森林类型多样、物种丰富且结构复杂，是陆地生态系统重要的碳汇。仅1米深的森林土壤，其碳储量约占全球森林生态系统总碳储量的45%，相当于全球土壤碳库的一半以上。然而，我们对森林土壤的固碳潜力、关键过程及其对气候变化的响应机制，认知仍然有限。这导致目前对森林土壤储碳与增汇能力的评估存在较大不确定性。

为提升国家林草碳汇与服务国家“双碳”战略实施，中国林业科学研究院的研究团队系统开展了森林土壤储碳与增汇不确定性的研究。

森林土壤储碳与有机碳形成机制

森林土壤碳，包含无机碳与有机碳两大部分。土壤有机碳来源于动植物残体、微生物及其代谢产物形成的腐殖质，是土壤健康和肥力的核心，也对全球碳循环具有深远影响。土壤有机碳化学组分主要包括烷基碳、氧烷基碳、芳香碳等，物理形态通常分为颗粒态与矿物结合态。有关土壤碳的概念包括有机碳储量、密度、含量、容量、固定及碳汇等。其中，森林土壤碳汇，特指大气中的碳通过森林植物或其他有机物输入土壤，并以有机形态长期保存，形成土壤有机碳储量净增加的过程。

森林凋落物和根系残体是土壤有机碳的主要来源。土壤微生物通过合成代谢将外来碳转化为有机碳储存，同时又通过分解代谢将二氧化碳释放回大气，构成碳循环的关键环节。降雨、洪水等引起的水土流失，以及森林火灾、采伐等活动，则会导致土壤有机碳损失。维持土壤有机碳稳定的机制复杂多样，包括有机质自身的化学稳定性、土壤团聚体的物理保护、矿物表面的吸附固持，以及生物与环境的协同作用。近期研究进一步强调，土壤有机碳组分的多样性及其功能的复杂性，是维持土壤碳长期稳定的重要机制。

碳储量和增量测定方法与分布格局

土壤碳储量测定方法主要分为直接法与间接法。直接法包括野外土壤调查与文献数据整合分析。间接法则涵盖生物量比值法、模型模拟和遥感反演等技术。

基于不同方法和数据源的评估结果差异显著。全球1米深森林土壤有机碳储量估计在383至787Pg（1Pg=10亿吨）之间，其年变化量范围从减少349Tg（1Tg=100万吨）到增加498Tg不等。从分布看，北方和温带森林单位面积的土壤碳密度较高，而热带、亚热带森林由于面积巨大，总储量更为可观。在我国，1米深森林土壤有机碳储量约为16—34Pg，年变化估计在减少62Tg到增加217Tg之间。值得注意的是，我国天然林土壤碳储量显著高于人工林。研究表明，若现有人工林土壤碳储量能提升至相同立地条件下天然林的水平，全国森林土壤碳储量有望增加约2.1Pg。

提升森林土壤碳储与增汇能力建议