土壤有机碳库的分类及其研究进展

土壤有机碳库(SOCP)的库容量巨大,其微小的变化会在很大程度上影响大气中二氧化碳的浓度,因此SOCP在全球碳循环中起着重要作用[1]。土壤有机碳（SOC）是地球表层系统中最大且最具有活动性的生态系统碳库之一。其有机碳总贮量约在1 400~1 500 Pg 之间[1（] 1 Pg=1015 g），是陆地植被碳库的2~3 倍，大气碳库的2 倍多，其较小幅度的变动都会引起大气中CO2浓度变化，进而影响全球气候变化。

土壤有机碳库分为两部分：活泼碳和不活泼碳。其中不活泼碳约占土壤总有机碳库的25%甚至更高[2]，这部分不活泼的碳具有较长的周转时间（千年以上）。国外好多文献把土壤有机碳库分为三部分：活跃碳库（active carbon pool），缓效性碳库（slow carbon pool）和惰性碳库（passive carbon pool）。其中，土壤活性有机碳指在一定的时空条件下，受植物、微生物影响强烈、具有一定溶解性、在土壤中移动比较快、不稳定、易氧化、分解、易矿化，其形态、空间位置对植物、微生物来说活性比较高的那一部分土壤碳素，大约是土壤活生物量的2~3倍；缓效性碳库包含难分解的植物和较稳定的微生物，而惰性碳库是那些化学性质和物理性质都稳定的部分[3]。

土壤有机碳库是陆地生态系统长期光合作用和分解作用动态平衡的结果因此凡是影响生态系统光合和呼吸过程的因子如气候、地形、土壤质地等都将控制着土壤有机碳库的动态变化[4]。放牧、围封、土地利用变化等人为因素会导致土壤有机碳的动态变化[5]。夏海勇等研究秸秆添加量对黄潮土和砂姜黑土有机碳库分解转化和组成的影响规律，结果表明: 秸秆添加越多, 碳库活度便越高, 越有利于有机物料分解, 降低腐殖化系数; 黏粒含量越高, 有机物料的分解受阻, 腐殖化系数便越高[6]。对大兴安岭区域研究发现，土壤有机碳含量近似于土壤有机质含量的分布趋势，也和土层厚度有一定关系[7]。造林使农田土壤有机碳含量先下降后上升[8]。

对土壤有机碳分组方法相关研究也取得了一系列进展。随着国内外学者对土壤有机碳研究的不断深入，其分组方法也在不断的改进和完善。由于化学分组方法对土壤结构和形态的破坏性大，生物学分组方法所需培养时间长和限制因子要求高，物理分组方法存在较大的空间异质性，得到的组分之间有重叠等，所以导致研究结果无法进行比较和评估。物理－化学联合分组方法改善了这些弊端，该方法不仅消除了生物学分组过程中培养所需时间长的困扰，还打破了各单一分组方法过程中出现的异质性组分重叠的现象，相比之下是更好的有机碳分组方法。但是，在物理－化学联合分组过程中，对样品进行酸解时还是沿用的盐酸溶液，具有一定的破坏性，而核磁共振技术通过固态13 C 交叉极化魔角旋转技术分析有机物的烷基碳、烷氧碳、芳香碳和羰基碳等化学结构组成，能够实现有机物的原位不破坏分析和评价有机物的生物化学稳定性。所以，结合核磁共振分析的物理－化学联合分组，有望成为土壤有机碳分组方法的一个未来趋势。

[1] 霍莲杰, 纪雄辉, 吴家梅, et al. 土壤有机碳分类研究进展. 湖南农业科学, 2012: 65-69

[2] Harrison A F, Ineson P, Heal O. Nutrient cycling in terrestrial ecosystems: Field methods,

application and interpretation. Elsevier Applied Science Publishers Ltd., 1990:

[3] Parton W J, Schimel D S, Cole C V, et al. Analysis of factors controlling soil organic-matter

levels in great-plains grasslands. Soil Science Society Of America Journal, 1987, 51(5): 1173-1179

[4] Allen D E, Pringle M J, Page K L, et al. A review of sampling designs for the measurement of

soil organic carbon in australian grazing lands. Rangeland Journal, 2010, 32(2): 227-246

[5] Fang J Y, Yang Y H, Ma W H, et al. Ecosystem carbon stocks and their changes in china's

grasslands. Science China-Life Sciences, 2010, 53(7): 757-765

[6] 夏海勇, 王凯荣, 赵庆雷, et al. 秸秆添加对土壤有机碳库分解转化和组成的影响. 中国

生态农业学报, 2014, 4: 002

[7] 王立中, 李慧仁, 赵希宽, et al. 大兴安岭土壤有机碳库分析. 防护林科技, 2014(2): 5-7

[8] 高杨, 胡振琪, 肖武, et al. 造林对土壤有机碳储量的影响(综述). 江苏农业科学, 2014:

301-305

(9)张丽敏, 徐明岗, 娄翼来, 等. 土壤有机碳分组方法概述[J]. 中国土壤与肥料, 2014 : 1-6.