土壤-大气碳交换

科技工作者之家  |   2020-11-17 18:17

陆地生态系统的土壤是二氧化碳、甲烷等温室气体的源与库。土壤中的有机碳是植物光合作用产物通过植物凋落,或通过植食性动物和微生物的转移,河流的异地搬运堆积等作用积累的。土壤-大气间的碳交换过程与植被-大气间的碳交换过程基本相同,主要包括大气边界层内的气体传输,土壤-大气界面的气体扩散土壤微生物和动物异养呼吸的碳排放植物凋落物的凋落与分解异地有机物的河流搬运与堆积土壤腐殖质的形成与分解;植食性动物和微生物的转移等。

简介陆地生态系统的土壤是二氧化碳、甲烷等温室气体的源与库。土壤中的有机碳是植物光合作用产物通过植物凋落,或通过植食性动物和微生物的转移,河流的异地搬运堆积等作用积累的。土壤-大气间的碳交换过程与植被-大气间的碳交换过程基本相同,主要包括大气边界层内的气体传输,土壤-大气界面的气体扩散土壤微生物和动物异养呼吸的碳排放植物凋落物的凋落与分解异地有机物的河流搬运与堆积土壤腐殖质的形成与分解;植食性动物和微生物的转移等。1

二氧化碳排放土壤的CO2排放主要是通过土壤微生物、植物根系以及土壤动物的呼吸作用分解有机质而产生的。土壤的CO2通量是指单位时间内通过单位面积土壤界面向大气中释放CO2的速度,在裸地或植被稀疏的草地生态系统,土壤的碳排放是其通量的主要成分,其碳通量大致与生态系统的碳通量相当。1

甲烷排放有机物质的厌氧分解是大气中甲烷的主要来源,但旱地土壤中的甲烷氧化细菌能消耗一部分甲烷。自然湿地、稻田、反刍动物和垃圾分解每年释放甲烷280 Tg,占大气甲烷总来源的60%。在湿地和稻田中,甲烷的产生和再氧化受温度、酸碱度、氧化还原电位和淹水深度的影响,并与植物生长密切相关。植物生长一方面是有机物质的来源,另一方面植物的通气组织是土壤中甲烷进入大气以及大气中氧气进入土壤的主要通道,因此,在某种程度上控制着甲烷产生、氧化及向大气的传输速率。反刍动物将其所摄取食物能的3%~8%转化为甲烷,转化率随饲料质量和动物生产效率的提高而降低,因此,粗放经营的家畜生产系统比集约生产系统释放更多的甲烷。1

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学