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循环及相关过程(中)
(3)土壤有机碳库
土壤是个巨大的有机碳库。它在全球碳循环中的重要性表现在以下3个方面(Fang et al., 1996)
◆它占全球陆地总碳库的2/3-3/4,比全球陆地植被和全球大气的碳库总量还要多
◆土壤是全球碳循环最重要的基本构成要素之一
◆土壤碳库的微小变化可以引起大气CO2浓度的显著变化,从而对全球气候带来显著影响
土壤有机碳库包括土壤有机质和地表凋落物量二大部分。对全球土壤有机碳库的估计,很多人做过工作。
其中,Schlesinger (1977)的工作是最具代表性的,也最容易得到生态学家的认可。他收集了全球不同生态系统类型的碳库资料,按不同生态系统类型计算了全球平均碳密度和总量(表)。按照他的估计,全球土壤有机碳总量(即全球土壤碳库)为1456 Pg C,其中地表凋落物量为55.2 Pg C。虽然他的工作是在70年代开展的,但后来人们的研究进一步证实了他的结果是可信的。现在人们在构建全球碳循环模型时,土壤C库大都采用1500 Pg C的估计值,与Schlesinger的结果十分接近。
(4)土壤呼吸
指土壤释放的过程,是生物圈向大气圈释放的主要来源之一,主要包括植物的根系吸收、微生物的分解作用和菌根的呼吸。
对全球土壤呼吸的估算还缺乏足够的资料。尽管如此,Raich & Schlesinger (1992)还是对全球土壤的呼吸总量进行了十分有意义的概算(下表)。按照他们的估算,全球通过土壤呼吸向大气中释放的量高达68 Pg C/a。该值相当于人工使用化石燃料向大气释放总量的12倍(以5.3 Pg C为基数)。
在土壤呼吸研究中,定律十分重要,它表示温度每升高10℃,土壤呼吸增加的倍数。Raich & Schlesinger (1992)列出值的分布(左图)。Krischbaum(1995)研究表明,值受温度的强烈影响。随着温度的升高,逐渐减小(右图) 。