文档介绍：土壤温室气体产生与排放影响因素研究进展
李海防,夏汉平,熊燕梅,张杏锋
中国科学院华南植物园,广东广州 510650
摘要:土壤是温室气体(如CO2、CH4和N2O)产生的重要源,土壤温室气体主要来自于微生物呼吸,植物根呼吸和土壤动
物呼吸。土壤温室气体排放机制及其影响因素是研究全球碳氮循环的重要组成部分。研究表明,影响土壤呼吸的因素很多,
土壤理化性质如温度、含水量、有机质含量、pH值、氧化还原电位(Eh)、土壤质地等因素都可以直接影响土壤微生物量及
其生理生化过程,从而影响温室气体排放。其中,土壤温度,湿度、有机质含量是关键性因素。此外,地域气候、土地利用
以及土地覆盖变化也可以通过改变土壤理化性质及呼吸底物来影响温室气体排放。文章重点论述了土壤温室气体排放机制,
排放影响因素以及排放的日变化和季节变化规律。认为今后的研究方向应该是土壤微环境碳氮循环机制,土壤呼吸模型在尺
度上的推延,以及注重中国陆地与近海生态系统碳固定及减少碳排放的对策和应用技术研究,特别在人工林碳固定及农业固
碳减排方面加大研究力度等。
关键词:土壤;温室气体;影响因素;研究进展
中图分类号:X17 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2007)06-1781-08
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温室气体是指地球大气中导致温室效应的气酵等;N2O的排放源主要有土壤释放、生物物
[8]
体,主要包括CO2、CH4、N2O和水蒸气等。红外质燃烧和化石燃料的燃烧等。在所有排放源中,
线在向太空散射过程中易被大气层中的温室气体土壤是温室气体产生的重要排放源[8-10]。深入了解
吸收,使很大一部分辐射能又返回到地球表面, 三种主要温室气体的土壤排放机制以及影响因
从而导致全球温度上升,这种增温效应称为温室素,对控制土壤温室气体排放、遏制地球温室效
效应。18 世纪工业革命以来,人类活动对生物圈应有重要意义[11]。
的影响已由区域扩展到全球,人口的增加,化石 1 土壤温室气体产生与排放机制
燃料的燃烧,环境污染的加剧,土地利用和覆盖 土壤CO2产生与排放机制
的变化,导致大气中CO2 、CH4 和N2O等温室气土壤是陆地生态系统的重要组成成分,它与
体的浓度在逐年增加。据估计,大气中的CO2体积大气以及陆地生物群落共同组成系统中碳的主要
分数已经从 1750 年的 280×10-6增长到 1999 年的贮存库和交换库。据估计,全球约有 ×1012~
367×10-6,并且每年仍以 ×10-6的速度增长[1]。同 ×1012 t的碳是以有机质形式储存于土壤中,土壤
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时,大气中CH4 体积分数从 700×10 增长到贡献给大气的CO2量是化石燃料燃烧贡献量的 10
-9 -9 [1-2] [10]
1 745×10 ,年均增长速度为 7×10 。大气中N2O 倍。
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体积分数从 1750 年的 270×10 增长到目前的土壤中CO2 的产生是土壤生物代谢和生物化
314×10-9,年均增长速度约为 ×10-9 [1]。在过去学过程等因素的综合产物[12]。在生态系统中,绿
几十年里,大气中CO2 、CH4 和N2O分别以年均色植物通过光合作用合