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https://hdl.handle.net/20.500.14094/0100502530
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2026-06-14
10:10 集計
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0100502530 (fulltext)
pdf
6.60 MB
97
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メタデータID
0100502530
アクセス権
open access
出版タイプ
Version of Record
タイトル
Organo-aluminum complexation as a dominant metal control on soil carbon storage in Andisols: Global evidence across pedogenic and pH gradients
著者
Kida, Morimaru ; Nagano, Hirohiko ; Shimada, Hiroaki ; Fukumasu, Jumpei ; Wagai, Rota
著者ID
A2972
研究者ID
1000070903730
ORCID
0000-0002-9908-2012
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail.html?systemId=0de2b24ca0c466ec520e17560c007669
著者名
Kida, Morimaru
木田, 森丸
キダ, モリマル
所属機関名
農学研究科
ORCID
0000-0002-3090-7709
著者名
Nagano, Hirohiko
ORCID
0009-0008-8577-4721
著者名
Shimada, Hiroaki
ORCID
0000-0002-4875-1941
著者名
Fukumasu, Jumpei
ORCID
0000-0003-3890-8025
著者名
Wagai, Rota
言語
English (英語)
収録物名
Geoderma
巻(号)
467
ページ
117740
出版者
Elsevier B.V.
刊行日
2026-03
公開日
2026-03-10
抄録
Soil organic carbon (SOC) storage and persistence are strongly controlled by reactive metal phases, particularly organically complexed aluminum (Al) and iron (Fe) and short-range-order (SRO) minerals. However, their global relevance and the specific metal phases involved remain uncertain due to substantial variability in parent material, soil age, and rock-climate-SOC interactions. Andisols, derived from volcaniclastic materials and enriched in SOC and reactive metals, provide an ideal system to assess metal-SOC associations across broad pedogenic gradients. We compiled a global Andisol database of over 2850 soil samples across 34 countries, covering wide ranges of mean annual temperature (−2 °C to 30 °C), precipitation (60–6000 mm y⁻¹), and soil pH in water (3.1–9.3). Most samples clustered within pH 4.5–6.5, corresponding to an Al-buffered domain where soil pH is predominantly regulated by Al hydrolysis reactions and equilibria among reactive Al pools. Generalized additive mixed model analyses identified organically complexed Al (pyrophosphate-extractable Al, Alₚ) as the strongest global predictor of SOC (relative importance = 40%) after accounting for soil depth. SRO Al minerals (acid oxalate-extractable Al minus Alₚ) showed moderate importance (relative importance = 10%), whereas reactive Fe and clay content had minor effects. Exchangeable calcium contributed significantly only at pH > ∼6.3, consistent with a transition toward base-cation buffering. The persistence of strong SOC-Alₚ relationships within the Al-buffered domain, together with consistent pH-dependent shifts in reactive Al and Fe pools, suggests that complexation with pedogenic Al released through weathering may exert a first-order control on mineral-protected SOC beyond Andisols and provides a mechanistic basis for incorporation into global-scale models. Identifying dominant stabilization mechanisms remains critical for determining whether SOC persistence is primarily regulated by carbon inputs, metal supply, or their combined effects. Given its integration of organically complexed and SRO Al phases and its broad data availability, acid oxalate-extractable Al emerges as the most practical proxy for mineral-protected SOC at the global scale.
キーワード
Organo-metal complex
Short-range-order minerals
Poorly-crystalline minerals
Organo-mineral interaction
Soil organic matter
Volcanic ash soil
Pedogenesis
カテゴリ
農学研究科
学術雑誌論文
権利
© 2026 The Authors. Published by Elsevier B.V.
This is an open access article under the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International license
関連情報
DOI
https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2026.117740
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資源タイプ
journal article
ISSN
0016-7061
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eISSN
1872-6259
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CiNiiで学外所蔵を検索
助成情報
助成機関識別子
https://doi.org/10.13039/100019084
助成機関名
神戸大学
Kobe University
助成機関識別子
https://doi.org/10.13039/501100001691
助成機関名
独立行政法人日本学術振興会
Japan Society for the Promotion of Science
研究課題番号
24H01513
研究課題名
マングローブ植林クロノシーケンス:土壌炭素の蓄積機構と溶存有機炭素プールの変遷
Mangrove plantation chronosequence: mechanisms behind soil carbon storage and development of dissolved organic carbon pool
助成機関識別子
https://doi.org/10.13039/501100001691
助成機関名
独立行政法人日本学術振興会
Japan Society for the Promotion of Science
研究課題番号
25K03249
研究課題名
マングローブ土壌有機炭素の安定化機構を深堀りする
Looking deeper into organic carbon stabilization mechanisms in mangrove soils
助成機関識別子
https://doi.org/10.13039/501100001691
助成機関名
独立行政法人日本学術振興会
Japan Society for the Promotion of Science
研究課題番号
21H02231
研究課題名
水分変動増大とプライミング効果:森林土壌の炭素動態予測高度化へ向けた影響評価
Increased moisture fluctuation and priming effect: Impact assessment for advancing the prediction of forest soil carbon dynamics
助成機関識別子
https://doi.org/10.13039/501100001691
助成機関名
独立行政法人日本学術振興会
Japan Society for the Promotion of Science
研究課題番号
22H05717
研究課題名
容易に抽出可能な水溶性有機物の同位体情報を活用する土壌有機物分解動態の解明
助成機関識別子
https://doi.org/10.13039/501100001691
助成機関名
独立行政法人日本学術振興会
Japan Society for the Promotion of Science
研究課題番号
21H03580
研究課題名
土壌炭素のターンオーバー速度に関する陸域モデルの改良
Improvement of soil carbon turnover rate of terrestrial models
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