全球环境变化对土壤有机碳库影响的研究进展_1(精)

第29卷第1期2010年 2月

四川环境

S I CHUAN ENV I RONM ENT

Vol 129,No 11February 2010

#综述#

收稿日期:2009-08-26

基金项目:国家科技部科技支撑重大项目(2006BAC 01A14;上海

市科委重点科技攻关项目(072312032。

作者简介:席雪飞(1987-,女,河北石家庄人,同济大学环境工程

专业2008级在读硕士研究生。主要从事环境生态学和环境污染防治研究。

全球环境变化对土壤有机碳库影响的研究进展

席雪飞,王磊,贾建伟,唐玉姝

(同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092

摘要:全球环境变化对土壤生态系统有机碳库的影响是当前研究的热点。本文综述了大气C O 2浓度升高、温度上升、

氮沉降等环境因素变化对土壤有机碳输入与土壤呼吸可能的影响,介绍了关于全球环境变化对土壤有机碳库影响的研究手段及其存在的问题,并就今后研究土壤有机碳对全球变化的响应提出了几点建议。关键词:全球环境变化;土壤有机碳库;CO 2浓度升高;全球变暖;氮沉降中图分类号:X 53 文献标识码:A 文章编号:1001-3644(201001-0115-06

Research Progress on Effect of G lobal Environ m entalChange on SoilO rganic Carbon Pool

X I Xue -fe,i WANG Le,i JI A Ji a n-w e,i TANG Yu-shu

(S t ate K ey Laboratory of P ollution Control&Resource Reuse ,School of Environ m ental

Science &Eng ineering,T ongj i Universit y,Shanghai 200092,China

Abstract :T he eff ect o f g l oba l environ mental change on so il organic carbon poo l has became a research hot poi n.

t In this paper ,the possi ble effects of env i ron m ental f actors such as e leva ted CO 2concentrati on i n at m osphere ,e l evated a ir temperature and nitrogen deposition on so il org an i c carbon i nput and soil resp i ration are rev i ewed .And t he m eans used f o r study i ng the effect o f g l oba l env i ron m enta l change on so il carbon poo,l as we ll as the i r ex i sti ng prob le m s are also i ntroduced .Sequenti a lly suggesti ons on furt her research on response of so il org an i c carbon to g loba l environmenta l change are propo sed .

K eyw ords :G loba l env iron m enta l change ;so il org an i c carbon poo ;

l e leva ted CO 2concentration ;g loba l w ar m i ng;nitrogen depos i tion

土壤有机碳是全球碳循环中重要的碳库。据统计土壤有机碳库是大气碳库的3倍,大约是植被的

215~3倍左右[1]

,成为地球表层最大的有机碳库,是全球生物化学循环中极其重要的生态因子,因而土壤有机碳库的变化日益成为全球有机碳研究的热点[2]

。

全球环境变化,如全球变暖、UV-B 辐射增强、氮沉降等可通过土壤地上部分的植被及其凋落物分解等途径影响土壤有机碳输入;同时也能通过影响土壤呼吸以改变土壤有机碳输出。因此,在全球环境变化的条件下,土壤究竟成为/碳源0还是

/碳汇0也取决于土壤有机碳输入与输出间的动态变化。本文综述了大气CO 2浓度升高、温度上升、氮沉降等全球环境变化因素对土壤有机碳库可能产生的影响,并介绍了研究全球环境变化对土壤生态系统有机碳汇聚效应影响的方法的研究进展,以期为今后研究全球环境变化下土壤有机碳库的变化趋势以及在应对全球环境变化中的角色提供参考与借鉴。

1 大气CO 2浓度的增加对土壤有机碳库的影响

近百年来,随着人类活动的日益增强,大气中温室气体浓度急剧增加。I CPP [3]

在第4次评估报告中指出:全球大气中CO 2在过去的250年中增加了大约36%(约100L m o l/m o l,从工业革命前(AD 1000~1750的275~285L m o l/m o l 增加了

2005年的379L m o l/m ol。据模型预测[4],到本世纪末,大气CO2浓度将达到700L m o l/m o l。

111CO2浓度升高对土壤碳输入的影响

大气中CO2浓度升高主要通过植物地上和地下部分影响土壤有机碳库。许多试验结果表明,植株生物量在CO2浓度升高的情况下增加[5,6],特别是C3植物[7],但这种响应在水分和营养物质不足的情况下会低一些[8]。

CO2升高也影响了植物的地下根系。随着CO2浓度升高,C3植物分配到植物

根部的有机物增加,以满足其生长对营养物质需求的增加,W ang等[9]对野生C3类杂草的研究表明,在CO2浓度增加190L m o l/m o l条件下,根际生物量平均增加31%。根际生物量的变化并不能完全代表土壤地下部分碳流量及土壤有机碳库的变