《Soil Science and Plant Nutrition》：From organo-mineral interactions to soil and carbon policies: bridging science and policy for soil health and climate action
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本文系统探讨了土壤有机碳（SOC）在气候缓解与土壤健康中的核心作用，及其对欧盟《气候法》《土壤监测与恢复指令》等政策框架的支撑价值。综述聚焦有机-矿物相互作用机制如何指导土壤碳封存潜力评估、SOC/黏土比等健康指标设计，强调术语统一（如区分SOC积累与封存）、方法 harmonization 与分层评估的重要性，为构建兼顾科学严谨性与政策可操作性的土壤碳管理框架提供关键科学依据。
ABSTRACT
土壤有机碳（SOC）在气候缓解、生态系统功能和土壤健康中扮演核心角色。随着其在《欧洲气候法》《土壤监测与恢复指令》等政策框架中的重要性提升，科学界需要提供更具可操作性的政策相关知识。本文综述了有机-矿物相互作用研究如何为土壤碳政策提供支撑，重点探讨了土壤碳封存潜力评估方法（如碳饱和概念和数据驱动的土壤气候基准法）及SOC/黏土比等健康指标的设计逻辑与局限性。文章强调术语一致性、方法 harmonization 和基于土壤气候背景的分层分析是实现稳健政策框架的关键。
1. 引言
土壤有机碳作为重要碳库和动态系统，其管理对实现气候与环境目标兼具潜力与复杂性。近年来欧盟及国际层面密集出台的土壤碳相关政策（如《自然恢复法》《碳清除认证框架》）对科学知识提出明确需求，尤其需要将有机-矿物相互作用等基础机制转化为可落地的政策工具。
2. 当前土壤碳政策及其知识需求
从《联合国防治荒漠化公约》到《巴黎协定》国家自主贡献（NDCs），仅有少数国家明确提及土壤碳封存，反映出监测技术与潜力评估的挑战。欧盟《气候法》要求成员国通过LULUCF（土地利用、土地利用变化与林业）部门报告碳收支，而《自然恢复法》将SOC作为生态系统恢复关键指标。《碳清除认证框架》（CRCF）强调额外性、长期持久性等质量准则，对监测、报告与验证（MRV）系统提出高要求。各国政策覆盖度差异显著，仅法国、德国等少数国家设立针对矿质农业土壤的专项政策。
3. 明确SOC监测术语
术语混淆可能误导政策设计。研究显示，多数文献误用“碳封存”指代SOC积累或组分变化，未严格区分“SOC积累”（土壤碳储量增加）与“SOC封存”（大气碳向土壤的净转移）。政策实施需明确定义基线情景，避免将减缓SOC流失等同于实际碳封存。
4. 土壤碳封存潜力评估方法
4.1. 碳饱和方法
基于矿质结合有机碳（MAOC）与土壤细粒（粉粒+黏粒）含量的饱和理论，可通过“饱和赤字”估算封存潜力。但实证表明，许多土壤（尤其是粗质地土壤）可能突破理论饱和限，碳输入量而非矿物容量常成为限制因子。该方法需结合生物物理与管理约束条件谨慎使用。
4.2. 数据驱动方法
通过三种互补方法估算参考SOC值：基于自然植被的“土壤气候自然参考法”、利用机器学习模拟土地利用逆转的“互逆建模法”，以及根据高产农田SOC分布设定目标的“碳景观区法”。融合多方法的集成策略能提升异质景观下的评估稳健性，但需克服数据不足与退化土壤数据偏差问题。政策应用需明确区分生物物理、技术、经济与可实现潜力层级。
5. SOC/黏土比作为土壤健康指标
5.1. 起源与原理
该比值由Dexter等提出，通过有机-矿物结合状态预测土壤结构稳定性。研究确定SOC/黏比值低于1/13时土壤结构显著退化，成为欧盟《土壤监测与恢复指令》中矿质土壤碳流失核心指标。
5.2. 在欧洲的适用性局限
在瑞士、英国等地该指标与结构质量相关性良好，但德国高黏土土壤（如黑钙土）易被误判为退化，法国数据显示其受土壤pH值强烈干扰（酸性土壤易达标而碱性土壤易超标）。欧洲尺度分析表明该指标对砂质土壤存在偏好性，且气候影响显著。
5.3. 政策启示
单一阈值难以普适，需通过土壤类型或生态区分层调整阈值，或逐步转向更稳健指标（如SOC储量时序变化）。数据驱动替代方案包括：基于黏土含量的SOC预期值回归模型、土壤气候区典型值比对、自然参考系统基准法或碳景观区目标值法。多方法融合可提升评估可靠性。
6. 土壤健康指标目标与阈值设定
研究比较固定值法、参考系统法、分布统计法与相对变化法四种阈值设定策略，显示不同方法对“风险土壤”判定比例差异显著。建议根据评估目标、尺度与数据可用性选择方法，构建灵活且可比较的分层框架。
7. 土壤科学-政策接口的经验与展望
科学界需主导术语统一（如明确封存定义）、推动方法 harmonization、平衡指标科学性与实用性、强化土壤气候背景分层分析。建立国家层面土壤监测与数据共享治理体系至关重要，同时需通过分层呈现、分级推荐（类似IPCC层级体系）及置信度声明等方式优化知识传递。
8. 结论
土壤有机碳政策化进程要求科学知识兼具严谨性与可操作性。通过厘清概念、开发情境化评估工具、构建协同治理机制，方能将有机-矿物相互作用等前沿认知转化为公平有效的土壤碳管理政策。
