土壤有机碳的主导影响因子及其研究进展

时间：2025-07-12

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地球科学进展

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土壤有机碳的主导影响因子及其研究进展

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周3莉#，，李保国#，周广胜!!

（#2中国农业大学资源与环境学院，北京3#""":=；!2中国科学院植物研究所植被数量生态学

重点实验室，北京3#""":<；<2西华师范大学生物系，四川3南充39<;""!）

摘3要：土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分，其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡。理解土壤有机碳蓄积过程对生物、物理和人为因素的响应，把握关键的控制因子是准确预测土壤有机碳在全球变化情景下对大气)>!的源?汇方向及准确评估碳收支的关键。综述了土壤有机碳主导影响因子的研究进展，并针对陆地碳循环特点，提出未来土壤有机碳研究应加强土壤有机碳过程与状态的定量化、土壤有机碳分解对环境因子的敏感性、氮沉降对土壤有机碳的影响、土壤有机碳对气候变率的响应及其反馈作用，以及土壤有机碳动态的综合模拟$个方面的研究，为准确评估陆地碳收支提供依据。

关3键3词：陆地碳库；土壤有机碳；全球变化；影响因子中图分类号：+#$<333文献标识码：%33土壤是陆地生态系统中最大的有机碳库。据估算，全球#@深度的土壤中贮存的有机碳量约为

［#］

#$""AB，超过了植被与大气有机碳储量之和。在

土壤有机碳不是一种单纯的化合物，它包括植物、动物及微生物的遗体、排泄物、分泌物及其部分分解产物和土壤腐殖质。土壤有机碳的储量则是进入土壤的植物残体量及其在土壤微生物作用下分解

［<］

损失量二者之间平衡的结果，其库容的大小受气

!C<@深度范围的土层中还贮存着约8=!AB的有

［!］

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)>!等温室气体的形式向大气释放碳。由于土壤碳的库容巨大，其较小的变幅即能导致大气)>!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。以气候变暖为标志的全球变化也必将影响到土壤中有机碳的滞留与周转，而这些变化又将对气候变暖产生反馈作用，加速或减缓全球气温上升的速率。因此，全面理解土壤有机碳的变化过程及其关键控制因子，不仅有助于正确评估土壤有机碳的变化方向和速率，而且有助于正确评估全球碳循环，对于准确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的意义。

候、植被、土壤理化特性以及人类活动等诸多物理、生物和人为因素的影响，尤其是这些因子间的相互作用对土壤有机碳的动态变化至关重要。正因为如此，关于影响土壤有机碳的主导因子及其定量描述一直受到碳循环研究者的高度关注。但目前关于土壤有机碳的主导控制因子及其控制过程仍了解不足，这制约着大气碳收支的准确评估，是出现未知碳汇、预测气候变化及其影响不确定性的重要原因。为此，本文试图综述土壤有机碳主导影响因子的研究进展，以增进关于生物、物理和人为干扰诸多因子对土壤有机碳的作用的理解，把握其关键控制因子，进而针对陆地碳循环特点，提出未来土壤有机碳研

!""<7##7"<；修回日期：!""=7"$7#;2!3收稿日期：

中国科学院知识创新工程重大项目“中国陆地和近海生态系统碳收支研究”（编号：DE)F#7+G7"#7#!）；国家自然科学基金!基金项目：

重点项目“中国东北样带典型生态系统碳循环的过程与机理”（编号：="!<#"#8）资助23作者简介：周莉（#:;$7），女，四川人，硕士研究生，主要从事土壤有机碳研究2!"#$%&：H5I@J6KL1MNO5P002Q0@2Q6周广胜（#:9$7），男，江苏高淳县人，研究员，主要从事全球生态学研究R!"#$%&：MP0STINUSV1JQ!2VB526KB2Q6!通讯作者：

万方数据

论文!

!--究的重点。

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提高，从而增加陆地植被的/00。气温的上升还促进土壤养分的矿化、增加养分的释放及其对植物生长的有效性，而许多中纬度森林的生长均在一定程由气候变暖提高的土壤度上受到/素供给的限制，

/素的有效性将间接地促进植被生物量的增

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。但是，植物/00的增长并不意味着土壤长

!"气候因子对土壤有机碳的影响

在土壤有机碳的蓄积过程中，气候因子起着重要的作用。一方面，气候条件制约植被类型、影响植被的生产力，从而决定输入土壤的有机碳量；另一方面，从土壤有机碳的输出过程来说，微生物是其分解和周转的主要驱动力，气候通过土壤水分（同时影响土壤通气状况）和温度等条件的变化，影响微生

［#，$］

物对有机碳的分解和转化。