土壤———生命赖以生存的地球表面

如题所述

9. 1 生命赖以生存的地球表面

土壤的确十分神奇,它是人类生活的主要依靠,它为根系提供基础,为植物提供充足的水源,为生命提供养料。没有土壤,地球表面将如同火星一样贫瘠。土壤是无数微生物的家园,它们完成一整套生物化学转换,从固定大气中的养分到分解有机质,再到微小动物。事实上,大多数陆地上的物种都生活在土壤中,而不是悬在地上。

不同地区分布着不同类型的土壤,它不是随机的,而是根据一定的亲本材料、气候、地形环境、现存生物随时间而变化,自然而然形成的。

土壤常常是人为的结果。农民造就了土壤,如果耕种合理,土壤就成为可持续的农耕体系。此外,我们的脚印更坚定地踏在城市开发的路上,城市开发对土壤提出了不同的、异常特殊的要求,表现在土地利用的变化以及气候的变化。为应对这些变化,土壤提供了唯一的一个我们解决城市土壤的管理方法。

不同的土壤,在不同的地区有不同的管理方法。因此,有些具体的生产或建筑在某些地方合适,而在其他地方就不合适。土壤调查能确定土壤的使用价值,揭示其特色,发挥其天然优势,扬长避短,如干旱地区的灌溉、排涝、施肥、在松软土壤上设计坚固地基等。

9. 2 土地的良好开发和利用

在大自然中,生命、土壤、大气、水和地形都是在一起不断演化的,它们是一个整体。它们中的任何一个元素如果缺少了其他元素,都不会像现在这样。土壤质量直接影响着大地、大气、地表水、地下水以及各种生态系统

土地可以粗糙不平,可以延绵伸展,但是作为地球不可或缺的表层,土壤为陆上所有生命所依赖。然而人们却想当然地认为土壤是取之不尽,用之不竭的资源,可以无节制、无休止地用于生产,常常不顾及它的质量发生着变化。

以前,人们仅仅把水、燃料、矿产作为一种资源,然而今天,人们终于明白了经济和社会都是建立在土壤之上的,土壤也应该被看作是一种资源。大部分地球科学活动都极力推动社会经济的发展。对于土壤学,意味着要支持各种活动,包括农业生产、土木建筑、水质和空气质量、卫生设备、废弃物处理等,从而达到可持续利用这些有限的、微妙的土壤系统的目的。

9. 3 土壤科学与社会

在土壤的使用方面,只有与土壤的性能相协调,土壤的利用和管理才能达到预期效果。如庄稼果园繁茂、畜牧业发达、泉水效益良好、道路建设达标等。如果土壤不能满足庄稼对于水质的要求,则庄稼凋谢,牲畜染病; 在土壤涨缩或渗出盐水中,道路、建筑、管线、电缆被破坏,甚至不稳定地区建筑结构会彻底崩塌。可见,土壤利用和管理方面具有深远的影响和变化。土壤不仅具有景观功能,还具有生产功能、水文功能、生态功能等。当然,我们很高兴地看到,现今的土壤管理中,施肥、排水、灌溉等都已经取得了很大成功,我们还应该继续研讨和努力实施。

土壤学面临的挑战调动了我们的智慧。在土壤利用中,我们要采取合适的防范措施,用以维系人类的生存发展、保持土壤的基本功能。

9. 4 土壤是地球的皮肤,土壤质量的优劣就是地球皮肤质量的优劣

我们重视土壤质量,就要经常观察、监测、研究、改善土壤。这里,土壤的新信息的取得尤其重要。如今,我们拥有了新的科研技术研究土壤,如使用电子显微镜和离子光谱仪代替了传统的老式显微镜和曲颈瓶; 使用微小比例尺测量土壤结构。这些会给我们带来许多能够进行操作和干预的新方法、新经验,这对于土壤的改良具有深远的意义。

9. 5 水的源头

所有淡水的根本来源是雨水。由于土地覆盖和土壤条件不一样,雨水也许被拦堵和蒸发,渗入土壤,因径流遭到破坏而损失。快速径流会导致洪水、肥沃土壤和河岸被侵蚀、水生态系统遭到破坏和水库水路遭到阻碍。由于土壤厚度、渗透性和持水能力不同,渗透水有可能被保持在土壤中被植物所利用,也可能流入地下补充地下水和地下径流。

究竟水会成为一种 “灾害”还是 “资源”决定于它的土壤表面和土壤截面如何分流。也就是说,决定于土壤类型以及如何利用与管理。水在源头处,基本上是由汇水地带乡村地区的农民管理,绝大多数受益者则是下游的城市地区,要进行水资源的可持续管理和降低相应灾害所带来的危险,需要关注以下几个方面: 深入了解每一条水系系统情况 (包括气候、土壤、地形、地表水、地下水、土地利用) ; 要在整个流域的规模上进行水的管理,而不是仅仅在于选定地点; 水源下游受益者应该给上游管理者一定经济补偿,以使上游管理者在对水和土地的管理上比现在更为全面。

9. 6 在完整的地区体系中,土壤与以下方面是一个不可或缺的整体

·气候: 与水循环调节、碳的储存和温室气体排放有关。

·水循环: 土壤在世界的水循环构成一个关键的环节和缓冲系统。约 60% 的淡水为 “绿色”之水,含于土壤之中供植物吸收。土壤又能调剂河流和地下水以维护湿地,灌溉、民用、工业供水有时涉及下游数千千米之外的地方。

·废物和养料的循环: 养料由风化释放或由大气所固定,构成再循环,有毒物质得以中和。这种循环的干扰造成土壤和水的过营养化或污染; 另一方面导致养料的损耗,从而在世界范围内都能威胁到人类的生活。

·侵蚀: 土壤覆盖的损失使地球活着的表皮剥离,将水流泥化和沉渣倾倒于不合适的地方———其他地区的肥沃土壤、流水中、水库和海港内。但侵蚀不一定是坏事,三角洲、冲积平原和黄土平原上的肥沃土壤,如同海洋中的养料一样,实际都是过去侵蚀的产物。然而,当管理不善加剧风和水的侵蚀时,则会造成令人担忧的土壤退化,以及空气和水质变差。

9. 7 水土污染

泥土常常被当成普通的垃圾和工业废物。在精细耕作的地区,从有机肥和无机肥以及牲畜和加工厂的排出物中过滤养料,会增加地下水的氮元素水平和其他化学元素含量。某些土壤还会滤出和吸收大量废物,并使废物再循环; 在另外一些土壤中,毒性物质被过滤到水流和地下水中,沙质土有利于过滤,而厚层粘土则没有渗透性。

城市和农村发展以及农业的大力发展带来陆地和水体的污染,在全世界这都是重要的研究课题。对于大多数土壤来说,减少严重污染意味着挖出污染或进行昂贵的处理。

自然界里,有些土壤在干燥时坚硬而潮湿时十分黏滞; 有些土壤不易排去水分; 有些土壤多碎石或含养分很低; 有些土壤含铝过高可以致毒或是盐化……人们一直在想方设法地转化这种土壤。

酸性的硫酸盐土壤是最糟糕的一种土壤。当它排出水分时会产生硫酸———10 立方米硫酸盐土可以产生 1. 5 吨硫酸,而且释放出铝、重金属和砷等进入下水道中或洪水中。酸会腐蚀钢材和钢筋混凝土,污染水流和江河,从而导致鱼类死亡和染病。铝、重金属和砷,虽然在食物链中的作用还不十分清楚,但肯定是有害的,不利于人类生存。硫酸盐土壤大多在沿岸沼泽中见到,在这种土地上生活的一代又一代的人们,一直受到当地饮用水的毒害,而这种生存环境的后果是灾难性的。

9. 8 土壤现代化科学为农业生产的增长作出巨大的贡献

现有的关于土壤的信息资料,许多已经过时了,不够精确。如今新的航空探测仪和空间探测仪提供了比过去更详尽、更准确的数据,能快速覆盖某一地区或全球,还可以应用磁法、电磁法提供地下较深处的信息。特别是卫星数据,在很低的成本情况下,就可以提供很高的监控能力。使得土地区域系统和全球土地系统的快速、准确调查。这些新资料正好用于气候监测、农业和森林生产的评估、土地退化和改善的评估、水资源管理、侵蚀和沉积评估。良好的数据资料和信息可以支持我们完成以下任务:水质中盐分的吸收、浅表地下水的寻找、水储存的设计、判断土地用途的评估等。

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