首先要弄清楚两个名词:温室效应和温室气体。
温室气体是指大气中那些能够吸收地球表面放射的长波红外辐射、对地球有保温作用的气体。温室气体中最重要的是水汽,它在大气中的含量不受人类活动的直接影响,直接受人类活动影响的主要温室气体是二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氯氟烃(CFCS)和臭氧(O3)等约30余种。如果不存在温室效应, 据科学家计算, 地球表面的温度大约在-18℃左右,而地球表面的实际年平均温度为15℃。这样看来,温室效应其实是多么重要而又必须的呢,那么又何必引起恐慌呢?人们的担心,实际上是温室效应的增强后引起地球升温的环境问题。
土壤是温室气体(如CO2、CH4和N2O)产生的重要源,土壤温室气体主要来自于微生物呼吸,植物根呼吸和土壤动物呼吸。据估计,大气中每年有5%~20%的CO2、15%~30%的CH4、80%~90%的N2O来源于土壤,而农田土壤是温室气体的重要排放源。
甲烷(CH4)对温室效应的贡献虽然小于二氧化碳,但等当量甲烷的温室效应(包括直接的和间接的效应)是CO2的20多倍。甲烷多属天然排放,主要来源于自然界的生物厌氧腐解作用。土壤是甲烷的重要排放源和汇,大气中约70%的甲烷来源于农业活动及土地利用方式的转变等过程,其中稻田和天然湿地土壤被认为是甲烷的主要排放源。与此同时,由于土壤中的甲烷氧化菌以甲烷为唯一的碳源和能源, 使土壤每年可以从大气中吸收20~60 百万吨的甲烷。
土壤产生与排放CO2、CH4和N2O等温室气体的过程,是陆地生态系统碳氮循环的一个重要过程,是土壤碳氮库的主要输出途径。有关土壤温室气体排放研究仍是国际国内生态学家与环境学家们研究的热点领域,对此问题的深入研究,对于经济发展以及温室气体减排都有重要的实际应用意义。