新视角与前沿 | 吴克宁：耕地土壤健康及其评价探讨 | 自由微信

新视角与前沿 | 吴克宁：耕地土壤健康及其评价探讨

土壤观察 2021-04-27

The following article is from 土壤学报 Author 吴克宁

导读
农业农村部副部长张桃林指出：耕地土壤健康管护是贯彻习近平生态文明思想的重要举措，是落实“藏粮于地”战略的重要保障，是推动农业高质量发展的重要支撑。要进一步强化科研创新，发展和完善土壤健康定义和内涵，建立健全土壤健康评价指标体系及评估方法。

作者：吴克宁，杨淇钧，赵瑞

单位：中国地质大学（北京）土地科学技术学院；自然资源部土地整治重点实验室

来源：《土壤学报》2021年第58卷第3期，转载自土壤学报公号（2021年4月14日）

开展面向耕地的土壤健康评价，对保障我国粮食安全和生态文明建设具有紧迫的现实意义。建立耕地土壤健康的多尺度评价理论与方法，已成为我国耕地资源管理领域亟待突破的瓶颈。本文针对相关研究中土壤健康概念抽象、评价尺度杂糅等普遍性问题，及欧美主流技术路线中的局限性，从概念解构的视角进行了探讨，提出研究框架，以期为耕地土壤健康评价工作提供参考。

土壤健康是在土壤质量研究不断发展中衍生的概念。近年来，它已经形成了较为一致的经典定义：土壤是一个支撑植物、动物和人类生存的重要生态系统，土壤健康即为其持续发挥这种功能的能力。文章提出，从该定义中的“功能”入手，引入土壤功能（土壤生态系统服务）理论，可将抽象的土壤健康解构为多种易被客观描述的、与农林生产相关的土壤功能，再结合具体农地类型对土壤功能的需求，探讨土壤功能供给能力和土壤胁迫程度，由此评价土壤健康状况（图1）。基于这一认识，作者借用木桶理论，阐述了土壤健康、土壤功能与胁迫的逻辑关系，辨析土壤健康与土壤质量的区别（图2）。初步界定“耕地土壤健康”的内涵为：基于耕地（旱地、水浇地和水田）自身特性与利用需求，持续供给初级生产力、水净化与调节、碳封存、生物多样性供给、养分供给与循环等5类土壤功能，且不存在显著土壤胁迫的状态。

图1 基于土壤功能与胁迫的土壤健康观

图2 不同地类土壤健康、土壤功能与胁迫的逻辑关系，土壤健康与土壤质量的区别

尺度问题是解构土壤健康的另一重要视角，它从实践方面区分了土壤健康评价的方法与作用。文章指出，结合我国耕地资源管理的实际情况与需求，面向耕地的土壤健康评价研究宜主要关注田块、县域、省域和国家等4级尺度。

目前国外土壤健康评价主要有以下两类实践方案：以美国康奈尔土壤健康综合评价和印度土壤健康卡为代表的田块尺度方案已经过数次迭代，并开展了初步实践，它们的特征是中间过程不评价具体的土壤功能，而以指标直接评价土壤健康状况；以土壤功能研究见长的欧盟研究团队，则提出将各类土壤功能评价结果分土地利用类型进行整合，指导功能性土地管理，以实现土壤健康管护。两者均已形成了自洽的理论体系，各有特色，但是也分别存在一定局限性：前者对土壤健康的解析较为模糊，现有方案难以实现大中尺度的空间制图；后者对不同土地利用方式的土壤功能需求分异的探讨，仍停留在概念层面，基于土壤功能的土壤健康状况表达的具体方法有待研究。

文章针对上述技术瓶颈，基于前述的土壤健康解构思路，遵循“理论框架构建—评价与空间制图—时空演变机理—管护与调控模式”的研究逻辑，构建了耕地土壤健康评价的全流程研究框架，主要包含5部分研究内容：（1）土壤健康的科学内涵与评价框架；（2）耕地土壤健康与土壤功能供需、土壤胁迫的关系及其表达；（3）多尺度耕地土壤功能表征与土壤健康评价；（4）不同尺度耕地土壤健康空间分异特征及影响要素；（5）耕地土壤健康管护的对策和模式。以期实现3方面目标：第一，构建基于土壤功能与胁迫的土壤健康概念模型，和适用于国家、省域、县域、田块尺度的耕地土壤健康评价框架；第二，进行多尺度案例研究，实践服务于我国多层级耕地资源管理的耕地土壤健康评价理论与方法；第三，明确耕地土壤健康状况分异规律及其尺度特征，揭示不同空间尺度下耕地土壤健康状况对农田管理和气候变化等的响应机制，提出优化管护策略。

作者根据研究综述结果和开展具体研究时的体会，判断了从土壤功能与胁迫到耕地土壤健康、土壤功能表征指标的选取（图3）、主观评价与客观模拟等关键问题，基于研究现状讨论了如何突破的路径。

图3 筛选土壤功能指标思路

文章最后指出，如何定义并量化耕地（旱地、水浇地和水田）土壤健康状况与土壤功能的供需关系，科学选取土壤功能评价指标与表征方法，以实现从土壤功能与胁迫到耕地土壤健康的表达，仍是重难点，值得重点关注和进一步研究。

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