深耕土壤结构。图片来源：Pixabay
1937年，在美国南部平原由干旱引发的灾难性饥荒和沙尘暴——“沙尘碗”事件发生之后，时任美国总统的富兰克林·罗斯福写信给各州州长，信中提到，破坏土壤的国家会摧毁自己，他强调了一个基本事实：地球土壤状态是地球健康的重要指标。
我们人类对脚下的土地没有给予足够的重视，比如，在英文中“dirt”一词表示低等，这就是对土地不尊重的一个例子。然而，人类社会的成功和失败是人类对土壤的价值重视与否的直接结果。
土壤不仅直接或间接地为我们提供了大部分食物，而且还是我们地球生命系统的核心。土壤作为碳、水和养分循环中不可或缺的组成部分，保障了各种生物的生存。
植物和动物分解后，它们体内的养分会释放到土壤中，给后代生物再利用和循环。土壤可以储存、过滤和净化我们的水，它通过吸收雨水防止洪水泛滥。土壤对于碳储存至关重要，有助于减缓人为碳排放导致的气候变化。据估计，我们土壤中的碳含量是地球大气中的三倍。
但这些生态系统的自我调节功能很脆弱且很容易崩溃。深耕会破坏土壤结构，使用刺激性化学品会杀死重要的微生物群落，许多土壤因为这些不当操作已经退化。据估计，在过去的40年里，三分之一的农业土壤已经流失。
土壤流失降低了我们生产优质食品的能力。肥力差的土壤不能捕获氮和磷，因此需要投入更多的肥料。而氮肥生产是碳排放的一个重要来源：制作800克面包会产生近600克二氧化碳，其中43%的排放来自氮肥生产。
最重要的是，退化还可能导致土壤以二氧化碳的形式释放其储存的碳，从而加剧气候危机。2015年，在巴黎举行的联合国气候变化大会上，我曾发言警告说，如果我们不使用减少土壤侵蚀的技术例如种植覆盖作物，来保护我们的土壤免于退化，那么人类的灾难即将来临。
当时，我被气候变化否认者描述为“大学灾难色情的兜售者”。但我的发言并不是什么空想的预言。正如“沙尘碗”事件提醒我们的那样，今天我们仍然可以感受到土壤退化的影响。
土壤退化
在英国，集约化农业使得土壤发生退化，土壤很容易受到极端天气的侵蚀。2014年春天，当英国各地的强降雨使土地饱和时，退化的土壤无法蓄水，这导致了大面积的洪水和水土流失。那个月，普利茅斯的地球观测中心发布了一张卫星图像，图像显示英国的土壤已经“渗出”到海洋中。
我们明白为什么会发生这种情况。耕作破坏了粘土和沙子等无机土壤颗粒的聚集体，这些聚集体是由枯根、真菌细丝以及细菌和蚯蚓分泌物等有机物质结合在一起的。它们可以储存有机碳并构建土壤结构。没有这些颗粒聚集体，土壤会更容易流失到河流和河口中。
蚯蚓有助于土壤健康。图片来源：Pixabay
谢菲尔德大学、约克大学和利兹大学最近的研究提出了解决办法，通过退耕或浅耕、轮耕和种植覆盖作物，可以让我们的土壤得到休息和恢复。再加上限制施肥，可以有效增加蚯蚓、真菌和细菌等土壤有益生物的数量。
再生
这一研究发现鼓励越来越多的人呼吁采用再生农业，再生农业要求支持而非对抗农业环境中的生物多样性。
例如，在南美洲，一种流行的“刀耕火种”农业方法是，先砍伐、燃烧森林树木以释放养分，然后耕种直到这些养分耗尽，这种方法因破坏生物多样性而受到了批评。相比之下，再生农业对增加生物多样性的关注已被证明在保护甚至提高该地区土壤健康方面是成功的。
城市农业。图片来源：Pixabay
虽然再生农业可以减轻部分土壤的压力，但是棘手的地方在于我们需要养活不断增长的全球人口。而我们的研究表明，在城市环境中生产更多的食物有助于实现这一目标。
在拥挤的城市中，可以使用高效的水培系统种植农作物，该系统使用更少的水和肥料，并且不需要土壤。这些农业系统不仅可以在平顶建筑的顶部运行，甚至可以在难民营中运行以增强粮食安全和社区复原力。通过在靠近人们居住地的地方种植农作物，我们无需向全球各地运送粮食，从而使我们的食物系统更具可持续性。
目前，近20%的温室气体排放来自农业，这意味着全球土壤系统正在释放大量的二氧化碳。这也意味着，如果我们要为子孙后代留下一个功能齐全的农业生态系统，我们迫切需要采用以土壤为中心的粮食生产技术。
撰文：Duncan Cameron，谢菲尔德大学植物与土壤生态学教授。
翻译：彭容
审校：曾小欢
引进来源：theconversation
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