土壤有机质与碳循环ppt

第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖化过程>>聚合理论
近140年来全球温度变化（相对于1961－1990年）
℃
过去140年间全球升温0.4－0.8℃（平均0.6℃）； 13个最暖年份出现在1983年以后。 吕学都
第一节 土壤有机质概念>有机质功能>>有机C储库
土壤有机C库
• 大量存在于土 壤和植被中；
• 是大气中CO2 的源和库
G (109) tons
腐殖质分组
黄色溶液 褐色沉淀
稀NaOH溶 出去有 液浸提过滤
清液
酸化过滤
机残体 的土样
黑色 残渣
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
腐殖质组分
富里酸也称黄腐酸 (Fulvic Acid)：既溶于碱 又溶于酸； 胡敏酸也称黑腐酸 (Humic Acid)：仅溶于碱 不溶于酸； 胡敏素又称黑腐素 (Humin)：既不溶于酸又 不溶于碱。
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖化过程>>木质素理论
腐殖质形成过程-木质素理论
木 质 素 木质素构成单元
微 生 物 分 解
继续被微生物分解
富里酸
残余 部分
脱甲基、氧化与 含氮化合物聚合
胡敏酸
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖化过程>>木质素理论的依据
木质素与腐殖质的相似性
• 对于大多数细菌和真菌，木质素和腐殖质均很难分解； • 木质素和胡敏酸均溶于碱，并被酸沉淀；部分溶于乙醇； • 二者均含有-OCH3基，随着分解进程的推进，-OCH3基含量 减少； • 当木质素与碱液一同加热时会转化为含-OCH3基的胡敏酸； • 氧化木质素具有与胡敏酸类似的性质
CO2, CH4, N2O, H2O…
地表吸收 增温效应
吕学都
全球气候变化的基本事实
夏威夷Mauna Loa观象台测量的大气CO2浓度变化
370 360
CO2 350 浓 度
340
(ppmv) 330
320
310
300
1960
1970
1980
1990
2000 年
现已达到370ppmv（百万分之一体积）。
0
(℃)
-0.5
北半球地表温度变化
1000 1200 1400 1600 1800 2000 年
20世纪是过去1000年中最温暖的100年。 吕学都
0.8
0.6 0.4 温 度 距 平 （ ） 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 年
吕学都
中国青海省瓦里关山大气本底站的大气CO2浓度测量结果
375 370 CO2 365 浓 度 360
(ppmv) 355 350
345 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 年
吕学都
1.0
1998年
0.5
温 度 距 平
土壤有机质
第一节 土壤有机质概念
第二节 有机物质分解 第三节 腐殖质与腐殖化过程 第四节 土壤有机质与土壤肥力
第五节 土壤有机改良剂
第六节 影响土壤有机质含量的因素
土壤的生态功能
植物生 长基质 养分及有机废 物的循环系统
大气调节 土壤生物 的栖息地
水资源供 应及净化 系统
工程基质
温室效应：
温室气体能吸收地表长波辐射，使大气变暖，与 “温室”作用相似。 若无“温室效应”，地球表面平均温度是－18℃， 而非现在的15℃。
第三节Βιβλιοθήκη Baidu腐殖质与腐殖化过程
土壤腐殖质是复杂的、不易分解的有机大分子的 混合物
形成过程复杂
使土壤具有肥力
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
腐殖质
土壤腐殖质是各种有机体的组织本身或
其合成物质，在生物和非生物作用下，经过
转化形成的褐色或深褐色的，呈无定形胶体
状、复杂的、不易分解的高分子混合物。
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质
腐殖质结构
第三节 腐殖质与腐殖化过程>腐殖质>>组分性质
腐殖质各组分性质
富里酸 胡敏酸 胡敏素
颜色 浅黄 黄褐 深褐 灰黑 聚合程度 ----------------------------------------------------> 含碳量 45% -------------------------------------------> 62% 含氧量 48% <------------------------------------------- 30% 交换性酸 1400 <------------------------------------------ 500 (cMol/kg)
腐殖质（Humus)。 严格意义上的土壤有机质是土壤腐殖质。
第一节 土壤有机质概念>组成
土壤有机质组成
有机残体 (Organic Debris) 植物根系残茬、枯枝落叶 死的微生物组织、无脊椎动物残骸和排泄物 土壤生物 (Soil Organisms) 土壤微生物 土壤无脊椎动物 植物的细根 腐殖质 (Humus) 土壤生物分解有机残体而重新形成的有机物质
第一节 土壤有机质概念>有机质含量
有机质在土壤组分中的比例
孔隙 50%
矿物质 45%
有机质 5%
矿物质 95-99%
有机质 1-5%
体积比
重量比
第二节 有机物质分解>>矿化作用
有机物分解-矿化作用
在微生物等土壤生物作用下，有机物质分解， 有机N, P, S 转化为植物有效的无机形态 (NH4+, NO3-, PO43-, SO42-) 的过程称为矿化作用。 有机物质分解可以在好气条件下进行，也可以 在厌氧条件下进行。
• 根系输入对土壤C积聚贡献大：根中物质不易 分解的比例：豆科植物，43-47%；禾本科牧草 54-62 %
第一节 土壤有机质概念>定义
土壤有机质定义
土壤有机质是土壤中处于各个分解阶段的有机 物质，包括以下组分：
有机残体 (Organic Debris)；
土壤生物(Soil Organisms)；
http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas
第一节 土壤有机质概念>有机质功能>>有机C储库
土壤和植被是大气中CO2的源和库
• 砍伐热带雨林释放的C每年可达1.5-3 G 吨 • 南美稀树草原（Savannas）改为牧场后增加热 带土壤C积聚每年100-500M吨； • 土壤C 75%积聚在20 cm以下土层；