单位：《中国生态农业学报》2018 年 02 期作者：徐嘉晖，孙颖，高雷，崔晓阳单位：东北林业大学林学院减少土壤碳汇是应付全球气候变化的有效地措施，作为土壤碳汇来源之一的有机碳在其中充分发挥最重要起到。过去几十年，土壤有机碳的分子结构性质被指出是预测有机碳在土壤中循环的主要标准。

然而最近的研究结果表明有机碳的分子结构并非意味著地掌控着土壤有机碳的平稳，而土壤环境因子与有机碳的相互作用明显减少了土壤有机碳被水解的可能性。土壤微生物不仅参予有机碳的水解，其产物本身也是土壤有机碳的最重要构成成分。

非生物因子必要或间接地掌控着土壤有机碳的平稳，还包括土壤中的无机颗粒、无机环境以及养分状况等。其中，有机碳与土壤矿物的吸附作用和土壤一家人体的闭蓄起到被普遍认为高效地维护了有机碳。土壤矿物的吸附作用各不相同其自身的矿物学性质和有机碳的化学性质。土壤一家人体在维护有机碳的同时也增进了有机碳与矿物的导电，而有机-矿物络合物某种程度可以参予构成一家人体。

此外，土壤无机环境也影响着有机碳循环。总之，土壤有机碳的平稳各不相同有机碳与周围环境的相互作用。同时，有机碳的结构性质也可控于环境因素。然而，无论有机碳的结构性质，还是其所处的生物与非生物环境，都是生态系统的基本属性，且各属性间相互影响、相互作用。

因此，土壤有机碳的平稳是生态系统的一种特有性质。前言工业革命之后，人类过度地消耗石油、煤炭以及天然气，获释大量的温室气体，造成了全球气候变化。

将近几十年温度增高的趋势早已相比之下低于过去两千年的温度变化，并且年均甘还将持续增高。土壤是陆地生态系统仅次于的碳库，比植被碳库和大气碳库的总和还要低，所以土壤有机碳库微小的变化之后将造成大气CO2 浓度的波动。因此减少碳排放，减少土壤碳储量毫无疑问是应付气候变化最有效地措施之一。从而，有机碳在土壤中的稳定性获得了普遍注目。

土壤有机碳的累积可控于两个基本因素：植被生产量的输出(数量、质量)和水解速率。最初，植被凋落物的化学性质(如木质素含量)被指出是要求其水解速率的主要因素。因此，起码分子结构之后可建构出有“平稳的”土壤有机碳的观点被明确提出。然而，随着同位素示踪技术的发展，许多研究开始批评分子结构性质在土壤有机碳平稳中的贡献度。

比如，有些研究找到所谓的“稳定性”碳库中所含大量的分子结构不稳定的有机碳，如糖类和蛋白质。随后，学者们陆续明确提出其他机制来说明土壤有机碳的平稳。

如Sollins 等明确提出了3 种平稳机制：1)有机碳的分子结构抗性；2)微生物和酶对底物的可相似性；3)与土壤有机或无机物质的相互作用。Krull 等将土壤有机碳的平稳概括为有机碳的生物化学抗性和物理维护两种机制。

随后， Lützow 等总结总结出有3 种机制：1)选择性维护；2)生物和有机碳的空间隔离；3)与土壤矿物表面和金属离子的相互作用。尽管学者们对土壤有机碳平稳机制的观点有差异，但有机碳与土壤矿物的相互作用被广泛接纳为最重要的平稳机制。

本文从有机碳的性质和土壤环境中生物与非生物因子3 个角度辩论土壤有机碳的平稳，其中非生物因子分成无机颗粒、无机环境和养分状况3 部分。1 有机碳的分子结构性质土壤有机碳的水解速率与其自身化学性质明显涉及， 如氮、烷基碳， 或者芳香性碳的含量。因此，有机碳的分子结构性质被用来预测有机碳在土壤中的分解成速率。然而，单体碳同位素分析表明，某些分子结构平稳的有机碳(如木质素)在土壤中的周转周期居然比其他有机碳较短，而某些活性有机碳(如糖类)也可以在土壤中固持数十年。

所以，分子结构抗性无法几乎说明有机碳在土壤中的长年平稳。表格 1 对比了关于土壤有机碳结构性质的新的杨家观点。

本文挑选3 种典型的无以水解类有机碳来分析土壤有机碳的分子结构性质与其平稳的不确定性。1.1木质素木质素是一类苯基丙烷类高聚物，其比较含量掌控着凋落物的水解速率。

Talbot 等指出凋落物的水解速率与初期木质素和纤维素含量的比值明显涉及， 意味著木质素与其他活性化合物的比较含量掌控着凋落物的水解。类似于地， Zhou 等明确提出凋落物的初始C/N 值是影响其水解速率的最重要因子。

此外， 与其他植物来源的有机质有所不同， 木质素的水解具备共计新陈代谢特征。换言之，木质素自身无法为微生物获取水解所需的碳源与能量，而必须其他可新陈代谢化合物的协同作用。基于微生物的利用效率， 木质素的水解特征在一定程度上维护了自身的平稳。

然而， 一些研究指出木质素并非如预期的平稳留存于土壤中。土壤中木质素的分解成是真菌、细菌等微生物群落联合起到的结果， 其中真菌水解能力最弱，充分发挥主要起到。真菌对木质素的水解再次发生在其生长的次级新陈代谢阶段，在其黏液的水解酶催化剂下，木质素依序再次发生侧链水解、去甲基化、芳香的环裂开等一系列变化。而细菌对木质素的水解再次发生在初级新陈代谢阶段，由于有所不同种类细菌新陈代谢途径有所不同，所以分解成木质素的机制也有差异。

1.2黑碳黑碳是化石燃料与生物质不几乎自燃产生的液体残留物， 普遍不存在于土壤与沉积物中，平均值大约占到土壤总有机碳的40%。构成于高温条件下的黑碳广泛具备高度稀释的米粉环芳香结构，平均值周转周期可约成百上千年，因此黑碳被视作最容易水解的土壤有机碳组分。

近来， Kerré 等指出黑碳的加到减少了土壤有机碳的矿化，并增进了有机碳在微一家人体内的累积。从而，黑碳被普遍应用于土壤添加剂来提升土壤碳汇能力。

然而， Jaffé 等在河流溶解性有机碳中找到黑碳占有的比例超过了10%，证实了黑碳的水解水解。此外，黑碳的水解也有可能源于结构的物理降解，从而为胞外酶等获取了认识黑碳表面的机会。涉及研究指出新鲜有机碳的加到将不会加快黑碳的水解。1.3腐殖质腐殖质是土壤有机质的主要不存在形态，所含简单的大分子外用水解化合物，被视作最平稳的土壤有机碳组分。

上言水性与氢键是腐殖质以大分子结构构成及平稳的主要机制，其中某些非极性脂类物质的不存在是腐殖质具备上言水性的主要原因。同时，环境条件也不会影响亲水性起到与氢键的构成，从而转变腐殖质的化学结构进而影响其结构稳定性。若非常简单的有机分子穿插在腐殖质的亲水性缔合结构中，那么腐殖质的结构稳定性可能会被毁坏。因此腐殖质的分子结构稳定性只是比较的而非意味著的。

其他研究指出黑碳的水解有可能是腐殖酸构成的主要机制。火派生腐殖酸的稳定性源于高度稀释的芳香结构，而非火派生腐殖酸的分子结构和性质皆与其有所不同，因此掌控二者平稳的机制有可能有所差异。然而，目前关于腐殖质稳定性研究中很少从腐殖质起源角度分析。

目前，关于分子结构稳定性类有机碳的研究依然受限，木质素和黑碳的水解说明了任何形态的有机碳都是可分解的。Lützow 等指出有机碳的分子结构抗性主要反映在有机碳分解成初期和表层土壤中，而在分解成后期和下层土壤，生物和有机碳的空间隔离和土壤矿物的络合作用占有主导。然而，根系派生碳的分子结构性质对于深层土壤有机碳的平稳仍旧最重要。

Rumpel 等指出根系开裂物在深层土壤有机碳中占有了相当大的比例，而根系开裂物所含一定量的无以水解成分，如木质素、多酚等。2 土壤微生物的水解能力微生物对土壤有机碳循环的影响不仅在于可以水解有机碳，而且微生物新陈代谢产物也是土壤有机碳的最重要组成部分。尽管某些有机碳具备分子结构抗性，但微生物在长年的演化中早已不具备了分解成任何种类有机碳的能力，只是微生物更加趋向于自由选择不易分解成的有机质，如若活性有机质被消耗，其他比较平稳的有机质某种程度不会被微生物分解成。

因此土壤有机碳的平稳不仅各不相同有机碳的性质，也各不相同微生物的水解能力。Lehmann 等指出土壤碳库是一系列有所不同分解成程度有机碳的倒数体，而其中部分稳定性有机碳的构成之后源于微生物对有机碳的再行制备，所以微生物是某些稳定性有机碳构成的驱动者。此外，某些微生物产物如胞壁质、几丁质等也归属于无以水解性有机碳。

深层土壤缺少新鲜碳源和能量，造成微生物活性很低，对有机碳的分解成能力受到限制。微生物在土壤中的活动必须一定的生境， 而微生物生境的时空尺度与土壤生境(土壤结构)具有必要的联系， 进而要求了对有机碳的分解成能力。比如尽管微一家人体内不存在一定的空间， 但由于微生物在此生境下活性减少， 从而造成微一家人体包覆有机碳的平稳。研究指出， 土壤微生物体占有的土壤空间近严重不足1%， 而且很不均匀分布地产于在一个个微生境中， 这些微生境由被水充满著或未充满著的孔隙空间相连接， 具备时空异质性。

这种微生境的不连续性很大程度上确保了土壤有机碳的平稳， 也造成了微生物的多样性。目前， 我们仍不确切土壤结构的构成与裂痕过程中微生物生境的简单变化，因为有所不同土壤类型、质地， 以及经营方式等都会影响土壤结构。土壤微生物的长年演化构成了有所不同的生活史策略来适应环境微生境变化，而有所不同的生活史策略与生境中有机碳的平稳密切涉及。微生物对有机碳的利用主要还包括真菌和细菌两种途径，真菌和细菌的传统生活史策略分别为K 对策和r 对策。

二者对有所不同质量的有机碳具备有所不同的偏爱，r 型微生物偏向于分解成活性有机碳，而K 型微生物主要分解成比较无以水解的有机碳，所以真菌对土壤有机碳的利用效率远高于细菌。此外，K 型微生物生物体比r 型微生物更加无以水解，如真菌的细胞壁具备简单的分子构成，还包括黑色素、几丁质等，而细菌细胞膜的主要成分为脂质。因此，真菌主导的微生物群落对土壤有机碳平稳的贡献值更高。

3 土壤非生物环境影响3.1土壤中无机颗粒的起到3.1.1 土壤矿物的化学维护有机碳与土壤矿物质成分的融合被指出是土壤有机碳最重要的平稳机制，土壤有机碳与矿物表面的起到机制还包括配位互相交换、多价阳离子键桥、络合作用，以及比较较强的范德华力等。土壤矿物中对有机碳平稳起主要起到的为黏土矿物和铁铝氧化物，二者的含量要求着土壤对有机碳导电的潜力。由于土壤矿物随剖面加剧而增高，因此深层土壤有机碳更加多的以“有机-矿物”复合体形式呈现出。

3 种典型土壤矿物(1︰1， 2︰1 型黏土矿物和铁铝氧化物)表面的活性位点有所不同， 因此导电土壤有机碳的能力也有所不同。普遍认为2︰1 型矿物具备较小的比表面积和较高的阳离子交换量， 从而可导电更好的有机碳。

然而，其他研究指出比表面积并无法意味著说明黏土矿物固持的有机碳含量。因为黏土矿物表面一般来说不存在一些多价的阳离子，它们作为离子桥相连有机质中带负电基团，从而已完成对有机碳的导电。

这时，2︰1 型矿物由于层间距受限，无法导电大分子有机质。除了固持的有机碳含量外，有所不同矿物导电的有机碳化学构成也有所不同。研究找到，高岭石导电的有机碳中多糖占据相当大的比例，而蒙脱石更好地导电芳香性有机碳。总之，相比1︰1 型矿物，2︰1 型矿物的固碳能力更加强劲，导电有机碳的周转速率也更加较低。

铁铝氧化物归属于结构比较非常简单的土壤矿物， 其表面具备茂密的羟基位点，可通过牵头溶解或配位互相交换有效地导电有机酸。Chassé等找到铁氧化物对芳香族有机碳的亲和力很强。

Chorover 等指出在酸性土壤中，铁铝氧化物对土壤有机碳的固持能力要优于蒙脱石与伊利石。其中，非晶态氧化物由于具备更大的比表面积和更加契的羟基位点而被视作酸性土壤中稳定性有机碳的有效地命令者。

Kleber等认为非晶态铁铝氧化物明显地富含于酸性土壤的深层，那么酸性土壤深层所固持的有机碳含量与非晶态铁铝氧化物之间有可能展现出出有一定的函数关系。然而，铁铝氧化物更容易被还原成，比较不平稳。比如，微生物分解成有机碳时一般来说利用氧气作为最后的电子拒绝接受体，当土壤正处于嫌气条件时，微生物可能会自由选择铁作为电子拒绝接受体，那么铁氧化物就将被还原成沉淀，从而获释导电的有机碳。

土壤矿物对有机碳的导电不仅倚赖矿物性质，也各不相同有机碳的化学性质。可以通过分析有所不同粒级组分内土壤有机碳的化学构成来辨识有所不同性质有机碳更容易与何种粒级矿物导电。结果表明，芳香性碳所占到比例随粒级的增大而减少，比如，两种典型的芳香性碳(黑碳和木质素)之后主要产于在粗粒级组分。

解释芳香性碳主要导电在粗粒级矿物表面，这有可能由于芳香结构基本源于植物或火派生，而并非次生新陈代谢产物。反之，烷基碳与氧烷基碳则主要富含于黏、粉粒组分，解释微生物量碳趋向于与细粒级矿物融合。微生物个体较小，因此微生物一般来说被粗的土壤颗粒包覆，而微生物在水解有机碳的同时也黏液新陈代谢产物，因此这些分泌物则渐渐累积于细粒级组分。

3.1.2 土壤一家人体的物理维护土壤一家人体不仅物理维护了有机碳免遭微生物和酶的分解成，也影响了微生物群落结构，容许了氧气蔓延和养分循环。基于粒级大小，将一家人体大体分成大一家人体(250 μm)和微一家人体(250μm)两种。大一家人体内孔隙的减少必要容许了有机碳的分解成，而微一家人体内孔隙更加小，当大于微生物所能通过的限度(3 μm)时，有机碳的水解不能依赖胞外酶的蔓延，这对于微生物来说是很大的耗电过程。Han 等总结了涉及研究并概括出有以下4个观点：1)大一家人体包覆的有机碳少于微一家人体；2)而微一家人体有机碳的水解程度却低于大一家人体；3)一家人体粒级越大，毁坏其结构所需的能量却越多；4)有机碳的周转周期随着一家人体粒级的减少而减少。

一般指出，一家人体包覆的有机碳要么以颗粒态形式不存在于孔隙内，要么与构成微一家人体的矿物颗粒密切导电。因此微一家人体内包覆的有机碳还包括部分与土壤矿物融合的有机碳，这说明了土壤矿物对有机碳的导电和一家人体的闭蓄是协作已完成的，或者二者是相互作用的。

由于土壤一家人过程要求了土壤有机碳被维护的程度， 因此一家人体的构成模型随之发展。Tisdall 等最先明确提出了一家人体-有机碳相互作用的“层次性概念模型”(aggregate hierarchy concept)。该模型具备时空尺度，在时间尺度上，堆积物质从多糖向菌丝、根系到芳香物质的层次性转化成，分别展现出为继续平稳、短时间平稳以及持久平稳；在空间尺度上，土壤一家人体由微一家人体向大一家人体逐层倒数的层次性变化。

根据此模型，微一家人体的构成是大一家人体构成的基础。随后Oades 改良了该模型：根系和菌丝可以必要增进大一家人体的构成，而微一家人体也可以在大一家人体内构成。

而后，Six 等发展了以“大一家人体周转”为核心的概念模型，即堆积物质增进大一家人体的构成，而大一家人体包覆的颗粒有机物协助了微一家人体的构成，预示颗粒有机物的分解成，大一家人体碎裂后将扰一家人体释放出。尽管大一家人体周转速率慢，无法长年地维护有机碳，但是它们包覆了更加多的有机碳，并增进了微一家人体的构成，从而为微一家人体对土壤有机碳长年平稳的固持获取了条件。3.2土壤中无机环境的影响土壤中无机环境主要所指的是土壤的水、热、气条件，三者相对立，又互相制约。

土壤水和空气并存于土壤孔隙内，因此它们之间不存在互相消长的数量关系。土壤有机碳库对土壤无机环境变化极为脆弱，比如温度下降提升了微生物活性，造成有机碳矿化减少。研究指出，土壤有机碳的分解成速率随着温度的增高完全以指数的形式快速增长。类似于的，土壤水分含量影响溶质和氧气的蔓延，即掌控着底物的供应与分解成速率，水分含量过较低或过低都将诱导有机碳的分解成。

Gabriel 等指出土壤含水量在0.2以下时，有机碳矿化速率随着含水量减少明显下降；低于0.6 时，有机碳分解成速率开始上升；0.2~0.6 范围内完全保持平衡。本文将土壤无机环境的影响放在生态系统的几个大自然进程中展开辩论。3.2.1 冻融起到土壤冻结时，冰晶体的构成毁坏了微生物的细胞结构，为仍维持活性的微生物获取碳源。当温度回落后，微生物活性很快提升，造成有机碳矿化急剧下降。

同时，有机碳矿化的减少也提升了氮的有效性，这将更进一步缩放温度增高对微生物活性的影响。其次，冻融交错影响了一家人体的结构稳定性，从而弱化了对土壤有机碳的物理维护。

随着一家人体的毁坏， 可溶性有机碳被获释，由于可溶性有机碳更容易被微生物利用，因此又进一步提高了微生物的活性。此外，失效时土壤水分含量明显减少，特别是在上层土有可能经常出现滞水情况，造成了土壤有机碳的萎缩。目前，在全球气候变化的背景下，永冻土的融化造成其固持的极大活性碳库渐渐被微生物利用。

3.2.2 寒带交错目前普遍认为寒带交错起到唤起了土壤有机碳的矿化，其中被大多数学者接纳的机制主要有两种。其一，土壤一家人体的降解。

潮湿土壤在较慢湿润过程中，土壤孔隙内空气被传输，导致一家人体的降解。从而获释物理维护的有机碳，并被微生物消耗。其二，寒带循环唤起微生物活性，增进了有机碳的矿化。

旱季再次发生时，土壤可溶性有机碳蔓延受到了容许，增加了微生物的碳源。同时一些耐旱性很弱的微生物不受水分威逼而丧生，但当土壤复湿后，微生物活性被很快唤起，大量消耗有机碳。Shi等指出在寒带循环中，土壤正处于湿润条件下的时间长短要求着有机碳总计矿化的量。

然而，随着寒带循环频率的减少，微生物对寒带威逼脆弱程度的阈值将不会提升，意味著土壤有机碳的矿化可能会随之减少。3.2.3 火烧影响火烧是自然生态系统最广泛、最具备毁灭性的因子之一，既可以必要自燃损失有机碳，也需要转变有机碳的化学性质，还可引起侵蚀作用等一系列影响有机碳输出与输入进程。

Wang 等总结了200多个火烧对土壤有机碳影响的结果得出结论，高强度野火使森林土壤有机碳平均值增加了25.3%。任清胜等在大兴安岭落叶松林的研究中指出，重度火烧3 年后，表层(0~5 cm)有机碳减少了41.6%，其余土层则差异不明显。Novara 等即时测量了火烧后土壤有机碳含量，结果表明火烧前后草原表层(0~5 cm)土壤有机碳变化不显著。李媛等在云雾山草原火烧11 年后的研究中得出结论，除表层(0~10 cm)有机碳变化不明显外，深层有机碳明显减少。

学者们在有所不同生态系统、有所不同火烧强度、有所不同土层深度，以及有所不同火烧时限后获得的结果皆不存在差异，可见火烧对土壤有机碳的影响是一个简单的过程。短期内有可能由于自燃必要损失有机碳，也有可能因为火出碳(黑碳)的分解造成碳含量减少，而火烧后长时间内土壤碳收支变化则比较简单。3.3土壤养分状况基于生态化学计量比理论，土壤中其他养分元素(主要为氮和磷)的输出与有效性制约着土壤有机碳的累积速率和存储能力。从碳输出的角度考虑到，土壤中的营养元素被指出是容许植被生长的主要非生物因子，从而影响了植被生产量的输出。

从微生物分解成角度考虑到，土壤微生物通过调节养分矿化酶的生产力来取得与其自身生长所须要相近比例的碳、氮和磷，如若氮和磷的供应不充份，那么对应的氮和磷的矿化酶的黏液将不会减少，从而之后影响了土壤有机碳的分解成速率。除人为播种外，氮、磷两种营养元素可通过大气下陷的方式输出到土壤中。本文以氮元素为事例探究外源养分加到对土壤有机碳平稳的影响。首先，氮加到可转变土壤微生物群落结构，提升微生物对碳的利用效率，弱化微生物呼吸作用，从而提升有机碳累积。

其次，通过影响水解酶和水解还原酶的活性诱导稳定性碳的分解成，如增进纤维素和多糖类等有机质的分解成，诱导木质素等无以水解有机质的分解成。此外，氮输出还可增进无以水解碳的构成，土壤中的氮元素可与较难分解成的凋落物残体(如木质素等)融合构成更加无以水解的杂环类物质(如吲哚等)和酚类。然而，其他研究指出氮下陷加快了凋落物的分解成从而弱化了土壤有机碳的重返，特别是在表层土壤有机碳上升明显。

目前，相对于地上植被碳累积，氮加到对土壤有机碳累积的研究结果不一，且争议较小。4 土壤有机碳的平稳是生态系统的一种特有性质本文从有机碳的分子结构性质和有机碳所处的生物与非生物环境分别分析了土壤有机碳的平稳机制，我们指出有机碳在土壤中的平稳主要各不相同土壤环境因子对有机碳的起到，如土壤微生物、活性矿物表面、一家人体、温度、湿度、养分情况等等。同时，有机碳的自身性质也依赖环境条件的起到。比如有所不同气候条件下构成的生态系统，如森林生态系统和草原生态系统，二者构成的有机质的性质大自然也有差异。

所以，有所不同生态系统，甚至有所不同土壤类型或土层中有机碳平稳的主导机制和各机制的比较贡献皆有所差异。然而，无论有机碳的分子结构，还是土壤中的生物与非生物环境，都是生态系统的一种基本属性，并且这些属性之间相互影响，联合起到于土壤有机碳的平稳。因此，土壤有机碳的平稳归属于生态系统的一种特有性质。5 未来发展土壤碳库储量多达了植被碳库与大气碳库的总和，因此正确认识与解读土壤有机碳的平稳是应付全球气候变化的关键科学问题。

随着同位素技术的发展，分子结构稳定性有机碳的水解受到了注目，其水解后对土壤有机碳“唤起效应”的影响是当前对于该类有机碳研究的首要问题。此外，目前对于该类有机碳平稳的研究大多局限于其自身的生物化学性质，土壤环境中其他因素(如土壤矿物颗粒)对其稳定性的贡献如何？一家人体的物理闭蓄和土壤矿物的化学导电是有机碳平稳最主要的机制，目前主要是通过分离出来手段将土壤有机碳分成有所不同的组分来协助解读这两种机制。

然而，某些研究找到矿物结合态有机碳组分内依然不存在游离的有机碳。因此，有机碳分组之后，对于有所不同组分有机碳的比较构成及其循环情况的探寻是未来研究有机碳稳定性的关键问题。此外，基于有所不同粒级组分内土壤有机碳的化学构成指出，微生物量碳趋向于导电在土壤矿物表面， 那么在土壤矿物与有机碳的导电过程中，土壤微生物否充分发挥了一定的起到？在一家人体循环过程中，微生物生境也随之转变，那么微生物群落的结构、构成如何变化？这些问题暗示着要了解理解有机碳的平稳机制，必须考虑到多种平稳因素的联合起到。

深层土壤有机碳储量极大， 然而对其长年平稳仍不明晰。深层土壤碳源供应严重不足，缺少能量来源，那么深层微生物如何适应环境，以及与表层微生物的群落结构和微生物量碳的性质之间有何差异？ Liang 等指出深层土壤微生物的分泌物是无以水解的，这对于深层有机碳的平稳具备重大贡献。

进而植物派生碳(根系开裂物等)与微生物量碳对深层有机碳平稳的贡献程度有一点研究。随着全球气候变化的激化，现有的碳循环模型在说明土壤碳储量的地带性产于及其对气候变化的对系统时出有了问题。有所不同生态系统对环境因素变化的号召程度有所不同，如有所不同生态系统的土壤有机碳循环无法几乎用温度条件掌控有机碳分解成来统一说明。土壤固碳潜力各不相同一定生物气候条件下发展到顶级生态系统时对有机碳固持的能力，因此在研究土壤环境因素时无法以偏概全，要针对明确生态系统作出适当的分析。

目前对于土壤无机环境与养分状况的研究主要集中于条件高效率的室内培育试验，无法体现生态系统的真实情况，因此探寻出有有效地不切实际的试验方法是当前研究的首要工作。

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