Стабилизация органического углерода почвы, опосредованная кальцием

Почвы играют важную роль в глобальном круговороте углерода, поэтому понимание механизмов стабилизации, лежащих в основе сохранения пулов органического углерода почвы (SOC), имеет глобальное значение. До недавнего времени исследования стабилизации SOC преимущественно были сосредоточены на кислых почвах и взаимодействиях между SOC и алюминием (Al) или железом (Fe). Взаимодействия SOC с кальцием (Ca), как правило, изучались в меньшей степени; кроме того, в щелочных почвах было проведено меньше исследований. Хотя было широко установлено, что обменный кальций (Ca Exch) положительно коррелирует с концентрацией SOC и его устойчивостью к окислению, точные механизмы, лежащие в основе этой взаимосвязи, остаются в значительной степени невыясненными. В данной обзорной статье критически оцениваются имеющиеся данные о потенциальной роли Ca в стабилизации SOC и определяются направления исследований, требующие дальнейшего изучения. Вопреки распространённому представлению о химии катионов оснований в почвах, химическое моделирование показывает, что Ca2+ способен легко обменивать гидратационную оболочку и образовывать внутреннесферные комплексы с органическими функциональными группами. Поэтому в обзоре утверждается, что как внутрисферное, так и внешнесферное мостиковое связывание с участием Ca2+ может играть активную роль в стабилизации SOC. Карбонат кальция (CaCO3) может влиять на стабильность окклюдированного SOC благодаря своей роли в стабилизации агрегатов; однако он также может играть неучтённую роль в прямой сорбции и включении SOC. Наконец, в обзоре подчёркивается важность pH как потенциального предиктора механизмов стабилизации SOC, опосредованных Al или Fe по сравнению с Ca, а также их соответствующего влияния на динамику SOC.