泥土多樣性驟減成全球科研焦點拯救“瀕！蓖
更新時間：2014-11-21 22:42
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泥土消失蘊含著潛在的重大影響。健康多樣性的土壤不僅對食物生產十分重要，它們還維持著物種和生態系統多樣性，并對恢復遭到破壞的土壤景觀也有幫助。
在美國南卡羅來納州卡爾霍恩實驗森林里的一片清翠的樹林中，杜克大學土壤學家Daniel Richter凝望著地面上的一條深深的裂縫。這是一種地球手術室，研究人員切開地面以檢查其地下的土壤剖面。在沙土和黏土層，Richter看到了曾經發生過的生態學外傷信號。幾乎所有濃重的黃褐色表層土（名為Cecil）都被侵蝕掉了。“它身首異處了。我們在尋找一種150年的棉花、玉米、小麥、煙草種植擁有的天然土壤景觀，但幾乎都被破壞了。”Richter說。
卡爾霍恩并非Cecil遭遇“斬首”的唯一地方。這種土覆蓋了美國東南部約4萬平方公里的土地，是一種區域性標志——北卡羅來納州將它視為該州的***土壤。但在許多地方，Richter表示，完整的Cecil現在已經“瀕臨滅絕，甚至可能已經絕跡”。
瀕臨滅絕的泥土？
不久前，很少有研究人員能大聲說出：泥土“滅絕”了。但在近幾年，甄別世界稀有和瀕危土壤的工作發展加快。在越來越強大的地理信息系統和地球觀察傳感器的幫助下，研究人員開始繪制“土壤多樣性”地圖，標示不同土壤的分布規律和范圍。例如，剛剛過去的這個夏天，中國研究人員發布了該國第一個土壤多樣性調查，識別出90種瀕臨滅絕的稀有土壤。類似的調查也顯示，獨一無二的泥土在美國、歐洲和俄羅斯同樣面臨絕跡。
研究人員表示，泥土消失蘊含著潛在的重大影響。健康多樣性的土壤不僅對食物生產十分重要，它們還維持著物種和生態系統多樣性，并對恢復遭到破壞的土壤景觀也有幫助。“我們把逝者埋葬在這里、在上面行走，但也很容易遺忘它。為何不像保護植物和動物那樣保護土壤呢？”威斯康星大學土壤學家James Bockheim說。Bockheim與同事合作編寫了該主題的首個重要學術書籍《土壤多樣性》。
一些研究人員在催促政府儲備瀕危稀有土壤，以避免對農業實踐的發展產生破壞。但在一種稀有土壤能被保護之前，它需要被辨別和標示，但這仍受制于數據零散、相互抵觸的分類體系和概念及方法上的技術爭論。
不過，能將調查成本削減80%的新技術可能有所幫助。但澳大利亞悉尼大學土壤學家Alex McBratney指出，要制作出可靠的地圖“仍然需要實際地貌資料，這意味著需要帶著一把鐵鍬走出去”。
人類識別和標注土壤的歷史已經有至少3000年。古埃及人識別了至少兩類土壤，以便幫助他們判斷土地價格。在中國封建時期，***至少根據顏色、質地和濕度劃分了至少9等土地，F在，各國采用一系列基于地質學、氣候條件、濕度、顏色和化學成分等土壤特征劃分的分類方案。美國政府的分類系統包含2萬土系，并通常按照地點進行命名。
Cecil是一種老成土——濕潤地區的一種酸性森林土壤。這種土在1899年首次在馬里蘭州的Cecil縣被標示出，它通常有20厘米厚的顆粒狀的黃色表層土，下面是含有云母的紅黏土。
土壤多樣性
上世紀80年代末到90年代初，隨著生物多樣性成為生物學界的流行詞，土壤科學家開始討論他們應該如何討論和測量土壤多樣性。從那時開始，侵蝕、農耕和發展帶來的土壤流失問題開始被很好地理解，但哪些土壤是稀有的尚不清楚。1992年，McBratney在論文中討論了填補這些空白的努力，并首次使用了“土壤多樣性”這個詞語。
計算土壤多樣性成為一項復雜工作。跟生物學家測量生物多樣性一樣，土壤學家面臨概念和技術困境，例如何時合并和分離土壤“種類”。土壤術語也十分混亂。對于同一種土壤而言，不同國家通常使用不同的名稱，也有國家利用同一名稱，稱呼不同的土壤。
即便這樣，土壤研究者仍開始揭示瀕危稀有土壤的量級。2003年，加州大學伯克利分校的Ronald Amundson及其同事發表了兩篇里程碑式的文章記錄了美國的土壤多樣性。在分析了1.3萬土系的分布信息***數據后，該研究小組識別出4500多種“稀有”土壤，這些土壤的覆蓋面積不到1000公頃，通常是獨一無二的地質和生態歷史的產物。 他們還發現了508種“瀕臨滅絕”的土壤，另外31種土壤在已經“滅絕”。在6個過度農耕的中西部州，每個州有超過一半的已知土壤面臨風險。
加州是另一個熱點地區，1755個土系中有104個被列為瀕危土壤。Amundson提到，諷刺的是，這些受威脅土壤中有一種是San Joaquin——1997年命名的加州***土壤。San Joaquin因其堅硬不透水的富含二氧化硅的下層土而聞名，這產生了名為春季池的季節性池塘，這些池塘是一系列珍惜動植物的重要棲息地。這些土壤也存在于主要的農耕土地上，農民通常使用爆炸物和機器拔出硬質土層。當立法者給予San Joaquin州土的榮譽時，卻沒有給予它特殊的法律保護。
保護行動
在Amundson研究小組采取國家視角的同時，其他美國研究人員則聚焦于更小的區域，部分研究針對稀有土壤如何與珍貴植物系統和生態系統相匹配。去年，Bockheim和丹佛大都會州立大學的Sarah Schliemann近距離觀察了一個生態過渡區，這里是南部草原和北部森林的交匯地。
盡管這個過渡區僅占威斯康星州面積的13%，但它擁有該州40%的獨有地方性土壤。這種土壤可能產生于該地區歷史上強烈的冰川作用和氣候因素的影響。但研究人員發現，稀有土壤與約100種當地植物間的關聯并不大，這些植物受到地形的影響比土壤類型的影響更大。
該研究還揭示，159種當地土壤中有一半覆蓋的區域相對較小，少于4900公頃。Bockheim表示，這使得它們面臨因農耕或修路帶來的更高的流失風險，“我不知道人們還能否復原它們”。
其他國家也致力于識別稀有土壤。2009年，俄羅斯土壤科學家發表了《俄羅斯土壤紅皮書》。中國科學家也發布了中國土壤多樣性新研究。聯合作者、加州大學伯克利分校的Peng Gong表示，目標之一是檢測大規模土地使用變化，包括快速城市化和退耕，是如何影響中國土壤的。
要完成調查工作需要大量實地勘探，研究人員從地區機構進行的8900項土地調查中精選了數百個。Gong表示，最終結果相對粗略，一些地區的信息很少甚至沒有，但仍得出了一些結論。中國的研究還邁出了新一步，分析了多少受威脅土壤已經得到的一些保護，例如位于公園內。
另外，土壤儲備可能還有很長的路要走，但一些國家已經開始采取試驗性措施。在俄羅斯，土壤學家在2001年幫助說服政府采取一項土壤保護措施，但后續行動仍受限制。最近，英國環保機構發布了土壤多樣性正式指導方針。但農業組織通常對這些可能限制農業的措施表示抵制。在歐盟，研究人員致力于推動政府將土壤多樣性正式與保護政策相結合，甚至提議了一個“泛歐土壤儲備”網絡。但迄今為止，“這些議題似乎沒有人感興趣”。
一個障礙是，指導保護措施所需的土壤調查成本相對較高。在美國，2010年，傳統的大規模土壤調查的花費為每公頃10美元。但隨著新技術的使用，這些價格將會下降。例如，空間傳感器能探測土壤化學特征和物理學特征，計算機模型能使用氣候、地質和其他數據幫助預測土壤類型。一些研究小組已經能將成本降至0.2~0.3美元/公頃。但可靠的調查仍在陸地上——仍依靠鐵鍬。
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在美國南卡羅來納州卡爾霍恩實驗森林里的一片清翠的樹林中，杜克大學土壤學家Daniel Richter凝望著地面上的一條深深的裂縫。這是一種地球手術室，研究人員切開地面以檢查其地下的土壤剖面。在沙土和黏土層，Richter看到了曾經發生過的生態學外傷信號。幾乎所有濃重的黃褐色表層土（名為Cecil）都被侵蝕掉了。“它身首異處了。我們在尋找一種150年的棉花、玉米、小麥、煙草種植擁有的天然土壤景觀，但幾乎都被破壞了。”Richter說。
卡爾霍恩并非Cecil遭遇“斬首”的唯一地方。這種土覆蓋了美國東南部約4萬平方公里的土地，是一種區域性標志——北卡羅來納州將它視為該州的***土壤。但在許多地方，Richter表示，完整的Cecil現在已經“瀕臨滅絕，甚至可能已經絕跡”。
瀕臨滅絕的泥土？
不久前，很少有研究人員能大聲說出：泥土“滅絕”了。但在近幾年，甄別世界稀有和瀕危土壤的工作發展加快。在越來越強大的地理信息系統和地球觀察傳感器的幫助下，研究人員開始繪制“土壤多樣性”地圖，標示不同土壤的分布規律和范圍。例如，剛剛過去的這個夏天，中國研究人員發布了該國第一個土壤多樣性調查，識別出90種瀕臨滅絕的稀有土壤。類似的調查也顯示，獨一無二的泥土在美國、歐洲和俄羅斯同樣面臨絕跡。
研究人員表示，泥土消失蘊含著潛在的重大影響。健康多樣性的土壤不僅對食物生產十分重要，它們還維持著物種和生態系統多樣性，并對恢復遭到破壞的土壤景觀也有幫助。“我們把逝者埋葬在這里、在上面行走，但也很容易遺忘它。為何不像保護植物和動物那樣保護土壤呢？”威斯康星大學土壤學家James Bockheim說。Bockheim與同事合作編寫了該主題的首個重要學術書籍《土壤多樣性》。
一些研究人員在催促政府儲備瀕危稀有土壤，以避免對農業實踐的發展產生破壞。但在一種稀有土壤能被保護之前，它需要被辨別和標示，但這仍受制于數據零散、相互抵觸的分類體系和概念及方法上的技術爭論。
不過，能將調查成本削減80%的新技術可能有所幫助。但澳大利亞悉尼大學土壤學家Alex McBratney指出，要制作出可靠的地圖“仍然需要實際地貌資料，這意味著需要帶著一把鐵鍬走出去”。
人類識別和標注土壤的歷史已經有至少3000年。古埃及人識別了至少兩類土壤，以便幫助他們判斷土地價格。在中國封建時期，***至少根據顏色、質地和濕度劃分了至少9等土地，F在，各國采用一系列基于地質學、氣候條件、濕度、顏色和化學成分等土壤特征劃分的分類方案。美國政府的分類系統包含2萬土系，并通常按照地點進行命名。
Cecil是一種老成土——濕潤地區的一種酸性森林土壤。這種土在1899年首次在馬里蘭州的Cecil縣被標示出，它通常有20厘米厚的顆粒狀的黃色表層土，下面是含有云母的紅黏土。
土壤多樣性
上世紀80年代末到90年代初，隨著生物多樣性成為生物學界的流行詞，土壤科學家開始討論他們應該如何討論和測量土壤多樣性。從那時開始，侵蝕、農耕和發展帶來的土壤流失問題開始被很好地理解，但哪些土壤是稀有的尚不清楚。1992年，McBratney在論文中討論了填補這些空白的努力，并首次使用了“土壤多樣性”這個詞語。
計算土壤多樣性成為一項復雜工作。跟生物學家測量生物多樣性一樣，土壤學家面臨概念和技術困境，例如何時合并和分離土壤“種類”。土壤術語也十分混亂。對于同一種土壤而言，不同國家通常使用不同的名稱，也有國家利用同一名稱，稱呼不同的土壤。
即便這樣，土壤研究者仍開始揭示瀕危稀有土壤的量級。2003年，加州大學伯克利分校的Ronald Amundson及其同事發表了兩篇里程碑式的文章記錄了美國的土壤多樣性。在分析了1.3萬土系的分布信息***數據后，該研究小組識別出4500多種“稀有”土壤，這些土壤的覆蓋面積不到1000公頃，通常是獨一無二的地質和生態歷史的產物。 他們還發現了508種“瀕臨滅絕”的土壤，另外31種土壤在已經“滅絕”。在6個過度農耕的中西部州，每個州有超過一半的已知土壤面臨風險。
加州是另一個熱點地區，1755個土系中有104個被列為瀕危土壤。Amundson提到，諷刺的是，這些受威脅土壤中有一種是San Joaquin——1997年命名的加州***土壤。San Joaquin因其堅硬不透水的富含二氧化硅的下層土而聞名，這產生了名為春季池的季節性池塘，這些池塘是一系列珍惜動植物的重要棲息地。這些土壤也存在于主要的農耕土地上，農民通常使用爆炸物和機器拔出硬質土層。當立法者給予San Joaquin州土的榮譽時，卻沒有給予它特殊的法律保護。
保護行動
在Amundson研究小組采取國家視角的同時，其他美國研究人員則聚焦于更小的區域，部分研究針對稀有土壤如何與珍貴植物系統和生態系統相匹配。去年，Bockheim和丹佛大都會州立大學的Sarah Schliemann近距離觀察了一個生態過渡區，這里是南部草原和北部森林的交匯地。
盡管這個過渡區僅占威斯康星州面積的13%，但它擁有該州40%的獨有地方性土壤。這種土壤可能產生于該地區歷史上強烈的冰川作用和氣候因素的影響。但研究人員發現，稀有土壤與約100種當地植物間的關聯并不大，這些植物受到地形的影響比土壤類型的影響更大。
該研究還揭示，159種當地土壤中有一半覆蓋的區域相對較小，少于4900公頃。Bockheim表示，這使得它們面臨因農耕或修路帶來的更高的流失風險，“我不知道人們還能否復原它們”。
其他國家也致力于識別稀有土壤。2009年，俄羅斯土壤科學家發表了《俄羅斯土壤紅皮書》。中國科學家也發布了中國土壤多樣性新研究。聯合作者、加州大學伯克利分校的Peng Gong表示，目標之一是檢測大規模土地使用變化，包括快速城市化和退耕，是如何影響中國土壤的。
要完成調查工作需要大量實地勘探，研究人員從地區機構進行的8900項土地調查中精選了數百個。Gong表示，最終結果相對粗略，一些地區的信息很少甚至沒有，但仍得出了一些結論。中國的研究還邁出了新一步，分析了多少受威脅土壤已經得到的一些保護，例如位于公園內。
另外，土壤儲備可能還有很長的路要走，但一些國家已經開始采取試驗性措施。在俄羅斯，土壤學家在2001年幫助說服政府采取一項土壤保護措施，但后續行動仍受限制。最近，英國環保機構發布了土壤多樣性正式指導方針。但農業組織通常對這些可能限制農業的措施表示抵制。在歐盟，研究人員致力于推動政府將土壤多樣性正式與保護政策相結合，甚至提議了一個“泛歐土壤儲備”網絡。但迄今為止，“這些議題似乎沒有人感興趣”。
一個障礙是，指導保護措施所需的土壤調查成本相對較高。在美國，2010年，傳統的大規模土壤調查的花費為每公頃10美元。但隨著新技術的使用，這些價格將會下降。例如，空間傳感器能探測土壤化學特征和物理學特征，計算機模型能使用氣候、地質和其他數據幫助預測土壤類型。一些研究小組已經能將成本降至0.2~0.3美元/公頃。但可靠的調查仍在陸地上——仍依靠鐵鍬。
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