（纳闻记者李文瑞报导）
农业土壤是世界各地社区的重要资源，不仅因为它为人类提供了大部分食物，而且还因为它在平衡环境方面发挥着重要作用。
土壤研究人员表示，对土壤的投资可以帮助世界利用不可估量的资源来应对不可预测的气候条件带来的环境挑战。
科罗拉多州立大学土壤与作物科学系副主任 Francesca Cotrufo 教授和 Cotrufo 土壤创新中心的博士生 Sam Leuthold 说：“自农业问世以来，土壤资源的退化就一直在发生，大约 10,000 年前。实验室。
Cotrufo 和 Leuthold 说，自从工业革命和机械化耕作设备的引入以来，这种退化的强度急剧增加，这使得农业土地扩展到以前未开垦的地区，以及畜牧业的扩张和工业化.
研究人员说：“将自然植被生态系统转变为农作物或牧场改变了这些系统的碳平衡。”
Cotrufo 和 Leuthold 说，与自然状态下的土壤碳储量（倾向于平衡输入和输出）不同，农业土壤在转化时往往失去的碳多于获得的碳。 这是因为一年生作物的生长季节通常比天然多年生植被的生长季节短，而且在农业系统中，很大一部分植物物质在放牧或收获期间被去除。
“一段时间后，农业土壤可能会达到一个新的稳定状态，但投入和产出的新平衡会比耕作前的水平低，因此碳会流失到大气中，”他们说.
“此外，农田的集约化耕作和休耕，以及牲畜的集约化放牧，可能导致碳和营养丰富的表土通过风或水侵蚀的程度显着增加。”
土壤退化可能导致灾难性后果
这种退化最灾难性的例子发生在 1930 年代北美平原，长期干旱加上大量集约耕作导致了美国历史上最严重的旱灾——沙尘暴。
研究人员说：“尽管并非所有土壤退化事件都有以它们命名的时代——今天，由于海平面上升和风暴强度增加，数千公顷沿海农田面临盐碱化风险。”
“由于过度放牧和农田扩张到不适宜的条件，内陆土壤面临荒漠化和肥力丧失的风险增加。
“撒哈拉以南非洲和美国西部等干旱和半干旱地区最容易受到这种下降的影响，因为缺乏降雨使得植物在被移除后更难以重建。”
此外，土壤科学家仍在积极研究气候变化对不同类型土壤的影响。 Cotrufo 和 Leuthold 说，这种知识差距增加了为退化创建通用解决方案的难度。
2021 年 7 月 24 日，在加利福尼亚州弗雷斯诺，人们可以看到农场玉米地旁边的灌溉沟里干裂开裂的土壤。（Robyn Beck/AFP via Getty Images）土壤的重要性
健康的土壤提供了一系列“生态系统服务”——有助于保护人类健康和福祉的自然过程——这些服务的存在和程度可能因生态系统而异； 它们包括降低洪水风险、减少流失到水道中的养分数量和储存大气中的碳等。
“在它们的生长过程中，植物会从大气中吸收二氧化碳。 这些碳中的大部分被转化为植物生物质，还有一小部分也直接进入土壤，因为根部会散发出小碳分子。”
Cotrufo 和 Leuthold 说，假设生物质没有通过收获或放牧而被去除并进入土壤系统，那么在这些植物死亡后，大部分吸收的碳将成为微生物群落的食物。
这些群落消耗的碳最终将通过微生物呼吸重新进入大气； 然而，如果不进行呼吸，一部分吸收的碳会在土壤中变得稳定。
通过直接与粘土颗粒等土壤矿物质结合，或在微生物需要时间到达的土壤聚集体中受到保护，碳可以被隔离。
“根系分泌物的命运相似，要么被微生物用作食物，要么通过与土壤矿物质的结合而变得稳定。”
“这种稳定的有机土壤碳可以在土壤中持续数十年到数百年，甚至长达一千年，具体取决于土壤、气候和土地利用方式，”他们说。
2021 年 4 月 21 日，加利福尼亚州罗斯凤凰湖沿岸可见干燥、破裂的土地。（贾斯汀·沙利文/盖蒂图片社）退化农业区的野化和再生
Cotrufo 和 Leuthold 表示，需要采取多方面的方法来确保优质土壤。 他们表示，该方法需要足够灵活，以随着技术、气候和社区需求的变化而发展。
“保护自然区域和重新野化低质量的农业和工业用地是我们景观再生的重要第一步。”
“这些地区在种植作物时往往产量很低，因为它们太丘陵、太干燥、太岩石、有一些固有的营养缺乏，或者这些和其他生产力因素的任何组合。”
Cotrufo 和 Leuthold 说，尽管这些地区的农作物产量可能很低，但这些地区作为自然生态系统可以很好地发挥作用，重建土壤碳储量并为周围环境提供重要利益。
研究人员还指出，在多产的农田中，鼓励采用农业再生实践将有助于提高世界上一些退化最严重的土壤的质量。 这些农业更新实践包括减少耕作、覆盖种植、作物-牲畜整合和增加作物多样性，这可以通过使用豆类和多年生植物来实现。
利用文化知识
Cotrufo 和 Leuthold 还强调，长期以来，土著和小农一直在应用这些再生实践以及其他创造性的保护实践。 研究人员表示，土壤和景观再生之路的一个重要部分是重新获得这种文化知识并赋予这些农民权力。
他们说，科学正在证明这种农业实践可以增加进入土壤的碳量并减少离开土壤的碳量。 这通常会导致整体土壤有机碳的净增加和许多其他好处，例如作物营养和水的可用性、减少侵蚀和增加生物多样性。
“同样，一种更集中的牲畜管理方法，结合对生态系统动态的理解，可以使土壤恢复活力。”
他们说，重要的是要注意从传统农业系统过渡到再生和更可持续的系统可能对农民和牧场主产生的影响，这可能会使农业生产者在调整他们的做法和设备时面临巨大的风险。
他们说：“制定有助于将采用这些有利于土壤的做法的总体风险降至最低的政策也有助于确保土壤质量。”
“简而言之，确保长期的土壤质量要求我们所有人有意识地思考我们从哪里获得食物和纤维的土地。
“它需要愿意与拥有这些知识的人和在这些环境中工作的人进行接触，并支持强调重新关注土壤健康的政策和实践。”
Cotrufo 和 Leuthold 说，土壤有可能保护人们的生计免受气候和环境变化带来的最坏后果的影响。 然而，要实现这一关键资源的潜力，人们必须对土壤进行投资。
