碳主要指存在于干旱土壤中的碳酸盐碳，由岩生性碳酸盐（Lithogenic Carbonate）碳和发生性碳酸盐（Pedogen-ic Carbonate）碳组成，而发生性碳酸盐在形成过程中可以固存大气CO2，其形成与周转对干旱区碳循环具有重要影响〔8－11〕。

土壤有机碳库及其控制因子的研究进展

ＡｄａｃｓｎＲｅｅｒｈｆｒＳｉＯｒａｉｒｏｔｒｈｕｅａｄＩｓＣｏｔｏａｔｒｖｎｅｓａｃｏｌｇｎｃＣｏＦ
ＧｏＮＧＺｈｎｙａ，ＬＩｕ－ｉａ－ｕｎＵＣｈｎｍｅ，ＷＡＮＧＹｎｊａ－ｅｉ
维普资讯
第ｌ８卷第３期
２００６焦
黑龙江八一农垦大学学报
ｌ（：ｌ～ｌ８３）０２
Ｊｎ０６ｕｅ２０
６月
ＪｆｅｌｎｊｎＡｕｕｔｉｔａｄｅｌｍａｏＵｉｅｓｙ．ＨｉｇｉｇｏｏａｇｓＦｒＬｎＲｃａｔｎｎｖｒｉｓｉｔ
ｓｉ；ａｒｃｌｒｌｒｄｃｉｎｏｌｇｉｕｔａｏｕｔｏｕｐ
０前言
土壤是陆地生态系统中最大的有机碳库。据估算，全球ｌｍ深度的土壤中贮存的有机碳量约为ｌ０ｔ０，超过了植被与大气有机碳储量之和ｎ。在２５Ｇ～３ｍ深度范围的土层中还贮存着约８２ｔ的４Ｇ有机碳。土壤有机碳不仅为植被生长提供碳源、维持土壤良好的物理结构，同时也以ｃｚ０等温室气体的形式向大气释放碳。由于土壤有机碳的库容巨大，其较小的变幅即能导致大气ｃｚ０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。我国耕地有机碳含量普遍很低，南方约为０８～１２，华北约为０５～０８，东北约为１０～．％．％．％．％．％１５，西北绝大多数在０５以下。而欧洲农业土壤大都在１５以上。我国耕地平均有机碳含量低．％．％．％

土壤有机质概念和分组技术研究进展

土壤有机质概念和分组技术研究进展一、本文概述土壤有机质（Soil Organic Matter，简称SOM）是土壤的重要组成部分，它对于土壤肥力、土壤生物活动、土壤保持水分和养分能力以及土壤结构的稳定性等方面具有关键作用。

随着生态农业和可持续农业的发展，对土壤有机质的研究越来越受到人们的关注。

本文旨在综述土壤有机质的概念、分类及其分组技术研究进展，以期为提高土壤肥力和推动农业可持续发展提供理论支撑和实践指导。

本文将阐述土壤有机质的基本概念，包括其定义、组成、性质及其在土壤生态系统中的作用。

对土壤有机质的分组技术进行分类和评价，包括传统的化学分组法、物理分组法以及近年来发展起来的生物分组法和光谱分组法等。

在此基础上，分析各种分组技术的优缺点，探讨其适用范围和局限性。

总结土壤有机质研究的最新进展，展望未来的研究方向和应用前景。

通过本文的综述，旨在深化对土壤有机质的认识，促进土壤有机质分组技术的创新和发展，为农业生产和生态环境保护提供科学依据和技术支持。

二、土壤有机质概念的发展土壤有机质（Soil Organic Matter, SOM）是土壤中的重要组成部分，对于土壤的结构、肥力、生物活性以及环境功能等方面具有重要影响。

随着科学技术的不断进步，对土壤有机质的研究也在逐步深入，其概念也在不断发展和完善。

早期，土壤有机质主要被看作是一种复杂的有机混合物，其定义主要基于其在土壤中的存在形式和化学性质。

然而，随着研究的深入，人们开始认识到土壤有机质并非简单的有机物质集合，而是由多种有机组分通过物理、化学和生物作用相互关联、相互影响的复杂系统。

近年来，对土壤有机质的理解已经从单纯的化学组分转变为包含生物活性、物理结构、化学性质和环境功能的综合概念。

有机质被视为土壤生态系统中的关键组成部分，与土壤微生物、土壤酶、土壤颗粒等相互作用，共同维持着土壤的生物活性和肥力。

随着分组技术的不断进步，人们开始对土壤有机质进行更为精细的划分。

农田土壤有机碳储量的影响因素研究

研究目的和内容
研究目的
探讨影响农田土壤有机碳储量的主要因素，为采取合理的农业管理措施提高土壤有机碳储量和减缓全球气候变暖提供科学依据。
研究内容
针对不同土地利用类型、不同农业管理措施等方面进行深入研究，分析其对土壤有机碳储量的影响机制和作用规律。
02
农田土壤有机碳储量及其影响因素
农田土壤有机碳储量的重要性
土壤有机碳储量受多种因素影响，如土地利用方式、气候条件、土壤类型等。
不同土地利用方式对土壤有机碳储量的影响不同，其中耕作方式对土壤有机碳储量的影响最为显著。
气候条件如降雨量和温度对土壤有机碳储量具有重要影响，而土壤类型则决定了土壤有机碳储量
的空间分布。
研究不足与展望
现有的研究主要集中在不同土地利用方式和气候条件对土壤有机碳储量的影响，而对土壤类型和其他环境因素的研究尚需加强。
土壤有机碳储量是影响农田土壤质量的重要因素，对于提高农作物产量和品质、维护土壤生态平衡等方面具有重要作用。
国内外研究进展
国内外的相关研究主要集中在不同土地利用类型对土壤有机碳储量的影响、不同农业管理措施对土壤有机碳储量的影响等方面。
研究方法也多样化，包括模型模拟、野外采样、实验室分析等。
气候因素
气候条件如温度、降雨量、湿度等对土壤有机碳的积累和分解有着重要影响。
土壤类型
不同土壤类型对有机碳的吸附和释放能力不同，土壤质地、酸碱度等因素也会影响有机碳的含量。
农业管理措施
农业管理措施如耕作方式、种植制度、施肥等对土壤有机碳的含量和分布也有显著影响。
生物因素
土壤中的微生物和植物根系等生物因素对有机碳的分解和转化具有重要影响。
管理措施对农田土壤有机碳储量的影响机理

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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、水溶性有机碳、微生物生物量碳、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。

3S技术被应用于区域或全球土壤有机碳库存量大小、有机碳密度的空间分布差异等方面的研究。

发达国家已在区域尺度上开展了相关研究工作。

如俄罗斯在1B250万土壤分布图上建立了土壤碳空间数据库，计算出俄罗斯0~ 20 cm、0~ 50 cm和0~100 cm等不同土层有机碳库存量，估计出俄罗斯土壤有机碳库存总量为34211 Pg，无机碳库存总量为11113 Pg，土壤总碳库存量为45314 Pg，并绘制了俄罗斯0~ 100 cm土层无机碳库存量分布图。

加拿大建立了1B100万的数字化土壤分布图及土壤碳数据库，并计算出加拿大0 ~ 30 cm 土层和0 ~100 cm土层土壤有机碳库存量分别为7011 Pg和249 Pg。

世界各国不同研究者对全球土壤有机碳库存量的估算方法并无本质区别，但由于所用资料来源与土壤分类方式不同，土壤有机碳库存量的估计值有较大差异。

全球土壤1 m内土壤有机碳库大约是植被碳库的115~ 3倍，如此巨大的土壤有机碳库,即使其发生很轻微变动，都会引起大气中CO2浓度变化，进而影响全球气候变化。

因此，土壤有机碳库存量研究成为全球变化的研究热点之一。

国内研究进展
我国学者非常关注土壤碳循环研究，并在土壤有机碳库存量研究方面取得了许多引人注目的成果。

如陈庆强等分别对陆地生态系统，
特别是土壤碳循环进行了研究和评述，金峰等对土壤有机碳库存量进行了统计，张东辉等对土壤有机碳的转化与迁移进行了研究。

王淑平等人的研究表明，土壤有机碳含量与降水量之间呈显著正相关，温度对有机碳的影响较复杂，适宜温度有利于土壤有机碳积累，否则，对有机碳积累具有负效应；此外，由气候等因素影响的植物种类组成对土壤有机碳库存量也有重要影响。

陈佐忠等在研究中发现，植物种类组成可通过影响植物残体分解速率进而影响土壤有机碳的含量及分布，并对草甸草原、典型草原、荒漠草原植物种类组成与土壤有机质含量关系作了详细分析。

近年来，我国学者也将遥感技术和地理信息系统技术应用于土壤有机碳研究。

我国已完成了1B400万土壤分布图和1B100万土地利用图数字化工作, 但所包含的土壤碳属性数据较少, 不能直接用于我国土壤碳库估计。

潘根兴等对中国土壤有机碳库进行了估算。

一些学者还对我国陆地土壤有机碳库存量以及特定区域和生态群落土壤有机碳库存量进行了探索, 但由于计算方法和数据来源不同, 不同研究者之间的估算结果存在较大差异。

参考文献
1、韩丽娟等，黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力变化Ⅳ. 有机碳组分的变化[ J]，应用生态学报，2006, 17 (5) : 817～821
2、刘满强, 胡锋, 陈小云1 土壤有机碳稳定机制研究进展[ J]. 生态学报, 2007, 27 ( 6): 2642- 26491
3、金峰, 杨浩, 赵其国1 土壤有机碳储量及影响因素研究进展[ J]. 土壤, 2000, ( 1 ): 11- 171
4、周广胜，王玉辉，陆地生态系统类型转变与碳循环[ J].植物生态学报, 2002, 26 ( 2): 250 – 2541
5、任军，郭金瑞等，土壤有机碳研究进展，中国土壤与肥料，2009（6）
6、。