人类社会确实是建立在土地上的。它为世界提供食物，生产重要的燃料和纤维。但大多数人很少再考虑土壤。

最近，尽管土壤已经越来越从环保组织，政策制定者和行业领导者的一些当之无愧的关注。它已被覆盖新闻文章，在政策辩论中争论不休，甚至获得了国际上的认可天的识别.

为什么这么关注?因为世界迫切需要各种方法来减少大气中的碳，并为迅速增长的全球人口建立粮食安全。土壤可以两者兼而有之。

然而，目前促进土壤碳储存的努力漏掉了一个关键点:并非所有的土壤碳都是一样的。当科学家们专注于土壤生态系统和必威体育2018我们认为，有效地管理土壤碳需要考虑其差异。

土壤碳非常复杂

增加土壤碳有助于降低空气中的温室气体浓度。它还在许多方面改善了土壤质量:它提供土壤结构，储存植物所需的水分和养分，并为植物提供养料至关重要的土壤生物.

但是土壤中的碳并不是单独存在的。它与氧、氢、氮和其他元素结合，形成科学家们统称为土壤有机质的化合物。这种材料是非常复杂的东西，由植物、动物和微生物的分解和转化过程中残留下来的数千种化合物组成。

更复杂的是，碳在土壤中以不同的物理状态存在。它可以溶解在水里，表现为更大的块状或“微粒”，被土壤颗粒包裹或与矿物质结合。这些不同的形态表现不同，最终对植物生长、土壤结构和碳汇产生非常不同的影响。

挑战在于如何在概念上划分所有这些不同的形式而不完全迷失在混乱中。土壤科学界——是的，我们在那里——已经研究这个问题几十年了。正如我们在最近的一项研究中所讨论的，一个关键的区别可以提供一个潜在的土壤碳管理框架:微粒有机质与与矿物有关的有机质。

由于土壤侵蚀、养分耗竭、土壤有机碳流失和其他威胁，世界土壤正在迅速恶化。

就像银行里的钱

颗粒物是你通常能看到的物质。它含有部分分解的有机碎片，如微小的树叶或树根。与矿物有关的有机质主要是土壤颗粒上的微观涂层，主要来自微生物和某些植物化合物的身体和副产品。

两者之间的一个关键区别是，与矿物有关的有机物粘在土壤颗粒上，因此它们往往会在那里停留很长时间。另一方面，微粒有机物对微生物来说是免费的，所以它分解得更快。它也更容易受到农业活动的影响，比如破坏土壤的耕作。

第二个关键区别是营养内容.记住，有机物不仅包含碳，还包含许多其他元素，包括氮，一种植物生长所需的天然肥料。

与矿物有关的有机质每单位碳所含的氮比颗粒状的有机质多，但由于与矿物有关的有机质较少，循环也较慢，因此氮并非都能利用。与此同时，颗粒状有机物含氮相对较少，但氮更容易获得。

这有助于把这两种土壤碳看作一个支票账户和一个储蓄账户.微粒有机物是支票账户:它在每个发薪日收到钱，但很快就被用来支付日常开支。与矿物有关的有机物是储蓄账户。它通常从每个工资中得到的钱更少，但这些钱花得不那么快。

当人们面临一笔巨大的意外支出时，他们通常会耗尽自己的支票账户，也可能动用自己的储蓄账户。如果这种情况反复发生，最终两个账户都会崩溃。

这正是一个生态系统失去大量土壤碳时所发生的事情——例如，当一片草地被犁过，变成了农田。耕地会加速碳的分解，导致现有的颗粒有机物迅速流失。与矿物有关的有机物往往是帮助维持土壤生命和植物生长的唯一物质。

更糟糕的是，一年生作物的根往往很小，不会向土壤中添加太多的碳;换句话说，他们的工资很低。这意味着颗粒有机物和与矿物相关的有机物没有得到补充，并继续下降。如果没有更多的“现金”(以分解植物物质的形式)，土壤就会被破坏，变得不那么健康和多产。

为气候变化和粮食安全管理土壤碳

计划如4每1000和Terraton旨在隔离土壤中大量的碳。2018年美国农业法案包括第一激励农民采取措施，以改善土壤健康和封存碳的做法。但是，这些举措都缺少一个关键点：并非所有的土壤碳是一样的。

微粒有机质和与矿物有关的有机质的寿命差别很大，这对这些努力具有重要意义。例如，在农田中添加低质量的农作物残留物可能会产生更多的颗粒有机物，而不是与矿物相关的有机物。这可能会在短期内增加土壤的碳含量，但如果这片土地后来受到耕作的干扰，其中的大部分将会分解，其益处将很快被逆转。最好的做法是建立与矿物相关的有机物质，用于长期的碳储存，同时生产高质量的含大量氮的颗粒状有机物质，以帮助提高作物产量。

天然的健康土壤向我们表明，提供持续的、多样的植物输入，一直到深层土壤，是实现与高矿物质相关的有机质储存和颗粒有机质回收的关键。有许多很有前途的方法可以做到这一点，比如维护植物覆盖上田常年;生长多样作物包括高氮豆类和与深根多年生植物;和减少耕作。

然而，并不是所有的土壤都能同时积累与矿物有关的有机质和颗粒有机质。在实施任何碳封存管理措施之前，参与者首先应该评估当地土壤的碳储存潜力，就像医生在开药方之前研究病人一样。

有效地隔离土壤碳需要了解微粒有机物和与矿物有关的有机物如何工作，人类活动如何影响它们，以及如何建立这两种类型来满足我们星球的气候和粮食安全需要。

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