土壤的祕密

土壤

是田野裡不忍沾身的泥巴

是地面上一文不值的塵土

司空見慣、不值一提

然而,就像空氣、水和陽光一樣

土壤在維繫人類生存方面

起著至關重要的作用

土壤的秘密

除了能生長農作物、提供食物,

土壤還有許許多多的“特異功能”:

它可以調蓄洪水

一遍遍地上演“兵來將擋水來土掩”的戲碼;

它可以將能夠產生溫室氣體的碳

封存在自己體內

成為陸地生態系統中最大的“碳富豪”;

它也可以作為土壤動物、微生物

甚至人類的棲身之所

不信你看那一排排的陝北窯洞;

它還可以保存珍貴的文化遺產

任秦皇漢武、唐宗宋祖沉睡千年

始終護其周全;

有些土壤還是珍貴的旅遊資源

如雲南土林、甘肅彩丘

吸睛無數

……

如若離開土壤

人類文明將失去生機、難以為繼

土壤的秘密

張掖彩丘(張掖國家地質公園)

土壤學家常常將土壤比作地球的皮膚

皮膚是人體的最大器官

更是抵禦外來傷害的首要屏障

幾乎沒有人懷疑皮膚對於生命的重要性

作為覆蓋在地球表面的一層鬆散物質

土壤也像皮膚一樣維持著陸地生命的存續

土壤的秘密

英國農業土壤利用景觀

20世紀60年代

蘇聯土壤學家稱土壤為土被

根據希臘語中“Geo(地球)”和“Derma(皮膚)”的含義

1967創刊的國際土壤學會雜誌被命名為《Geoderma》

至今仍是土壤學領域的經典期刊

我國早在唐代就把土壤稱為“地皮”

這一貼切的比喻

在世界範圍內得到了廣泛共識

形象地概括了土壤的主要功能與特點

然而要想深入地認識土壤

光靠比喻還不行

土壤的形成與分類則是科學認識土壤的起點

形成一米厚的土壤,需近2萬年

土壤的形成主要源自地殼表層岩石的風化

暴露在地表的風化殼是土壤形成的物質基礎

通過與周圍環境發生一系列複雜的

物理、化學和生物反應

逐漸形成具有肥力特徵的土壤

土壤的秘密

發育於紅色砂礫岩的土壤景觀(蘇格蘭Stonehaven)

19世紀末

俄羅斯土壤學家道庫恰耶夫創立土壤發生學說

指出土壤是母質氣候生物地形時間

五大成土因素的產物

成土母質為土壤的發生發育提供最初的物質來源

是構成土壤礦物質、提供植物所需養分的物質基礎

因此土壤繼承了土壤母質很多重要特徵

需要指出的是

岩石風化並非成土母質的唯一來源

無處不在的大氣降塵也可為土壤發育提供新鮮底物

甚至從根本上改變原本自上而下的成土模式和風化速率

土壤的秘密

講解員在博物館中介紹土壤形成與氣候的關係

(荷蘭:世界土壤博物館)

氣候主要通過溫度和降水

全面影響成土過程中的

物理、化學和生物作用的強度和方向

生物(包括植物、動物和微生物)在自身的生命活動中

與土壤之間發生著物質和能量交換

改變土壤結構和孔隙狀況

地形主要通過影響其他成土因素而發生作用

以及在重力作用下對地表的物質和能量進行再分配

土壤的秘密

雲南東川紅土地與村莊

當然任何因素對成土過程的影響都與時間有關

作用程度隨時間的延長而加強

除此之外

人類活動通過調節和改變其他成土因素

來控制土壤的發育程度及方向

對土壤發生演化起著不可忽視的作用

成為五大成土因素外最重要的影響因素

例如水稻土就是長期人為耕作活動的結果

值得一提的是

由於環境的差異

五種成土因素的作用並不是均勻相等的

每種因素都可能成為成土過程的主導者

土壤的秘密

山西隰縣的午城黃土(中國最早的黃土)

土壤形成的速率則取決於

土壤形成時的環境條件

一般來講溼熱的環境更利於土壤的形成

不過即使在南極那種極端惡劣的冰雪環境中

也有一些地衣的著生

進行著緩慢的原始成土過程

已知最快的土壤形成速率

出現在新西蘭的南阿爾卑斯山

速率為2.5毫米/年

更多的土壤則是在如龜速般形成

據估算地球表面土壤的平均形成速率

約為0.056毫米/年


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