土壤有機碳儲量計算器

重點速覽：土壤有機碳儲量（soil organic carbon stock, SOC stock）指的是某一土層、單位面積土壤中所儲存的有機碳總量，通常以每公頃多少噸碳（t C/ha）表示。它跟土壤分析報告常給的『有機碳含量（SOC%，即每 100 克土含多少克碳）』不同：SOC% 是濃度，而 SOC stock 是把這個濃度換算成實際『每公頃某深度到底有多少噸碳』的絕對量，才能用於農田碳平衡、固碳量評估、碳信用核算與生態系碳庫比較。要把濃度換成儲量，需要三個橋樑：土壤容重（bulk density, BD，單位體積乾土的質量，g/cm³）、土層深度（cm）與礫石扣除。原理是：每公頃（10000 m²）某深度的土壤體積固定，乘以容重得到這塊土的乾土質量，再乘以碳的質量分率（SOC%/100），就是碳量；由於礫石（直徑 > 2mm 的石礫）本身幾乎不含有機碳，計算細土的碳時要扣掉礫石所佔的比例。把單位一路換算（cm、g/cm³、% 與公頃、噸）後，各換算常數恰好抵消，得到相當簡潔的實用式：SOC stock (t/ha) = SOC% × BD(g/cm³) × 深度(cm) × (1 − 礫石比例)。舉例，某表土 SOC = 2%、容重 BD = 1.3 g/cm³、計算 0–30 cm 土層、礫石比例 0.1，則 SOC stock = 2 × 1.3 × 30 × (1 − 0.1) = 2 × 1.3 × 30 × 0.9 = 70.2 t C/ha，代表這塊地 0–30 cm 每公頃約儲 70 噸有機碳。這個數值的意義很豐富：其一，它是農田與土地利用碳庫的量化基礎，國際上比較不同土壤、氣候、管理的固碳能力都用 SOC stock 而非只看 SOC%，因為容重與深度差異會讓相同 SOC% 對應到很不同的實際碳量；其二，比較管理措施（免耕、覆蓋作物、秸稈還田、有機肥、輪作）的固碳成效時，要在『相同土層深度、且考慮容重變化』下比較 SOC stock，甚至用『等質量土層（equivalent soil mass）』法校正，避免因耕作改變容重而造成假象；其三，SOC stock 隨時間的變化量（ΔSOC stock）就是農田淨固碳或碳損失，可用於碳信用（carbon credit）核算與溫室氣體清單；其四，深層（如 0–100 cm）碳庫往往被低估，完整評估宜分層量測、逐層累加。使用 SOC stock 時要注意幾點：一是務必用『有機碳（organic carbon）』的百分比，若報告給的是『有機質（organic matter, SOM）』，需先換算（常用 SOC ≈ SOM ÷ 1.724，即 van Bemmelen 係數）；二是容重要用乾土容重且與碳測定同一土層，容重測不準是 SOC stock 誤差的主要來源；三是礫石比例若以質量計與以體積計略有差異，石多的土壤務必扣除；四是比較不同時間或處理時，最好固定深度並考慮容重變化（或用等質量法），否則耕作壓實或膨鬆會干擾判讀。總之，用 SOC% × 容重 × 深度 × (1−礫石) 把碳濃度換算成每公頃噸碳，是量化土壤碳庫、評估固碳與碳信用的基礎工具。