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土壤是人类赖以生存的根基

时间:2024-07-29

赵永志

人类及其它生物能在地球上生存,并非偶然。这是因为地球上的一切生命都依赖着覆盖地球表面的一层脆弱松散的泥土。没有它,生物就永远不会从海洋里爬上来;就不会有植物、农作物、森林、动物和人类。这层宝贵的表土,就是我们赖以生存的土壤。土壤犹如地球的地膜,位于地球“气圈”、“水圈”、“生物圈”与“岩石圈”的交接界面,构成了地球的“土壤圈”。

土壤不仅是我们人类生活的基础而且也是地球上最主要的一种物质,更是人类基本生活的来源和保障。“民以食为天,食以土为本”,道出了土壤对人类生存,特别是对农业的重大作用。由于人口不断增加,人类对食物的需求越来越大,土壤在人类生活中的作用也越来越大。

谁不想让自己的家园鲜花盛开,绿草遍地?谁不想让自己的家乡青山常在,良田万顷?这些都离不开土壤。让我们走进土壤,了解土壤、保护土壤,让我们的家园更美丽。

一、什么是土壤

东汉时期,中国人在世界上最早为土壤做出了科学定义。我国东汉许慎在《说文解字》中说:土,地之吐生万物者也,壤,柔土也,无块曰壤。从字形上看,“土”字中“二”代表了上下两层的意思,其上是表土,其下是底土,“—”指生长在两层上的植物地上部分与地下部分,这也是世界对土壤做的最早的科学定义。

随着人类文明的进步及土壤科学的发展,人们对“什么是土壤”有了更准确、丰富的认识。土壤学家一般将土壤定义为:土壤是在地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下形成的能够生长植物、具有生态环境调控功能、处于永恒变化中的矿物质与有机质的疏松混合物。简单地说,土壤是地球表面能够生长植物的疏松表层。因此,“壤”字的解释就是以“土”为基础,襄中“亠”代表了土体之上的生物,“口口”代表在土体之下的多类微生物体,说明土壤是一个活体,可以生存也可能消亡,“井”则说明了要具有疏松多孔的复杂团粒结构,“衣”则代表了水、肥、气、热等多种因素的共同作用,说明土壤形成、生存、发展、消亡不仅有内在规律,也和外在环境因素及人类社会活动密不可分。

二、土壤有哪些特点

第一,土壤是一个独立的历史自然体。土壤是生物、气候、母质、地形、时间等自然因素和人类活动综合作用的产物。第二,土壤是多孔多相系统。具有空气(气相),水(液相),矿物质、有机质、生物体(固相)等。第三,土壤具有垂直分层性。土壤发育过程中往往形成不同层次,造成土壤在垂直方向物质组成和颜色各异。第四,土壤是个有生命的多细胞生物。土壤生物如同地球表面的人类与其它动物一样地活动着,一般每克土壤中约有一亿个微生物,这些微生物的种类也非常复杂,各类微生物各司其职,同时相互牵制,产生平衡作用。如果这个平衡被自然或人为打破,土壤就会生病,就会失去生命力走向消亡。

三、土壤有哪些基本特性

土壤中的水、肥、气、热四大肥力相互联系制约,让绿色植物生长,呈现生物多样性。土壤最基本的属性——肥力。从土壤的概念可以发现其基本功能是生长绿色植物,具有生物多样性,而一个良好的土壤必须能使植物能吃得饱(养料供应充分)、喝得足(水分供应充分)、住得好(透气性好、温度适宜)、站得稳(根系伸展、支撑牢固)。能够支撑土壤以上基本功能的重要特性就是“土壤肥力”。

我国土壤科学工作者,在《中国土壤学》(第二版)中,对肥力作了精确的阐述:“肥力是土壤的基本属性和质的特征,是土壤从营养条件和环境条件方面,供应和协调植物生长的能力”。其中,所说的营养条件是指水分和养分,为作物必需的营养因素;所说的环境条件是指温度和空气,虽然温度和空气不属于植物的营养因素,但对植物生长有直接或间接的影响。土壤中的水、肥、气、热四大肥力因素不是孤立的,而是相互联系和制约的。

土壤肥力又有多种不同的分类:如自然肥力与人工肥力,潜在肥力与有效肥力。

土壤有自然肥力与人工肥力之分。自然肥力是土壤在自然成土因素的综合作用下形成的肥力,它是自然成土过程的产物;人工肥力是在人为因素(耕作、灌溉、施肥及其他技术措施)作用下形成的肥力。人为肥力已成为决定土壤肥力发展方向的基本动力之一。人为因素对土壤肥力的影响集中反映在用地和养地两个方面,只用不养或不合理的耕作、施肥、灌排必然会导致土壤肥力的递减,只有用养结合才可以培肥土壤,保持土壤肥力的永续性。

土壤还有潜在肥力与有效肥力之分。理论上讲,肥力是在生产上完全发挥作用而产生的经济效果,但实际生产中,因土壤性质、环境条件和技术水平的限制,只有一部分能在当季作物生产中表现出来,产生经济效益,这一部分叫有效肥力;还有一部分没有直接反映出来的肥力叫做潜在肥力。

土壤还有与环境相关的多种重要属性。土壤作为人类赖以生存和发展的物质基础,不仅因为它的肥力属性,还因为它具有许多可贵的特性如过滤性、吸附性、缓冲性等多种特性,既充当各种来源污染物的载体,又起到污染物天然净化场的作用。

土壤的自净性。土壤本身就是个净化厂,进入土壤的污染物,在土壤矿物质、有机质和土壤微生物的作用下,经过一系列的物理、化学及生物化学反应过程,降低其浓度或改变其形态,从而消除或降低污染物毒性。正是由于土壤具有这种特殊功能,少量有机染污物进入土壤后,经生物化学降解降低其活性变为无毒物质;进入土壤的重金属元素通过吸附、沉淀、配合、氧化还原等化学作用可变为不溶性化合物,使某些重金属元素暂时退出生物循环,脱离食物链。

土壤的缓冲性。它为土壤中生物的生存提供了所需的环境,使生命能延续,世代生存。当土壤中加入酸性物质时,土壤即可使酸中和,反之如有碱性物质加入,土壤又能表现出酸的性质而加以中和,使土壤本身保持相对稳定的酸碱度,一般不会有太大的改变。当可溶性盐类或肥料过多时,土壤中的无机物及有机物便会吸收一部分,不致于因太多盐类而伤害植物,一但盐类不足时,土壤又能缓慢地释放出所吸附的盐类,为植物生长提供所需的营养,使植物吸收利用。地球上的大部分地区有明显的四季春、夏、秋、冬,一年之中温度变化颇大,而土壤的表层只有约一厘米厚的地方温度会受到气候的影响。这也就是窑洞、地下防空洞冬暖夏凉的原因。在年温差30摄氏度的地方,愈往下层,温差愈小,在表土下70至100公分的深度中,土壤几乎是恒温的,土壤中温度的稳定提供了植物的根及土壤微生物生长的最佳环境。

四、土壤会生病

实施严格的耕地质量保护与建设制度,是保证土壤质量健康的重要基础。为什么土壤会生病?人会生病,大家都毫无疑问,土壤也会生病?答案是肯定的,它也会生病。虽然土壤是净化工厂,具有缓冲能力,但是其能力是有限的,如果我们大量地把工业废水废渣、化学肥料、酸碱、盐类、重金属以及不断产生的高热倾入其中,使作物失去生长力,这时的土壤就生病了。

人类离不开健康的体魄,土壤同样需要健康的体魄。评价土壤健康与否的一项重要内容,就是土壤质量。所谓土壤质量就是土壤在生态系统中保持生产力、维持环境质量,促进动植物健康的能力。它包含了土壤肥力质量、土壤环境质量、土壤健康质量等三个既独立而又相互联系的组成要素。

怎样能让土壤有强健的体魄?土壤质量主要受内在成土因素(母质、气候、生物、地形、时间)、人为因素等两方面的影响。土壤内在质量相对比较稳定,而人为因素是影响土壤质量的重要因素。合理的人类活动可以使土壤质量向好的方向变化,如定期施用有机肥、保护性耕作、秸秆还田等方式保持或提高土壤质量;相反,不合理的人类活动可以使土壤质量向坏的方向变化,如过度放牧、过量施用化肥、高强度多频次耕作等不合理利用及耕作管理措施,将会造成土壤污染、水土流失、理化性状及生物多样性差、土壤肥力下降,从而导致土壤退化,加速土壤质量降低。所以实施严格的耕地质量保护与建设制度,是保证土壤质量健康的重要基础。

五、人类要共同呵护土壤

为可持续发展及子孙后代留下生存空间。通过对土壤的概念及其特性的描述,我们不难发现土壤是最珍贵的自然资源,古称“有斯土,始有其粮”,“大地是母亲”,都说明了土壤的重要作用。土壤在生态系统中有以下几方面重要作用。一是具有生命力的多孔介质,对动、植物生长和粮食供应至关重要;二是净化、储存水分;三是有复杂物理、化学、生物及生物化学过程的自然体,直接养分循环和有机废弃物的处理;四是土壤陆地与大气界面上气体与能量的调节器;五是生物的栖息地,是地球生物多样性的基础;六是环境中巨大的自然缓冲介质。

土壤与人类生存与可持续发展息息相关,需要大家的保护。在人类赖以生存的物质生活中,人类消耗的约80%以上的热量,75%以上的蛋白质和大部分纤维都直接来自土壤。而土壤作为一种有限的自然资源,为人类生存和各方面发展所利用,现实存在的是非农业用地逐步扩大,耕地逐渐减少,人类发展面临人口——资源——环境的严重挑战。

从世情、国情、农情出发,我们中国人始终要把饭碗牢牢把握在自己手里,就必须保证粮食安全(数量与质量),前提是要保持一定数量的耕地,而且要具备一定的质量和良好的健康度及可持续生产力。但是我国人口众多,随着工业化、城市化的不断发展与进程加快,耕地数量不断减少,耕地质量红线承受着巨大压力。同时,加之我国耕地的超强度使用,化肥、农药超量使用,工业、生活垃圾污染等因素风险加大,造成土壤质量的退化。目前,我国土壤环境的承载能力已接近极限,土地资源不断减少。这就要求全社会的重视,共同保护土壤资源,不断提高土壤肥力,科学、合理、高效利用土壤资源,防止土壤质量下降、污染,提高土地集约化经营水平,为人类可持续发展及子孙后代留下生存的空间。

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