土壤修复的创建：再生实践全球指南

土壤是我们食物系统的基础，也是陆地生态系统的重要组成部分，正面临着全球范围内前所未有的退化。密集型农业实践、森林砍伐、城市化和气候变化正在导致土壤侵蚀、养分耗竭和生物多样性丧失。然而，好消息是土壤可以修复。本指南全面概述了土壤修复的原则和实践，适用于全球不同的气候和农业系统。我们的目标是帮助个人、社区和组织实施再生战略，以增强土壤健康，提高农业生产力，并为更可持续的未来做出贡献。

了解土壤退化：全球视角

在深入研究修复技术之前，了解全球范围内正在发生的各种土壤退化形式至关重要：

• 土壤侵蚀：风和水对表层土壤的侵蚀，因森林砍伐、过度放牧和不可持续的耕作方式而加剧。例如，埃塞俄比亚的沟壑侵蚀和美国中西部的片蚀。
• 养分耗竭：由于持续种植而没有适当补充，导致氮、磷和钾等必需养分流失。这在许多发展中国家是一个普遍存在的问题，因为这些国家获得肥料的机会有限或价格昂贵。
• 盐碱化：盐分在表层土壤中积累，通常是由不适当的灌溉方式引起的，使土地不适合农业。澳大利亚和中东部分地区等干旱和半干旱地区特别容易受到影响。
• 土壤压实：土壤孔隙空间的减少，阻碍了根系生长、水分渗透和通气。工业农业中使用的大型机械通常会导致压实。
• 化学污染：将杀虫剂、除草剂、重金属和工业废物等污染物引入土壤，损害土壤生物并可能进入食物链。例如，东欧部分地区的工业污染和全球许多农业地区的杀虫剂径流。
• 生物多样性丧失：土壤生物的种类和数量减少，包括细菌、真菌、蚯蚓和线虫，它们在养分循环、土壤结构和疾病抑制中起着至关重要的作用。

土壤修复的原则：行动框架

有效的土壤修复需要基于以下原则的整体方法：

• 尽量减少土壤扰动：减少耕作并避免不必要的土壤破坏可以保护土壤结构，保持有机质，并支持有益的土壤生物。
• 最大限度地覆盖土壤：保持土壤被植被或有机物覆盖，可以保护其免受侵蚀，减少水分蒸发并抑制杂草。
• 促进生物多样性：增加植物和土壤生物的多样性可以增强养分循环、抗病能力和整体生态系统恢复能力。
• 明智地管理养分：使用有机肥料、覆盖作物和作物轮作来提供均衡的养分供应，同时最大限度地减少合成投入。
• 整合牲畜（在适当的情况下）：精心管理的放牧可以通过刺激植物生长、循环养分和增加土壤有机质来改善土壤健康。

土壤修复的实用技术：全球工具包

以下技术可以适应世界各地不同的环境和耕作系统：

1. 免耕农业：

免耕农业是指在不进行犁耕或耕作的情况下，将作物直接种植到未扰动的土壤中。这种做法：

• 通过在表面留下作物残留物来减少土壤侵蚀。
• 改善水分渗透和保持。
• 增加土壤有机质。
• 减少燃料消耗和劳动力成本。

示例：在巴西，免耕农业已被广泛采用，从而显着改善了塞拉多地区的土壤健康和农业生产力。

2. 覆盖作物：

覆盖作物是主要为保护和改良土壤而不是为收获而种植的植物。它们提供了许多好处：

• 防止土壤侵蚀。
• 抑制杂草。
• 从大气中固定氮（豆类）。
• 改善土壤结构。
• 增加土壤有机质。

示例：欧洲的农民经常在冬季使用黑麦和野豌豆等覆盖作物来保护土壤并改善其肥力，以供来年春季作物使用。

3. 作物轮作：

作物轮作是指按计划的顺序种植不同的作物，以改善土壤健康并减少病虫害问题。好处包括：

• 改善养分循环。
• 降低病虫害压力。
• 增强土壤结构。
• 增加生物多样性。

示例：中世纪欧洲使用的传统“三田制”包括在小麦、大麦和休耕地之间轮作作物，以维持土壤肥力。

4. 堆肥：

堆肥是将有机物分解成富含养分的土壤改良剂的过程。堆肥可以由以下物质制成：

• 食物残渣。
• 庭院垃圾。
• 动物粪便。

堆肥：

• 改善土壤结构。
• 增加保水性。
• 提供必需的养分。
• 抑制植物病害。

示例：世界各地的许多城市农业倡议都使用堆肥来回收有机废物，并为种植食物创造健康的土壤。

5. 农林业：

农林业是指将乔木和灌木整合到农业系统中。这种做法提供了许多好处：

• 防止土壤侵蚀。
• 改善土壤肥力（某些树木的固氮作用）。
• 为作物和牲畜提供遮荫和庇护。
• 增加生物多样性。
• 提供来自木材、水果和坚果的额外收入。

示例：在非洲萨赫勒地区，农民正在使用农林业技术来对抗荒漠化并提高粮食安全。

6. 保守耕作：

保守耕作方法在准备播种床时最大限度地减少了土壤扰动。技术包括：

• 垄耕：在永久垄上种植。
• 条耕：仅在播种的狭窄条带上耕作。

好处：

• 与传统耕作相比，减少了侵蚀。
• 保持土壤水分。
• 随着时间的推移改善土壤结构。

示例：北美越来越多地使用保守耕作来减少侵蚀并改善农业流域的水质。

7. 生物炭施用：

生物炭是一种通过在缺氧条件下加热生物质（热解）产生的类似木炭的物质。当添加到土壤中时，生物炭可以：

• 改善土壤结构。
• 增加保水性。
• 提高养分有效性。
• 降低土壤酸度。
• 封存碳。

示例：研究人员正在探索在亚马逊河流域使用生物炭来改善土壤肥力并将碳封存在退化的土地中（黑土）。

8. 管理放牧：

管理放牧是指在不同的牧场之间轮换牲畜，以防止过度放牧并使植物得以恢复。这种做法：

• 通过刺激植物生长和养分循环来改善土壤健康。
• 减少土壤压实。
• 增加生物多样性。
• 增强水分渗透。

示例：整体管理是一种计划放牧的形式，已在世界各地用于恢复退化的牧场并提高牲畜产量。

9. 利用植物技术的修复：

植物技术使用植物来去除、降解或稳定土壤和水中的污染物。技术包括：

• 植物修复：使用植物清理受污染的土壤。
• 植物提取：植物吸收和积累污染物，然后在收获时将其移除。
• 根际过滤：植物根系过滤水中的污染物。

示例：向日葵植物已成功用于去除切尔诺贝利附近土壤中的放射性污染物。

挑战和注意事项

实施土壤修复实践可能会带来一些挑战：

• 初始成本：某些做法，例如实施免耕设备或种植覆盖作物，可能需要初始投资。
• 知识和培训：农民可能需要培训和支持才能有效地采用新技术。
• 气候和土壤条件：不同技术的适用性将因当地气候和土壤条件而异。
• 政策和机构支持：支持性政策和激励措施可以鼓励更广泛地采用土壤修复实践。
• 经济可行性：修复实践必须在经济上对农民可行，才能实现长期可持续性。

监测和评估

定期监测和评估对于跟踪土壤修复工作的进展情况并确定需要改进的领域至关重要。要监测的关键指标包括：

• 土壤有机质含量。
• 土壤结构（团聚）。
• 水分渗透率。
• 养分水平。
• 土壤生物多样性（例如，蚯蚓数量）。
• 作物产量。
• 侵蚀率。

技术和创新的作用

技术进步在土壤修复中发挥着越来越重要的作用。示例包括：

• 遥感：无人机和卫星可用于监测大面积地区的土壤健康、侵蚀模式和植被覆盖。
• 精准农业：GPS 引导的拖拉机和变量施肥器等技术可以优化养分管理并减少环境影响。
• 土壤传感器：原位土壤传感器可以提供有关土壤湿度、温度和养分水平的实时数据。
• 数据分析：数据分析可用于分析土壤数据并识别可为管理决策提供信息的模式和趋势。

成功进行土壤修复的全球案例

• 黄土高原流域治理项目（中国）：这个大型项目通过梯田、植树造林和改进的放牧管理，将严重侵蚀和退化的景观转变为生产性农业区。
• 非洲绿色长城：这项雄心勃勃的计划旨在通过在萨赫勒地区种植一条树木和植被带，来对抗荒漠化。
• 亲吻大地运动（全球）：这个倡导团体提倡将再生农业作为应对气候变化和土壤退化的解决方案。
• 农民管理自然再生 (FMNR)（非洲）：一种简单而有效的技术，农民保护和管理其土地上自然再生的树木和灌木，将退化的景观转变为生产性农林业系统。

结论：投资于我们的未来

土壤修复不仅是一项环境要务；它也是一项经济和社会必需品。健康的土壤对于粮食安全、水质、缓解气候变化和保护生物多样性至关重要。通过采取再生实践并投资于土壤健康，我们可以为我们自己和子孙后代创造一个更加可持续和具有恢复力的未来。我们必须拥抱对土壤管理的全球承诺，促进合作、知识共享和政策支持，以加速向全球可持续土地管理实践的过渡。我们星球的未来取决于我们土壤的健康。