為什麼地球環境的命運取決於地球上的土壤狀態？

深耕土壤結構。圖片來源：Pixabay

1937年，在美國南部平原由乾旱引發的災難性饑荒和沙塵暴——“沙塵碗”事件發生之後，時任美國總統的富蘭克林·羅斯福寫信給各州州長，信中提到，破壞土壤的國家會摧毀自己，他強調了一個基本事實：地球土壤狀態是地球健康的重要指標。

我們人類對腳下的土地沒有給予足夠的重視，比如，在英文中“dirt”一詞表示低等，這就是對土地不尊重的一個例子。然而，人類社會的成功和失敗是人類對土壤的價值重視與否的直接結果。

土壤不僅直接或間接地為我們提供了大部分食物，而且還是我們地球生命系統的核心。土壤作為碳、水和養分迴圈中不可或缺的組成部分，保障了各種生物的生存。

植物和動物分解後，它們體內的養分會釋放到土壤中，給後代生物再利用和迴圈。土壤可以儲存、過濾和淨化我們的水，它透過吸收雨水防止洪水氾濫。土壤對於碳儲存至關重要，有助於減緩人為碳排放導致的氣候變化。據估計，我們土壤中的碳含量是地球大氣中的三倍。

但這些生態系統的自我調節功能很脆弱且很容易崩潰。深耕會破壞土壤結構，使用刺激性化學品會殺死重要的微生物群落，許多土壤因為這些不當操作已經退化。據估計，在過去的40年裡，三分之一的農業土壤已經流失。

土壤流失降低了我們生產優質食品的能力。肥力差的土壤不能捕獲氮和磷，因此需要投入更多的肥料。而氮肥生產是碳排放的一個重要來源：製作800克麵包會產生近600克二氧化碳，其中43%的排放來自氮肥生產。

最重要的是，退化還可能導致土壤以二氧化碳的形式釋放其儲存的碳，從而加劇氣候危機。2015年，在巴黎舉行的聯合國氣候變化大會上，我曾發言警告說，如果我們不使用減少土壤侵蝕的技術例如種植覆蓋作物，來保護我們的土壤免於退化，那麼人類的災難即將來臨。

當時，我被氣候變化否認者描述為“大學災難色情的兜售者”。但我的發言並不是什麼空想的預言。正如“沙塵碗”事件提醒我們的那樣，今天我們仍然可以感受到土壤退化的影響。

土壤退化

在英國，集約化農業使得土壤發生退化，土壤很容易受到極端天氣的侵蝕。2014年春天，當英國各地的強降雨使土地飽和時，退化的土壤無法蓄水，這導致了大面積的洪水和水土流失。那個月，普利茅斯的地球觀測中心釋出了一張衛星影象，影象顯示英國的土壤已經“滲出”到海洋中。

我們明白為什麼會發生這種情況。耕作破壞了粘土和沙子等無機土壤顆粒的聚集體，這些聚集體是由枯根、真菌細絲以及細菌和蚯蚓分泌物等有機物質結合在一起的。它們可以儲存有機碳並構建土壤結構。沒有這些顆粒聚集體，土壤會更容易流失到河流和河口中。

蚯蚓有助於土壤健康。圖片來源：Pixabay

謝菲爾德大學、約克大學和利茲大學最近的研究提出瞭解決辦法，透過退耕或淺耕、輪耕和種植覆蓋作物，可以讓我們的土壤得到休息和恢復。再加上限制施肥，可以有效增加蚯蚓、真菌和細菌等土壤有益生物的數量。

再生

這一研究發現鼓勵越來越多的人呼籲採用再生農業，再生農業要求支援而非對抗農業環境中的生物多樣性。

例如，在南美洲，一種流行的“刀耕火種”農業方法是，先砍伐、燃燒森林樹木以釋放養分，然後耕種直到這些養分耗盡，這種方法因破壞生物多樣性而受到了批評。相比之下，再生農業對增加生物多樣性的關注已被證明在保護甚至提高該地區土壤健康方面是成功的。

城市農業。圖片來源：Pixabay

雖然再生農業可以減輕部分土壤的壓力，但是棘手的地方在於我們需要養活不斷增長的全球人口。而我們的研究表明，在城市環境中生產更多的食物有助於實現這一目標。

在擁擠的城市中，可以使用高效的水培系統種植農作物，該系統使用更少的水和肥料，並且不需要土壤。這些農業系統不僅可以在平頂建築的頂部執行，甚至可以在難民營中執行以增強糧食安全和社群復原力。透過在靠近人們居住地的地方種植農作物，我們無需向全球各地運送糧食，從而使我們的食物系統更具可持續性。

目前，近20%的溫室氣體排放來自農業，這意味著全球土壤系統正在釋放大量的二氧化碳。這也意味著，如果我們要為子孫後代留下一個功能齊全的農業生態系統，我們迫切需要採用以土壤為中心的糧食生產技術。

撰文：Duncan Cameron，謝菲爾德大學植物與土壤生態學教授。

翻譯：彭容

審校：曾小歡

引進來源：theconversation

本文來自：中國數字科技館