土壤有機碳平衡

碳素循環碳循環(carbon cycle)是指這樣的過程：綠色植物和自養微生物利用太陽光能及其他形式的化學能，吸收大氣中的CO₂，將其轉化為貯存能量的有機化合物，人類及其他高等動物從植物中獲取物質和能量。並將死亡組織和廢物返回土壤。微生物分解這些物質，釋放其中的養分後，將一部分C轉變為穩定的土壤腐殖質，一部分以CO₂形式釋放進入大氣，再次供植物吸收。在這一循環過程中，伴隨着能量的轉換，有全部的生物形式的參與，同時包括每一種生物形式的生命週期，所以也稱碳循環為生物循環(biocycle)或生命循環(lifecycle)。

碳(C)素是有機化合物的骨架，因而是生命物質中必要的元素。碳在生物圈中以各種形式存在，並以較快的速度在生物小循環中轉化，最後進人緩慢的地質大循環過程。據計算，一個碳原子在生物圈中可居住11年，在大氣圈中停留4年，在海洋上層水域停留385年，在深海中停留105年，在地殼中存留312×10⁶年。 ^[1] 

温室效應這一概念最早由瑞典化學家斯萬特·阿勒尼斯提出，是指地球大氣層中的CO₂、CH₄、N₂O等氣體可以使太陽光的短波輻射透過而進人大氣層，同時反射陸地表面、大洋表面等發射的長波輻射，使地球吸收的淨輻射增加，進而導致地球的能量平衡被打破、導致地球温度上升。這個現象類似於温室的增温現象，故形象地稱為温室效應。

土壤有機質也是全球碳平衡過程中非常重要的碳庫。據估計，全球土壤有機質的總碳量為(1.4～1.5)× 10¹⁸g，大約是陸地生物總碳量(5.6 × 10¹⁷g)的2.5～3倍。因此，土壤中進行的植物殘體分解和植物生產之間平衡關係的微小差異，就會導致大氣中C濃度的積累或虧欠。而每年因土壤有機物質生物分解釋放到大氣的總碳量為6.8 × 10¹⁶g，全球每年因焚燒燃料釋放到大氣的碳遠低得多，僅為6 × 10¹⁵g，是土壤呼吸作用釋放碳的8%～9%，可見，土壤有機質的損失對地球自然環境具有重大影響。從全球來看，土壤有機碳水平的不斷下降，對全球氣候變化的影響將不亞於人類活動向大氣排放的影響。

在農業土壤中、減少CO₂淨釋放和增加土壤碳貯存是具有同等意義的，這一過程稱作碳截留。增加土壤的碳貯存意味着要增加碳輸入量和(或)減少土壤異養呼吸作用。要增加土壤中有機殘留物的輸入量，應當做到在提高淨初級生產力(NPP)的同時，還需維持或增加返回到土壤中的NPP比例。通常，大多數農業活動所考慮的提高NPP，重點是放在增加收穫量(食物、飼料或燃料)而不是作物殘留物之上。 ^[1]