碳库即碳的储存库，通常包括地上生物量、地下生物量、枯落物、枯死木和土壤有机质碳库。其单位为质量单位。

由于参与碳循环的始终是碳而不是氧，因此碳循环过程中所计算的始终是碳参与的数量而不是二氧化碳的数量。地球上总共有10^17吨的碳，它们中的大部分都以化石燃料和石灰岩等碳酸盐岩石的形式存在。大气中的二氧化碳的含量是0.037%，而一氧化碳和甲烷的含量很少，但大气中的碳库含量平均值达到了7300亿吨。地球上大部分的碳还是存储在海洋中，空气中的二氧化碳溶解于水后形成溶解的无机碳（DIC）。陆地上的碳库由土壤和有机物组成，其中土壤中的碳含量为1.5万亿吨，有机物中的碳主要来自植物。土壤中的碳有两个来源：一是有机物死亡后分解产生的碳；二是土壤颗粒间的空隙容量所吸收的大气中的二氧化碳。

大气碳库

植物通过光合作用，将大气中的固定在有机物中，包括合成多糖、脂肪和蛋白质，从而储存于植物体内，这可以看做碳循环的开始。然后植物和有机体通过呼吸作用，将二氧化碳返还回大气中。大气中含碳气体主要有、和等，通过测定这些气体在大气中的含量即可推算出大气碳库的大小，因此，相对于海洋和陆地生态系统来说，大气中的碳量是最容易计算的，而且也是最准确的。在这些气体中，含量最高，也最为重要，因此大气中的浓度往往可以看做大气中碳含量的一个重要指标。

海洋碳库

海洋具有储存和吸收的能力，其可溶性无机碳（DIC）含量约是大气中含碳量的50多倍，在全球碳循环中有十分重要的作用。海洋表层水在不断地与大气进行着的交换，交换借助于扩散作用进行，移动方向主要取决于界面两侧二氧化碳的相对分压（或者浓度），总是从高浓度的一侧扩散到低浓度的一侧。在土壤和水域生态系统中，溶解的可以和水结合形成碳酸，这个反应是可逆的，参加反应的各成分的浓度决定着反应进行的方向。

从千年尺度上看，海洋决定着大气中的浓度。一般来讲，海洋中的碳的周转时间往往要几百年甚至上千年，可以说海洋碳库基本上不依赖于人类活动，而且由于测量手段等原因，相对陆地碳源来说，对海洋碳库的估算还是比较准确地。

陆地生态系统碳库

在陆地生态系统中，碳循环的速度是最快的，最快的在几分钟或者几小时就能够返回大气，一般会在几周或几个月返回大气。一般来说，大气中的浓度基本上是恒定的。但是，近几百年来，由于人类活动比如森林的大量砍伐、在工业发展中大量化石燃料的燃烧等对碳循环产生较大影响，使得大气中含量呈上升趋势。土壤碳库大致是植被碳库的1.5-3倍，而凋落物碳库只占其中的很小一部分。

陆地生态系统碳蓄积主要发生在森林地区，森林生态系统在土壤圈、生物圈的生物地球化学过程中起着重要的“缓冲器”和“阀”的功能，约77%的地上碳蓄积和约40%的地下碳蓄积发生在森林生态系统，余下的部分主要储存在耕地、湿地、冻原、高山草原以及沙漠半沙漠中。此外，与其他陆地生态系统相比，森林生态系统具有较高的生产力，每年固定的碳约占整个陆地生态系统的2/3。

1、具有代表性的和可核实的采样和分析表明该碳库没有下降。

2、被普遍认可的经验或知识，例如在农地上造林，枯死木碳库是不会减少的，因为农地上没有树木，也不可能有粗木质残体。

3、文献调研，如有足够文献表明在某地区某一土壤类型的农地上造林后，土壤碳会增加。