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《LUCAS土壤要素：新物理、化学和生物土壤参数分析的建议》

  • 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

  • 欧洲委员会推出了针对2009年定期LUCAS--土地利用/土地覆盖面积框架调查的土壤评估要素的报告。在2015年，对LUCAS 2009 / 2012同一组点表土进行重复调查，用于监测整个欧盟表土物理和化学参数的变化。目前，欧盟委员会正在组织即将到来的LUCAS土壤调查（2018）。该项技术报告是对即将到来的LUCAS土壤调查分析新的物理、化学和生物土壤参数的建议。土壤生物多样性是一个关键参数，需要添加到LUCAS土壤调查中，这是因为土壤生物群落对土壤功能如食品和生物质生产、遗传库开发新的药物和气候调节的贡献。物理特性方面，容重是必要的，用以评估欧盟土壤板结和估计土壤有机碳储量。实地测量土壤侵蚀和有机层厚度对评价欧盟2个关键土壤退化过程也很重要：由于土地利用变化和土地占用导致的土壤侵蚀和有机碳下降。最后令人关注的是收集土壤剖面信息，将有助于了解土壤形成过程，并评估土壤固碳、养分循环、蓄水、污染物过滤能力。

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相关报告

  • 《变化环境中的土壤和水分》
    • 来源专题：农业立体污染防治
    • 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
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  • 《Science：拯救“濒危”土壤》
    • 来源专题：农业立体污染防治
    • 编译者：金慧敏
    • 发布时间：2015-04-10
    •         泥土消失蕴含着潜在的重大影响。健康多样性的土壤不仅对食物生产十分重要，它们还维持着物种和生态系统多样性，并对恢复遭到破坏的土壤景观也有帮助。         不久前，很少有研究人员能大声说出：泥土“灭绝”了。但在近几年，甄别世界稀有和濒危土壤的工作发展加快。在越来越强大的地理信息系统和地球观察传感器的帮助下，研究人员开始绘制“土壤多样性”地图，标示不同土壤的分布规律和范围。例如，刚刚过去的这个夏天，我国研究人员发布了中国第一个土壤多样性调查，识别出90种濒临灭绝的稀有土壤。类似的调查也显示，独一无二的泥土在美国、欧洲和俄罗斯同样面临绝迹。         研究人员表示，泥土消失蕴含着潜在的重大影响。健康多样性的土壤不仅对食物生产十分重要，它们还维持着物种和生态系统多样性，并对恢复遭到破坏的土壤景观也有帮助。“我们把逝者埋葬在这里、在上面行走，但也很容易遗忘它。为何不像保护植物和动物那样保护土壤呢?”威斯康星大学土壤学家James Bockheim说。Bockheim与同事合作编写了该主题的首个重要学术书籍《土壤多样性》。         计算土壤多样性成为一项复杂工作。跟生物学家测量生物多样性一样，土壤学家面临概念和技术困境，例如何时合并和分离土壤“种类”。土壤术语也十分混乱。对于同一种土壤而言，不同国家通常使用不同的名称，也有国家利用同一名称，称呼不同的土壤。         即便这样，土壤研究者仍开始揭示濒危稀有土壤的量级。2003年，加州大学伯克利分校的Ronald Amundson及其同事发表了两篇里程碑式的文章记录了美国的土壤多样性。在分析了1.3万土系的分布信息官方数据后，该研究小组识别出4500多种“稀有”土壤，这些土壤的覆盖面积不到1000公顷，通常是独一无二的地质和生态历史的产物。 他们还发现了508种“濒临灭绝”的土壤，另外31种土壤在已经“灭绝”。在6个过度农耕的中西部州，每个州有超过一半的已知土壤面临风险。         保护行动         在Amundson研究小组采取国家视角的同时，其他美国研究人员则聚焦于更小的区域，部分研究针对稀有土壤如何与珍贵植物系统和生态系统相匹配。去年，Bockheim和丹佛大都会州立大学的Sarah Schliemann近距离观察了一个生态过渡区，这里是南部草原和北部森林的交汇地。         尽管这个过渡区仅占威斯康星州面积的13%，但它拥有该州40%的独有地方性土壤。这种土壤可能产生于该地区历史上强烈的冰川作用和气候因素的影响。但研究人员发现，稀有土壤与约100种当地植物间的关联并不大，这些植物受到地形的影响比土壤类型的影响更大。         该研究还揭示，159种当地土壤中有一半覆盖的区域相对较小，少于4900公顷。Bockheim表示，这使得它们面临因农耕或修路带来的更高的流失风险，“我不知道人们还能否复原它们”。         其他国家也致力于识别稀有土壤。2009年，俄罗斯土壤科学家发表了《俄罗斯土壤红皮书》。中国科学家也发布了中国土壤多样性新研究。联合作者、加州大学伯克利分校的Peng Gong表示，目标之一是检测大规模土地使用变化，包括快速城市化和退耕，是如何影响中国土壤的。         要完成调查工作需要大量实地勘探，研究人员从地区机构进行的8900项土地调查中精选了数百个。Gong表示，最终结果相对粗略，一些地区的信息很少甚至没有，但仍得出了一些结论。中国的研究还迈出了新一步，分析了多少受威胁土壤已经得到的一些保护，例如位于公园内。         另外，土壤储备可能还有很长的路要走，但一些国家已经开始采取试验性措施。在俄罗斯，土壤学家在2001年帮助说服政府采取一项土壤保护措施，但后续行动仍受限制。最近，英国环保机构发布了土壤多样性正式指导方针。但农业组织通常对这些可能限制农业的措施表示抵制。在欧盟，研究人员致力于推动政府将土壤多样性正式与保护政策相结合，甚至提议了一个“泛欧土壤储备”网络。但迄今为止，“这些议题似乎没有人感兴趣”。         一个障碍是，指导保护措施所需的土壤调查成本相对较高。在美国，2010年，传统的大规模土壤调查的花费为每公顷10美元。但随着新技术的使用，这些价格将会下降。例如，空间传感器能探测土壤化学特征和物理学特征，计算机模型能使用气候、地质和其他数据帮助预测土壤类型。一些研究小组已经能将成本降至0.2~0.3美元/公顷。但可靠的调查仍在陆地上——仍依靠铁锹。         但许多研究人员认为，与“生态服务”的价值相比，土壤图的成本并不高。联合国已启动国际土壤年，在2015年12月结束时，该项目将发布针对世界土壤情况的大型报告。
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