从问题到解决方案：土壤与可持续发展目标的实现

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正在迅速消耗的肥沃表土层资源，正是支持人类生存延续的必需品。全球范围内，人类过度或不恰当的利用已经导致大约33%的土壤处于退化状态。人类活动正在以惊人的速度重塑全球地貌。而我们对待土壤资源的态度，则深刻影响着人类的生存与发展。

张甘霖   吴华勇

中国科学院南京土壤研究所

土壤是地球鲜活的、会呼吸的皮肤，是陆地表层系统的核心，孕育着世间万物，是人类赖以生存的最基本自然资源。土壤生态系统服务功能在保障粮食安全、维护生态环境健康、缓解全球气候变化、维持生物多样性等人类可持续发展目标中发挥着关键的作用。

不合理的土壤资源利用和管理将不可避免地对粮食安全和生态环境产生影响，带来一系列问题，如养分利用效率低下、污染加剧、生态环境破坏、生物多样性降低等，而这些问题的解决方案必须重新回到土壤本身。

土壤与这些息息相关

 土壤 + 

粮食安全

全球人口快速增加对粮食需求量日益增长，同时人为活动的强烈干预造成土壤严重退化，优质耕地的粮食供给能力不断降低。《世界土壤资源状况报告》显示全球土壤面临侵蚀、封闭、污染、酸化、盐碱化、压实和养分失衡等诸多突出问题，严重制约粮食供给能力。

据统计，全球土壤年均侵蚀速率为12—15吨/公顷，造成作物产量每年相应下降约0.3%。以全球15.3亿公顷的耕地进行估算，从2015—2050年，作物产量将累计降低10.25%, 这相当于35年损失了约1.5亿公顷能生产粮食的耕地。又如，经粗略估计，全球城市化每天造成的土壤永久封闭面积为250—300平方公里。

土壤退化问题使土壤粮食安全保障能力受到巨大挑战，可持续利用、管理和保护土壤尤为迫切。

 土壤 + 

水安全

土壤是水循环过程和水质调节的枢纽。土壤具有生物活性和多孔多相的三维结构，拥有吸附、储存、传导和净化水资源的功能。

土壤对降雨的吸附和入渗作用，可降低地表径流，阻控水土流失和洪水发生。入渗进入土壤中的水分在土体中进行再分布，一部分储存起来用于维持生物生长，而过量的水则继续下渗补给地下水和地表水。

土壤体系中的生物组分和非生物组分可与流经的污染物发生反应，通过生物降解和吸附固定机制消减农药、重金属、磷素等污染物而净化水资源。因此，土壤的特性和功能对于水在土壤、生物、大气、地下水和地表水间的良性循环具有重要意义。

 土壤固碳 + 

减缓气候变化

土壤是陆地碳循环的中枢。土壤碳库储量是大气碳库的3.3倍，植物碳库的4.5倍。土壤有机碳库代表了土壤碳收支的一种动态平衡，任何短期人为活动干扰造成的土壤有机碳周转速率的小幅变化，都将引起大气二氧化碳浓度的大幅波动。

人口增加和经济发展对全球土壤资源形成了前所未有的压力。而在陆地1360亿吨碳的排放量中，有780亿吨来自土壤，其中因土壤退化和侵蚀占1/3, 有机碳矿化占2/3。因此，如何更好地保护、综合管理和利用土壤对于降低土壤碳排放，缓解气候变化十分必要。

在19世纪人类进入工业社会之前，陆地生态系统以平均每年0.4亿吨碳的速度向大气排放3200亿吨碳，这7800年间的排放量仅是工业社会时期（1800— 2000年）200年间的2倍。在1850—1998年间，因化石燃料燃烧向大气排放了2700亿吨碳，约是陆地生态系统排放量（1360亿吨）的2倍。

土壤具有巨大的固碳潜力。充分发挥土壤固碳潜力，在土壤碳库达到饱和之前的一定时期内，可部分或全部抵消化石燃料燃烧向大气中释放的二氧化碳，也为人类找到化石燃料的替代能源放宽了期限。

 土壤 + 

生物多样性

土壤是地球上生物多样性最为丰富的栖息地，是人类尚未完全认识的巨大基因库。一把肥沃的花园土壤或有机土壤里面生存的生物数量比地球上自古至今生存的人类还多，其中包括1万亿个细菌、1万个原生动物、1万个线虫和长达25公里的真菌菌丝，还有数不清的其他种类。

尽管全球土壤细菌多样性是巨大的，但新近研究发现，仅有2%的细菌为优势物种，即约500个物种，几乎占细菌全部物种数量的50%。这项研究将全球土壤细菌的巨大生物多样性缩小至“最想要”的清单，为土壤生物学研究从生物多样性探究走向生物功能挖掘提出了新的研究思路。

土壤资源管理将助力——

精准扶贫

脱贫攻坚的9个主要任务和重要举措中有3个与土壤生态系统服务密切相关，包括产业发展脱贫、生态扶贫、提升贫困区区域发展能力。产业发展脱贫中，在立足贫困地区资源禀赋的基础上，要把土壤资源的合理利用放在首要位置。

湘西十八洞村的猕猴桃熟了

目前我国尚未脱贫的区县多处在偏远的山区，土壤资源承载力较低，但总体生态环境质量较好，必须基于土壤的特点因地制宜发展适合的产业，同时还必须兼顾其长期可持续发展能力，不能以土壤等资源的过度开发为代价。

生态文明建设

开展生态文明建设与土壤密不可分。合理利用土壤资源，加强土壤污染防控，强化农业面源污染防治，增强农业固体废弃物资源化利用，推进水土流失以及土壤酸化、荒漠化、石漠化综合治理，扩大耕地轮作休耕和保护性耕作试点，加快土壤保护立法等重要举措，应该成为生态文明建设的“抓手”“钥匙”。

乡村振兴战略

与生态文明建设一样，土壤也必将在乡村振兴战略实施中发挥重要的作用。土壤资源的保护、治理、高效利用和可持续管理是其中非常重要的环节，既要确保适宜农业的土壤保护好、利用好，稳定和不断提高粮食生产能力，又要减少农药化学品投入，保证农产品质量和水土环境安全。

农业可持续发展

农业可持续发展中与土壤相关的重要举措主要体现在三个方面：首先是保持足够的耕作土壤面积；其次是提高土壤质量，防治土壤退化；然后是实现可持续的土壤管理，提高养分利用率，降低土壤利用过程中土壤养分耗散和流失，以终实现粮食产量、质量及生态环境的安全。

土壤污染防治

土壤污染严重制约土壤功能和生态系统服务的发挥，深度阻碍经济、社会和环境的可持续发展。2014年4月17日环保部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中镉污染点位超标率为7.0%，滴滴涕点位超标率为1.9%。

当前土壤污染防治逐步受到了国家的高度重视。保持土壤健康是实现可持续发展的必经之路，只有健康的土壤，才有健康的食物、健康的生活。

土壤与可持续发展目标的实现

重视因地制宜

我国耕地面临质量下降和面积减少的双重压力，但农业布局优化或可产生巨大的潜力。快速城市化和工业化等对优质耕地的占用势头仍在继续，占补平衡补充耕地质量不高，守住18亿亩耕地红线的压力越来越大。

为确保国家粮食安全、农产品质量安全和农业生态安全，保护和治理土壤相结合、农业生产与水土资源承载力相匹配显得尤为重要，优化农业生产布局、调整农业种植结构、转变农业生产方式显得尤为迫切。

发挥土壤的整体功能

获取区域和国家等不同尺度的土壤生态系统服务清单是一项重要工程，可根据土壤的适耕性、有机碳含量、持水量、基础设施支持能力及文化遗存保存能力等属性，评估土壤生态系统各项服务功能(粮食安全、气候调节、水分调节和社会文化服务），再基于每类土壤的特点划定其最主要的生态系统服务功能。

我国土壤类型多样，应针对不同土壤的主要生态系统功能进行利用和管理，实现土壤的可持续利用和总体功能的最大发挥。

知识和数据共享

我国土壤资源调查工作基础薄弱，且拥有土壤数据的部门关注重点各有不同，土壤数据共享明显不足。相关部门应形成合力，共同推动我国涵盖土壤肥力、污染、地球化学、地理分布等属性的土壤综合数据库共建共享，并加强土壤资源的调查研究，建立全国土壤样品库，以期为全面科学评估土壤质量、功能和演变提供数据、模型和决策支持。

集聚保护土壤的社会共识

全球范围内，人类过度或不恰当的利用已经导致大约33%的土壤处于退化状态，但政府、企业和公众却似乎并未像对待金融危机、雾霾或其他社会问题那样严肃地对待土壤退化问题。人类活动正在以惊人的速度重塑全球地貌，在极短的时间内已造成可与地质作用相比拟的影响。我们对待土壤资源的态度深刻影响着人类的生存与发展。

正在迅速消耗的肥沃表土层资源，正是支持人类生存延续的必需品。因此，公众需增强爱土护土的意识，真正认识到土壤存量和质量关乎自身及后代的生存与发展。大力推进全方位的土壤保护立法，制定更加严格的土壤保护法律法规，促进可持续土壤资源管理政策的实施。

责任编辑：张帆

张甘霖    中国科学院南京土壤研究所副所长、研究员, 土壤与农业可持续发展国家重点实验室主任。国家杰出青年基金获得者, 入选国家百千万人才工程, 国家自然科学基金学科评审组专家。中国土壤学会秘书长, 国际土壤科学联合会土壤发生委员会主席(2010-2014年), 全球数字土壤制图网络东亚区中心负责人, 联合国粮农组织(FAO) "政府间土壤专家小组" (ITPS)成员。获国家自然科学奖二等奖及省部级科技成果奖5项。Geoderma, Soil Use and Management, 《中国科学:地球科学》等杂志编委。

文章节选改编自：

张甘霖, 吴华勇. 从问题到解决方案:土壤与可持续发展目标的实现. 中国科学院院刊, 2018, 33(2): 124-134.

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