工业革命 以来 ， 人类 大量使用化石燃料 ， 大规模砍伐森林 和改
变土地利用方式等活动 ， 大气 中 Ｃ Ｃ 等含碳温室 气体 使 Ｏ、Ｈ
浓度 以前所未有 的速率 增长 。大气 中 Ｃ 的浓 度 已从工 业 Ｏ
的加强或削弱来强烈地影 响地球气候系统 。气候变 暖可 能加 速土壤有机碳（ Ｏ ） Ｓ Ｃ 的分解 ， 导致 土壤 中碳 的释放增强 ， 对气
及影 响因素 ， 对如何科学地利用和保护有限的土壤资源并提高
生产力 以及减缓 土壤 中温室气体排放有着非 同寻常的意义。 ２ 土壤碳储量 的主要研究方法 土壤是支撑陆地生态系统 的物质基 础 ， 气候变化 势必 改 变陆地生态系统的水热平衡 ， 导致土壤有机质循环发生改变 ， 引起 土壤碳 收支的变化 。因此 ， 定量研究 土壤 碳储量 和碳 平衡 对于全面了解 陆地生态系统的碳 平衡 具有 重要 意义。 目 前， 国内外有关 土壤有机碳储量研究通常采用土壤类型法 、 模
（ Ｏ 的分解 ， Ｓ Ｃ） 它可能会导致土壤 中碳释放 的增加 ， 对气候 变 化产生反馈作 用 。全球 土壤 有机 碳每年 分解 释放 到 大气
中的 ｃ ２ ０ 达到 ０ １ ． Ｓ 年 ， ． ～５ ４Ｐ ／ 土壤有机 碳库 ０ １ ． ％的变 化 将导致大气圈 Ｃ ： Ｏ 浓度 １ｍ Ｌ的变化 。而土壤碳储 量的 ｓ ／ 微小变化将对全球碳循环产生重要 的影响 。 土壤碳储量的研究有助于揭示土壤碳储藏对全球变化响 应的时间 、 式 及规模 。近 年来 ， 方 土壤有 机碳 研究 受到 人 们普遍关注 ， 已成 为全球 变化 研究 的 ３大 热点之 一Ｉ 。研 １
候变化产生正反馈效应 。因此 ， 研究土壤有机碳的分布特征
革命 前的 ２０ｍＳｋ 增加 到 ２０ ８ ／ ｇ ０ ３年的 ３ ５ ６ ｍ ｋ ， ７ ． ｓ ｇ 增加 了 ／ 约１３ ／ 。全球气候 已发 生 了以增 暖为特 征 的明显变化 。土
壤是气候变化影响的接受体 ， 也是气候变化 的记录者 ， 以气候 变暖为特征的全球变化对陆地生态系统的影响将导致土壤碳 储量及动态平 衡 的变 化 。气 候变 暖可 能加速 土壤 有机 碳
机碳储 量今后 的研究 方向进行 了展望 。 关键词 ：土壤有机碳 ； 循环 ； 碳 陆地 生态系统 ； 研究 方法 中图分 类号 ： １３ ６ Ｓ５ ． 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：０２—１０ （０ ２ ０ ０ １ １０ ３２ ２ １ ）２— ０ ０—０ ３
土壤碳是陆地碳 的重要组成 部分 ， 全球 约有 １５ ０Ｇ 碳 ０ ｔ 以有机质形态 储 存 于地 球 土壤 中， 陆 地植 被碳 库 （ ０ 是 ５ ０—
（ 京大学生命科学学院 ， 南 江苏南京 ２ ０ ９ ） １０ ３
摘要 ：目前 ， 土壤有机碳 储量 日益成为全球变 化和陆地 生态系统碳循环研究 的前沿和热点 问题 ， 中土壤有 机碳 其 又是全球碳循环 中最 为复杂 、 受全球气候 变化影响最大 的部 分。本研 究结合土壤有机碳储 量研 究的 国内外报道 ， 介绍
评估土壤碳 的变化方 向和速率 ， 对确切 地预测气 候变化 以及 制定应对气候变化 的策略和措施具有重要意义 ］ 。 １ 土壤有机碳储量研究的意义 土壤是陆地生物圈中最大 的有机碳库 ， 其储存的碳量超过 植被和大气 ｍ 。土壤也是陆地 生态系统 的核 心 ， 是连 接大气
石含量等数据 ， 计算 出网格 单元 的平 均碳密 度 ， 出全球 １ｍ 得 深土层的有机碳贮 量为 １ ６ ４ ｔ 。Ｆａｚ ｅ ｒ ２～１ ８Ｇ ４ ５ ｒｎｍ ｉ 等利 ｅ 用美 国中西部地区 １ ２个州 的 １： ５ 的土壤 分布 图 ， 算 ２ ０万 估 了所研究区域的土壤有机碳储量 。土壤类型法 原理简单 ， 数据 获取较 易 ， 目前 国内外 土壤碳 储量 估算 的常用 方法 。 是
地生态系统碳循环的重要 前提。土壤碳储量 比大气碳库 有更 大的储藏量 ， 在水分、 温度 和人类活动等条件的综合影 响下 ， 土 壤有机碳 库 既 可能 成 为汇 而 储藏 碳 ， 可能 成 为源 而排 放 也 碳 。而土壤有机碳库储 量的较小 幅度 变动 ， 以温室效 应 会
６ ０Ｇ ） ２—３倍 ， ０ ｔ的 是全 球 大气 碳库 （ ５ ｔ 的 ２倍 多 …。 ７０Ｇ）
了陆地生态系统 中土壤有 机碳库特点及研究意 义 ， 总结 了当前 土壤碳储量研 究 的 ５种 主要方 法 （ 土壤类 型法 、 被类 植
型与生命地带法 、 Ｉ ＧＳ估算法 、 模型估算法 、 相关关 系统计 法 ） 及其 各 自特点 、 存在 的 问题 。同时 ， 通过 土壤理 化特 性、 气候 条件 、 ０ 浓度 、 ｃ： 土地 利用 、 土地管理 等 ５个方面简要评述 了各种 因素对土壤碳 的积 累与循 环的影响 ， 并对 土壤有
究 气 候 变 化 对 土 壤 有 机 碳 及 其 动 态 变 化 的影 响 ， 助 于 正 确 有
型估 算法 、 被 类 型 和 生命 带法 、 Ｉ 植 Ｇ Ｓ估算 法 、 关 关 系统 相计算分类单元 的土壤碳 含量 ， 根据各种分类层次聚合土壤剖面数据 ， 按照区域或国 再 家尺度土壤图上的面积得到土壤 碳蓄积 总量。Ｂ ｔ ｓ ａ ｅ 将世 界 ｊ 土壤图按 ０ ５经度 与 ０ ５纬度划 分为 ２９２０个基 本 网格单 ． ． ５ ０ 元， 按每个单元 的土种分布 、 土层厚度 、 土壤容重 、 机碳 及砾 有
一
１ Ｏ一
江苏农业科学
２１ ０ ２年第 ４ ０卷第 ２期
杨红 飞， 穆少杰 ， 李建 龙．陆地 生态 系统土壤 有机碳储量研 究进展 ［ ］ Ｊ ．江苏农业科学 ， １ ， （ ） １ １ ２ ２４ ２ ： ０ ０ ０— ２
陆地 生 态 系 统 土 壤 有 机 碳 储 量 研 究 进 展
杨 红 飞 ， 少杰 ， 穆 李建龙