土壤健康評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展

王 親，董煒華*，李曉強(qiáng)，王海濤，翟麗華

（1.吉林省長(zhǎng)春市長(zhǎng)春師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院 吉林，長(zhǎng)春 130032；2.長(zhǎng)春市第48中學(xué) 吉林，長(zhǎng)春 130032）

1 引言

土壤是具有一定肥力、能夠生長(zhǎng)植物且位于巖石圈表面的疏松表層。它是動(dòng)植物生長(zhǎng)繁衍的重要基礎(chǔ)，更是一種動(dòng)態(tài)的資源，不僅是作物種植的重要媒介，而且還支持和服務(wù)于其他重要的生態(tài)系統(tǒng)。土壤系統(tǒng)是自然生態(tài)系統(tǒng)中重要的子系統(tǒng)。土壤系統(tǒng)憑借特定的土壤結(jié)構(gòu)來(lái)發(fā)揮多種功能，例如碳固存、水凈化、養(yǎng)分循環(huán)和為眾多生物提供棲息地等。土壤不僅是萬(wàn)物維系生命所需要的物質(zhì)，還是維持人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的至關(guān)重要的資源。近年來(lái)，在國(guó)際上來(lái)看土壤健康養(yǎng)護(hù)與修復(fù)觀念已經(jīng)成為共識(shí)。雖然我國(guó)領(lǐng)土面積廣大，但高山、荒漠所占比例較大，土壤質(zhì)量不高，人均耕地比較少。此外，激進(jìn)的城市化和工業(yè)化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)化與機(jī)械化等大規(guī)模的人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)造成了十分嚴(yán)重的破壞，土壤健康管控正面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。土壤健康在生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性、環(huán)境恢復(fù)力、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力等方面發(fā)揮著重要作用，其定量評(píng)估為土壤的利用和管理提供了精準(zhǔn)的依據(jù)。因此，了解土壤健康狀況及其動(dòng)態(tài)變化特征，實(shí)現(xiàn)土壤健康狀況的不斷改善，有利于提高土壤生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性水平和保障國(guó)家糧食安全，對(duì)于落實(shí)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、開(kāi)展生態(tài)文明建設(shè)以及實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 土壤健康內(nèi)涵的研究現(xiàn)狀

2.1 土壤功能、土壤質(zhì)量和土壤健康三者之間的關(guān)系

土壤功能是指能夠讓生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)性提供服務(wù)功能的一系列土壤過(guò)程。從土壤功能的內(nèi)涵出發(fā)，一些學(xué)者對(duì)土壤質(zhì)量進(jìn)行了概括與總結(jié)：在自然或者人為的生態(tài)系統(tǒng)邊界內(nèi)部，特定的土壤發(fā)揮其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的能力，這些功能包括保持和改善水和大氣的質(zhì)量，維持動(dòng)物和植物生產(chǎn)力，支撐人類(lèi)健康等一些重要的內(nèi)容。土壤質(zhì)量和土壤健康兩者相對(duì)比而言具有近乎相同的內(nèi)涵，在科學(xué)刊物中時(shí)常交替出現(xiàn)。卡特等學(xué)者認(rèn)為可以采用土壤質(zhì)量來(lái)探究土壤靜態(tài)地用于某種特定目標(biāo)的能力、用土壤健康這一概念反映短時(shí)期內(nèi)的土壤動(dòng)態(tài)狀況。而在大多數(shù)情況下，土壤健康主要表示土壤質(zhì)量中的動(dòng)態(tài)質(zhì)量。

2.2 國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于土壤健康的定義

國(guó)外部分學(xué)者提出了有關(guān)土壤健康的定義。英國(guó)生態(tài)學(xué)家貝爾福于1947 年將土壤看作一個(gè)生命體，并且對(duì)土壤這一生命體進(jìn)行了詳細(xì)地描述與總結(jié)。正如貝爾福所言，涉及環(huán)境與健康問(wèn)題時(shí)需要運(yùn)用生態(tài)學(xué)的理論，我們需要將環(huán)境整體看成一個(gè)有機(jī)的生命體。從地理學(xué)角度來(lái)看，因?yàn)榈乩韺W(xué)研究對(duì)象是地球表層，這是一個(gè)開(kāi)放復(fù)雜的巨系統(tǒng)，本身就包含自然生態(tài)環(huán)境與社會(huì)人文環(huán)境。在環(huán)境與健康這一主題背景下，我們既要研究自然生態(tài)環(huán)境與健康的關(guān)系，也要研究社會(huì)人文環(huán)境與健康的關(guān)系，研究環(huán)境與健康的關(guān)系需要把自然環(huán)境與社會(huì)環(huán)境統(tǒng)一起來(lái)，將二者都看成生命有機(jī)體，既然是有機(jī)體，那么其健康問(wèn)題便隨之而來(lái)。土壤系統(tǒng)是地球表層自然環(huán)境中最重要的子系統(tǒng)之一，其健康問(wèn)題對(duì)于生物生長(zhǎng)以及人類(lèi)生產(chǎn)生活的重要性不言而喻。

當(dāng)前土壤科學(xué)同其他學(xué)科交叉的內(nèi)容與行式越來(lái)越多樣，我國(guó)對(duì)土壤健康的評(píng)價(jià)逐漸從質(zhì)量評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)移到健康評(píng)價(jià)上來(lái)。我國(guó)生態(tài)學(xué)專(zhuān)家周啟星把土壤健康歸納為土壤作為一個(gè)有機(jī)的生命體維持著本系統(tǒng)內(nèi)部的各種功能。我們能夠根據(jù)土壤的物理、化學(xué)、生物性質(zhì)提出土壤健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并且可以根據(jù)相應(yīng)的指標(biāo)體系給予土壤健康恰當(dāng)?shù)拿枋?。還有其他學(xué)者認(rèn)為，土壤健康，其首先應(yīng)該是土壤具有凈化污染物，改善水和大氣質(zhì)量的功能。除此之外，土壤健康還表示土壤能夠生產(chǎn)出具有健康效益的動(dòng)植物產(chǎn)品以及能夠促進(jìn)人體健康狀況的提高與植物、動(dòng)物、微生物在自然環(huán)境中的生長(zhǎng)。

3 土壤健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

詳見(jiàn)表1。

表1 土壤健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

目前主要是通過(guò)一些與土壤性質(zhì)和特征相聯(lián)系的指標(biāo)所組成的體系來(lái)定量評(píng)價(jià)與分析土壤的健康狀況，在本文中主要列舉了以上四種土壤健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

4 土壤健康評(píng)價(jià)在不同生態(tài)系統(tǒng)土壤中的應(yīng)用

4.1 森林土壤健康評(píng)價(jià)

我國(guó)部分學(xué)者總結(jié)了有關(guān)國(guó)內(nèi)外森林土壤健康方面的研究現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)態(tài)，歸納了森林土壤健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與方法，指出了今后森林土壤健康評(píng)價(jià)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。他們依據(jù)中國(guó)不同自然帶森林土壤的不同特征，指出了具有差異性的分析方法與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。也有其他學(xué)者根據(jù)森林生態(tài)系統(tǒng)凋落物對(duì)土壤理化性質(zhì)以及土壤結(jié)構(gòu)的影響來(lái)分析與評(píng)價(jià)土壤的健康狀況。

總體上來(lái)看，在森林土壤生態(tài)系統(tǒng)中，土地利用方式的演變，比如森林的大規(guī)?？撤ゲ⑾蚋氐霓D(zhuǎn)化會(huì)降低地表植物的生物量，而且會(huì)導(dǎo)致土壤特性和土壤生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性發(fā)生顯著性的變化。

4.2 農(nóng)田土壤健康評(píng)價(jià)

2015 年，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織發(fā)布了《世界土壤資源報(bào)告》，報(bào)告中提出土壤退化每年會(huì)導(dǎo)致全球農(nóng)作物產(chǎn)量下降大約0.3%。

在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，農(nóng)藥和化肥的使用、農(nóng)用地不合理的耕作和管理方式以及土壤污染等對(duì)土壤健康造成了很大程度地危害。在規(guī)模經(jīng)營(yíng)模式引導(dǎo)下的農(nóng)業(yè)土地集約化成為大多數(shù)國(guó)家農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向，農(nóng)業(yè)土地集約化導(dǎo)致的農(nóng)藥和化學(xué)肥料的過(guò)量使用以及頻繁的耕作一方面降低了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤動(dòng)物的多樣性及豐度，另一方面造成了嚴(yán)重的土壤面源污染，對(duì)土壤健康狀況的危害程度不容小覷。當(dāng)前形勢(shì)下，我們需要改變不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展方式，破除發(fā)展主義與現(xiàn)代主義的迷信，找到一條適合中國(guó)地理環(huán)境的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)與生態(tài)農(nóng)業(yè)，關(guān)注農(nóng)田生態(tài)空間與鄉(xiāng)村生產(chǎn)生活空間的有機(jī)結(jié)合，在空間開(kāi)發(fā)中要體現(xiàn)三生合一的生態(tài)文明時(shí)代的農(nóng)田生態(tài)地理空間開(kāi)發(fā)模式，通過(guò)這樣的理念區(qū)引導(dǎo)農(nóng)業(yè)發(fā)展，才能徹底改善農(nóng)田土壤健康狀況日益惡化的趨勢(shì)。

5 土壤健康評(píng)價(jià)的研究展望

本文系統(tǒng)總結(jié)了土壤健康評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展與研究現(xiàn)狀，通過(guò)土壤健康及其相關(guān)概念的分析比較，總結(jié)出土壤是地球表層中的一個(gè)能夠發(fā)揮支持植物、動(dòng)物生長(zhǎng)和人類(lèi)生存發(fā)展等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要圈層，而土壤健康即土壤所擁有的能夠持續(xù)發(fā)揮這些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的能力。而根據(jù)系統(tǒng)論的內(nèi)容來(lái)講，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定其功能，而土壤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要指不同大小的土壤顆粒、團(tuán)聚體和孔隙在空間上的有機(jī)組合形式。今后我們可以從土壤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改善這一方面來(lái)提高土壤系統(tǒng)整體的健康水平，完善土壤健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與改進(jìn)評(píng)價(jià)方法，特別是要重視土壤動(dòng)物對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的改善功能以及對(duì)土壤健康的指示作用。