摘要：土壤有机碳主要来源于植物残体、根系分泌物、动物残体及微生物代谢产物，其中腐殖质占60%-80%，是主要的稳定形态。矿质土壤的有机碳含量通常低于20%，而泥炭土等有机土壤可超过20%。其化学组成以碳（52%-58%）、氧（34%-39%）和氮（3.7%-4.1%
本文来源于“海洋与湿地”（OceanWetlands）：
土壤有机碳主要来源于植物残体、根系分泌物、动物残体及微生物代谢产物，其中腐殖质占60%-80%，是主要的稳定形态。矿质土壤的有机碳含量通常低于20%，而泥炭土等有机土壤可超过20%。其化学组成以碳（52%-58%）、氧（34%-39%）和氮（3.7%-4.1%）为主。
土壤有机碳的积累与流失是自然与人为因素共同作用的结果。通过科学管理（如保护性耕作、植被恢复）可有效提升土壤有机碳储量，促进农业可持续发展和气候减缓。然而，其效果受土壤类型、气候条件及管理一致性的制约，需因地制宜制定策略。
图文无关：Linda摄 © 绿会融媒·海洋与湿地工作组
近日，海洋与湿地（OceanWetlands）小编注意到，发表在《自然通讯》（Nature Communications）上的一项由欧洲委员会联合研究中心牵头的研究，在欧盟和英国4300万至8300万公顷的农业用地上，表土有机碳库面临着高风险，这些土地主要位于凉爽和潮湿地区。这相当于欧盟和英国所有农业用地的23%至44%。
有2600万到5000万公顷的土地没有受到威胁，并且有可能储存更多的碳，因为这些土地远未饱和，可以有效地保护碳。
研究得出结论，欧盟大多数农业土壤需要额外的保护措施，如覆盖种植、改进作物轮作、减少耕作、种植深根作物、增加有机添加剂和农林业。
这项研究提供的见解可用于在农业土壤中实施更有针对性、更有效的碳管理措施，优化覆盖面积和干预措施，从而最大限度地以稳定的形式储存碳。
土壤有机碳为何重要？
土壤是一个巨大的碳库。仅欧盟农业地区表层土壤中的二氧化碳含量就超过欧盟目前每年温室气体排放总量的10倍。
土壤有机碳还能改善土壤的结构状况、持水能力和养分供应，使其更能抵御与土地利用和气候条件有关的干扰，从而提高土壤的生产力。
气候危机加剧了土壤有机碳的流失。据最近估计，2009年至2018年期间，欧洲农业土壤的土壤有机碳总量将相对损失0.75%。这可能表明，应采取进一步行动，扭转土壤碳累积的趋势。
图文无关：Linda摄 © 绿会融媒·海洋与湿地工作组
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1. 维持土壤肥力
养分供应：有机碳在微生物分解过程中逐渐矿化，释放氮、磷、硫等植物必需的营养元素。
腐殖酸形成：腐殖酸等有机化合物能提高土壤的阳离子交换容量（CEC），增强土壤保肥能力。
缓冲作用：调节土壤酸碱度（pH），缓解盐碱或酸性土壤对植物的毒害。
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2. 改善土壤结构
团聚体形成：有机碳通过黏结土壤颗粒形成稳定的团粒结构，增强土壤孔隙度和透气性。
保水保肥：有机质像“海绵”一样提高土壤持水能力，减少干旱胁迫，同时减少养分流失。
抗侵蚀能力：良好的土壤结构可降低风蚀和水蚀风险。
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3. 全球碳循环与气候变化
重要碳库：土壤是陆地生态系统中最大的碳库（储量约是大气碳的2-3倍），有机碳的固存能减少大气中的CO₂浓度，缓解温室效应。
碳汇功能：通过合理管理（如保护性耕作、植树造林），土壤可长期封存碳，助力碳中和目标。
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4. 促进微生物活动
能量来源：有机碳是土壤微生物的主要能量和碳源，驱动养分循环（如氮、磷的转化）。
生物多样性：支持细菌、真菌、原生动物等微生物群落的多样性，维持土壤生态系统平衡。
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5. 环境调节与净化
污染物吸附：腐殖质等有机成分可通过吸附、络合作用固定重金属和有机污染物，降低其生物有效性。
减少温室气体排放：有机碳的稳定储存可抑制甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）的释放。
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6. 农业可持续性
提高抗逆性：有机碳丰富的土壤能缓冲极端气候（如干旱、暴雨）对作物的影响。
减少化肥依赖：通过释放天然养分，降低对化学肥料的需求，节约资源并减少环境污染。
长期生产力：有机碳是土壤健康的核心指标，直接影响农田的长期可持续利用。
土壤碳变化与脆弱性相结合
虽然土壤有机碳总量的变化对评估总体趋势有参考价值，但对未来潜力的参考价值较低。这是因为土壤中的有机碳并非都一样。
由于碳与细小的矿物颗粒结合在一起，一些碳库受到了更多的保护。然而，这种保护能力是有限度的，即所谓的“饱和”。一旦饱和，土壤中的碳就更容易流失。
研究小组的研究结果基于最大的统一土壤数据库（LUCAS土壤调查）的数据，对传统的普遍最大饱和能力概念提出了质疑。相反，他们提出了一种“有效饱和能力”，这种能力在不同的气候区会有所不同，从而引发了新风险指数的概念化。
拟议的风险指数结合了土壤有机碳变化（危险性）和土壤有机碳饱和度（脆弱性），以确定碳进一步损失风险最高的地区以及具有累积潜力的地区。
欧盟在做什么？
通过更可持续的耕作方式增加农业土壤中的碳含量，有助于减少气候变化的影响，提高粮食安全。
作为共同农业政策（CAP）的一部分，所有成员国都已通过共同农业政策战略计划，采取一系列针对农民的强制性和自愿性措施，支持农业土壤的可持续利用。
此外，最近生效的 “碳清除和碳耕作”（Carbon Removal and Carbon Farming）认证框架为自愿碳市场开辟了新的商机，该框架奖励相对于标准化基线的碳累积，同时保持或改善生物多样性和避免土地退化的耕作活动。
新的风险指数标志着在识别和降低与土壤碳管理相关的风险方面向前迈进了一步。它为决策者提供了优先保护和积累土壤有机碳的信息。
保护土壤有机碳的措施
减少耕作：免耕或少耕减少有机质氧化流失。
覆盖作物与轮作：增加植物残体输入，促进碳积累。
施用有机肥：如堆肥、绿肥、生物炭等。
恢复植被：退耕还林、还草，增强自然碳汇能力。
土壤有机碳不仅是农业生产的根基，也是应对气候变化和生态修复的关键。保护和管理土壤碳库对粮食安全、环境健康和全球可持续发展至关重要。
感兴趣的“海洋与湿地”（OceanWetlands）读者可以参看全文：
T. S. Breure et al, Revisiting the soil carbon saturation concept to inform a risk index in European agricultural soils, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-57355-y
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湿
文 | Maggie
审核 | Richard
排版 | 绿叶
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QUESTIONS & CRITICAL THINKING
【参考资料】
1. https://phys.org/news/2025-04-soil-carbon-large-european-agricultural.html
2. https://phys.org/news/2024-11-highlights-soil-carbon-formation-stability.html
3. https://phys.org/news/2024-02-reveals-minerals-soil-shield-microbial.html
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来源：中国绿发会
