大多数人提起土壤都会不以为然，只是有“脏”的印象，然而，土壤却是人类环境极为重要的部分之一。土壤具有复杂的结构，独特的生物、化学和物理性质。它为初级生产者——植物提供水分和营养，从而为其它陆地生态系统提供了食物链的基础。除了极少部分食物来自水体，几乎所有的人类食物都来自土壤中生长的农作物，或是来自以草为食的动物，而这些草也是在土壤上生长的。由于过度开发、污染和使用不当，土壤正在面临着巨大的威胁。许多关于土地利用的决策没有考虑到其下的土壤，为了提由严肃的建议以保证土地的持续利用，必须对土壤的性质、功能有所了解。土壤参与水、碳、氮、硫的循环。土壤阻截、吸附和弱化污染物，但同时也产生温室气体。作为一个重要的自然体，研究土壤的价值早已为人们所认识；现在，土壤又被人们看成是全球环境循环的一个重要参与者。

土壤的地位

土壤除了一般用于农业、园艺和林业外，还有对地球生命非常重要的四个基本功能：

过滤：土壤可过滤掉降雨渗入水中的很多元素，改变这些元素的化学形态，使它们变得无害，并将它们循环利用。

吸附：土壤具有保持植物必需营养元素的能力，防止这些营养元素随降水渗漏。

储存：土壤可以储存水分和营养物质，并在植物需要的时候释放出来。

缓冲：土壤可以保持一些特定的元素不被渗漏，这就表明土壤可以缓冲环境的变化。，

一般认为，土壤的过滤、吸附、储存和缓冲功能对于防止环境退化可以起到重要的作用。

人类的威胁

社会经济学家认为，人类的才智是无限的，因此将不会存在是否有足够的食物供养不断增加的人口的问题；但环境和生态学家认为，地球对人口的支撑是有限的；这两种观点截然不同。第三类科学家认为粮食的分布和供应是对地球供养人口能力的一个限制。对技术开发供应的限制是由于人类无力去控制复杂的生态、社会系统。这些问题在人类资金缺乏时变得更为严重。贫国不能负担过高的研究费用。另外，人类也无力加快科学研究的步伐并将其成果迅速应用。在许多发展中国家不稳定的政局下，科学很容易受到社会动荡的影响。这些问题在1996年11月在罗马召开的联合国世界粮农组织（FAO）世界粮食会议上都被着重地提了出来。

从1990年到2020年，世界人口将增加到82亿，增加52%，人均占有土地面积的下降将是不可避免的。在1972年，人均土地面积为0.36公顷，到1982年下降到0.31，到1992年仅为0.26公顷。从各地区来看，情况更严重，到2020年东南亚的人均耕地面积将下降到0.09公顷。而在不过量施用化肥和杀虫剂的持续农业生产的基础上，提供一个人最基本食谱所需要的最低土地面积约为0.07公顷。不管是什么样的食谱，将来的关键问题是如何最好地利用稀缺的土地和土壤资源，以及与此直接相关的如何利用日益紧缺的水资源的问题。FAO研究强调了发展中国家土地资源利用的程度和持续性，在那里，可以使用更有效和高效的方法来获得较高的产量。然而，做到这一点，首先必须认识到并不是所有土壤的恢复能力都是相同的。

土壤的恢复能力是指土壤受到干扰后能够恢复到原先的有活力系统的能力。如果干扰过大，土壤就可能遭到不可逆转的破坏，土壤生态系统就会处于危险之中。虽然人类活动主要集中在耕作层土壤或表层土壤，但自50年代发展起来的重型机械设备使一些土壤和土壤物质完全混含在一起，特别是新母质的有效参与，使土壤重新开始了形成过程。由于人类活动，--些自然土壤的表层被大大地加厚了；而在其它一些地方，土壤则被侵蚀殆尽。另外，工业活动排放到土壤中的大气沉降物和固体废物也已经导致了土壤的污染。

土壤侵蚀

人们在土壤侵蚀的研究和测量方面已经做了大量的工作。本世纪30年代，研究出了控制土壤侵蚀很多有效方法，并在实践中得到了证明。侵蚀的重要性在于，一旦发生侵蚀，就表明有什么地方出了问题，因此必须仔细检查土地的管理、土壤的化学、物理条件，而不是花费大量时间测量另一个土壤侵蚀的例子。只有找出土壤侵蚀的原因而不是破坏的结果，才有可能获得解决问题的正确观点。

水蚀在一些小溪和沟壑中是比较明显的，但每年在数千平方英里的表土上也发生水蚀，这种危害是潜在的。在全世界，人为引起的水蚀面积是1094百万公顷，风蚀面积为548百万公顷。尽管控制侵蚀的技术已经发明了约60多年，传统的已知方法的时间则更长，但所有的证据都表明侵蚀的面积在持续增加。每公顷的上层表土被侵蚀1厘米就意味着损失100~150吨的土壤，而每流失100吨的土壤，就相当于损失2000-2500公斤的腐殖质，200-300公斤的氮肥，100-200公斤的磷肥，500~1000公斤的钾肥。如果要保持农作物的产量，这些流失的营养就必须由人类重新加入。

在玉米大幅度减产的尼日利亚，开展了用人工去除表层土的方法来模拟土壤侵蚀影响的实验。在实验中，表层土被去除5、10和20厘米后，谷物减产幅度为30-100%；木薯产量受的影响不很大，减产14-31%。在田间条件下，去除10或20厘米厚的表层土引起的减产，用增加化肥施用的方法是不能弥补的，在喀麦隆和布基纳法索因侵蚀而暴露出的强酸性、紧实的心土层土壤上，同样的试验也得到了相同的结果。根据这些实验的结果以及土壤侵蚀的速度可以推断出：每侵蚀1厘米的土壤，每平方英亩的土地谷物产量就会下降2-5%；在整个非洲，过去由于土壤侵蚀导致的产量下降已达到9%。有人预言，如果土壤侵蚀得不到控制，仍按现在的速度发展，在将来25年内因土壤侵蚀导致的作物减产量将为现在产量的16.5%。

风蚀主要发生在酸性地区和季节性干旱农业生态区，也发生在干旱季节中的沙质和粉质土地中。全世界范围内人类导致的风蚀而积为548百万公顷，其中最严重的发生在非洲和东南亚。过度放牧已经导致风蚀面积扩展到南威尔士和昆士兰的非酸化地区。仅在美国西部，每年就有850百万吨的土壤遭到风蚀。在全美国，1982年谷物地中有12亿吨土壤被风蚀，牧区中有609百万吨，农场区有800万吨，还有其它土地利用中较少的风蚀损失。这些风蚀的土壤相当于每公顷每年损失2.4公斤的氮，0.6公斤的磷。过度放牧也能引起土壤退化。牲畜总是先吃光了树叶，留下光秃秃的树干。在半酸化地区，这样的植物也被用作燃料，植物破坏后，其下失去保护的土壤便被侵蚀了。在干旱季节，自然生长的草类可能被吃得一干二净，失去了植物的保护功能，土壤很容易受到水和风的侵蚀。因此，在湿润季节里，应该严格的控制放牧，在使用过多的水井时，也应考虑到与长期环境影响达到平衡。

化学退化

渗漏和污染是土壤化学退化的两个重要问题。土壤中可溶性元素的渗漏是通过降水过程发生的。当土壤上生长的谷物被收获后或过度放牧时，这种退化发生的机会大大增加。自从人类开始定居农业以来，植物营养元素的渗漏一直是增加食物产量的一个重要障碍。现在，不足的回报迫使非洲的农民更加掠夺性的利用土壤肥力，而肥力的下降迫使农民不得不扩大耕作地区的面积以弥补产量的下降。当农民开发持续性较小的土地时，那里的自然环境和其中的自然生物多样性便迅速地遭到破坏。

土壤污染是人类活动的直接后果，近年来发展迅速，可分为面源污染和集中污染两种。面源污染是由酸沉降和大气中其它有毒元素和化合物的沉降引起的。用含有有毒金属，如镉和锌的废水灌溉也引起了许多农业土壤的污染。这些金属在其具有生物毒性的形态，可以抑制动物区系，使微生物和动物的数量降低约50%，而且，土壤一旦遭到污染，这种情况会持续达40年之久。土壤中的金属的毒性随着土壤的pH值、氧化还原电位变化而变化巨大。使用含有镉的磷肥也是造成耕作土壤中镉富集的主要原因。

许多研究表明：由于人类活动进入土壤中的铜、铅、锌、镉分布极为广泛，这些金属被土壤有机质和矿物吸附，导致在一些吸附位置上有毒金属的富集。由于土壤具有缓冲功能，在一定水平下，土壤吸附这些金属不会引起危害，金属对环境的污染得到暂时的抑制。但是，土壤吸附金属的能力不是无限的，也不是一个固定的数值。例如，如果由于酸化（这一情况广泛发生）导致土壤pH值的下降后，就有可能使一些金属元素释放出来，造成巨大的危害，这就是人们所知道的“化学定时炸弹”。

由于意外泄漏、忽视和为逃避支付安全处理费用而故意倾倒有毒物质而引起的土壤化学物质集中污染是不多见的。但遗憾的是，即使在经过批准的安全处理场地，泄漏也会引起附近生态系统的问题，深层渗漏会污染'地下水，对饮用水供应产生不良影响。虽然可以采取措施来修复污染的土壤，但费用十分昂贵，不如及早防治为好。

物理退化

随着农用机械体积和重播的增加，近年来土壤紧实已经成为一个问题。经常使用重型机械，可导致耕作层下的心土层土壤变得紧实，这修复起来非常困难和昂贵。在土壤表层，紧实和轮式拖拉机的联合作用可能限制植物根系利用土壤中水分和营养物质的程度，.并限制土壤和大气间的气体自由运动。这种土壤紧实经常发生在露天采矿后恢复的土地上，也发生在那些经常使用，特别是在湿润年份里使用重型机械的农业土壤中。

紧实降低了土壤的过滤能力和孔隙度，增加了土壤容重并阻碍植物根系穿透作用。在过滤能力下降的土壤中，水分容易迅速达到饱和，产生地表径流，造成土壤侵蚀，并将没有被土壤微生物完全分解的残余杀虫剂带走。紧实也会使土壤发生板结和表面密闭，特别是在由于长期耕作导致有机质氧化减少的沙质土壤中，这种情况更加突出。而在没有发生板结和表面密闭的紧实土壤中，也会导致过滤功能下降，增大流失和侵蚀的可能性。

生物退化

土壤还是有机物分解转化为无害、半稳定的腐殖质的有效场所。在这个过程中，土壤中储存的碳比自然植物和作物中的碳要高出2至3倍。土壤从大气中吸收碳，缓冲了温室效应，这个作用是非常重要的。在高技术农业中使用的化学有毒物质对土壤植物区系和动物区系的抑制已经引起了土壤科学家的关注。土壤动物区系在生物-地球-化学循环中的重要地位已经引起了重视，但参与这些活动的生物正在遭到作物上的杀虫剂和直接落到土壤表面上的残留物的威胁。土壤生物很不起眼，大部分体积微小，不被人们重视，但它们在有机物质的分解中却扮演了一个重要的角色。它们不寻常的生活史还没有引起很多科学上的关注，但是很有必要说明一下：研究这些不起眼的小生物对土壤形成作用的重要性，并不低于伟大的查尔斯 · 达尔文的贡献、

自然生态系统包括了大量各种各样的生物活动，它们是地球的自然生物“资金”，土壤也不例外。在生物多样性的讨论中，土壤微生物值得给予特别的关注。分解有机物残体是土壤的一项重要功能，这其中就需要很多相互作用的微生物种类。有机物的分解过程现在还只有大概的了解，任何一个种类的微生物都很难分离出来，因为每一类的微生物都受其它微生物产生的废物的刺激作用。微生物在植物残体中的碳、磷、硫、氮等营养元素的循环，污染物和复杂化合物（有机和无机的）的毒性分解、致病微生物的抑制等方面发挥着主要作用。硝化被认为是最关键的一个生物功能，其过程包括土壤、植物和微生物的活动。几项实验表明：由共生和非共生固氮菌加人到土壤中的氮足以弥补因作物收获每年带走的氮的损失。这两个同时发生的过程说明了在稻米田中氮的固定可以允许作物多次的收获，大多数自然土壤都能够有效地循环利用植物残体中的营养元素。然而，当加人过量的化肥时，土壤不能储存的多余部分就会渗漏掉，导致水环境问题。总之，土壤中任何物理的、化学的、生物的恶化都会严重地影响微生物的种类和它们的功能。

结 论

以上这些对人类导致的土壤退化的回顾听起来是对国际和各国领导人一个警告：由于人类活动，土壤正在全世界范围内遭到破坏。这个回顾告诉我们，在1965百万公顷的土地（占地球所有土壤的25%）已经发生了相当严重的土壤退化。在导致土壤退化的因素中，水蚀分布最广泛，为1094百万公顷（占55%），风蚀居其次，为548百万公顷（占28%），随后是营养下降，占7%，盐碱化，占4%，物理紧实，占3%。随着人口的增长，人类活动对世界土壤的影响将会增加，这一点几乎是不可避免的。

很清楚，只有通过土壤科学家和其他专家的紧密合作，才能解决土壤环境退化的问题，由于土地的利用涉及到社会、法律、经济生活多方面的介入，单独土壤科学是不能解决这个问题的。自从联合国里约热内卢环境与发展大会和《21世纪议程》发表以来，已有大量的著作提出了许多土地持续利用的方法。任何会议的报告忽略土地管理，都表明了他们对于土壤在人类生活中重要地位的理解上的缺乏。

 [The Environmentalist，1997]