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一文看懂我国土壤现状 你脚下的土地还好吗?

澳门威尼斯人网址环境修复网  来源:土巴研究院订阅号  作者:芦晓飞  2019/11/21 17:03:22  我要投稿  
所属频道: 环境修复  关键词:土壤盐渍化 土壤酸化 土壤退化

澳门威尼斯人网址环境修复网讯:在我们这一代人的记忆中,小学语文课本上有这样的一段话,至今仍难以忘记:“我国幅员辽阔,地大物博,不但有美丽的草原,还有浩瀚的大海、广阔的平原、连绵的群山、现代化的都市……”幼年时的家国自豪感,久久地随着这一段文字烙印在我们的心中。

然而,随着一个30多年前所未有的时代变革,如今已过而立之年的我们,却对这段话产生了不一样的解读:我们的土地幅员辽阔、地大物博,然而我们13亿人口的衣食住行都在这960万平方公里上(中国人均耕地面积只有0.21公顷,约为世界平均水平的一半)。更加岌岌可危的是,我国40%以上农业土壤出现了严重的退化和地力减退。

自20世纪80年代以来,我国人均卡路里摄入量从2163千卡增长到3036千卡,比世界平均水平快得多。在此期间,我国人口增长了31%,粮食产量从1980年的2937公斤/公顷增加到2016年的6029公斤/公顷,增长了105%(相比之下,世界平均增长了73%)。中国在仅占全球13.4%的土地水平下,生产了20%的粮食,养活了18%的世界人口。

然而,如此高的生产率是要付出代价的。这一增长只有通过大量和不断增加的化肥使用才能实现:中国农民平均每年每公顷使用305公斤氮肥,是全球平均水平的四倍多。这反过来又导致了土壤退化,造成目前中国遭受了世界上最严重的土壤退化:超过40%的土地被侵蚀。而其中退化土壤,大多数发生在中国中部山区,黄土高原是最重要的地区。

土壤退化有广泛的后果,其中一个直接后果是:农业用地的减少和土地生产力的降低。富含有机质和养分的表层土壤流失,会降低土壤的肥力和持水能力。同时也包括导致土壤盐渍化土壤酸化和沙漠化。这些过程往往发生在北部和西部人口较少的地区。由于这些地区的肥沃土壤本身就很少,因此,土壤持续退化对粮食产量和牲畜生产也有重大影响。

我国人均土地面积已经很小,而由于管理不善导致耕地减少、土地退化,这对土地生产力、人民生活和环境条件有着重大影响。据估计,土地退化导致的年直接经济成本达到5400亿元人民币,而间接成本大约是这一数字的两倍。

土壤退化可以分为三种主要类型

01  土壤盐渍化

根据定义,盐渍土含有非常高的可溶性盐浓度,能够影响植物生长。但是,当高浓度的钠积累在根区并开始干扰植物生长时,盐分就成了一个问题。过多的盐分会阻止植物根系吸收土壤中的水分,从而对植物造成压力。蒸腾流中过量的盐分会破坏蒸腾叶片的细胞,进而影响植物的生长。

在早期,溶解的盐类通过影响土壤有机物的新陈代谢而降低土壤生产力,但在长期,它们会破坏了生活在土壤中的植被和其他有机物,基本上把可耕地变成贫瘠的土地,甚至沙漠化土地。

02  土壤酸化

土壤pH值是衡量植物生长的重要指标。

植物一般生长在弱酸性(pH值低于7)或中性(pH值为7)土壤中。当pH值降低时,土壤会对病虫害变得敏感,从而降低植物的生长速度。强酸性条件也会导致有毒物质泄漏到附近的水体中。此外,土壤酸化有助于增加某些重金属如Cd(镉)在粮食作物中的累积。

一项全国性的土壤调查,研究对比了从1980年到2000年粮食作物和经济作物的表层土pH数据。这两种作物,尤其是经济作物,自20世纪80年代以来迅速蔓延。其中经济作物(如温室蔬菜)使用了了非常高的肥料投入。研究结果表明,所有表层土壤均出现明显的酸化,平均pH值下降0.13~0.8。

在同一土壤组中,经济作物(pH值下降0.3至0.8)的酸化比粮食作物(下降0.13至0.76)更严重。在一些地区,在过去的20年里,pH值下降了高达0.8。一些高投入的经济作物土壤,pH值最低达到5.07。相比之下,在自然条件下,至少需要100年才能达到这种酸化水平。酸化使某些地区的作物产量减少了30-50%。

中国农业大学张福锁院士表示,“在南方,化肥的大量使用已经使一些地方的pH值降低到3或4。在这种酸性条件下,玉米、烟草和茶叶都将不能种植。如果土壤退化持续下去,从长远来看,一些地区的土壤pH值会降到3以下,并警告说,在这种程度的酸化条件下,作物将完全无法生长”。

03  沙漠化

据国家林业局介绍,“土地沙漠化是我国生态建设面临的最严重威胁”。中国现在有2.61亿公顷的土壤被归类为正在沙漠化的土壤。这相当于中国大陆的27.2%,分布在18个省、自治区、直辖市的528个县,直接影响人口约4亿。

沙漠化的过程是由自然和人为因素共同造成的。自然原因包括风蚀、水蚀和冻融侵蚀。沙漠化主要分布在新疆、内蒙古、新疆、甘肃、青海等省区,占中国沙漠化土地总面积的95.48%。

根据1983年至2012年间新疆、内蒙古、甘肃和宁夏回族沙漠地区气候变化和人类活动的影响研究,结果表明,“牲畜数量、耕地面积、道路建设和年平均气温与荒漠化面积的变化呈显著正相关,分别占荒漠化面积的30.8%、21.9%、4.1%和14.6%”。畜牧业对各地区的荒漠化都有极大影响,禁牧是生态恢复的一种有效途径。而另一方面,植树造林却产生了不同结果的影响。在甘肃、宁夏回族自治区,植树造林是生态恢复的一种有效途径。然而,在内蒙古和新疆,植树却造成了该地区沙漠化程度增加。事实上,在干旱地区植树,有时会导致更严重的沙漠化。

此外,沙漠化一直是农牧民面临的各种问题的根源,最终导致当地人民的贫困和人们不可持续地利用环境,试图维持其原有的贫困生活水平,这种恶性循环进一步降低了环境的等级。在内蒙古察右后旗和化德县,9万多人被迫放弃家园,迁往更适宜居住的地区。在宁夏回族自治区西海固地区,水土流失和风蚀的综合危害已使环境恶化,近几年已搬迁20万人。

土壤退化的间接后果

健康土壤是一个国家经济的支柱。土壤退化具有广泛的后果,不仅农村居民感受到这种后果,而且影响到国民经济。

01  降低粮食产量

尽管过去几年,我国的粮食产量有了显著的提高,但农业总产量却减少了。根据2016年发布的一份报告,中国小麦产量可能在12年内首次出现下降。

此外,除了土壤退化外,一些肥沃的农业用地被转为城市用地(如公园、道路、住宅和工业综合体)。城市化导致土壤物理和生物特性的不可修复性破坏,在粮食供应紧急情况下,这些城市用地,不可能快速地转为作物生产用地。

科研工作者通过对我国1980-2008年粮食产量变化趋势的研究,发现全国主要粮食产区均呈现产量停滞的特点。研究发现,53.9%的县级城市水稻产量出现明显的停滞,其次是玉米产量占42.4%,小麦产量占42%。另一项研究结果表明,在侵蚀作用下,黑土的生产力水平每厘米下降1%左右。从长远来看,中国东北黑土的侵蚀可能严重影响该地区的粮食生产。

如果中国继续遭受同样的土壤侵蚀,在未来50年内,将有相当于塞浦路斯或波多黎各国土面积大小的耕地将消失,导致粮食产量下降40%。同样,中国目前对产量的关注,可能会对农业发展产生严重影响。“如果我们不提高耕地质量,而仅仅依靠增加投资和改进技术,那么即便是超级稻、超级小麦或者其他优质作物,都不能帮助我们保证农业的可持续发展。

02  对草地的破坏导致畜牧业生产的减少

草地退化是植被越来越稀疏、越来越矮小、草密度越来越低的过程。草地生产力按草地每公顷年干物质产量分级:(1)高产:每公顷每年干物质产量>2000公斤;(2)稳产:每公顷每年干物质产量1000-2000公斤;(3)低产:每公顷每年干物质产量<1000公斤。不幸的是,中国的大部分草原产量都很低。上世纪90年代末,我国低产区占草地总面积的三分之二,而高产区仅占草地总面积的10%多一点。不幸的是,自那以后,情况一直在恶化。

河北省西北部(坝上高原)的固原牧区,固原牧区从20世纪50年代的高产区发展到21世纪末的低产区,可能是我国其它许多地区的标志。20世纪50年代,固原牧区牧草年产量达到250-300公斤,牧草覆盖率达90%,草高50-100厘米。但是到21世纪末,牧草覆盖率仅为40%左右,草高为20-40cm,而干草产量已降至50-100公斤。

类似的过程也发生在耕地上。西部地区贫瘠的农业用地和人们的贫困程度之间存在着联系:尽管我国北部和西部土地面积是东部地区的1.76倍,而人口密度仅为东部地区的43%,但是北部和西部的粮食产量仅为东部地区的50%,人均消费和储蓄量仅为33%,学校的密度只有49%,诊所的密度只有8%,而这些学校和诊所的质量都很差,严重影响人们的生活水平。

03  对生态系统的影响

土地退化已导致可利用的草原和林地减少,并且由于自然栖息地的丧失、脆弱或者与自然环境的隔离,使环境中的生物多样性水平降低。此外,它还改变了动物种群和群落的结构,降低了物种的生产力和活力(其中包括通过降低出生率/存活率和抗虫/抗病能力),逐渐将它们推向灭绝的边缘。

例如,20世纪50年代,内蒙古自治区草原上生活着500多万只蒙古瞪羚,但其现在的残存数量不足30万只;此外,豹子、野牛和野骆驼几乎灭绝;灰土拨鼠、狐狸和狼的数量显著下降。

04  土壤退化引起的沙尘暴

由于“过度放牧、过度耕作、过度用水或气候变化”,中国超过四分之一的总面积被土地退化或沙漠化所影响。中国北部,尤其是内蒙古,沙尘暴频繁,每年大约20天。尤其是在春天。沙尘暴不仅破坏环境质量,而且对健康也有负面影响。许多研究表明,粉尘事件与呼吸和心血管住院治疗之间有着显著的相关性。此外,科学家还发现,尘埃云可能是流感、非典、手足口病等疾病的传播者。

05  洪水和滑坡

黄河在中国被称为黄河,为1.55亿人(约占中国人口的12%)供水,灌溉面积730万公顷(约占中国农田的15%)。超过4亿人生活在黄河流域,而黄河对他们的生存至关重要。然而,黄河也是世界上最具破坏性的荒野河流之一。自从公元前602年开始保存记录以来,这条河已经改变了26次航道,发生了1500次洪水,造成数百万人死亡。这些灾害的根源是土壤侵蚀产生的大量泥沙。每年有高达15亿吨泥沙被冲入黄河。此外,降雨和地震虽然被认为是诱发滑坡的主要因素。然而,人类活动,包括建筑、砍伐树木和耕作,也导致了山坡的不稳定性,这已经成为中国发生滑坡的主要原因。

06  水坝的淤泥堆积

自1950年以来,中国建造了世界上一半以上的大型水库,主要用于水力发电。当河流中的泥沙到达水库时,它会下沉并沉淀在大坝后面。河流携带的泥沙越多,泥沙堆积得越快。随着水库底部泥沙堆积,大坝慢慢失去了蓄水能力和原有功能,特别是发电能力。除了填满水库外,大量的泥沙也破坏了大坝的结构和组成部分。水轮机叶片尖端被水和泥沙冲蚀和开裂,大大降低了叶片的腐蚀性,通常需要昂贵修缮。不幸的是,目前还没有安全和经济的方法来清除水坝中的泥沙。

据报道,美国水坝的平均存储容量损失率约为每年0.2%。在世界范围内,由于水库沉积造成的年平均蓄水损失率估计在总蓄水量的0.5%到1%之间。然而,中国的主要的水库正以每年2.3%的速度失去其容量,比美国的平均速度快10倍以上。

结束语

土壤退化的根本原因可以追溯到很多原因。为了解决土壤退化问题,政府采取了一系列措施,特别是在退化最严重和农业生产力最低的地区重新造林和植被恢复计划。但是,由于中国的土壤侵蚀面积非常大,有各种各样的气候、地貌、土壤和植被,自然条件和社会条件都不可能发生变化,因此修复的过程是困难的、耗时的,而且非常昂贵。

在此,我们疾呼,每一位种植者、土地使用者都将土壤健康问题视为利国利民利己的第一要素,本着“先保护,后发展”的基本原则,为我们共同的祖国土地母亲作出贡献。一捧土虽小,一国土则大。

原标题:一文看懂我国土壤退化现状,你脚下的土地还好吗?

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