土壤碳循环在全球碳循环中的地位与作用PPT课件
碳循环知识：碳循环与土壤健康——土地管理的重要性
碳循环知识：碳循环与土壤健康——土地管理的重要性碳循环是指地球各大碳库之间进行的化学物质和能量交换过程，其中包括生物圈、大气层、海洋和地球内部等。
碳循环对地球上的生物和环境都有着重要的影响，而土壤作为生物圈中最为复杂和活性的碳库之一，对碳循环的作用尤为重要。
土地管理对土壤健康的维护至关重要，这不仅涉及到农业生产和食品安全，也与碳循环及全球环境问题息息相关。
首先，土地管理对土壤的肥力和质量起着关键的影响。
随着全球人口不断增长，对农产品的需求也日益增加，传统的农业生产方式已无法满足需求。
这种情况下，各国政府和农业生产者需要更加精细化的耕作技术和科学的肥料使用方法来确保生产效率的提高和农产品品质的保障。
同时，在进行土壤利用时，农业生产者还需更加注重土地的保护和维护，避免地力耗竭和污染土壤等问题。
这样才能保证土地的肥力和质量，从而提高农业生产的可持续性。
其次，土壤对碳循环的影响不容忽视。
土地表面的植被和土壤中的微生物等生物群落，不仅是碳输出的重要通道，也是控制空气中二氧化碳浓度的重要组成部分。
实际上，当土地被过度利用、化学物质过度使用或者荒漠化时，土壤中的微生物生命体会减少，土壤肥力和质量将会减弱，从而使碳吸收量减少，土地变得更加容易受到干旱和侵食等自然灾害的影响。
因此，有效的土地管理可以增加土地的碳吸收能力，同时也可以保护土壤水循环和生物多样性，为全球环境的保护作出贡献。
另外，有效的土地管理对于全球暖化和气候变化的控制也至关重要。
全球变暖是当今人类所面临的最为困扰的环境问题之一。
而土地作为全球碳循环的重要组成部分，其扮演的角色不容忽视。
事实上，土地不仅是二氧化碳的重要固定源和吸收源，还扮演着非常重要的控制大气污染和气候变化的角色。
因此，在进行土地管理时，不仅需要进行恰当的管理，还必须在尊重环境的前提下充分考虑气候变化的因素。
总之，有效的土地管理对土壤健康和全球环境的保护都有着重要的作用。
通过合理地利用土地，维持土地肥力和质量、增加土地的碳吸收能力，我们可以维护碳循环的平衡，有效施展地球生态系统的功能，实现可持续发展。
全球气候变化与森林生态系统碳循环幻灯片PPT
甲烷：化石燃料、稻田等。
`
氧化亚氮：土壤脱氮和氨盐消化、工业
排放。
和氟里昂类物质：制冷设备和气溶 胶喷雾罐。
9.2 全球碳循环及其相关过程
9.2.1 地球上的主要碳库 表 9-1 地球上的主要碳库
`
9.2.2 全球碳循环
` 图 9-1 碳的生物地球化学循环模式
9.2.2 全球碳循环
` 图 9-2 全球碳循环模式（Nakazawa
全球气候变化与森林生态 系统碳循环幻灯片PPT
`
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9.1 温室气体与气候变化
9.1.1 温室效应与温室气体
温室效应：主要指通过人类活动和工业 的迅速发展，人类不断的向大气中排放各种温
`
室气体，使得大气原有的气体成分比例和物理 过程发生变化，从而导致臭氧层破坏，臭氧层 对太阳短波辐射吸收减弱，地球长坡散失受阻， 地球表面大气层温度不断升高的现象 。
温室气体
二氧化碳：植物呼吸、生物体燃烧 和分解，煤炭、石油和天然气的燃烧等。
9.2.3 陆地生态系统碳库
`
9.3 森林在全球碳循环中的作用
9.3.1 球森林碳库及碳通量 表13-4
`
9.3.2 中国森林生态系统碳库的分配特征 表13-5
`
9.3.3 适应全球气候变化的森林碳管理对策
现有森林的保护与管理： 即从根本上实施天 然林保护政策，改变采伐管理制度，减缓并最 终制止毁林，防止森林火灾和病虫害。
`
扩大森林碳储存： 增加天然林、人工林和农
土壤有机质与碳循环ppt
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
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
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
/wiki/Greenhouse_gas
第一节 土壤有机质概念>有机质功能>>有机C储库
第十章土壤元素的生物地球化学循环PPT课件
光合作用强度直接受植物生物学特性和气候条件 的影响。
三、土壤呼吸作用
土壤呼吸作用是指土壤产生并向大气释 放二氧化碳的过程，主要由土壤微生物(异养 呼吸)和根系(自养呼吸)产生。除植被冠层光 合作用，土壤呼吸作用是陆地生态系统碳收 支中最大的通量。
研究土壤呼吸作用引起的土壤CO2通量变化必须特别注意 土壤表层附近的不稳定碳库的变化。人为扰动或全球变暖引起 的土壤CO2通量释放的增加主要源于具有最短更新时间的不稳 定碳库。如温带森林土壤的CO2年生产量中有83%是仅为15cm 的表层土壤提供的。
四、土壤碳的固定
土壤碳的固定：光合作用固定的碳大于呼吸 作用消耗的碳。
➢土壤碳库估计中不确定性还与土壤实测调查数据 不充分有关。
➢控制土壤碳储量的主导因子多，包括气候（温度 和水汽）、植物类型、母岩（黏土含量和土壤排水 层）等，而温度、水汽和颗粒大小在土壤剖面的不 同深度变化极大。
图 中国土壤有机碳密度（0-100cm）分布
二、土壤光合作用
光合作用（Photosynthesis）是绿色植物吸收 光能 ，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为 有机物，并释放出氧气的过程。
木质素、树脂和某些芳香族化合 几个月到几年 物
纤维、脂肪
几天到几个月
氨基酸、简单糖类和低分子脂肪 几小时到几天 酸等
➢不同土壤层中有机碳的的平均停留期受土壤有机质的 性质和数量、腐殖质的特性以及环境条件等影响，一 般为100~3000年。
➢地质大循环的土壤碳周转时间可达几百万年甚至几亿 年，远远长于大气碳库和陆地植被碳库，可见土壤碳 库在生物地球化学循环中周转速度最慢。
全球碳循环(中科院延晓东PPT)
容
1 温室效应与全球碳循环
missing carbon sink 陆地生态系统与全球碳循环 海洋与全球碳循环 环境因素与碳循环 全球碳循环模型 《京都议定书》 中国的碳收支 未来全球碳循环展望
Regional Center
Temperate East Asia
全球碳循环：《全球变化》第四章 Global Carbon Cycle: 《Global Change》Chapter 4 延晓冬 Yan Xiaodong
globalchangechapteryanxiaodong中国科学院大气物理研究所东亚气候环境重点实验室2003年4月温室效应与全球碳循环温室效应与全球碳循环missingcarbonsinkmissingcarbonsink陆地生态系统与全球碳循环陆地生态系统与全球碳循环海洋与全球碳循环海洋与全球碳循环环境因素与碳循环环境因素与碳循环全球碳循环模型全球碳循环模型京都议定书京都议定书中国的碳收支中国的碳收支未来全球碳循环展望未来全球碳循环展望missingcarbonsinkmissingcarbonsinktemperateeastasiaregionalcenter全球碳循环
Regional Center
Temperate East Asia
全球碳循环：《全球变化》第四章 Global Carbon Cycle: 《Global Change》Chapter 4 延晓冬 Yan Xiaodong
中国科学院大气物理研究所 东亚-气候环境重点实验室 2003年4月
3 陆地生态系统与全球碳循环：主要碳库和通量
中国科学院大气物理研究所 东亚-气候环境重点实验室 2003年4月
温室效应与全球碳循环：CO2浓度上升的主要原 因－化石燃料燃烧和人类活动排放
土壤呼吸作用和全球碳循环
土壤呼吸作用和全球碳循环一、本文概述Overview of this article本文旨在深入探讨土壤呼吸作用及其在全球碳循环中的重要角色。
土壤呼吸作用，即土壤中的微生物和植物根部通过呼吸作用释放二氧化碳（CO2）的过程，是全球碳循环中的关键环节。
通过了解土壤呼吸作用的机制、影响因素及其在全球碳循环中的作用，我们可以更好地理解地球的气候变化、生态平衡以及可持续发展的重要性。
本文将首先概述土壤呼吸作用的基本概念，然后分析其与全球碳循环的紧密联系，最后探讨土壤呼吸作用研究在应对全球气候变化和推动生态文明建设中的实践意义。
This article aims to delve into soil respiration and its important role in the global carbon cycle. Soil respiration, the process by which microorganisms and plant roots in the soil release carbon dioxide (CO2) through respiration, is a crucial link in the global carbon cycle. By understanding the mechanisms, influencing factors, and their role in the global carbon cycle of soil respiration, we can better understand theimportance of climate change, ecological balance, and sustainable development on Earth. This article will first outline the basic concept of soil respiration, then analyze its close connection with the global carbon cycle, and finally explore the practical significance of soil respiration research in addressing global climate change and promoting ecological civilization construction.二、土壤呼吸作用的基本原理The basic principles of soil respiration土壤呼吸作用，也称为土壤碳释放，是地球上碳循环中的一个重要环节。
《土壤的生态作用》课件
该区域土壤的生态功能
水分涵养
该区域土壤具有良好的涵养水源 的能力，能够有效地保持水分， 为植物生长提供必要的水分条件
。
土壤侵蚀控制
该区域土壤具有较强的抗侵蚀能力 ，能够有效地防止水土流失，保护 地表土壤和生态环境。
生物多样性维持
该区域土壤为多种植物和动物提供 了栖息地，是生物多样性的重要维 持者。
土壤氮与植物生长
土壤中的氮是植物生长的 重要养分，植物通过根部 吸收土壤中的氮来维持正 常的生理功能。
土壤氮与水体健康
土壤中的氮也是水体的重 要来源，过量的氮会导致 水体富营养化，影响水生 生物的生存。
土壤在磷循环中的作用
土壤中磷的吸附与释放
01
土壤中的磷通常以磷酸盐的形式存在，通过吸附和解吸过程来
续利用。
PART 04
案例研究：特定区域的土 壤生态状况
REPORTING
该区域的土壤组成与性质
土壤类型
该区域主要分布着黄壤、 红壤和砂质壤土等不同类 型的土壤。
土壤质地
该区域土壤质地较为多样 ，既有粘土，也有砂土和 壤土。
土壤肥力
该区域土壤肥力中等，有 机质含量较高，但部分地 区存在养分不足的问题。
土壤中的生物多样性
土壤中的生物种类繁多，包括细菌、真菌、蚯蚓、昆虫等，它们共 同构成了复杂的生物群落。
土壤对生物的保护作用
土壤能够为植物提供保护，防止其被风吹倒、动物啃食等。
土壤在碳循环中的作用
土壤中碳的储存和释放
土壤碳与农业可持续性
土壤是全球碳循环的重要组成部分， 能够储存大量的碳，并在微生物的作 用下释放到大气中。
保水能力。
土壤的有机质
土壤有机质是指存在于土壤中的所有有机物质， 包括动植物残体、微生物及其分解产物。
土壤碳循环在全球碳循环中的地位与作用
3.2土壤碳的输出
A.土壤有机碳中的部分分解有机物和土壤微生物在短时间内通过分解作用释放 出CO2； B.土壤中的腐殖质经过10到100年得时间分解释放出CO2； C.土壤中的木炭经过上千年的时间被侵蚀溶解，释放出CO2； D.以上三个过程释放出的CO2将会通过土壤的呼吸作用释放到大气中。 E.在湿润气候条件下，通过土壤—水系统的移动以DOC形式和HCO3—形式向海 洋沉积系统迁移；在干旱、半干旱条件下沉淀成为土壤无机碳酸盐（SIC）； F.植物根系生长过程中吸收土壤中的碳。
b.土壤可溶性有机碳对污染物起着迁移载体的作用，是促进许多 污染物向地表水体或地下水体迁移的重要因素。在含水多孔介 质和地下含水层中，对重金属淋溶的促进作用尤其明显。 c.碳可以转换为有机碳和无机的碳酸盐类(CaCO3),沉积在岩层中 ,而海洋中的海水化学性质,酸碱值和碱度则控制著海底碳酸盐类 的埋积与溶解。
由上图可以看出,土壤呼吸即使发生 较小的变化也会等于或超过由于土地 利用改变和(或)化石燃料燃烧而进人
大气的CO2年输入量。所以土壤呼
吸的变化能显著地减缓或加剧大气中 CO2的增加,进而影响气候变化。
4.2土壤碳循环与生物圈
a.植物通过光合作用吸收和 固定大气中的碳素,通过根 系吸收土壤中的养分,动物 通过生物链把碳素从植物 身上吸收，这时碳素进入 生物圈成为植物生命活动 的基础。
2.土壤碳
2.1土壤碳的分布及含量
一些主要的热带土壤 ,如变性土、铁铝土和淋溶土上层 1m 内的有机碳含 量 ,分别占2 m 深度范围总有机碳量的53 % 、69 %和 82 % 。
各类土壤中有机碳和无机碳含量比较
2.2土壤有机碳稳定定性最差，碳循环的速度 最快，一般不到一年的时间，参 与这类循环的主要有部分分解有 机物和微生物。“慢”的循环速度 处于中间，一般需要10到100年的 时间，参与这部分循环的主要有 腐殖质。“顽固”循环的时间最慢 ，一般需要几千年或以上，参与 这部分循环的主要是木炭，它可 以在土壤中停留非常长的一段时 间。
全球气候变化对土壤碳循环的影响
--戴健鹏
全球碳循环
全球碳循环
全球碳循环模式示意图
自然界碳循环的基本过程如下：大气中的二氧化 碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过 生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的 形式返回大气中。
土壤碳与气候变化
大气二氧化碳浓度的增加导致全球变暖，同时，气候变化在两 个方面影响土壤碳蓄积过程：一是温度，降水变化影响植物生产速 率和凋落速率。二是气候变化影响微生物活性，从而改变土壤有机 碳的分解速率。
5土壤碳循环与人类圈
a.土壤碳循环研究是确定陆地生态系统对全球变化响应时间、 方式及规模的有效方法 ,是认识农、林生态系统生产潜力的重 要手段。 b.人类活动引起的碳循环紊乱导致大气中CO2浓度的日趋升高, 也引起了世界各国对潜在的全球变暖的关注,也许更严重的是 引起我们对全球变暖和CO2从陆地碳库特别是土壤中进一步释 放出来之间的可能的正反馈效应的担忧。 c.日益加强的土地利用加速了土壤的碳呼吸,动植物残体和有机 质分解增强, 土壤贮存的碳大幅度减少, 通过水土、 大气输出 而成为重要的碳源。
6土壤碳循环在全球碳循环中的地位和意义 a.土壤有机碳储量大。研究者估算陆地土壤碳储量约为12002500Pg，是大气碳库2倍，陆地生物量2-3倍。 b.土壤碳库活跃度大。有学者研究认为土壤有机碳库变化 0.1%将导致大气圈二氧化碳浓度1mg/L（毫克/升）的变化， 全球土壤有机碳10%转化为二氧化碳，其数量将超过30年来 人类二氧化碳总量排放。 c.土壤固碳潜力大。研究表明，土壤存在巨大碳容量和天然 固碳作用是减缓碳释放可选择的最为经济有效途径之一。可 以说，土壤碳库是地球系统处于活跃状态的最大碳汇，也是 温室气体的主要碳源。
由于土壤有机碳贮量的巨大库
生态系统物质循环——碳循环幻灯片PPT
是指组成生物体的C、H、O、 N、 P、S等基本元素在生态系统的生 物群落与无机环境之间反复循环运 动叫生态系统的物质循环。
生物圈是地球上最大的生态系统， 其中的物质循环带有全球性，这种物 质循环又叫生物地化循环。
生态系统的物质循环反复出现，循环 流动，不会消失，生物可反复利用。
2.水循环：
水是组成生物体的重要成分 ，约占体重的60％～95％， 体内进行一切生化反应都离 不开水。地球上水通过蒸发 、降雨、植物的蒸腾、吸收 等过程反复循环。
3.碳循环： 碳元素约占生物体干重的49％
，碳是有机化合物的“骨架”， 没有碳就没有生命。碳在无机环 境与生物群落之间是以CO2的形 式进行循环的。
物质循环发生在生物群落和无 机环境之间。群落内部由于捕 食关系不可逆转，所以群落内 部物质是单向流动的。
当堂训练
独立闭卷，1 2 分钟 。 小 组 讨 论 3 分 钟 后 展 示答案
1.B 2.B 3.D 4.B 5.A
6.D 7.C
课堂小结
（1）碳循环的形式：CO2； （2）碳在自然界中的存在形式：CO2和碳酸盐；
第二节生态系统的稳态（第2课时）
韩巧霞 2015-03-10
学习目标
1.理解生态系统的物质 循环的概念； 2.理解水循环和碳循环 的过程、特点。
重点难点
碳循环的过程、特点 。
自学指导
请同学们用 5 分钟时间认 真默读课本 8 4 - 8 5 页中的
内容，并用红笔勾画出重点 内容。
检测
请同学们用 8 分钟时间完 成下列检测题 要求：书写规范、认真
（3）碳在生物体内的存在形式：含碳有机物； （4）碳进入生物体光的合途径作：用、化能合成作用；
《碳循环与碳减排》课件 2025届人教版高中地理高考一轮复习
关键能力：分析与论证地理联系和作用
情境一：植物体死亡后，经微生物和土壤动物的作用而分解。在潮湿或地表积水的环 境中，由于氧的缺乏，好氧微生物数量减少，使死亡植物体的分解缓慢，形成有机物 的积累现象。这些积累的有机物被称为泥炭，积累泥炭的土地被称为泥炭沼泽或泥炭 地。自然状态下，泥炭地有机物生产和贮存远大于分解。
关键能力：分析与论证地理联系和作用
情境四：图1为黑龙江不同年代无霜期时空分布图，图2为三江平原年平均最高气温变化趋势图，图3为 三江平原年降水量及各季节降水量图，图4为黑龙江水稻种植区北界时空变化图。 问题四：分析全球气候变暖对三江平原农业生产的影响。（5分）
图1
图2
图3
有利：年平均气温升高、无霜期延长、积温升高，生长期延长，有
气
汇
量 大
长
昼夜
势
温差 赤道低气压控制，风力小
好
风
候 原 因
内容回答词
气象
（1）简述该国森林碳汇量大的气候原因（4分）。
灾害 热带雨林气候，全年高温多雨；（1分）
解答指令词
中心词
条件限定词
分值 太阳辐射强（或光合作用强），植物生长快；（2分） 风力弱（或水热组合好），植物茂盛高大。（1分）
真题训练
排放量的差异。下图示意泥炭地开发利用的两种生产模式（a和b）。
（假定：a模式产出的“畜产品”恰好可满足该模式需求；b模式中的“畜产品”与a模式中的等量，
但从非泥炭地牧场中获取。）
土壤碳循环vs全球碳循环ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
土壤碳的储存与输出
储存：
A.植物及其根系的凋落，通过同化 作用使碳储存在土壤有机碳中； B.土壤吸收大气中的CO2，主要有 两种形式： 1、土壤地球化学系统对CO2的吸收： 高pH值、富钙化地球化学环境下， SOC—CO2—HCO3—； 干旱、半干旱地区碱性、富钙化地球 化学环境下，SOC—CO2—HCO3— —CaCO3； 2、土壤有机碳积累，即土壤碳饱和 容量的实现。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
CATALOGUE
1
全球碳循环
2 土壤碳循环
3
土壤碳循环的地位与作用
4
总结
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
土壤碳库
土壤是陆地生态系统最大的碳库，其碳储量相当于大气碳库和植物碳库的2-3倍。
有机碳库 土壤碳库的增加或减少取决于土壤有机碳的输入和输出速率。 土壤有机库分解释放CO2进入土壤溶液转化为无机碳。
无机碳库 土壤无机碳库通过影响土壤团聚体的状况，微生物活性，土 壤ph，有机质的分解速率，今儿影响土壤有机碳库。
碳循环知识：森林土壤中的碳循环——机理和影响
碳循环知识：森林土壤中的碳循环——机理和影响在地球生态系统中，森林扮演了重要的角色，它们不仅可以提供生态系统服务，如气候调节和水土保持，还是生物多样性和生产力的关键因素。
此外，森林中的植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，这一过程中，会释放氧气。
而在土壤中，动植物残体，根系和小生物的易碳质分解，会将碳元素逐渐转换为有机碳质，并不断循环利用。
这一过程即为森林土壤中的碳循环。
森林土壤中的碳循环机理森林土壤中的碳循环机理是一个复杂的过程。
首先，植物通过光合作用吸收二氧化碳，同时释放氧气。
植物继续通过光合作用将二氧化碳转换为有机物。
而这些有机物的释放又会被微生物和其他生物分解，从而形成土壤中的有机质。
这些有机质不断累积，形成土壤有机碳的库存。
同时，森林土壤中的碳循环还受到一系列生态因素的影响。
例如，水、气候、土壤性质、植被类型等。
水和气候影响着植物生长和分解程度，土壤质地决定有机物的分解速度，而植被类型则决定着土壤种类和组成。
因此，这些因素对于土壤碳储存和转移过程的影响是至关重要的。
影响森林土壤碳循环的因素研究表明，气候变化以及人类活动都会对森林土壤中的碳循环产生影响。
其中，气候变化是主导因素之一。
随着全球气温的上升，森林土壤中储存的有机质将受到更快的分解，释放更多的碳至大气层中。
同时，老龄森林向年轻森林转变，会大大降低森林土壤碳库的能力。
在砍伐和森林转型的情况下，由于土地利用的变化和人为干扰，森林土壤中的有机碳会大大减少。
此外，森林土壤中的小生物也对碳循环产生了很大的影响。
小生物具有独特的分解酶类以及多种功能特征，例如根的促进作用和营养循环。
它们可以有效地将有机物转换为碳源和养分，从而影响土壤的碳循环。
总结森林土壤中的碳循环是一个复杂的过程，涉及光合作用、分解、土壤氧化和植物循环等诸多因素。
尽管土壤有机碳库扮演了重要作用，但这个过程仍然需要注意许多因素，如气候变化、人类活动和生物学揭示的影响。
通过对这些因素的了解，我们可以更好地认识森林土壤中的碳循环及其意义。
土壤碳循环vs全球碳循环
土壤呼吸作用和全球碳循环PPT文档34页
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
土壤呼吸作用和全球碳环
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
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--梁健彬 梁小燕 宋冬菊 黄健聪 徐嘉欣 潘嘉敏
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1.全球碳循环
1.1全球碳循环
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1.2全球碳循环模式示意图
自然界碳循环的基本过程如下：大气中的二氧化 碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过 生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的 3 形式返回大气中。
在景观以及长时间尺度上 ,土壤有机质的数量与更新的最大变
化可归因于土壤深部惰性碳的变化,而惰性碳库受土壤矿物控
制。土壤矿物作为气候、 母质以及土壤发育阶段的函数而变
化,是可预测的 ,因此 ,对矿物如何影响土壤碳动态的研究可大
大提高我们对土壤在全球碳循环中作用的理解。
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4.5土壤碳循环与人类圈
a.土壤碳循环研究是确定陆地生态系统对全球变化响应时间、 方式及规模的有效方法 ,是认识农、林生态系统生产潜力的重 要手段。 b.人类活动引起的碳循环紊乱导致大气中CO2浓度的日趋升高, 也引起了世界各国对潜在的全球变暖的关注,也许更严重的是 引起我们对全球变暖和CO2从陆地碳库特别是土壤中进一步 释放出来之间的可能的正反馈效应的担忧。 c.日益加强的土地利用加速了土壤的碳呼吸,动植物残体和有机 质分解增强, 土壤贮存的碳大幅度减少, 通过水土、 大气输出 而成为重要的碳源。
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3.3土壤碳循环途径图解
在干或湿环境下沉积的各种地 上及地下掉落物，通过三种途 径参与土壤碳循环： a、直接成矿； b、植物根系的腐殖质通过腐 殖化作用成矿（这个过程比上 一个成矿过程要缓慢得多）； 上述两个过程形成的矿物释放 出的CO2，通过土壤的呼吸作 用释放到大气中； c、在厌氧环境中通过分解作用 释放出CH4，排放到大气中。 植物的根系呼吸释放的CO2， 也属于土壤碳循环的一部分。 通过淋溶侵蚀作用，碳被固定 在土壤中。 植物吸收土壤中的碳，通过呼 吸 另作 外用 ，释 森放林火CO灾2到也大能气把中土。壤9 中 的碳带到大气中去。
b.土壤可溶性有机碳对污染物起着迁移载体的作用，是促进许
多污染物向地表水体或地下水体迁移的重要因素。在含水多孔
介质和地下含水层中，对重金属淋溶的促进作用尤其明显。
c.碳可以转换为有机碳和无机的碳酸盐类(CaCO3),沉积在岩层
中,而海洋中的海水化学性质,酸碱值和碱度则控制著海底碳酸盐
类的埋积与溶解。
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4.4土壤碳循环与岩石圈（土壤矿物）
a.在岩石圈中，全球碳酸盐岩分 布面积2200万km，约占陆地面 积的15%，土壤层是比较关键和 特殊的环节,土壤库中CO2含量的 高低直接影响表层岩溶带岩溶作 用的发生。
b.非晶质矿物对碳的固定影响营养元素的可利用性以及表层
土中易变土壤底质的分解,从而直接影响土壤 — 植被碳循环。
1.3全球碳循环主要源和汇
4
2.土壤碳
2.1土壤碳的分布及含量
一些主要的热带土壤 ,如变性土、铁铝土和淋溶土上层 1m 内的有机碳含 量 ,分别占2 m 深度范围总有机碳量的53 % 、69 %和 82 % 。
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各类土壤中有机碳和无机碳含量比较
2.2土壤有机碳稳定性分类 根据土壤有机碳的稳定性，我们 把它分为三类：快，慢和顽固。 “快”的稳定性最差，碳循环的 速度最快，一般不到一年的时间， 参与这类循环的主要有部分分解 有机物和微生物。“慢”的循环 速度处于中间，一般需要10到 100年的时间，参与这部分循环 的主要有腐殖质。“顽固”循环 的时间最慢，一般需要几千年或 以上，参与这部分循环的主要是 木炭，它可以在土壤中停留非常 长的一段时间。
4.土壤碳循环在全球碳循环中与各圈 层联系及其地位
4.1土壤碳循环与大气圈 4.2土壤碳循环与生物圈
4.3土壤碳循环与水圈
4.4土壤碳循环与岩石圈 4.5土壤碳循环与人类圈
土壤是陆地表层系统参与全球碳循环和影响全球 变化的主要碳储库，土壤有机碳问题在全球变化研究中 具有重要战略意义。
4.6土壤碳循环在全球碳循环中的地位和意义10
由上图可以看出,土壤呼吸即使发生 较小的变化也会等于或超过由于土地 利用改变和(或)化石燃料燃烧而进人
大气的CO2年输入量。所以土壤呼
吸的变化能显著地减缓或加剧大气中 CO2的增加,进而影响气候变a.植物通过光合作用吸收和 固定大气中的碳素,通过根 系吸收土壤中的养分,动物 通过生物链把碳素从植物 身上吸收，这时碳素进入 生物圈成为植物生命活动 的基础。
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3.2土壤碳的输出
A.土壤有机碳中的部分分解有机物和土壤微生物在短时间内通过分解作用释放 出CO2； B.土壤中的腐殖质经过10到100年得时间分解释放出CO2； C.土壤中的木炭经过上千年的时间被侵蚀溶解，释放出CO2； D.以上三个过程释放出的CO2将会通过土壤的呼吸作用释放到大气中。 E.在湿润气候条件下，通过土壤—水系统的移动以DOC形式和HCO3—形式向海 洋沉积系统迁移；在干旱、半干旱条件下沉淀成为土壤无机碳酸盐（SIC）； F.植物根系生长过程中吸收土壤中的碳。
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3.土壤中碳循环过程
3.1土壤碳的储存
A.植物及其根系的凋落，通过同化作用使碳储存在土壤有机碳中； B.土壤吸收大气中的CO2，主要有两种形式：
a、土壤地球化学系统对CO2的吸收（高pH值、富钙化地球化学环境下， SOC—CO2—HCO3—；干旱、半干旱地区碱性、富钙化地球化学环境下， SOC—CO2—HCO3——CaCO3）； b、土壤有机碳积累，即土壤碳饱和容量的实现。
2020/1/6
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4.1土壤碳循环与大气圈
• a.土壤活性有机碳是微生物 生长的速效基质，其含量 高低直接影响土壤微生物 的活性。从而影响温室气 体的排放。例如，土壤甲 烷细菌、甲氧化菌、氨化 细菌、硝化、反硝化细菌 的迅速生长直接影响CO、 CH4、N2O的产生、排放。
• b.土壤呼吸是全球碳循环 中重要的流通途径,土壤呼 吸的变化将显著影响大气 C吸的O将升2的能高浓有 和度效温。缓室控和效制大应土气。壤CO呼2
b.植物以凋落物形式和动物尸体分解每年向土壤归还大量的养分 和有机质。凋落物和枯枝落叶层不但是土壤碳的主要来源,而且 覆盖地表,有效地阻滞土壤碳流失。
两个过程构成了土壤圈与生物 圈之间的碳素循环。
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4.3土壤碳循环与水圈（土壤溶液）
a.陆地表面的岩石、 土壤与生物等经过 各种自然营力,产生大量的有机与无机碳, 以及河流自生的有机碳, 经由河流进入海 洋。大量土壤有机质被淋溶、 冲刷进入 河湖、 汇入海洋,工业废物排放、 富营 养化和酸雨等现代环境问题都会影响河 流碳通量, 并且在很大程度上是加强了河 流碳通量,使得淡水和近海成为附加的碳 汇