Вуглець в біоті і первинна продуктивність

Протягом останніх 20 років були зроблені численні спроби визначення запасів вуглецю в континентальній рослинності і характеристик його річного кругообігу: загальної первинної продуктивності, дихання і утворення детриту. Оцінка, що характеризує стан континентальної біомаси на 1950 рік без урахування сухостою, рівна  г С. В більш пізніх роботах, заснованих на більшій кількості даних, вказується, що ця оцінка вмісту вуглецю в живій речовині біомаси швидше за все завищена. В двох дослідженнях, виконаних Дювінье і ін., а також Олсоном і ін., більш детально розглядається неоднорідність існуючих біомів, особливо в тропічних регіонах. Згідно цим двом дослідженням, вміст вуглецю в резервуарі живої континентальної фитомаси на 1970 рік був рівний  г С. Однако різні оцінки продуктивності важко порівнювати через відмінність використаних систем класифікації. Зараз стає зрозумілим, що вміст вуглецю у вторинних лісах значний менше ніж в невинних тропічних лісах, а площа, займана першими, більша, ніж вважалася раніше. Багато площ, які раніше передбачалися повністю зайнятими зімкнутими лісами, зараз виявилися зайнятими частково зімкнутими лісами.

Середній час перебування вуглецю в лісових системах складає 16-20 років, але середній вік дерев принаймні в два рази більше, оскільки менше половини чистої первинної продукції перетворюється на целюлозу. Середній час життя вуглецю в рослинах, що не входять в лісові системи, рівний приблизно 3 рокам.

Вуглець в грунті

За різними оцінками, сумарний вміст вуглецю в складає біля  г С. Головна невизначеність існуючих оцінок обумовлена недостатньою повнотою відомостей про площі і вміст вуглецю в торф’яниках планети.

Більш повільний процес розкладання вуглецю в грунтах холодних кліматичних зон приводить до більшої концентрації вуглецю грунтів (на одиницю поверхні) в бореальних лісах і трав’янистих угрупувань середніх широт в порівнянні з тропічними екосистемами. Проте тільки невелика кількість (декілька відсотків або навіть менше) детриту, що поступає щорічно в резервуар грунтів, залишається в них протягом довгого часу. Велика частина мертвої органічної речовини окислюється до за декілька років. В чорноземах біля 98% вуглецю підстилки характеризується часом обігу близько 5 місяців, а 2% вуглецю підстилки залишаються в грунті в середньому протягом 500-1000 років. Ця характерна межа грунтоутворюючого процесу виявляється також в тому, що вік грунтів в середніх широтах, що визначається радіоізотопним методом, складає від декількох сотень до тисячі років і більш. Проте швидкість розкладання органічної речовини при трансформації земель, зайнятих природною рослинністю, в сільськогосподарські угіддя абсолютно інша. Наприклад, висловлюється думка, що 50% органічного вуглецю в грунтах, що використовуються в сільському господарстві Північної Америки, могло бути втрачене унаслідок окислення, оскільки ці грунти почали експлуатуватися до початку минулого століття або на самому його початку.