土壤健康：为何重要以及如何保护它

土壤健康：为何重要以及如何保护它

土壤健康是维持生态系统功能的关键，它不仅关系到农作物的产量和质量，还与气候变化、生物多样性保护等全球性问题密切相关。本文将为您详细介绍土壤健康的重要性、面临的威胁以及如何采取有效措施来保护和改善土壤健康。

土壤健康的功能

健康的土壤具有以下基本功能：

• 水调节：储存水分并调节运动。
• 对植物和动物生命的支持：有助于生物多样性和生物体的生产力。
• 污染物过滤：矿物质和土壤微生物过滤污染物，保护地下水质量。
• 营养循环：土壤微生物参与磷、氮和碳等营养物质的储存和循环。
• 身体稳定性和支撑：作为植物生长的媒介并支持人类建设。

了解健康土壤的物理、化学和生物方面

土壤健康是三种主要土壤特性的组合：

• 物理特性：视觉指标，包括土壤结构、团聚体稳定性、结壳和压实、渗透性、质地、孔隙度等。
• 化学特性：它们代表土壤中发生的化学过程，例如养分可用性、pH 值、盐度等。
• 生物特性：包括蚯蚓、跳虫、螨虫等大型生物的视觉指标及其活动和副产品。

所有这些方面都动态地相互作用，共同培育健康的土壤。例如，土壤结构影响保水性，从而为微生物创造良好的环境。

农民手里拿着满是蚯蚓的土壤，蚯蚓对土壤健康至关重要。图片来源：iStock

土壤健康为何重要？

土壤是农业的基础，通过提供养分、洁净空气和水来维持地球上的生命。健康的土壤有助于培育健壮的植物，提高农作物产量、粮食产量和粮食安全。健康的土壤还能储存大气中的碳，缓解气候变化。

不幸的是，由于集约农业、森林砍伐、侵蚀、污染以及不适当的施肥和施用等多种因素，世界各地的土壤健康都受到威胁。最近的一项研究估计，61% 的土地欧盟的受土壤退化影响最大，而全球范围内，粮农组织报告称33%的土壤已经退化。 此外，IPBES 指出，到 90 年，2050% 以上的土壤可能会退化.

土壤退化和土壤健康状况不佳的后果远远超出了失去适合耕种的优质土壤。它们影响人类福祉和环境的各个方面。例如，由于退化的土壤含水量减少，植物可利用的水量减少，干旱情况恶化。

什么是土壤退化？

土壤退化是指土壤质量在物理、化学和生物方面的下降，可能由人类活动或自然过程引起。影响土壤退化的因素包括：

• 土壤压实重型农机、过度耕作和裸露土壤导致土壤被压实，没有足够的空间供空气、水和植物根系流动。
• 水土流失或土壤表层流失的速度比形成的速度快。这一层是土壤的肥沃部分，对植物生长至关重要。土壤侵蚀主要是由于耕作和砍伐森林后土壤暴露在气候条件下造成的。土壤侵蚀还会增加水体的污染。
• 化学污染农药、化肥和其他工业化学品。这会对土壤微生物产生负面影响，减少土壤生物的数量和多样性，并降低土壤肥力。
• 耕作向大气中释放碳，导致温室气体排放，并损害土壤健康。总体而言，这加剧了气候变化。

土壤退化会导致土壤营养变差，失去保水能力。这会导致粮食产量下降；在最坏的情况下，退化的土壤无法再支持植物生长。

我们必须不惜一切代价保护土壤健康，使土壤能够维持其功能，保障环境和人类福祉。

我们如何保护土壤健康？

维护或创建健康的土壤有很多好处。查看我们推荐的一些有科学依据的技术，以保护商业和私人土地的这一重要生命源泉。

如何改善园艺土壤健康

您可以通过以下方式在自家花园中促进土壤健康：

• 制作堆肥例如，从食物垃圾、草屑或植物残渣中获取养分。这样，你就可以避免过度使用化学肥料。
• 地膜覆盖增加土壤有机质，促进土壤微生物的活性。
• 使用生物防治以自然为基础环保产品这保护您的花园免受病虫害并改善植物健康。

玉米幼苗在更健康的土壤中生长得更茁壮。图片来源：Steven Weeks via Unsplash

促进土壤健康的农业实践

虽然农业是导致土壤健康状况下降的一个因素，但有几种农业实践可以扭转这一趋势并帮助恢复土壤健康。遵循这些，种植者可以：

• 减少化学品的使用通过选择基于自然的解决方案，例如生物防治和生物保护产品，具有诸多优点。这些天然产物对非目标生物更安全，并能保护土壤生物多样性。
• 增加返回田地的有机物质的数量通过将作物残留物留在土壤表面或使用有机覆盖物来覆盖作物。
• 减少机械和牲畜对土壤的压实通过少耕或免耕和牧场管理来避免过度放牧。这最 大限度地减少了土壤扰动，有助于恢复土壤健康。
• 轮作增加土壤上和土壤内部的多样性，打破害虫和疾病的循环。豆科植物是轮作的良好作物，因为它们能增加土壤中的氮含量。

改善农业系统土壤健康的其他方法包括：

• 水资源管理通过种植树木和灌木等植被。它可以增加水渗透到土壤中。其他技术，如覆盖，有助于节约用水。
• 管理营养物质通过精心规划和施用粪肥和化肥来最大限度地减少营养过剩。
• 综合虫害管理以可持续的方式应对害虫。这可以限制不良的环境影响。

用切碎的植物废料制成的覆盖物可以增加土壤中的有机质© CABI。

有机物在土壤健康中的作用

有机物是最初由生物体（植物和动物）产生的任何物质，并返回土壤进行进一步分解。

富含有机物的土壤具有生物多样性，如细菌、病毒和真菌，还有有益昆虫或蠕虫等大型生物。

土壤中有机物的存在对于大型生物和微生物来说是必不可少的营养来源。这些生物会分解植物吸收的营养物质。

土壤中有机质和生物多样性的重要性

有机物质有助于土壤发挥功能，并以多种方式直接或间接地影响土壤，例如：

• 改善土壤结构
• 调节土壤 pH 值、温度和通气性
• 促进微生物活性和多样性
• 提供植物生长必需的营养
• 增强疾病抑制
• 增强吸水性和保水性
• 减少水土流失，避免肥沃土地的流失。

因此，有机物质对于提高土壤整体健康和肥力以及增加土壤生物多样性至关重要。同样，土壤生物多样性对于养分和水的循环以及害虫抑制也至关重要，所有这些都有助于植物的生长和健康。换句话说，土壤生物多样性为我们提供食物和清洁水。

有机物与养分循环之间的动态

营养循环图解：有机物被微生物分解，产生可被植物吸收的营养物质。© CABI

有机物是营养物质的储存库，随着时间的推移，这些营养物质会通过分解慢慢释放到土壤中。微生物分解有机物，将这些必需营养物质分解成植物可以吸收的形式。结果，土壤肥力增加，植物可以生长得更好、更强壮。对有机物的适当管理可确保营养循环平衡。这将有助于长期提高农作物产量和平衡的生态系统。

从堆肥到覆盖：增加土壤有机质的实用方法

有几种实用方法可以增加园艺和农业系统中的土壤有机质。两种方法如下：

• 堆肥：一旦完全分解，堆肥就会变成富含营养的有机物，可以返回土壤。
• 覆盖：通过将任何材料施用于土壤来覆盖土壤。可以使用木屑、刨花、树皮或植物残留物。由于覆盖物覆盖土壤表面，土壤可以更有效地保持水分，杂草更难发芽和生长，土壤微生物菌群也会增加。

土壤结构对水分调节和植物生长的影响

土壤结构是土壤健康的一个基本方面，直接影响其调节水分和支持植物生长的能力。

土壤结构是指土壤颗粒和它们之间的孔隙（或空间）的聚集体。结构良好、健康的土壤具有较大的孔隙空间，可让水渗透土壤而不是流失，空气可以更好地流通，植物根部可以更有效地吸收养分和水分。

相反，土壤紧实或结构不良会限制水分流动和根系生长，导致植物生长减少。随着时间的推移，这些因素会导致土壤退化，进一步损害土壤健康。

土壤健康和气候变化

土壤健康与气候变化有着千丝万缕的联系。气候变化通过极端天气事件、气温升高或降水模式变化等影响土壤。这些因素以多种方式影响土壤健康。例如：

• 由于分解速度快，有机物质量减少
• 土壤结构受扰
• 高温导致土壤水分减少
• 侵蚀加剧

土壤健康也会对气候产生深远影响。健康的土壤可以通过以下方式吸收大气中的碳（二氧化碳）：碳螯合并将其储存在土壤中，最终限制温室气体排放。然而，不健康的土壤会导致二氧化碳排放2土壤中的碳含量会以多种方式释放到大气中，包括有机物的流失。不健康的土壤也会减少碳的封存，从而加剧气候变化的影响。

因此，良好的土壤健康是帮助应对气候变化的重要组成部分之一。

土壤健康的未来：创新与战略

鉴于保持土壤健康的重要性，技术的进步提供了利用这些新媒介来帮助监测、记录和保护土壤的机会。

土壤健康评估和管理的技术进步

此外，精准农业和智能技术正在开始改变农业系统的管理方式。在土壤健康方面，土壤传感器、无人机和卫星图像等工具可以收集大量土壤变量，帮助农民做出明智的决策。

可测量的土壤变量包括水分含量、土壤 pH 值和养分含量等。这些测量结果有助于调整灌溉计划、优化施肥等。这些技术不仅可以提高作物产量，还可以促进土壤保护和长期健康。

美国政策

一个令人鼓舞的进展是，美国最近出台了保护土壤健康的政策，推广可持续农业实践，以提高粮食安全并应对气候变化。政策制定者正在联邦和州一级制定法律，以促进土壤健康。

例如，该美国农业部自然资源保护局 (NRCS)有多个项目为农民和土地所有者提供技术和财政援助，以实施改善土壤健康的保护措施。

-2018农场法案将于 2023 年延长，是该国在农田保护和管理方面最重要的资金之一。它提供支持健康土壤实践的计划。

全球致力于土壤健康和可持续性

土壤健康越来越被认为是可持续发展的基石。越来越多的人开始通过再生农业、农业生态学和气候智能型农业等实践来优先考虑土壤健康。全球倡议，例如联合国可持续发展目标 (SDG)和全球土壤伙伴关系，强调健康的土壤在实现粮食安全和应对气候变化方面的关键作用。

世界各国都在采取促进土壤保护的政策和做法。政府、非政府组织和私营部门之间的合作努力正在推动可持续土壤管理技术的研究、教育和实施，促进全球对保护和改善土壤健康的承诺。

通过采取这些可持续的做法并促进全球合作，我们可以确保我们的土壤继续支持生命、保护环境并为子孙后代提供粮食安全。

常见问题

土壤健康是什么意思？

土壤健康是指土壤在特定环境中作为活生态系统根据需要发挥作用以维持植物、动物和人类生命的能力。

健康的土壤有助于调节水分、支持动物和植物的生命、过滤污染物、循环营养物质、提供物理支持等等。

健康的土壤中有什么？

健康的土壤有许多特点，包括大量有益生物，如微生物、有机物和矿物质。细菌和真菌等微生物分解有机物，将其转化为植物可利用的养分并过滤污染物。矿物质确保土壤排水良好、通气良好。健康的土壤还具有良好的结构和渗透性。土壤的所有成分、物理、化学和生物特性都必须得到维护，才能保持健康。

如何检查土壤健康状况？

有很多种方法可以测试土壤健康状况，具体取决于所需的信息以及土壤的用途（例如用于商业目的或私人住宅）。

首先，进行简单的土壤科学分析。例如，测量营养水平、pH 值和有机物含量。为此，从该地区的不同位置采集土壤样本，并将其送到土壤实验室进行分析。或者，您可以使用目测土壤评估和 DIY 方法来检查土壤健康状况，包括蚯蚓取样、土壤酸度或碱度测试以及用空罐和水进行土壤成分评估。

为了全面评估土壤健康，了解土壤的物理、化学和生物特性非常有用。了解这些特性将有助于评估土壤的状况以及优化土壤功能所需的条件。理想情况下，应使用不同的策略来验证研究结果。