為什麼土地大多是棕色的？

翻譯／邱淑慧

　　美國加州大學爾灣分校生態學家艾立森（Steven Allison）提供答案如下： 

　　當以無機形式存在的碳數量很多時，會吸收可見光波段大部份的光，使土壤呈現出典型的深棕色。（發生侵蝕作用或缺乏植物生長，都會降低土壤的含碳量，使我們得以看到內部礦物所呈現出的紅色、黃色或灰色。）接下來，更有趣的問題是：為什麼土壤中會有這麼多的碳？ 

　　全球的土壤共含有1.5~2.3兆噸的碳，這相當於是儲存在全世界植物中的碳的2~3倍。土壤中所蘊含的碳，大多是很古老的，已經有數百至數千年的歷史。但是，這怎麼可能呢？有那麼多種類的細菌、真菌以及其他無脊椎動物，都持續不斷的在分解、消耗土壤中的碳。 

　　植物死亡後，分解者會消化、吸收部份的碳，並且藉由呼吸作用將其他剩餘的碳轉變為二氧化碳。在分解者死亡後，體內所含有的碳也會因其他分解者的消耗與呼吸作用而失去。 

　　然而，有幾個因素可能會阻礙分解者的作用。許多微生物會分泌酵素，將有機化合物先分解為小分子，再加以吸收利用。但是它們無法輕易降解（degrade）土壤中所有形式的碳。死亡微生物的細胞壁物質，會和土壤中其他含碳化合物作用，形成複雜的高分子聚合物。這些聚合物中，有許多是腐植化合物，化學結構不受酵素作用破壞，所以在土壤中的含量會逐漸增加。與稱為多酚的類似分子共同作用，這種腐植化合物會束縛那些可能使它們降解的酵素，並且使這些酵素失去活性。 

　　還有其他的環境因子，會降低微生物的酵素作用效率：土壤缺乏氮時，微生物可能沒有足夠的營養物來形成酵素。某些酵素需要氧氣做為基質，因此缺氧的環境（例如沼澤或泥炭地）常常促使土壤碳聚積。

【本文轉載自《科學人雜誌》2006年8月號】