土壌有機物は、土壌肥沃度の基本的な要因であることに加えて、その質量の半分以上 (平均で約 58%) が炭素で構成されているため、多くの進行中の研究の焦点となっています。土壌有機物に閉じ込められた炭素は、大気から炭素を隔離することに貢献します。これは、土壌有機物が大気中の二酸化炭素濃度を調節し、地球温暖化を緩和するのに役立つことを意味します (Lal, 2004)。
土壌有機物は、死んだ植物、部分的に分解された植物、土壌動物、および微生物を意味する単なる派手な言葉であるため、ほとんどの生物が生息する土壌表面の近くで最大の濃度が見られることは驚くべきことではありません.しかし、土壌有機物のかなりの割合が、生物と水の流れに助けられて、土壌中を下方に移動します。 Grand と Lavkulich (2011) は、カナダの山の土壌では、土壌有機物の 60% が実際には 20 cm を超える深さの下層土にあると計算しています。研究者は伝統的に表土層に注目してきたため、より深い土壌有機物プールに影響を与えるプロセスについてはほとんど知られていません (Rumpel and Kögel-Knabner, 2011)。
2018年の記事で、Matteodo et al。は、表土層と下層土層の有機物の濃度と熱安定性を決定するために、広範囲の山の土壌を調査しました（図1）。有機物の熱安定性は、制御された雰囲気で土壌を 850°C まで徐々に加熱することによって測定され、有機物のダイナミクスを示します (Sebag et al., 2016)。著者はまた、気候、植生、腐植形態 (土壌動物の活動に関連する)、土壌テクスチャ (鉱物粒子のサイズ)、土壌化学、および地質学的基質 (からの岩石の性質) を含む、各サイトに関する詳細な情報をまとめました。時間の経過とともにどの土壌が発達したか）
彼らは、土壌層の間の土壌有機物ダイナミクスに対する制御の明確な相違を発見しました。表土では、有機物の熱安定性は、有機物の元素組成や腐植形態などの生物学的および生化学的要因によって主に影響を受けました。さらに興味深いことに、これらの生化学的または生物学的要因はどれも下層土では重要ではありませんでした。より深い層では、有機物ダイナミクスは主に土壌ミネラルの影響を受けました。下層土中の有機物の熱安定性の主な予測因子は、土壌の質感、土壌の酸性度、および地質学的基質の性質でした。
下層土では、有機物が孤立して (「遊離」形態で) 見られることはめったにありません。代わりに、土壌ミネラルと密接に関連して存在します（図2）。有機物とミネラルとの相互作用は、分解生物の活動から有機物を保護し、その安定性を高めます。マテオド等。 (2018) は、サイズや組成などの鉱物特性が下層土層の有機物変換を一次的に制御するという説得力のある証拠を提供しています。
この研究は、表土から下層土に移動するにつれて、主に生物学的制御から地質学的制御へと急激にシフトする、有機物ダイナミクスの制御におけるしきい値の存在を示唆しています。有機物ダイナミクスに対する表土と下層土の制御のこの分離は、土壌の特性と機能を理解する上で重要な意味を持ちます。たとえば、土壌は均質なシステムとは考えられないということです。また、そのようにモデル化するべきではありません。異なるパラメータ化を持つ別々の土壌層を含む新しい土壌炭素モデルを考案する必要があります.
最後に、この研究は、土壌が生物界と鉱物界の間の境界面を表していることを示しています。土壌の生命維持機能を理解し、うまく維持するには、地球の表面で発生する生物学的プロセスと地質学的プロセスの間の複雑な相互作用を説明する必要があります。
参考文献:
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