土壤溫室排放的氣體有哪些？成因、危害與監測方法解析

2025.08.12　瀏覽量：58 次

土壤溫室排放的氣體主要包括哪些？根據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）及中國生態環境部的研究數據，土壤中釋放的主要溫室氣體包括二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）、氧化亞氮（N?O）和水蒸氣（H?O）。這四類氣體在大氣中具有不同的壽命與全球變暖潛勢（GWP），共同推動氣候變暖進程，下面就和西安贏潤環保科技集團有限公司工作人員一起來了解一下吧！

氣體類型	化學式	全球變暖潛勢（GWP，100年尺度）	大氣壽命	主要來源
二氧化碳	CO?	1	100年+	有機質分解、土壤呼吸
甲烷	CH?	28~34	12年	沼澤濕地厭氧分解、稻田
氧化亞氮	N?O	265~298	114年	土壤反硝化作用、化肥施用
水蒸氣	H?O	—	數天	蒸發、植物蒸騰

為什么土壤會排放這些溫室氣體？
土壤是全球碳、氮循環的重要環節，其微生物活動和物理化學反應會釋放多種溫室氣體。
★CO?：主要由土壤微生物分解有機質產生，植物根系呼吸也是重要貢獻源。
★CH?：在缺氧的環境下（如稻田、濕地），甲烷菌會分解有機物生成甲烷。
★N?O：化肥施用及有機質分解過程中，硝化與反硝化作用會釋放大量氧化亞氮。
★H?O：土壤水分蒸發及植物蒸騰會將水汽輸送到大氣層。
根據《中國溫室氣體清單（2023）》統計，農業土壤是我國N?O排放的最大來源，占全國N?O排放總量的約77%，而稻田甲烷排放則約占農業CH?排放的50%以上。

這些溫室氣體對環境的危害是什么？
不同氣體的氣候效應強度差異明顯：
▲二氧化碳是最主要的溫室氣體，累積效應強，導致全球變暖和海平面上升。
▲甲烷升溫潛勢是CO?的約28倍，并且會促進對流層臭氧形成，加劇空氣污染。
▲氧化亞氮不僅溫室效應強，還會破壞平流層臭氧，影響紫外線過濾能力。
▲水蒸氣雖是短期氣體，但在大氣中增強溫室效應并加速氣候變化反饋循環。
IPCC第六次評估報告指出，若不控制N?O和CH?排放，全球氣溫升幅可能在本世紀末額外增加0.3℃~0.5℃。

如何有效監測土壤溫室氣體排放？
在科研與環境管理中，精確測量土壤溫室氣體通量至關重要。
例如，贏潤集團研發生產的ERUN-QB9610S便攜式溫室氣體通量分析儀，可同時測量CO?、CH?、N?O和H?O，主要參數如下：

測量范圍：CO?（0-2000ppm）、CH?（0-100ppm）、N?O（0-1000ppm）、H?O（0-60000ppm）
精度：CO?＜300ppb，CH?＜10ppb，N?O±2%，H?O＜2%
采樣速率：1Hz，重復性優于1%
功能：野外部署、實時數據分析、長期穩定監測

在監測過程中，常用的技術包括靜態箱法、渦度相關法與便攜式光學氣體分析法，這些方法已被《土壤溫室氣體通量觀測技術規范（HJ 1154-2021）》納入推薦標準。

深入理解土壤排放機制，有助于優化土地管理、減少農業碳排放。通過科學輪作、保護性耕作和精準施肥，可顯著降低N?O和CH?排放。根據生態環境部發布的《國家溫室氣體清單（2023年更新版）》，我國農業土壤系統中主要釋放的溫室氣體包括二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）、氧化亞氮（N?O）以及水蒸氣（H?O）。監測技術的進步，使我們能更準確評估碳匯潛力，為國家“雙碳”戰略提供數據支撐。