《欧盟(27国)草原和牧场、农田、森林区土壤生物量生产力地图》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2016-12-30
  • 欧洲土壤数据中心今日发布欧盟(27国)草原和牧场、农田、森林区土壤生物量数据集。该数据集包括3个GIS地图,显示了欧盟(27国)草原和牧场区、农田区和森林区土壤的生物量生产力,对应的出版物“欧洲陆地尺度评估供应土壤功能”数字为4、5和6。论文《Continental-scale assessment of provisioning soil functions in Europe》链接地址:(https://ecologicalprocesses.springeropen.com/articles/10.1186/2192-1709-2-32)

    在当地气候和地形条件下土壤性质基础上,对土壤进行生物量生产服务的程度作了评估。由于生产力是土壤、气候和地形条件相互作用的结果,需要评估这些因素的复杂性。除了地球物理条件,土壤生产力也取决于土地利用类型。欧洲环境署的评估(EEA 2006)表明,欧洲土地覆盖三大主导的土地利用类型为耕地占33%,草地和复合体比例为23%,森林为29%。这三种用地类型占EEA总评估(2006)24个欧洲国家土地和淡水面积比例的85%。除了这些主要的土地利用类型,欧洲还有一些特定区域特征的土地用途。主要土地利用类型在土地使用上也存在较大差异。然而,针对陆地规模的生物质生产力评估,根据三个主要土地利用类型对生产力模式进行了评估。因此,开发了模型描述三个土地利用类型牧场/草地、农田和森林的土壤生产力排序。以空间显式的方式进行了计算,同时考虑了气候和地形条件。生产力时间变化描述和通过实际产量提供的生产率估算未包括在目标之内。结果通过土地利用-专题图显示(例如,农田生产力对应雨养耕地区,森林生物量生产力对应林地,草地生产力对应牧场和复合体)。”文章概述了方法,并详细讨论了结果。

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    • 编译者:金慧敏
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    • 侵蚀是一个自然的过程,不断塑造我们周围的景观。人类活动对土地侵蚀率已达到自然水平的100倍,创造出如美国沙尘暴时代的情景。目前侵蚀每年导致约0.5皮克土壤碳横向运动。关于这些碳横向移动是否会导致净大气源或净汇的争议很大。 美国伍兹霍尔研究中心与加州大学的科学家发表在《自然—气候变化》的文章对这一科学争论有了两个重要贡献,他们考虑了土壤沿着整个河网的横向移动并使用了历史土地利用重建观察了土壤侵蚀对净大气碳交换的累积影响。通过这一方法,他们估计,在过去8000年中,由于人为的土地覆被变化,侵蚀引起的碳汇已经抵消了37%的累积碳排放量。 土壤侵蚀是否代表净汇或碳源的问题归结为一个观点。由于只专注于侵蚀导致的碳净损失,这种损失可能是大量的。研究团队估计侵蚀已累计从农田土壤移除了783±243 PG碳,是人为土地覆盖变化导致的历史上排放碳的近4倍。然而,这并不是简单的从土壤损失碳,而是运移到坡下,结束在一个沉积环境中,在那里,可以会比它曾经呆过的陆地上坡部分更稳定。当碳汇的边界扩大到包括连接陆地–复杂低地,由于侵蚀面上碳的动态置换,侵蚀产生大气CO2净汇。 为了估计受侵蚀农业系统中侵蚀产生的碳汇量,研究人员结合了各种数据源为地貌流域直接建模。这种方法估计了全球耕地区域的时空演变;通过地貌定位功能,集成大量土壤碳数据,大量土壤碳储存在侵蚀和沉积地貌部位;通过利用侵蚀模型训练,比较了流域分布的长期侵蚀泥沙通量数据;通过比较侵蚀土壤–大气碳交换土壤侵蚀碳库和横向分布碳量碳储量的差异。最后,使用文献数据限制大量的土壤碳,要么再矿化,要么沿河流网络埋在流域到沿海。 估计结果可能是对侵蚀碳汇的相对保守评价,因为他们只考虑了农田水蚀。自然侵蚀过程中土壤有机质不断重新分配在不同的生态系统,包括森林。此外,由于森林生态系统砍伐后过度放牧的草原侵蚀,人类活动也极大地增加了草原侵蚀速度。此外,越来越多的证据表明,风蚀的重要性的关键证据没有被正确评价。如果考虑了所有的土地用途和侵蚀形式,由于人为的土地覆被变化,总的全球侵蚀引起的碳汇可能会更高,占碳排放量比例较大。 世界各地的土地管理者通过各种最好的管理措施等巨大努力,包括等高线耕作、减少或免耕和覆盖作物的使用,以对抗侵蚀和其他形式的土地退化。这些改进导致最近10年土壤侵蚀率大幅下降。由于大空间和时间尺度的研究,在农业景观并没有捕捉到这些重要管理转变的影响。因此合乎逻辑的结论是,如果在现有管理措施在人类活动加速侵蚀的历史高点得以加强,那么侵蚀引起的碳汇体量将减少。 通过一个历史和更广泛的地理角度来看,研究人员已经提出了令人信服的证据,即土壤横向再分配需要考虑充分理解人为土地覆盖变化对大气CO2浓度的净影响。
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    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2015-08-28
    • “变化环境中的土壤和水分”研究课题,由欧盟委员会环保总局资助,课题收集土壤和水分之间的动态信息,尤其侧重于土壤持水(SWR)。 土壤持水力可以定义为土壤捕获、储存和/或释放水的能力。这是土壤的一个关键特性,也是水循环的重要组成部分,它极大地影响着土壤的功能和提供一系列生态系统产品和服务的能力,对人类活动(如农业)和自然(如提供栖息地不同物种)至关重要。它在很大程度上通过土壤类型进行定义,例如不同质地、有机质含量,结构或深度。此外,还土地利用类型和不同的管理方式也显著影响着它的能力。 对欧洲土壤当前面临主要威胁的简要分析就足以看出,这些土壤威胁通常与持水有密切联系。例如,侵蚀更可能发生于干燥土壤。而较高的压实或板结阻止水渗入土壤中,从而减少土壤持水能力。目前欧洲层面已经感觉到改变土壤的持水力与不断变化的气候模式造成的影响后果,一些地区影响尤其大。特别是在2002年、2013年中东欧和2007年、2014年西欧发生的特大洪水,更加紧迫地要求我们更好地考虑经济发展对土壤持水能力和生态系统自然恢复能力的影响。 研究表明,在土地利用总体规划、城市设计、农业和林业部门维持甚至提高土壤的持水性并减少相关损失费用方面是存在很多机会的。这对地中海国家显得尤为重要,这些地区特别脆弱,受到土壤板结高(如人口密集、工业区)或诸如沿海地区的城市化快速扩张的影响。农业部门在同一土地利用类型上开展多种多样的农业实践活动,代表了一个重要的机会,许多有益的做法更显示整个了整个欧盟未开发的发展潜力。 确定的主要原则举例如下: • 限制将高土壤持水容量土地利用类型(森林,草原,湿地等)向低持水容量容量(农业用地,城镇等)土地利用类型转变,特别是城市扩张; • 防止在洪泛区开发建筑,并阻止任何可能对自然河道形成的障碍的建筑或工程,不能仅以保护人口稠密区域为评判借口; • 在农业区保持半自然区和草地,使它作为大尺度景观斑块的一部分,并为绿色基础设施,并对其相邻地区植被恢复提供调节生态系统服务与其他土地用途; • 通过有机物修正和作物残茬管理,促进有机物回归土壤。然而,前者可能由于硝酸盐浓度而受限,而后者在增加生物燃料需求中过程可能比较困难。 • 在设计轮作时,要对土壤持水问题进一步集成,这在欧盟仍然保持相对未开发状态,却表明实施其它替代作物和土壤管理实践的巨大机遇 •发展一体化和紧凑型城市,维护和管理绿地,以提高强降水过程中的临时蓄水,并提供行蓄洪区空间。棕色地带或其他废弃地恢复成绿地也是一个很有前途的方向; •促进发展透水路面和可持续排水系统,降低对强降雨事件的响应。 “变化环境中的土壤和水分”报告指出土壤和水分是直接或间接地影响到我们日常活动的两个关键资源。直到最近,土壤仍一直主流地研究其农业生产功能背景,却没有关注健康的土壤能提供更多的产品、服务和社会功能如:防洪和维护自然景观。水对土壤所有的供应、调节、支持和提供文化服务是必需的。 管理不善和/或高强度利用土地和水将自然资本的维护和恢复能力置于风险之中。欧盟的经济日益依赖技术和创新来应对环境恶化,而不是优化欧盟的环境所提供的生态系统服务。例如在农业部门,可以大量使用灌溉和排水,以应付土壤水文功能退化。在城市环境中,暴雨水渠道等水利工程允许将洪水连接到具不透水表面的雨水径流通道的风险策略。 报告指出欧盟政策还未完全认识到保护土壤对水循环的重要作用,特别是土攘持水力的作用。土壤和水常被视为各自独立的学科,虽然综合了土壤和水的管理方法出现在欧盟,如“洪水指令”(2007)、通信“解决水资源短缺的挑战和干旱”和土壤保护方面的“土壤保护和草案框架指令主题战略”。 如今,大量研究刊物调查土壤水分动态变化的问题。虽然他们阐明了土壤水分的一些科学问题,但对土壤持水性整体认识仍然是分散的,且在欧盟和成员国层面、成因与环境、社会、经济和政治影响方面没有对土壤持水的清晰总览。因此仍有必要探讨这些方面,并在全球的角度向决策者和社会公众进行解释,特别是更好地了解土壤持水机制和驱动力将使政策制定和利益相关者能够做出关于如何维持、恢复或改善土壤持水力的明智决定。 研究目标: 本研究旨在弥合科学—政策差距,并通过收集和综合现有的资料信息增加关于土壤持水力的当前证据基础。通过关键信息和建议,本研究进一步帮助政策制定者采取适当的行动,维持或恢复土壤持水。 总体而言,它的目的是回答以下问题: 1、什么是土壤持水力,它是如何工作的? 2、为什么很重要? 3、欧盟的主要趋势是什么? 4、土壤持水容量降低的环境和社会经济影响是什么? 5、这些趋势的背后关键驱动因素是什么,哪些实践可以提高土壤持水力? 报告结构: 除了本章引言部分,报告把分析内容分为五个章节和结论。 第1章定义土壤持水力的概念,并通过发生在土壤表面和土壤内(储存和释放)的动态解释了它的机制。它也通过它提供的生态系统服务解释了为什么这片土壤的功能对环境、人类健康和福祉以及经济是至关重要的。 第2章描述了土壤中捕获、储存和释放水的能力在物理、化学、生物和与水有关的参数中的作用,也指出了实现这一功能和潜在影响力的可能相关威胁。 第3章解释了人为驱动力如何通过修改第2章特定的参数改变土壤持水力。特别是它探讨了土地利用变化、农业和林业实践活动、城市规划和设计以及气候变化的影响,以确定和突出最佳的实践活动。 第章4介绍了欧盟过去、现在和未来的土壤持水力发展趋势,并考虑到欧盟水可获得性和水利用方面趋势,对他们进行了讨论。 第5章通过土壤持水力对洪水和干旱以及在城市、农业、森林和草原发生影响地区的相关损失,介绍了其在欧盟的经济含义。 结论突出了关键信息以及研究需求和对政策制定者良好做法的建议。 在本报告的分析和方法等其它细节设置在附件。 附件1提供在研究过程中调查了案例研究的概述。它被涉及正文案例研究的数目; 附件2提供了对一些参数和土壤持水力驱动器的进一步科学信息; 附件3假借现在和未来土壤持水力发展趋势的估计,提供完整的信息来源、方法和主要假设的描述, 附件4提供信息来源和经济影响估计主要方法的说明; 附件5提供研究期间咨询专家列表。 《Soil and water in a changing environment》全文链接地址:http://ec.europa.eu/environment/soil/pdf/Soil%20and%20Water.pdf