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土壤有機碳儲量計算器

輸入土壤有機碳含量、容重與土層深度,即時算出有機碳儲量 SOC = (有機碳% ÷ 100) × 容重 × 深度 × 100(t/ha),用於碳匯評估與土壤健康監測。

輸入資料

化驗量得的有機碳質量分數;農地表土多在 0.5–3%。
% (g/g)
單位總體積的乾土質量;礦質壤土多在 1.0–1.6 g/cm³。
g/cm³
計算碳儲量的土層厚度;碳匯核算常取 0–30 cm。
cm

計算結果

58.5t/ha

重點速覽:土壤有機碳儲量(soil organic carbon stock, SOC stock)指單位土地面積、特定土層厚度內土壤有機碳的總質量,通常以每公頃多少公噸(t C/ha)表示。土壤有機碳來自動植物殘體、根系分泌物與微生物產物的分解與腐殖化,是土壤有機質的主要成分;它同時扮演三重角色:一是土壤肥力與結構的核心(供應養分、促進團粒與保水保肥),二是全球碳循環的關鍵碳庫(土壤儲存的碳遠多於大氣與植被之和),三是氣候調節的抓手(透過管理增匯或減少土壤碳排放)。實驗室化驗(如乾燒法、重鉻酸鉀氧化法)給出的通常是有機碳的『濃度』——每單位乾土質量含多少碳,以百分比表示;但要做碳匯核算、跨田塊或跨年份比較、以及估算固碳量,需要的是『單位面積儲量』,因為濃度相同的兩塊地,若容重或取樣深度不同,單位面積的碳量並不相等。把濃度換算成儲量的公式為:SOC(t/ha) = (有機碳% ÷ 100) × 容重(g/cm³) × 深度(cm) × 100。這條式子可由單位推導理解:有機碳分數(無量綱)× 容重(g/cm³,數值等於 t/m³)× 深度(換成 m)× 每公頃面積 10000 m²,即得每公頃碳質量(t);把深度以 cm 代入並整理係數後,恰為『÷100 再 ×100』的形式。直觀上,單位面積碳儲量正比於三者:有機碳濃度越高、土壤越緊實(容重越大、單位體積乾土越多)、取樣土層越厚,儲量越大。這也提醒一個常見誤區——只比較有機碳百分比可能誤導,例如疏鬆多孔(容重低)的表土百分比高,但單位面積儲量未必高於緊實的深層土;因此標準做法是統一到相同深度(碳匯核算常用 0–30 cm)並用實測容重換算成儲量再比較。使用時要注意幾點:容重應以原狀土(環刀)測得,擾動土會失真;若土壤含較多石礫(>2 mm),需扣除石礫體積做校正,否則高估細土碳儲;不同深度的有機碳與容重常不同,較嚴謹的做法是分層量測、分層計算再相加;比較管理措施(免耕、秸稈還田、有機肥、覆蓋作物對固碳的效果)時,應在相同深度、相同容重基準(或用等質量土層法)下比較,才能公平反映真實的碳變化。土壤有機碳儲量是土壤健康評估與農業碳匯計量的基礎數字,把化驗濃度轉成可比、可累加的面積儲量,是所有後續碳平衡與固碳潛力分析的第一步。

計算公式

土壤有機碳儲量:SOC(t/ha) = (有機碳% ÷ 100) × 容重(g/cm³) × 深度(cm) × 100。

等價於:碳分數 × 容重(t/m³) × 深度(m) × 10000(m²/ha)。

含石礫時儲量需乘 (1 − 石礫體積分數) 做校正。

$$SOC = \dfrac{OC\%}{100} \times \rho_b \times d_{cm} \times 100$$

使用說明

  1. 填入化驗量得的土壤有機碳含量(%)。
  2. 填入該土層的原狀容重(g/cm³)與土層深度(cm,碳匯常取 0–30)。
  3. 系統即時算出有機碳儲量(t/ha),用於碳匯核算與比較不同管理的固碳效果。

有機碳儲量示例(深度 30 cm)

有機碳儲量示例(深度 30 cm)
有機碳 (%)容重 (g/cm³)深度 (cm)儲量 (t/ha)
1.01.33039.00
1.51.33058.50
2.01.33078.00
1.51.13049.50
1.51.32039.00

容重以原狀土測得;含石礫多時需另做校正。

理財情境案例

表土 0–30 cm 碳儲量

某農地表土化驗有機碳 1.5%,容重 1.3 g/cm³,取 0–30 cm 土層。

SOC = (1.5÷100) × 1.3 × 30 × 100 = 58.5 t/ha。

即這 30 cm 表土每公頃約儲存 58.5 公噸有機碳,可作為碳匯基線。

免耕還田提升碳儲

實施免耕加秸稈還田數年後,同層有機碳由 1.5% 升到 1.8%,容重略降到 1.25 g/cm³。

新 SOC = (1.8÷100) × 1.25 × 30 × 100 = 67.5 t/ha,比原本 58.5 增加約 9 t/ha。

扣除起始基線即為固碳增量;比較時已統一到相同 0–30 cm 深度。

常見問題

有機碳百分比和儲量有什麼不同?

百分比是濃度——每克乾土含多少碳;儲量是單位面積特定深度內的碳總質量(t/ha)。濃度相同但容重或取樣深度不同,儲量就不同。碳匯核算與跨地比較要用儲量,因為它才把『土有多實、取多深』一併考慮,可累加、可比較。

公式裡的『×100』是怎麼來的?

由單位推導:碳分數 × 容重(g/cm³,等於 t/m³) × 深度(換成 m) × 每公頃 10000 m² = t/ha。把深度用 cm 代入(先 ÷100 換成 m)再乘 10000,整理後就等於 (OC%÷100) × 容重 × 深度(cm) × 100。所以那個 100 是深度單位與面積換算合併後的係數。

容重要用哪個值?

要用該土層的原狀容重,以已知體積的環刀採原狀土、烘乾稱重求得。用擾動、篩過或回填土的容重會失真,使儲量偏差。不同深度容重常不同,較嚴謹是分層量測、分層計算再相加,而非全用一個平均值。

土壤裡有石礫要處理嗎?

要。石礫(>2 mm)幾乎不含有機碳卻占體積並被計入取樣,直接換算會高估細土碳儲。需先量石礫體積比例,把儲量乘上 (1 − 石礫體積分數),或改以去石後的細土質量與體積重新計算。石多的土壤不校正會明顯高估。

為什麼碳匯核算常取 0–30 cm?

0–30 cm 是國際上(如 IPCC 指南)常用的標準核算深度,因為表層有機碳最活躍、對管理反應最快,也便於跨研究比較。但深層土壤也儲碳,若評估全剖面或深根作物固碳,應加測更深土層並分層累加。比較不同措施時務必統一深度。

相關工具

參考資料

內容審核:香港計算器科學團隊。SOC(t/ha) = (OC%÷100)×容重×深度(cm)×100。