中科院院士石元春:民以食為天,食以土為本!土壤的重要不言而喻

中科院院士石元春:民以食為天,食以土為本!土壤的重要不言而喻

在過去、今天和未來,主要的農業生產依然離不開土壤,沒有充足和肥沃的土壤資源作為支撐,人類很難養活自己。因此,我們無論怎麼強調土壤的重要性,永遠都不為過。

作者:石元春(中國科學院院士、中國工程院院士)

傳說中,人類由泥土而來,而現實中人類在地球上的生存生活確實依賴於土壤生產的產品。

“民以食為天,食以土為本”。老祖宗告訴我們土壤是農業的基礎,是最基本的農業生產資料。在過去、今天和未來,主要的農業生產依然離不開土壤,沒有充足和肥沃的土壤資源作為支撐,人類很難養活自己。因此,我們無論怎麼強調土壤的重要性,永遠都不為過。

中科院院士石元春:民以食為天,食以土為本!土壤的重要不言而喻

土壤資源是農業的可持續發展的基礎。隨著生物技術的不斷進步,糧食新品種不斷出現,糧食單產也不斷提高,對土壤肥力的要求也越來越高。而品種再好,如果沒有充足的土壤養分和水分,糧食產量也不可能持續提高。所以,要保證糧食產量的不斷提高,滿足日益增加的世界人口需要,必須以充足的土壤資源和不斷提高的土壤質量為基礎,促進農業的可持續發展。

土壤是環境的重要組成部分,是地球圈層的核心部分,是地球生態系統物質和能力轉化的中心樞紐。生態學家認為土壤是地球表層系統中,生物多樣性最豐富,生物地球化學的能量交換、物質循環(轉化)最活躍的生命層。環境科學家認為,土壤是重要的環境因素,是環境汙染物的緩衝帶和過濾器。工程專家則把土壤看作承受高強度壓力的基地或作為工程材料的來源。不管從那個角度看,土壤都是人類不可出讓的寶貴自然資源,馬克思曾這麼評價土壤。

土壤不僅人類糧食的生產基地,也是未來能源的重要供應基地。隨煤炭、石油等化石能源的枯竭,通過綠色植物來提取能源是解決人類能源供應的重要途徑,如玉米通過發酵可以生產酒精、乙烷代替汽油,秸稈通過沼氣發酵可以生產沼氣,代替天然氣取暖或發電。目前以生物質能源為代表的生物質經濟已經引起了各國的重要,並投入大量的資金進行開發。因此,土壤在不遠的將來將成為人類能源的生產基地。

我們的腳下的土壤正在發生著悄然的變化,並導致全球氣候和資源環境的深刻變化。土壤是陸地的表層物質,而陸地的面積是有限的。我國的土壤資源十分短缺,耕地總量僅佔世界耕地面積的7.8%,卻要養活佔世界22%的人口,而且適宜開墾的土壤後備資源十分有限,我國土壤資源的有限性已成為制約經濟、社會可持續發展的重要因素,未來有限的土壤資源供應能力與人類對土壤(地)總需求之間的矛盾將日趨尖銳。

在破壞性自然營力作用下,或在人類不合理開發利用過程中,土壤肥力將逐漸下降和破壞,這就是土壤質量的退化。從全球範圍看,普遍存在著土壤資源非農佔用、破壞、土壤風蝕、土壤水蝕、土壤汙染、土壤肥力退化等現象。在我國,由於出於人口的壓力,因不合理開發利用造成的土壤資源的荒漠化、水土流失、土壤汙染等問題非常嚴峻。

地球是人類的家園,而人類的生存與土壤圈的功能密不可分。在地球表層系統中,土壤圈具有特殊的地位和功能。它對各圈層的能量、物質流動及信息傳遞起著維持和調節作用。各種土壤類型、特徵和性質都是過去和現在大氣圈、生物圈、岩石圈和水圈的反映。它的任何變化都會影響各圈層的演化和發展,乃至對全球變化產生衝擊作用。所以土壤圈被視為地球表層系統中最活躍,最富有生命力的圈層。

近年來土壤圈研究獲得了極大的重視和發展,特別是1990年Arnold對土壤圈的定義、結構、功能以其在地球系統中的地位做了全面的概述和發展,促進了土壤科學參與全球問題的研究與解決。從整個地球的尺度和圈層的角度來研究全球土壤的結構、成因和演化規律,以達到了解土壤在地球系統的作用、土壤變化對全球變化的影響以及對人類和自然環境的未來影響,解決全球面臨的人口—資源—生態環境的重大問題和挑戰,依然目前土壤科學麵臨的亟待解決的問題之一。

中科院院士石元春:民以食為天,食以土為本!土壤的重要不言而喻

土壤與人類的健康息息相關,土壤質量的好壞影響人類的生活質量和發展狀態。土壤是生態系統中最活躍的生命層次,不論是農田、森林、或溼地生態系統中,小到一個庭院,大到整個草原乃至整個地球,都是生態系統,土壤在這些生態系統中都起著關鍵的作用。我們經常沾沾自喜,自以為能很輕鬆的戰勝自然。人折磨人是一種同類相食的行為,而當人類同過掠奪的方式征服自然的時候,這無疑是也是一種同類相食,因為人是自然的一部分。如果人類想存活,他必須學會如同胞一樣與自然和諧共處。如果他不懂得這個道理,自然就會反擊而消亡。

我國有5000年精耕細作的歷史傳統,具有燦爛的農業文化。我國夏代《尚書》的禹貢篇,距今約有4100多年的歷史,其中概述了九州土壤的地理分佈及肥力等級等特徵,是世界上最早的土壤專門論著。從古到今,我們的祖先對故土有強烈的依戀,死後葉落歸根是每個中國遊子的夙願。他們對土地始終充滿了敬畏和神聖感,任何時候不敢輕易“動土”,而對土壤始終進行細緻的照料,從而使中國人到今天仍然有大面積肥沃的農田可以耕作。《四千年的農夫》的作者,美國著名土壤學家富蘭克林.H.金(F.H.King)在1909年對中國的考察時曾對中國先人保育土壤的技術發出了由衷的讚歎。

然而,土壤學作為一門獨立學科的形成、發展,是近150年來的事情,現代土壤科學真正開始於二次世界大戰後。這個太平盛世既帶來了機會也帶來了挑戰。人口的迅速膨脹帶來了糧食危機。由於農業投入不足,發展中國家的土地退化,生態破壞十分迅速,而發達國家的富裕影響了生態功能和土地資源質量。這些變化對整個社會和土壤科學界提出了新的需求。後者導致產生了土壤學新的分支,如土壤質量、土壤退化、土壤荒漠化、土壤生物地球化學循環、土壤汙染評價與監測等。

隨著人們對土壤生態系統的認識和研究加深,20年後期國際上提出了土壤健康(也稱土壤質量)的概念,以前土壤科學的研究主要側重與土壤生產能力的研究,如今越來越重視土壤對生態、環境的淨化、修復能力以及土壤對動物和人類健康的影響。土壤質量的變化直接影響到全球氣候的變化、生態環境的變化、物種的消失等,因此,土壤質量(健康)的研究目前已成為土壤科學研究的熱點。

《土壤學與生活》( 英文原著名為:The Nature and Properties of Soils)一書作為世界上著名的土壤學教材,已經連續出版14版,通常每隔數年就有內容更新,以反映土壤科學的發展和時代的要求,可以說是目前最與時俱進的教科書,因此被世界很多國家當作土壤學教學參考書。全書共分20章,以土壤基本組成和特性為框架,分別對土壤的物理、化學、生物和土壤資源利用進行了詳細而系統的介紹,其內容資料豐富,配有很多典型的插圖,具有很高的參考學習價值。本書可作為資源與環境、農學、林學、園藝、植保以及農業氣象、環境保護、生態、土地資源各專業本、專科生必修的專業基礎課的參考教材,也可供從事農林業、水利、生態環境保護等科學研究與技術推廣的科技人員參考。

本書由長江學者李保國和徐建明教授組織翻譯,參加翻譯工作的人員主要是中國農業大學、浙江大學、華中農業大學、湖南農業大學、西安理工大學和新疆農業大學當前從事土壤學教學與研究的教師。這是一件好事,把國外的優秀教材翻譯過來,可以直接提高國內土壤學的教學水平,豐富土壤學的教學資源,同時也可以擴大該教材的讀者群體,使更多的人能否從這本世界優秀的土壤教材中獲得良好的知識和教益。也為普及土壤科普知識,提高公眾尊重土壤、珍惜土壤、保護土壤的意識。在當下中國,能組織這麼多優秀教師不辭勞苦,兢兢業業翻譯國外名著,是一件值得肯定和贊成的好事。

祝賀該書順利在中國出版,也祝賀中國的土壤學研究取得更大的成績,使祖國的山川變得日益秀美和健康。

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中科院院士石元春:民以食為天,食以土為本!土壤的重要不言而喻

《土壤學與生活》(原書第十四版)

(美)尼爾· 布雷迪(NyleC. Brady ),

(美)雷· 韋爾(RayR. Weil)著;

李保國 等譯.

北京:科學出版社,2019.2

《土壤學與生活》是國際著名經典土壤學著作 The Nature and Properties of Soils(第十四版)的中文譯本。主要內容包括土壤 ——人類生活之本、土壤母質、 土壤分類、土壤物理性狀、 土壤水及其水文循環、土壤通氣性與溫度、 土壤膠體、土壤酸鹼度、土壤有機質、土壤中氮磷鉀硫等主要元素行為、 土壤養分管理技術、土壤侵蝕及其防治、土壤化學汙染、土壤地理信息、 土壤質量等共 20 章內容。本書可作為從事農業、資源環境、生態、地理、相關工程等學科專業 教學科研決策推廣人員的重要參考書目,也可作為土壤學的本科和研究生的教材和重要參考書,也是一本具備高中知識以上所有想了解土壤學知識、 保護大自然人士的案頭之作與重要讀物。


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