土壤学是理解“人类世（人类时代）”中不断变化的地球的关键

导  读

人类已成为全球范围内的地质力量。如今人类在改变地球方面所起的重要作用实在太大、以至于可能将当前地质时代从全新世重命名为人类世。人类必须决定地球的可持续性对他们有多重要。“拯救世界”所要做的只是需要人类改变自己的行为， 而土壤学是理解人类世下不断变化的地球的关键。

原题：Pedology key to understanding our changing earth in the ‘Age of Humans’

时间：2013年5月16日

作者： Caroline Schneider

译者：陈能场（广东省生态环境技术研究所研究员、中国科协环境生态领域首席传播专家）

在驶过南太平洋后到达陆地时，到复活节岛的游客会看到巨大的雕像。这些雕像被称为摩艾（moai），是用石头雕刻而成的巨像——有些是全身的、站立着守卫着岛屿，而其他雕像则直望大海。不过，最近进行的摩艾发掘发现，在巨大的石头下还发现了令人惊讶的东西-附着的身体。

随着岛上更多挖掘工作的开展，越来越明显的是，许多看似头部的石像实际上都是实物，其身体埋在地下。关于它们如何被掩埋的理论引起了美国农业部夏威夷州土壤科学家辛西娅•斯蒂尔斯（Cynthia Stiles）的兴趣。

斯蒂尔斯解释说：“这些身体很可能被侵蚀物质掩埋了，这些侵蚀物质是从高处掉下来的。” “随着岛上的早期居民增加土地使用，砍伐树木、森林和植物覆盖物，土壤可能变得容易受到水和风蚀的影响。”

杜克大学（Duke University）土壤与生态学教授丹•里希特（Dan Richter）感到，我们需要从仅仅将自己视为扰乱土壤的媒介转变为实际上有助于形成土壤的媒介。他是一个国际工作小组的成员，该小组正在辩论是否将当前的地质年代从全新世改称为人类世（或“人类时代”）。照片由国际土壤碳网络提供。

由人类活动引起的土地退化的引人注目的例子绝不局限于过去。实际上，人类现在管理着地球上一半以上的土地，这意味着我们的影响力比历史上任何时候都要大。杜克大学（Duke University）土壤与生态学教授丹•里希特（Dan Richter）认为，至关重要的是，我们必须从仅仅将自己视为扰乱土壤的媒介，而是真正帮助其土壤形成的媒介。近年来，研究侵蚀、地貌和地球历史的地貌学家和地层学家、地球科学家提出了这样的观点，即人类已成为全球范围内的地质力量。

里希特说：“意识到今天的人类是地球上主要的地貌动因，正在以迅速增加的速度雕刻地球景观，这真是太令人震撼。”

人类时代

如今人类在改变地球方面所起的重要作用实在太大、以至于可能将当前地质时代从全新世重命名为人类世（希腊语“人类学”的意思是“人类”）。地层学家研究不同的岩石层，并负责该年龄的地质名称，目前尚不确定是否应更改名称。特成立了一个国际工作组来解决这个问题，里希特是这个工作组的成员。

他说：“我认为最重要的是我们继续前进，并考虑使用这个名称的地球系统。人类长期以来一直对当地和区域环境产生影响，但不管是否喜欢，我们作为一个物种正在全球范围内影响着地球的土壤和主要的生物地球化学循环。”

虽然里希特对改变名字以反映人类输入的前景感到兴奋，但他提醒说，人类世不应仅仅被视为"人类时代"。他说，仅仅关注人类，这句话就减少了所有正在进行的自然过程以及人与自然的深刻互动。里希特说："人类世实际上是人与自然的时代。

人为干扰（例如钻井）可能会打开土壤层，并导致交叉污染或不同含水层之间的水运动。图片由威斯康星州自然资源部提供。

无论地质时代如何命名，人们对土壤的广泛影响是不可否认的。证据在许多地方都可以看到。在夏威夷，早期波利尼西亚人的土地管理做法给这片土地留下了持久的印象，实际上改变了水流的方式。

“溪流并不总是从高海拔流向海洋，”斯蒂尔斯解释道。“相反，由于早期夏威夷人努力将水用于灌溉，它们横向流过景观。”

人的影响也存在于土壤表面之外。对土壤层的大量研究都集中在A层和B层，这两个层最接近地表，但里希特指出研究更深的C层的重要性。虽然人类可以极大地影响土壤的表层，但农业和植被管理的影响往往在更深的层次上可见，因为植物根部寻找水分并影响碳循环。

像里希特这样的土壤科学家也对农业以外的人类力量感兴趣。出于对土壤深层的兴趣，他一直在研究植物的深层生根以及通过矿井，井和建筑地基钻到土壤中的影响。这些扰动会打开土壤层，导致不同含水层之间的交叉污染或水流动。

宾夕法尼亚州立大学的土壤学助理教授帕特里克•德罗汉（Patrick Drohan）认为，人类对土壤的许多影响反过来又会影响水体。在整个大西洋中部，大规模耕作、城市和郊区发展以及工业化的土地使用模式导致切萨皮克湾（Chesapeake Bay）的氮、磷和沉积物负荷增加。在墨西哥湾（Gulf of Mexico）接收密西西比河水的部分地区也可以看到类似的影响。

通过土壤学找到答案

那么，科学家如何研究人类在地球上产生的各种各样的影响呢？我们的行动如何影响土壤和生态系统的整体健康和质量？在土壤科学领域，具有独特的地位，可以涵盖和理解当今影响地球的各种因素。

土壤学是一个很难描述的领域。德罗汉（Drohan）给出了一个简洁的定义，说：“土壤学是研究土壤起源的科学。”然后他阐述道：“我认为土壤学家是最早的生态学家。要成为一名土壤学家，您必须了解生态系统的各个部分之间的相互作用，不仅是在当前时期，而且还包括过去的时期，以形成我们今天所拥有的景观和物种。”

土壤学家帕特里克•德罗汉（Patrick Drohan）用他的职业术语说：“您必须了解生态系统各部分之间的相互作用，不仅是在当前时期，而且还包括过去的时期……”

德罗汉主要在罗格斯大学前库克学院获得自然资源管理学位，后来又通过宾州州立大学的环境污染控制项目在前森林资源学院从而进入复杂的土壤学领域的。在他目前的职位上，他发现他多样化的背景和通过曲折路径到达土壤学的经历非常有用。

德罗汉说：“拥有如此广阔的背景非常有价值，这就是让我在目前的资金状况下得以生存的原因。我可以看到土壤学与所有其他领域之间的关系。”

里希特回应了这一观点。作为杜克大学尼古拉斯环境学院的教职员工，他与来自各个学科的同事合作，这这些学科受土壤学相互影响。 “土壤学和人类学是农业和所有土地利用的基础，但它们对许多环境和生态科学也至关重要。”

让里希特走上该学科的道路与德罗汉的有所不同。里希特本科主修哲学。作为密西西比州立大学的研究生，他与林业教授的实地考察帮助他走上了目前的道路。

里希特记得这一天。他的教授跪在棉田里，开始谈论土壤。那时，里希特意识到他从来没有像他的教授所说的那样思考地球——历史、水、生产力、食物和森林是如何被支撑它们的土壤所连接的。里希特回到车上时，他意识到土壤和土壤学提供了丰富而重要的研究领域。

里希特回忆说：“非常出色的是，这位出色的老师在这个下午打开我的天眼，在那一刻之后，我知道我要做什么，我不仅在密西西比州而且还在北卡罗来纳州立大学和杜克大学投入了研究生课程中。”

在杜克大学，他获得了博士学位。他研究了森林中的实验性的火灾如何影响地表土壤、地下水和溪流水化学的项目。 "这是从整体上审视了作为土地管理实践的火灾如何影响土壤化学和肥力，以及空气和水。

帮助社会做出可持续的选择

随着土壤学家继续研究人类对土壤和生态系统的影响，该领域提供的整体观点及其与其他学科的关系可以帮助在未来的几年中促进土壤在环境管理中的作用。

对土壤学的理解是理解生态系统之间联系的关键。摄影：USDA-NRCS John A.Kelley

德罗汉解释说：“我们必须传达为什么土壤在整个生态系统中更为重要，并证明人们赖以生存的生态系统之间的联系，我们有能力帮助社会了解他们必须改变行为方式才能更可持续地生活。”

虽然人类对地球的影响很大，但人们改变退化过程并转而与土地和生态系统协同工作的潜力也是巨大的。土壤学家将继续记录与人类活动有关的问题，并可以为人们提供适应策略。因此，人类必须决定地球的可持续性对他们有多重要。

德罗汉说：“要不要可持续地生活下去，是人类的选择，正如学生会说的那样，拯救世界”所要做的只是需要人类改变自己的行为。”

这个故事发布在《土层》的5月至6月号上。

出处：https://www.soils.org/discover-soils/story/pedology-key-understanding-our-changing-earth-age-humans

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