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行业动态 |【好文分享】来十年中国土壤研究和土壤管理的重点

【好文分享】来十年中国土壤研究和土壤管理的重点

发布日期: 2022-08-12 访问量:450 字号 A- A A+

发表期刊:Geoderma Regional

发表年份:2022年

通讯作者:张甘霖

通讯作者单位:中国科学院土壤研究所


本文亮点:

①已经确定了中国未来十年的七项土壤优先事项。

②保护肥沃的土壤以确保粮食生产并增加土壤碳固存以实现碳中和。

③提高养分利用效率,以最大限度地提高产量并最大限度地减少对环境的影响。

④有效修复受污染的土壤,恢复退化土壤和具有限制因素的土壤。

⑤全面评估土壤健康以维持土壤功能并准确量化土壤在空间和时间上的变化。

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1、保护肥沃的农业土壤,确保充足的粮食生产

中国以华北、东北为主要生产基地。因此,黑土(Phaeozems 和 Chernozems)在耕地扩张和集约化方面都面临压力。根据中国科学院 2021 年的一份官方报告,黑土正在退化,表现为富含有机物的表层变薄、机械压实作用增强和土壤侵蚀严重。同样,由于集约化程度更高,其他主要的粮食生产土壤资源,如稻田土壤(Hydragric Anthrosols)和红土(Acrisols、Alisols、Lixisols和 Ferralsols)正在变得酸化,这主要是由于过度使用合成氮肥和植物吸收碱性阳离子。为了维持这些土壤资源,必须采取法律和技术行动,以确保采用可持续土壤管理实践的国家土地保护战略。紧迫的问题是更好地了解肥沃农业土壤退化,并提供扭转土壤退化的变革技术。为了实现这一目标,必须建立实时监测土壤退化的智能平台。


2、增加土壤碳固存以实现碳中和


自 1980 年代以来,中国的农业土壤已经固存了大量的碳。为响应全球减缓气候变化的努力,中国分别设定了不迟于2030年和2060年达到排放峰值和实现碳中和的目标。为有效提高土壤固碳能力,需要进一步研究当前土壤有机和无机碳储量及其不确定性,以及跨时空尺度土壤固碳的潜在速率和机制等关键科学问题。需要开发调节土壤碳固存的创新方法,特别是对于草原,耕地和湿地土壤。同时,为尽量减少温室气体 (GHG) 排放,尤其是 CH 4和 N 2 O,需要制定不牺牲粮食产量的有效水和养分管理方案。


3、提高养分利用效率,以最大限度地提高产量并最大限度地减少对环境的影响


中国农业部于 2015 年发布了《到 2020 年化肥使用零增长行动计划》,以应对上述重大挑战。为实现双重目标,养分管理的 4R 原则,即在正确的时间和正确的地点以正确的比率使用正确的肥料来源仍然主要是概念性的,需要变得切实可行。必须开发在高度集约化种植系统下管理养分和维持土壤健康的机制和农艺措施。


4、有效修复污染土壤


根据最近的调查,在中国采集的耕地土壤样本中约有 16%超过了质量标准。为防治土壤污染,维护土壤环境,中国于 2016 年发布《土壤污染防治行动计划》,2019 年颁布《土壤污染防治法》。需要解决跨界面和跨尺度的土壤污染问题。需要开发和测试有效识别、监测和评估土壤污染的新方法。更环保的土壤修复技术,包括高效植物修复需要开发旨在稳定、转化、去除和生物降解污染物的功能材料。基于多源数据融合的方法,构建土壤环境信息管理和决策支持服务的综合平台。

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5、恢复退化的土壤和改善具有限制因素的土壤


许多农业土壤,主要是在边缘土地上,正在经历酸化、侵蚀、盐碱化和碱化、生物退化、生物多样性丧失、封闭、板结、贫瘠和养分失衡,或者耕作层较浅。需要解决或开发科学问题和关键技术,例如由自然和人为因素驱动的土壤退化的关键过程,恢复退化土壤或问题土壤的适当管理和技术,以及土地利用转变对生态和环境的影响。从非农业到农业利用的边缘土壤。作为一个重要的潜力耕地资源,沿海和干旱环境中的盐碱地,需要开发更加资源有效的技术来利用土壤。


6、评估和监测土壤健康以维持土壤生态系统功能


土壤退化的主要原因是农药的不可持续使用、污染物的积累以及废物资源的低回收率。作为最敏感和最关键的指标,土壤微生物组需要被量化并整合到一个全面的土壤健康评估和监测系统中。为此,微生物群落及其功能对气候变化、环境污染和其他人为干扰的响应和反馈需要进一步探索。


7、更好地理解和准确量化土壤在空间和时间上的变化


包括土地利用变化、快速城市化、环境污染和气候变化在内的强烈人为干扰以前所未有的方式改变了土壤的性质、过程和功能,具有高度的时空异质性。准确预测空间和时间域中土壤变化的可靠模型仍然是土壤研究的挑战。它应优先用于预测各种自然背景和人为影响下的土壤变化。需要新的范例来提高数字土壤测绘的分辨率和准确性,非常需要基于多个传感器快速获取土壤信息。为了更好地利用、管理、修复和保护土壤资源,需要建立一个全面、详细的全国土壤资源清查和共享平台。


来源:土壤健康与耕地可持续利用


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