土壤是保障水安全的樞紐

土壤是水循環(huán)過程和水質(zhì)調(diào)節(jié)的樞紐。土壤具有生物活性和多孔多相的三維結(jié)構(gòu)，擁有吸附、儲存、傳導(dǎo)和凈化水資源的功能。土壤對降雨的吸附和入滲作用，可降低地表徑流，阻控水土流失和洪水發(fā)生。入滲進(jìn)入土壤中的水分在土體中進(jìn)行再分布，一部分儲存起來用于維持生物生長，而過量的水則繼續(xù)下滲補(bǔ)給地下水和地表水。土壤體系中的生物組分和非生物組分可與流經(jīng)的污染物發(fā)生反應(yīng)，通過生物降解和吸附固定機(jī)制消減農(nóng)藥、重金屬、磷素等污染物而凈化水資源。因此，土壤的特性和功能對于水在土壤、生物、大氣、地下水和地表水間的良性循環(huán)具有重要意義。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球淡水總量為?0.35?億立方千米，占全球總水量的?2.5%。淡水總量中冰川和冰蓋占?68.7%，地下水占?30.1%，而人類易于利用的地表及其他淡水僅占?1.2%。在地表及其他淡水中，地下冰和永久凍土占69.0%，湖泊占?20.9%，土壤水占?3.8%（1.65?萬立方千米），沼澤和濕地占?2.6%，河流水占?0.49%。從數(shù)據(jù)可知，土壤會對地下水、湖泊、河流、濕地等與水相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生重要影響，人類易于利用的淡水資源在很大程度上會受到土壤的影響和調(diào)控。

另外，土壤作為重要的“海綿體”，在海綿城市建設(shè)方面也發(fā)揮著重要作用。城市化過程中，應(yīng)盡量減少不透水下墊面面積，保持足夠的水系、草地、林地等的面積，使城市土壤保持海綿體的功能，增加城市排水能力，緩解內(nèi)澇壓力。

土壤固碳減緩氣候變化

土壤是陸地碳循環(huán)的中樞。全球土壤（1?米深度以內(nèi)）碳庫儲量約為?25?000?億噸，其中有機(jī)碳庫?15?500?億噸，無機(jī)碳庫?9?500?億噸。土壤碳庫儲量是大氣碳庫（7?600億噸）的?3.3?倍，植物碳庫（5?600?億噸）的?4.5?倍。在不同環(huán)境條件下，土壤有機(jī)碳庫可從干旱氣候條件下的?30?噸/公頃增加至寒冷區(qū)有機(jī)土壤的?800?噸/公頃。土壤有機(jī)碳庫代表了土壤碳收支的一種動態(tài)平衡，任何短期人為活動干擾造成的土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)速率的小幅變化，都將引起大氣二氧化碳濃度的大幅波動。

人口增加和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對全球土壤資源形成了前所未有的壓力。在?19?世紀(jì)人類進(jìn)入工業(yè)社會之前，陸地生態(tài)系統(tǒng)以平均每年?0.4?億噸碳的速度向大氣排放?3?200?億噸碳，這?7?800?年間的排放量僅是工業(yè)社會時期（1800—2000?年）200?年間的?2?倍。在?1850—1998?年間，因化石燃料燃燒向大氣排放了?2?700?億噸碳，約是陸地生態(tài)系統(tǒng)排放量（1360?億噸）的?2?倍。而在陸地?1?360?億噸碳的排放量中，有?780?億噸來自土壤，其中因土壤退化和侵蝕占?1/3，有機(jī)碳礦化占?2/3。因此，如何更好地保護(hù)、綜合管理和利用土壤對于降低土壤碳排放，緩解氣候變化十分必要。

土壤具有巨大的固碳潛力，研究表明全球土壤每年可固定?4—12?億噸碳。充分發(fā)揮土壤固碳潛力，在土壤碳庫達(dá)到飽和之前的一定時期內(nèi)，可部分或全部抵消化石燃料燃燒向大氣中釋放的二氧化碳，也為人類找到化石燃料的替代能源放寬了期限。在第?21?屆聯(lián)合國氣候變化大會上，法國政府提出了一個應(yīng)對氣候變化的“千分之四全球土壤增碳計(jì)劃”，即每年使農(nóng)業(yè)表層土壤（30—40?厘米深）有機(jī)碳庫增加?0.4%，這將使當(dāng)前大氣二氧化碳濃度停止升高變成可能。因此，以培肥地力、阻控退化、增加作物產(chǎn)量和降低碳排放為前提，探尋合適的土壤碳投入途徑、水肥綜合管理措施、輪作休耕和保護(hù)性耕作制度等，可望在糧食安全和氣候變化方面達(dá)到雙贏。

 土壤保護(hù)生物多樣性

土壤是地球上生物多樣性最為豐富的棲息地，是人類尚未完全認(rèn)識的巨大基因庫。一把肥沃的花園土壤或有機(jī)土壤里面生存的生物數(shù)量比地球上自古至今生存的人類還多，其中包括?1?萬億個細(xì)菌、1?萬個原生動物、1?萬個線蟲和長達(dá)?25?公里的真菌菌絲，還有數(shù)不清的其他種類。盡管全球土壤細(xì)菌多樣性是巨大的，但新近研究發(fā)現(xiàn)，僅有?2%?的細(xì)菌為優(yōu)勢物種，即約?500?個物種，幾乎占細(xì)菌全部物種數(shù)量的?50%。這項(xiàng)研究將全球土壤細(xì)菌的巨大生物多樣性縮小至“最想要”的清單，為土壤生物學(xué)研究從生物多樣性探究走向生物功能挖掘提出了新的研究思路。

2016?年全球土壤生物多樣性行動計(jì)劃完成的《全球土壤生物多樣性地圖集》對全球土壤生物多樣性、時空分布、功能和生態(tài)服務(wù)、面臨的威脅、人為干預(yù)等給出了全面系統(tǒng)的介紹，同時也對人類如何可持續(xù)利用和管理土壤提出了更高的要求。土壤生物在發(fā)揮調(diào)節(jié)植物生長、促進(jìn)土壤形成、轉(zhuǎn)化養(yǎng)分、凈化污染物、調(diào)節(jié)氣候變化、維持生態(tài)系統(tǒng)平衡等功能時，需要特定的土壤生境。因此，實(shí)現(xiàn)土壤的可持續(xù)利用，必須考慮土壤生物多樣性維持和功能發(fā)揮所需的必要條件。

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