土壤生物学与有机质
土壤生物学与有机质研究土壤中的活体生物及其处理的死亡有机物质，它们共同驱动分解、养分循环和土壤有机质的积累。
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Definition
土壤生物学是研究生活在土壤中的生物及其活动的学科；土壤有机质是源自植物、动物和微生物残体在不同分解阶段的含碳物质，包括稳定的腐殖质。
Scope
该领域涵盖土壤有机质和腐殖质的性质与稳定性、分解和转化它们的微生物群落、破碎和混合土壤的土壤动物群，以及控制养分释放的矿化和固持过程。它将土壤视为一个活的系统，其生物学是肥力和碳储存的基础。
Sub-topics
Core questions
- 什么是土壤有机质，为什么其中一些能持续数百年？
- 哪些生物构成了土壤群落，它们的作用是什么？
- 土壤动物如何破碎残体并混合土壤？
- 分解和微生物活动如何释放或固定养分？
Key concepts
- 土壤有机质和腐殖质
- 分解和土壤食物网
- 土壤微生物群落
- 土壤动物群和生物扰动
- 矿化和固持
- 土壤有机碳稳定化
Key theories
- 有机质持久性作为一种生态系统特性
- 土壤有机质的持久性越来越被理解为通过物理保护、矿物结合和生态系统层面的分解控制来实现，而非由于其固有的分子顽固性。
- 分解和土壤食物网
- 由微生物、动物群及其捕食者组成的食物网分解有机残体，循环碳和养分；分解与稳定之间的平衡决定了有机质水平和养分供应。
- 矿化-固持周转
- 当微生物分解有机质时，它们会释放养分（矿化）或将其同化为生物质（固持），残体的碳氮比决定了哪种过程占主导地位。
Clinical relevance
土壤生物学和有机质控制着土壤肥力、结构、持水能力以及影响气候的碳储存；管理残体、耕作和生物活动以增加有机质是可持续农业、土壤健康和减缓气候变化的核心。
History
20世纪初的土壤微生物学，包括瓦克斯曼（Waksman）对腐殖质和分解的研究，确立了土壤肥力的生物学基础。后来对土壤食物网、有机质动力学的研究，以及最近将有机质持久性重新定义为生态系统而非分子特性，使土壤生物学成为碳和养分科学的核心。
Key figures
- Eldor A. Paul
- Selman Waksman
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- schmidt2011
- paul2015
- brady2016
Frequently asked questions
- 为什么土壤有机质如此重要？
- 有机质供应并保留养分，将颗粒结合成稳定结构，保持水分，滋养土壤食物网，并储存大量碳；即使其含量发生微小变化，也可能显著影响肥力、土壤健康和温室气体平衡。
- 土壤中有多少生命？
- 土壤是地球上生物多样性最丰富的栖息地之一：一克肥沃的土壤中可能含有数十亿细菌和数米长的真菌菌丝，以及原生动物、线虫、螨虫、蚯蚓和许多其他驱动其功能的生物。