《防治土壤退化与表层流失》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2015-06-15
  • 美国南达科他州农业试验站的研究员桑迪普•库马尔研究表明:免耕、覆盖作物、轮牧有助于生产者减少表面径流,改良土质和水质。他和他的研究生萨加尔•高塔姆获得了国家食品与农业协会的资助,利用计算机模拟模型来测定哪些农业管理措施可以最好地减少土壤表层流失。

    库马尔和高塔姆利用农业政策与环境拓展模型APEX(Agricultural Policy Environmental eXtender),该模型是基于俄亥俄州的北阿巴拉契亚试验湿地40年的数据开发而成。俄亥俄州连绵起伏的景观为研究长期作物和农场管理方法对溪水和河流的水质影响提供了一个理想的平台。1935年美国农业部规划了1050英亩的水域,用来确定适于坡地的农业措施。自1937年,美国农业部的农业研究服务局的科学家开展了该水域的土壤水分保护研究。

    库马尔和高塔姆为南达科他州定制了模型,包括近10年的土壤状况、管理信息和气象数据。南达科他州的降雨占俄亥俄州的一半。高塔姆表示一旦准备好模型,可以采用不同的作物,然后进行比较,看哪种作物更能减少径流。

    通过模型可以确定,在中西部通过免耕可以保水和减少养分径流,因为免耕改良了土壤渗透。大豆-玉米轮作、作物覆盖(如冬小麦或燕麦)可以减少侵蚀。如果有更多的覆盖,可以最小化水分损失。库马尔指出,对轮牧也是有益的,土壤必须正确管理。当土壤压的越实,径流越多。库马尔推荐采用多年生牧草(如柳枝稷、大蓝茎)来减少径流。尤其是牧场和水道之间的多年生牧草带可以改善溪流和江河的水质。这些成果与其他研究结果一致。然而,下一步将要确定条带的大小和数目,这需要基于坡度和牧场大小。

    考虑到气候变化,库马尔和高塔姆发现,在田间尺度上,降雨量增加对径流有直接影响。而升高或降低温度没有显著影响。关于在更大的水域规模上影响,需要更长的时间才能得到满意答复,研究还在继续。

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    • 2015年4月19日-23日,第三个全球土壤周(GSW 2015)在德国柏林召开,主题为“土壤,转型的实质。4月20-23日为互动对话会议和开放空间讨论。全会讨论了土壤和可持续发展目标之间的联系(SDGs),即集成的应用目标和未来方向。互动对话和开放空间会议包括了五个主题展开讨论: 1、 土地退化的中性世界; 2、可持续的土地和土壤管理;3、土壤修复; 4、跨学科转型; 5、促进信息传播, 提高公众对土壤的认识。与会者还参加了名为“一公顷”的展览开幕式。2015国际土壤周共有来自80个国家的600名科学家、政策制定者、具体从业者、艺术家和年轻的专业人士参加。 星期三的闭幕会议期间,可持续发展国际研究所(IASS)的执行董事克劳斯强调,本次活动已经表明,如果所有成员都集中寻找解决方案,可持续土壤管理转变是可能的。强调可持续的土地管理(SLM)可以帮助实现可持续发展目标。 该活动由可持续性发展高级研究所(IASS)的全球土壤论坛举办,由德国联邦教育与研究部(BMBF)和可持续发展和勃兰登堡州–福纳研究资助。在全球土壤周国际合作伙伴有欧盟委员会、联合国粮食及农业组织(FAO)、联合国防治荒漠化公约(UNCCD)、联合国环境规划署(UNEP)、德国经济合作与发展部(BMZ)、德意志协会国际合作üR F(GIZ)有限公司、德国联邦环境局(UBA)和国际土壤科学联盟(国家研究所)。全球土壤周由欧盟委员会支持、发展并且合作;德国联邦食品与农业部(BMEL)和自然资源研究所(FNR)参与。 粮农组织土地及水利司司长阿舒里还指出 土壤对于实现粮食安全和营养至关重要,而且具有促进减缓气候变化负面影响的潜力。同时他阐明,土地资源承受的压力正在接近临界值。土壤除了维持95%的粮食生产之外,它还承载着全球超过四分之一的生物多样性,是药材的主要来源地,并在碳循环中发挥重要作用。与此同时,土壤退化已达到“惊人的”程度 – 其范围估计占全球土地的33%,有可能危及粮食安全,使大量人口陷入贫困。 由可持续发展国际研究所发布的报告对全会进行了总结,并概述了互动对话会议和开放空间会议以及精选的专题会议总结。会议得出以下结论: (1)可持续的土地和土壤管理有助于实现包括粮食安全、土地中性退化、气候和生物多样性目标在内的众多国际可持续发展目标。 (2)土壤修复投资收益多。土壤是陆地上最大的碳汇,不仅有利于全球粮食安全,同时可增加土壤有机碳含量,减缓气候变化。 (3)土壤保护和修复政策需要在人权框架下制定,着重强调社会边缘群体 和弱势群体的土地权利。 (4)将土壤可持续管理投资纳入国际发展议程谈判,并专注于土壤保护和土壤管理,以实现国际可持续发展目标。 (5)丰富和完善土壤知识体系,为社会决策奠定基础,以应对土地退化带来的挑战。这不仅需要跨学科交流还需要学术界与其他利益相关者之间平等对话。 详情可阅读报告全文《Global Soil Week 2015: Soil. the Substance of Transformation》。 专家Barbara Unmüssig(President of the Heinrich Böll Foundation)论点: 土壤的可持续管理,能够促进生产更多和更健康的食品。粮农组织呼吁国际土壤界和决策者共同努力,减少土壤退化并恢复已退化的土地。 但侵蚀和污染正在给土壤造成严重压力。从全球看,每年要损失240亿吨肥沃土壤,部分是拜城市和基础设施增长所赐。光是在德国,建筑工程平均每天就要消耗75英亩土壤。不恰当的农业行为也是侵蚀和污染的来源:比如,大量使用合成肥料大量杀害存在于土壤中的生物,改变土壤的结构。肥沃表层土的形成需要几千年,但在许多清况下,只要一场大暴雨就能把它们冲刷干净。 与此同时,对粮食、饲料和燃料生物质的全球需求在不断增加,这反过来推高了土地的价值——这一事实从未逃脱国际投资者的目光。根据世界银行的估计,全球10—30%的适耕土地——被数百万佃农、牧民和原住民使用的土地——受到了大规模投资影响。 在欧洲,人口数量早已超出了本地农业用地,因此如今德国大量从南方国家“进口”农业用地。光是为满足欧盟肉类消费所需要的饲料,就需要在巴西用相当于英国大小的农业用地生产。如果所有人都吃掉欧盟公民平均水平的肉食,那么80%的世界适耕土地都得用来生产饲料,而目前的比例为33%。我们得弄清楚一点:100卡路里饲料最多只能生产30卡路里肉类,因此将肥沃土地用于这一目的是巨大的浪费。 这一趋势还会加剧,因为许多政府所承诺的“绿色增长”需要依靠生物燃料取代石油和煤炭等化石燃料。生物燃料对气候的好处不如风能或太阳能系统,每平方米只能产生相当于后两者的十分之一的能源。结果,欧盟2030年气候和能源框架所需要的生物燃料得增加7,000万英亩土地才能生产出来——比法国的面积还要大。 保护土壤并不一定会影响繁荣。相反,可持续土壤保护行动实际上可以增加农业产量——特别是佃农的产量。作物多样化、回收利用和土壤恢复都有助于可实施最优水管理的、适合生物生存的肥沃、活跃的土壤。 有一种所谓的农业生态法,它基于小农的传统知识和经验,因此可以适应地方条件。2006年朱尔斯·普雷迪(Jules Pretty)所做的农业生态实践研究考察了57个国家的286个可持续农业项目,结论是产量平均提高了79%。 尽管这些方法已经证明是成功的,但合成肥料的使用在过去50年里仍增加了五倍有余,而许多非洲国家政府将多达60%的农业预算用于合成肥料补贴。特别是在热带环境中,合成肥料会导致表层土壤退化和生物多样性丧失(并且水土流失会进入海洋,危害海洋生物系统)。此外,尽管合成肥料的主要成分——氮可以用生物方法可持续地生产,但这种生产方法不利于一小撮权势肥料生产商和分销商的利益。 决策者必须解决以下问题:穷人如何生产足够的粮食摆脱饥饿和贫困,同时又能保护土壤、减轻气候变化并保护生物多样性? 尽管这一问题十分紧迫,但生态农业生产等方法在所有地区都没有得到积极推进。国际土壤年和全球土壤周等活动提供了一个彻底改变这一局面的机会。粮农组织已制定了一幅世界土壤地图,并明确其首要任务是为全球更新以功能属性为重点的土壤分布知识,并使之标准化、可获取。 国际土壤周简史: 发起:国际土壤周是一个国际土壤论坛倡议,2011年由德国可持续性发展高级研究所建立。GSW也是全球土壤伙伴关系框架(GSP)内召开的会议,该框架是2011由联合国粮农组织和一批合作者成立。 2012年第一次国际土壤周:2012年11月18日-22日在柏林举办,论坛为来自科学界、政府、企业和民间社团的利益相关者之间的交流互动和对话,依据他们的土地和土壤相关的经验和专业知识,制定可持续土地管理和治理的行动计划。会议还引发了里约20国会议对土地和土壤相关决定这一后续行动。 2013年第二次国际土壤周:2013年10月27日-31日在柏林举办,主题为失去的土地。讨论围绕四个主题对应全球水土流失重点领域:改变全球物质循环和营养化;土地可持续管理(SLM)和景观水平的土地工程;土壤和可持续发展目标的争论的土地利用和土壤整合;负责任的土地管理。 后续举措:2015年1月出版了土壤图集,介绍了土壤现状,强调了土地退化的威胁。2015年3月25-日27日在巴西的巴西利亚举行土壤治理会议,提出“巴西利亚之信”,要求国家为土壤治理提供投入。可持续性发展高级研究所还制作了名为“更好的节约土地”动画短片,旨在土提高认知,告诉大家土壤如何联系着我们的日常生活,并激发公众参与。“健康土壤带来健康生活”是本国际年的标语,所开展的活动已成功将土壤重新纳入国际政策议程。