土壤有機碳分類及其研究進展1

1、土壤有機碳(SOC)是土壤學和環(huán)境科學研究的熱點問題之一，土壤有機碳庫的動態(tài)平衡直接影響著土壤肥力的保持與提高，進而影響土壤質(zhì)量的優(yōu)劣和作物產(chǎn)量的高低，因而土壤有機碳的變化最終會影 響土壤乃至整個陸地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。土壤有機碳包括活性有機 碳和非活性有機碳。土壤活性有機碳是指在一定的時空條件下，受環(huán)境條件影響強烈的、易氧化分解的、對植物和微生物活性影響比較高 的那一部分土壤碳素。根據(jù)測定方法和有機碳組分不同，土壤活性有機碳又表述為溶解性有機碳(DOC: dissolved organic carbor)、水溶 性有機碳(water-soluble organic carbor)、微生物生物

2、量碳(MBC : Microbial biomass carbon)、輕組有機碳和易氧化有機碳，可在不同程 度上反映土壤有機碳的有效性和土壤質(zhì)量。國外研究進展國外對土壤有機碳的研究開始較早，在20世紀60年代，就有學者 開始進行全球土壤有機碳總庫存量研究。但早期對土壤有機碳庫存量 的估算大都是根據(jù)少數(shù)土壤剖面資料進行的。如195年Rubey根據(jù)不同研究者發(fā)表的關(guān)于美國9個土壤剖面的有機碳含量，推算出全球土 壤有機碳庫存量為710 Pg。1976年Bohn利用土壤分布圖及相關(guān)土組 (soil association)的有機碳含量，估計出全球土壤有機碳庫存量為 2946Pg。這兩個估計值成為當前對

3、全球土壤有機碳庫存量的上下限 值。20世紀80年代，由于研究全球碳循環(huán)與氣候、植被及人類活動等 因素之間相互關(guān)系的需要，統(tǒng)計方法開始被應用于土壤有機碳庫存量 的估算。女口 Post等在Holdridge生命帶模型基礎(chǔ)上，估算了全球土壤 碳密度的地理分布與植被及氣候因子之間的相互關(guān)系 ，提出全球1m 厚度土壤有機碳庫存量為1 395 Pg。20世紀90年代以來，隨著遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全 球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的發(fā)展，為土壤有機碳研究提供了新的方法 和手段。3S技術(shù)被應用于區(qū)域或全球土壤有機碳庫存量大小、有機 碳密度的空間分布差異等方面的研究。 發(fā)達國家已在區(qū)域尺度上開展 了

4、相關(guān)研究工作。如俄羅斯在1B250萬土壤分布圖上建立了土壤碳空間數(shù)據(jù)庫，計算出俄羅斯 0 20 cm、0 50 cm和0100 cm等不同 土層有機碳庫存量，估計出俄羅斯土壤有機碳庫存總量為34211 Pg,無機碳庫存總量為11113 Pg 土壤總碳庫存量為45314 Pg,并繪制了 俄羅斯0 100 cm土層無機碳庫存量分布圖。加拿大建立了 1B100萬 的數(shù)字化土壤分布圖及土壤碳數(shù)據(jù)庫，并計算出加拿大0 30 cm 土層和0 100 cm 土層土壤有機碳庫存量分別為 7011 Pg和249 Pg。世界各國不同研究者對全球土壤有機碳庫存量的估算方法并無 本質(zhì)區(qū)別，但由于所用資料來源與土壤分類

5、方式不同，土壤有機碳庫存量的估計值有較大差異。全球土壤1m內(nèi)土壤有機碳庫大約是植被 碳庫的115 3倍，如此巨大的土壤有機碳庫，即使其發(fā)生很輕微變 動，都會引起大氣中C02濃度變化，進而影響全球氣候變化。因此， 土壤有機碳庫存量研究成為全球變化的研究熱點之一。國內(nèi)研究進展我國學者非常關(guān)注土壤碳循環(huán)研究，并在土壤有機碳庫存量研究方面取得了許多引人注目的成果。如陳慶強等分別對陸地生態(tài)系統(tǒng) 特別是土壤碳循環(huán)進行了研究和評述，金峰等對土壤有機碳庫存量進 行了統(tǒng)計，張東輝等對土壤有機碳的轉(zhuǎn)化與遷移進行了研究。王淑平 等人的研究表明，土壤有機碳含量與降水量之間呈顯著正相關(guān)，溫度 對有機碳的影響較復雜，適宜

6、溫度有利于土壤有機碳積累，否則，對 有機碳積累具有負效應；此外，由氣候等因素影響的植物種類組成對 土壤有機碳庫存量也有重要影響。 陳佐忠等在研究中發(fā)現(xiàn)，植物種類 組成可通過影響植物殘體分解速率進而影響土壤有機碳的含量及分 布，并對草甸草原、典型草原、荒漠草原植物種類組成與土壤有機質(zhì) 含量關(guān)系作了詳細分析。近年來，我國學者也將遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)應用于土壤 有機碳研究。我國已完成了 1B400萬土壤分布圖和1B100萬土地利用 圖數(shù)字化工作，但所包含的土壤碳屬性數(shù)據(jù)較少，不能直接用于我 國土壤碳庫估計。潘根興等對中國土壤有機碳庫進行了估算。一些學 者還對我國陸地土壤有機碳庫存量以及特定區(qū)域和生態(tài)群落土壤有 機碳庫存量進行了探索，但由于計算方法和數(shù)據(jù)來源不同，不同研 究者之間的估算結(jié)果存在較大差異。參考文獻1、韓麗娟等，黑土長期施肥及養(yǎng)分循環(huán)再利用的作物產(chǎn)量及土壤肥力變化W .有機碳組分的變化J,應用生態(tài)學報，2006, 17 (5) : 8178212、劉滿強，胡鋒，陳小云1 土壤有機碳穩(wěn)定機制研究進展J.生態(tài) 學報,2007, 27 ( 6): 2642- 264913、金峰，楊浩，趙其國1 土壤有機碳儲量及影響因素研究進展J.土壤,2000, ( 1