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土壤事实

《淮南子·说林训》:“土壤布在田,能者以为富。”

土壤是人类赖以生存的基础,是地球上最为复杂的生物材料之一。土壤由岩石风化而成的矿物质,动植物,微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物(固相物质)以及水分(液相物质)、空气(气相物质),氧化的腐殖质等组成。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。

土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系,互相制约,为作物提供必需的生活条件,是土壤肥力的物质基础。

《淮南子·说林训》:“土壤布在田,能者以为富。”

土壤是人类赖以生存的基础,是地球上最为复杂的生物材料之一。土壤由岩石风化而成的矿物质,动植物,微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物(固相物质)以及水分(液相物质)、空气(气相物质),氧化的腐殖质等组成。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。

土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系,互相制约,为作物提供必需的生活条件,是土壤肥力的物质基础。

《淮南子·说林训》:“土壤布在田,能者以为富。”

土壤是人类赖以生存的基础,是地球上最为复杂的生物材料之一。土壤由岩石风化而成的矿物质,动植物,微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物(固相物质)以及水分(液相物质)、空气(气相物质),氧化的腐殖质等组成。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。

土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系,互相制约,为作物提供必需的生活条件,是土壤肥力的物质基础。

《淮南子·说林训》:“土壤布在田,能者以为富。”

土壤是人类赖以生存的基础,是地球上最为复杂的生物材料之一。土壤由岩石风化而成的矿物质,动植物,微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物(固相物质)以及水分(液相物质)、空气(气相物质),氧化的腐殖质等组成。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。

土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系,互相制约,为作物提供必需的生活条件,是土壤肥力的物质基础。

土壤环境要闻
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土壤作为自然资本: 农业生产、土壤肥力和农民经济 -- 来自SOILSERVICE项目的政策简报
更新时间:2019-06-10 浏览数:次

农业生产的集约化

农业生产的集约化和从广泛的作物轮作向单一作物种植的转变对土壤及其生物多样性产生了深远的影响。土壤和土壤生物多样性是所有陆地生产系统的动力,?这些系统产生生态系统服务,?如提供粮食、饲料、纤维、清洁水源以及控制温室气体和作物害虫。为了加强欧盟对绿色经济的推动,迫切需要了解当前耕作方法对土壤生态系统的生物多样性和可持续性的影响。

欧盟土壤服务(?SOILSERVICE?)?研究项目

在欧盟研究项目SOILSERVICE中,自然科学家和经济学家一起努力,在本政策简报中提出可持续管理欧洲土壤资源的战略。我们既考虑农民收入的安全性,也顾及社会对生态系统服务的需求,特别是减缓气候变化,?减少养分损失和控制作物害虫和入侵物种。?SOILSERVICE解决了欧盟的几个关键政策领域和战略,并将为欧盟土壤战略和未来的土壤指令以及共同农业政策做出贡献。

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现在和将来如何生产商品?

欧洲土壤生物多样性对于粮食、纤维、生物燃料的生产、清洁空气、饮用水源的提高和碳储存至关重要。然而,?可用于这些不同需要的土壤表面面积有限,?例如生物燃料的生产将与可用于粮食生产和自然保护的面积存在竞争。土壤中含有大量的生物多样性。?通常,?一克土壤中含有超过5000种微生物。这种生物多样性代表了一个巨大的基因库,?对人类有潜在的好处,?包括新的抗生素和工业产品的使用。此外,?土壤生物区系有助于提供所有土壤功能,?并负责碳、水和养分的全球循环。生物多样性的丧失导致土壤群落复杂程度降低,?功能受到抑制,?甚至减少。全球对商品和土生态系统服务的需求日益增加,?这意味着改善土壤管理可能是支持可持续经济发展的关键机会。

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集约化农业带来的影响

SOILSERVICE项目的田间布点区域和长期实验

土壤生物多样性下降

在不同气候的整个欧洲区域,?生物多样性和碳含量随着农业强度的增加而降。

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食物网多样性和土壤碳随农业强度而下降

生态系统服务与土壤作为自然资本的价值

土壤生物多样性是农业的天然资本。土壤有机碳是这一资本的货币,?因为它决定了土壤的生命量,?从而决定了土壤的肥力和产量。土壤生物多样性与控制温室气体、养分保留和生物对害虫的抗药性之间也存在正相关关系。保护和增加土壤有机质是对自然资本的投资,?因为这将有利于土壤生物多样性,?从而不断产生生态系统服务,直到到无限期的未来。

土壤碳对小麦产量影响的生产函数

经济与生态系统服务生产的长期视角

欧盟农业耕作的特点是一年生作物?(如小麦、油菜籽、甜菜)?的轮作时间短,?化肥和化学施用率高,?没有有机修正?(粪肥、割草作物、秸秆等)。

欧盟的耕作农业的特点是一年生作物(如小麦,油菜籽,甜菜)短期轮作,肥料和化学品施用率高,没补给有机改良剂(粪肥,草屑作物,稻草等)。这些做法导致土壤生物多样性的退化和土壤碳含量下降。下图显示了瑞典南部5个农场的碳下降率,?这些农场采用了典型的管理做法。

瑞典5个长期农场试验地点土壤碳含量下降

我们能在未来恢复土壤,?生产更多的食物吗?

欧盟目前的耕作方式意味着土壤生物多样性将继续下降,?因此最大产量将降低。对土壤碳的投资不仅将提高粮食生产的可持续性,?而且还将提高农民的收入。该图显示了欧洲四个可耕种地区农民的最高收入将如何随着土壤碳的增加而增加。农民不仅受益于更高的产量,?而且还得益于土壤生态系统服务?(即提高生育率)?带来的投入成本的降低。

土壤碳在产生农民利润和肥料利用中的价值

农业中促进土壤生态系统服务的管理

保持植物的永久覆盖或补给植物和有机肥的残留物有助于土壤碳储量。覆盖作物和绿肥不仅能保留氮,?还能为土壤添加碳。在作物轮作中包括快速生长的草?(如轮作草地或生物能源作物)?可提高土壤肥力,?并保持碳和氮。降低耕作力度可提高生物,?如蚯蚓和真菌(的存活和生长),从而改善土壤结构和水分渗透。

管理措施对土壤碳的影响

欧洲维度和对欧盟政策的贡献

土壤生物多样性产生一系列关键的生态系统服务,?SOILSERVICE?(项目)的结果表明,?这些服务的未来去向受到当前集约化耕地体系的威胁。由于保护土壤生物多样性对农民的好处在未来才可见,因此从短期来看,采用推荐的保护措施需要付出高昂的成本。?此外,碳储存等服务是一种公益产品,?因此农民不可能在土壤管理决策中考虑这一价值。因此,?似乎有理由对欧洲土壤的管理进行政策干预。

在制定政策时需要考虑两个特别复杂的问题:?首先,土壤是自然资本,只能随着时间的推移而积累,因此政策必须有类似于投资基础设施的长期观点。其次,土壤产生多种服务,因此政策应针对与向农民以及公共产品提供的服务相关的变量。

基于生态系统服务的政策

实际上,监测多种服务的流向是不可行的,?并且为潜在的相关服务单独支付费用对纳税人来说将是昂贵的。SOILSERVICE?(项目)?表明,?碳是土壤生态系统服务的共同货币--大多数土壤生态系统服务与土壤碳呈正相关。在这种情况下,针对多种土壤生态系统服务的单一政策工具可以基于土壤碳含量及其长期管理。

碳支付

在对碳含量进行相关测量的情况下,奖励农民增加土壤碳将确保成本有效地保护土壤生物多样性。?支付可以加以区分,以反映特定土壤服务价值的潜在空间变化(例如,在遭受水污染的地区的氮保留)。这些支付也应被视为投资支助,?并可能随着时间的推移而减少,?因为增加土壤碳也会增加农民的利润。

多年生草?(生物燃料市场)

如果基于生态系统服务(即土壤碳)测量的支付是不可行的,那么另一种方法是将政策建立在土地使用的基础上。?例如,在作物轮作中包含多年生禾草是保护和恢复土壤生物多样性的有效措施。多年生草的植物为土壤生物提供了良好的碳资源,并在作物轮作中增加土壤肥力。?如果生物量(地面的草)允许被收获,那么农民也可以从生物燃料市场中受益。?通过这种方式,土地使用的变化可以由纳税人提供资金,只要不涵盖生物燃料市场的部分。

结语

土壤和土壤生物多样性是农业生产系统的基础,并产生一系列基本生态系统服务。最明显的是农业作物的产量,土壤也控制温室气体、保留营养、并对抗害虫和入侵物种。然而,欧盟普遍存在土壤退化:侵蚀,土壤有机质损失,压实和盐渍化是一些威胁土壤肥力的退化过程。?SOILSERVICE项目已经量化了集约化耕作制度对土壤肥力的负面影响?--?由于土壤有机质和土壤生物多样性的丧失。根据未来土地利用的设想,该项目预测如何更好地管理土壤,以改善欧洲农民的长期收入,减缓气候变化,减少养分和化学品投入。这可以通过保护土壤生物多样性来实现?-?这是生成生态系统服务的自然资本。生态系统服务将农民的经济决策与生产,土地利用(食物与生物燃料),土壤生物多样性和可持续性联系起来。这些信息可用于广泛的决策者和决策者,特别是正在进行的共同农业政策改革(Common?Agricultural?Policy)以及环境政策。