森林土壤有机碳库研究进展

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1、森林土壤有机碳库研究进展摘要：土壤是陆地生态系统中最大的碳库，土壤碳储量超过植被与大气碳储量的总和。近年来，不同的学者就不同地区的森林土壤碳密度与碳储量、土壤碳库的在不同生态系统的分布特点以及土壤碳过程及其稳定性开展了研究。本文对森林土壤有机碳库的研究进程进行了简要回顾，对土壤有机碳库的研究成果进行了初步的总结，以期提出新的研究方向。关键字：森林；土壤；有机碳中图分类号：S285文献标识码：A碳循环是生态系统物质循环，能量流动，信息传递等生态过程的基础。大气CO2浓度和气温升高将对陆地生态系统的碳储量和循环产生深刻影响，如影响植物光合作用产物积累、运输与分配，改变凋落物

2、产量等，而后者的变化又可以通过影响大气中温室气体浓度来加速或减缓全球气候变化的进程。近年来，CO2等温室气体排放及其与全球气候变化的关系已引起国际社会的广泛关注，人们针对不同的生态系统开展了大量的研究。研究结果表明自1850年以来，大气CO2浓度升高了近100umolmol－1，地球表面温度升高了0.76℃。全球变暖以及人类生存环境的恶化已被越来越多的人所关注。10近年来，不同的学者就不同地区的土壤碳密度与碳储量、土壤碳库的在不同生态系统的分布特点以及土壤碳过程及其稳定性开展了研究。但是由于森林生态系统的多样性、结构的复杂性以及森林对干扰和变化环境响应的时空动态变化，至

3、今对森林土壤碳库的储量和动态的科学估算，以及土壤关键碳过程及其稳定性维持机制的认识还不是很多。尤其是对土壤碳的管理鲜有报道。由于人们对森林的经营活动不可避免的影响到森林生态系统的碳过程，因此在全球气候变化的背景下，应该将碳管理的理念贯彻于森林生态系统的经营活动中。1土壤有机碳库研究概况19世纪末到20世纪初，人们对土壤有机碳的研究主要集中在土壤有机质中含碳有机物的种类，数量及其与土壤性质与肥力之间的关系等方面。20世纪50年代，FrancisHole在两个森林生态系统和一个草地生态系统中设立DIRT10实验研究土壤碳输入来源和速率。20世纪70~80年代由于森林的大面积

4、采伐与破坏，人们开始关注森林采伐，以及土地利用方式改变所引起的土壤碳流失。20世纪90年代关于土壤有机碳的研究已经就不同尺度的土壤碳库估算，土壤碳库分布特征，土壤碳的影响因素和转化过程与土壤碳库动态及历史演变等方面进行了大量探索。近年来，由于全球气候变化引起的N沉降以及大气CO2浓度升高对不同生态系统土壤碳的影响见于报道。这表明研究者已经开始关注全球气候变化与土壤碳库的关系。森林是全球陆地生态系统的主体，约85%的陆地生物量聚集在森林生态系统中。森林对维持全球碳平衡起着非常重要的作用，但是关于森林生态系统土壤碳循环的研究却依然相对较少。2土壤有机碳库在全球碳循环中的作用

5、2.1土壤有机碳库的库-源转换陆地碳循环是全球碳循环中最重要的环节，对大气CO2浓度变化的影响仅次于海洋。据估算世界范围内约有1500Pg有机碳储存在1m深度的土壤中，土壤碳储量相当于大气碳库的3.3倍和植物碳库的4.5倍。全球森林土壤有机碳储量为402～787Gt，占全球陆地土壤中碳储量的25%～50%，森林对维持全球碳平衡起着非常重要的作用10，成为生态系统碳循环研究的重点和热点。孔玉华等人[11]对科尔沁沙地与辽河平原交界处的森林和草原的过渡带上，不同利用方式下草地土壤碳积累及汇源功能转换特征的研究表明，在不同的土地利用方式及一定的环境条件下，土壤碳在时空上表现出

6、源与库的转换过程。据估计，年土壤呼吸所涉及的碳达68-77Gt，土壤碳库的变化动态将影响大气中CO2的浓度，加剧或减缓温室效应进而影响全球气候变化，同时对生态系统的分布、组成、结构和功能产生深刻影响。由于土壤有机碳对生态过程以及土壤碳库对大气成分与气候变化的反馈作用的重要性，了解土壤有机碳的分布规律及影响因素对了解陆地生态系统碳动态至关重要。对全球气候变化的预测与应对必须基于对土壤有机碳的分布状况以及影响土壤有机碳输入与输出的各种因素的深入研究。2.2土壤有机碳的肥力特征土壤有机碳在很大程度上反映了土壤有机质的含量。土壤有机质是土壤肥力的重要组成，也是土壤质量评价和土地

7、可持续利用管理的重要指标。许多研究表明土壤有机质含量在在一定范围内不同程度上决定着各类土壤的肥力高低，增加土壤有机质，可以使土壤为植物的生长提供更多的养分，改善植物生长的土壤环境，促进植物的生长。肖靓等认为土壤有机质可以作为土壤营养状况的主要判断指标，周国模等则将其作为评价退化生态系统中的恢复效果的指标。土壤中移动快、稳定性差、易氧化和矿化的那部分碳称为活性碳，它对植物养分供应有最直接作用，可以灵敏反映不同经营措施对土壤碳库和潜在生产力的影响，指示土壤有机质的早期变化。3森林土壤碳储量以及土壤有机碳库的分布规律欧美等主要国家在20世纪90