土壤有机碳损失及影响因子研究进展
摘要：综述了国内外关于土壤有机碳储量及分布、土壤有机碳组成及分组、
土壤有机碳的迁移和流失产生的机理及其后果、土壤有机碳矿化及其影响因素、外源物质对土壤有机碳矿化的激发效应及其机理等方面的研究进展。
关键词：土壤有机碳；迁移；流失；矿化；激发效应
1.全球土壤有机碳储量及分布概况
土壤有机质（SOM）是由一系列存在于土壤中组成和结构不均一、主要成分为Ｃ和Ｎ的有机化合物组成。土壤有机质中所含碳为土壤有机碳。现有土壤有机碳的含量是土壤有机碳分解速率 、作物残余物数量、 组成植物根系及其他返还至土壤中有机物的函数。
1977年, Bolin根据不同研究者发表的美国9个土壤剖面的碳含量，推算全球土壤有机碳库存量为710Ｇｔ( 1Ｇｔ=109ｔ=10 15ｇ=1Ｐｇ）；1976年，Bohn利用土壤分布图及相关土组的有机碳含量，估计出全球土壤有机碳库储量2 946Ｇt，1982 年, Bohn和Schleisinger分别重新估计全球SOC库储量为2200Gt和1500Gt(土层深度为1ｍ)；1996年，Batjes将世界土壤图按经度、纬度划分为基本网格单元，计算出全球1ｍ土层的有机碳贮量为1462～1 548Gt。目前，普遍认可和引用的全球土壤有机碳储量为1400～1500Gt。其他学者研究还表明，在 2～3ｍ深度范围的土层中还贮存着约842Gt的有机碳。
土壤有机碳储量在不同类型、不同植被覆盖土壤中差异较大。Houghton研究表明，全球热带森林土壤中有机碳储量为187Gt，温带森林为117Gt，极地森林为241Gt，热带疏林及稀树草原为88Gt，温带疏林草原为251Gt，沙漠为108Gt冻土苔原为163Gt，耕地为131Gt，湿地为145Gt。Trumbor研究表明，热带土壤 0～23cm土层的碳储量与温带土壤相似，但热带土壤在深层存有更多的碳。森林植被下，表土层( 2～7cm)的有机碳含量可达到368mg/kg，其下深厚的腐殖质层 (约40～70 cm)的有机碳含量已较上层急剧减少；草本植被下，土壤有机碳的剖面变化较平缓；灰钙土、漠钙土因植物生物量很少，分解又很强烈，因而全剖面各土层的碳含量均极低[1]。
2.土壤有机碳组成
土壤有机质包括土壤腐殖质、动植物残体和活的有机体(包括土壤动物、作物根系和微生物体)。土壤腐殖质按化学分组可分为2类：①碳水化合物、碳氢化合物如石蜡、脂肪族有机酸、酯类、醇类、醛类、树脂类和含氮化合物等非腐殖质类物质；②土壤特有的腐殖质类物质，根据颜色和溶解性一般被分为富非酸、 胡敏酸、胡敏素。土壤中未分解的动植物残体和活的有机体被称作有机残体或土壤有机物，其中一部分是土壤动物和作物根系，另一部分是土壤微生物体[1]。
3.土壤有机碳储量的变化
土壤中的碳包括有机碳(Organic Carbon)和无机碳(Inorganic Carbon)，其中以
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有机碳为主。土壤无机碳主要以碳酸盐的形式存在。土壤有机碳主要包括动、 植物残体以及微生物的排泄物、分泌物等，是土壤有机质的重要组成部分。土壤有机碳不仅能稳定和改善土壤结构、减少土壤侵蚀、提高土壤生产力及农产品质量，而且能为土壤生产力、土壤水文特性及以碳为基础的温室气体收支研究提供非常重要的信息。
近几十年来，由于森林的大面积砍伐、土地利用方式的改变和不科学的土壤管理措施，如耕作、过度放牧、林草地开垦、秸秆燃烧等，大量的土壤有机碳被氧化并以CO2等形式释放到大气中，破坏了土壤有机碳与大气碳间的平衡。Lal 等估计, 由于森林的砍伐，1850～1980年中国森林和草地损失了9.0Pg有机碳，平均每年释放0.07 Pg有机碳到大气中；Lal 指出，在热带地区，土地利用方式改变5 年后，土壤损失了50%有机碳；Bowman 等提出，在温带森林生态系统50年里也流失了同样数量的土壤有机碳。IPCC推算，历史上从土地利用变化过程中流失的土壤有机碳约为55 Pg。
在对全球土壤有机碳储量的估计中，由于不同研究者采用不同的估算方法及估算中存在各种不确定性，导致估计值之间存在较大的差异(表 1)。
表 1 不同研究者估算的全球土壤有机碳储量[2] 作者（年份） Robey(1951) Schlesinger(1977) Bolin(1979) Post(1982) Moore.et al(1989) Prentice&Fung(1990) Adam et al(1990)
1395 Crammeretal(1999) 850~120 储量 710 1456 1672 1395.3 1200 1143 作者（年份） Smithetal.(1992) Somber ok e(1993) King(1995) Foley(1995) 储量 1158.5 1200 1537.2 1373.2 Jingyun Fang(1996) 1472 Mingkui.etal(1998) 1472 3.土壤有机碳损失机理
土壤有机碳的损失主要包括迁移、流失、分解矿化。土壤有机碳的迁移、流失主要包括土壤有机碳的扩散、对流和土壤侵蚀导致的土壤有机碳的损失；土壤有机碳的分解矿化主要是土壤有机碳的降解，包括物理、化学和生物降解，其中
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