[科普中国]-土壤有机碳平衡

碳素循环碳循环(carbon cycle)是指这样的过程：绿色植物和自养微生物利用太阳光能及其他形式的化学能，吸收大气中的二氧化碳，将其转化为贮存能量的有机化合物，人类及其他高等动物从植物中获取物质和能量。并将死亡组织和废物返回土壤。微生物分解这些物质，释放其中的养分后，将一部分C转变为稳定的土壤腐殖质，一部分以二氧化碳形式释放进入大气，再次供植物吸收。在这一循环过程中，伴随着能量的转换，有全部的生物形式的参与，同时包括每一种生物形式的生命周期，所以也称碳循环为生物循环(biocycle)或生命循环(lifecycle)。

碳素循环碳循环碳素循环碳循环(carbon cycle)是指这样的过程：绿色植物和自养微生物利用太阳光能及其他形式的化学能，吸收大气中的CO2，将其转化为贮存能量的有机化合物，人类及其他高等动物从植物中获取物质和能量。并将死亡组织和废物返回土壤。微生物分解这些物质，释放其中的养分后，将一部分C转变为稳定的土壤腐殖质，一部分以CO2形式释放进入大气，再次供植物吸收。在这一循环过程中，伴随着能量的转换，有全部的生物形式的参与，同时包括每一种生物形式的生命周期，所以也称碳循环为生物循环(biocycle)或生命循环(lifecycle)。

碳(C)素是有机化合物的骨架，因而是生命物质中必要的元素。碳在生物圈中以各种形式存在，并以较快的速度在生物小循环中转化，最后进人缓慢的地质大循环过程。据计算，一个碳原子在生物圈中可居住11年，在大气圈中停留4年，在海洋上层水域停留385年，在深海中停留105年，在地壳中存留312×106年。1

碳素转化与温室效应温室效应温室效应这一概念最早由瑞典化学家斯万特·阿勒尼斯提出，是指地球大气层中的CO2、CH4、N2O等气体可以使太阳光的短波辐射透过而进人大气层，同时反射陆地表面、大洋表面等发射的长波辐射，使地球吸收的净辐射增加，进而导致地球的能量平衡被打破、导致地球温度上升。这个现象类似于温室的增温现象，故形象地称为温室效应。

土地利用与土壤碳贮量土壤有机质也是全球碳平衡过程中非常重要的碳库。据估计，全球土壤有机质的总碳量为(1.4～1.5)× 1018g，大约是陆地生物总碳量(5.6 × 1017g)的2.5～3倍。因此，土壤中进行的植物残体分解和植物生产之间平衡关系的微小差异，就会导致大气中C浓度的积累或亏欠。而每年因土壤有机物质生物分解释放到大气的总碳量为6.8 × 1016g，全球每年因焚烧燃料释放到大气的碳远低得多，仅为6 × 1015g，是土壤呼吸作用释放碳的8%～9%，可见，土壤有机质的损失对地球自然环境具有重大影响。从全球来看，土壤有机碳水平的不断下降，对全球气候变化的影响将不亚于人类活动向大气排放的影响。

农业生产中的碳减排在农业土壤中、减少CO2净释放和增加土壤碳贮存是具有同等意义的，这一过程称作碳截留。增加土壤的碳贮存意味着要增加碳输入量和(或)减少土壤异养呼吸作用。要增加土壤中有机残留物的输入量，应当做到在提高净初级生产力(NPP)的同时，还需维持或增加返回到土壤中的NPP比例。通常，大多数农业活动所考虑的提高NPP，重点是放在增加收获量(食物、饲料或燃料)而不是作物残留物之上。1

本词条内容贡献者为:

张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院