地球上的很多生態(tài)系統(tǒng)的功能都依賴于其土壤的健康。圖片來源：Katya_Ershova/Pixabay

1937年，時任美國總統(tǒng)的富蘭克林·羅斯福(FranklinRoosevelt)在“黑色風(fēng)暴事件(dustbowl)”發(fā)生后致信各州州長，當(dāng)時整個南部平原的干旱導(dǎo)致了災(zāi)難性的饑荒和沙塵暴。“破壞土壤的國家就是在自我毀滅，”他寫道，并強調(diào)了一個基本事實：地球土壤的狀況是地球健康狀況的重要指標(biāo)。

作為一個社會，我們沒有對我們腳下的土地給予足夠的重視。賦予“dirt”一詞以貶義(英語中，dirt為泥土，又有骯臟、丑惡之意，譯者注)，就是不尊重土地的一個例子。然而，社會的興衰直接取決于其對土壤的重視程度。

我們的土壤不僅直接或間接地提供了我們大部分的食物，而且也是地球滋養(yǎng)萬物的核心。土壤是碳、水和養(yǎng)分循環(huán)中不可或缺的一環(huán)，這使得各種大小的生物得以生長和繁衍。

當(dāng)植物和動物腐爛時，它們的尸體會將養(yǎng)分釋放到土壤中，供后代使用和循環(huán)。土壤儲存、過濾、凈化我們的水，同時雨水的下滲有助于防止山洪暴發(fā)。而且，土壤是碳儲存的關(guān)鍵，有助于緩解人類碳排放對氣候的影響。據(jù)估計，土壤中的碳是地球大氣層中的三倍。

但這些生態(tài)系統(tǒng)的功能十分脆弱，很容易崩潰。深耕破壞了土壤結(jié)構(gòu)，使用刺激性的化學(xué)品破壞了重要的微生物群落，這些不當(dāng)操作已然讓許多土壤都退化了。據(jù)估計，在過去的40年里，農(nóng)業(yè)土壤減少了三分之一。

這降低了我們生產(chǎn)高質(zhì)量食品的能力。品質(zhì)差的土壤需要更多的肥料，因為它們不能吸收氮和磷。為了彌補這一點而制造的氮肥則是碳排放的一個重要來源：生產(chǎn)800克面包產(chǎn)生了近600克的二氧化碳，其中僅氮肥就導(dǎo)致了43%的排放。

深耕會擾亂土壤的自然成分和土壤中的生物，使土壤很容易受到侵蝕。圖片來源：MemoryCatcher/Pixabay

最重要的是，土壤的退化還會導(dǎo)致土壤以二氧化碳的形式釋放其儲存的碳，從而加劇氣候危機(jī)。2015年，當(dāng)我在巴黎聯(lián)合國氣候變化大會(COP21)上發(fā)言時，我警告說，如果我們不通過種植覆蓋作物等減少土壤侵蝕的技術(shù)來保護(hù)我們的土壤，災(zāi)難就會迫在眉睫。

當(dāng)時，我的理論被否認(rèn)氣候變化的人批得一文不值，仿佛是在傳播什么毫無營養(yǎng)的言論。但我的聲明并非無稽之談。正如對“黑色風(fēng)暴事件”的研究提醒我們的那樣，土壤退化的影響延續(xù)至今。

退化

在整個英國，由于集約農(nóng)業(yè)，土壤已經(jīng)退化，使得極端天氣很容易乘虛而入。2014年春季，強降雨橫掃英國全境，退化的土壤無法儲存水分，導(dǎo)致水土流失和洪水泛濫。當(dāng)月，位于普利茅斯的地球觀測中心NEODAAS發(fā)布的一張衛(wèi)星圖像顯示，英國的泥土大量向海里流失。

我們清楚是什么造成了這個局面。耕作打破了粘土和沙子等無機(jī)土壤顆粒的聚集體，這些無機(jī)土壤顆粒由死根、菌絲、細(xì)菌和蚯蚓分泌物等有機(jī)物質(zhì)結(jié)合在一起。這些聚集體儲存有機(jī)碳并構(gòu)建土壤結(jié)構(gòu)。沒有它們，土壤更容易被沖進(jìn)河流和河口。

蚯蚓等有機(jī)體有助于土壤健康，但受到化肥和耕作的負(fù)面影響。圖片來源：Catarina132/Pixabay,CCBY

謝菲爾德大學(xué)、約克大學(xué)和利茲大學(xué)的最新研究表明，我們可以解決這個問題：不耕作或淺耕作、農(nóng)田輪作、種植覆蓋作物，所有這一切都可以讓我們的土壤得以修養(yǎng)和恢復(fù)。加之用肥的限制，有益的土壤生物的數(shù)量就能增多，如蚯蚓，真菌和細(xì)菌。

再生

這一證據(jù)支持了越來越多的要求采用再生農(nóng)業(yè)的呼聲，再生農(nóng)業(yè)要求在農(nóng)業(yè)場景中支持生物多樣性。

比如，在南美洲流行的“刀耕火種”已因破壞生物多樣性而廣受詬病，“刀耕火種”先砍伐森林，焚燒以釋放養(yǎng)分，然后耕種直至養(yǎng)分耗盡。相比之下，再生農(nóng)業(yè)更關(guān)注生物多樣性，它已被證明在保護(hù)甚至改善該地區(qū)的土壤健康方面是成功的。

再生農(nóng)業(yè)的一部分工作就是要減輕土壤的壓力，鑒于需要養(yǎng)活不斷增長的全球人口，這可能顯得很棘手。我們的研究表明，在城市環(huán)境中生產(chǎn)更多的食物有助于實現(xiàn)這一目標(biāo)。

在擁擠的城市中，可以使用高效的水培系統(tǒng)種植作物，該系統(tǒng)用水量少，施肥量少，且不需要土壤。這種系統(tǒng)可以在平頂建筑的頂部運作——甚至在難民營中實踐，以增強糧食安全和社區(qū)復(fù)原力。通過在靠近人們居住的地方種植農(nóng)作物，我們無需運輸糧食到全球各個角落，這樣一來我們的糧食系統(tǒng)更加可持續(xù)。

在城市空間種植糧食有助于保護(hù)地球上剩余的可耕地和養(yǎng)活不斷增長的人口。圖片來源：WiselyWoven/Pixabay

目前，近20%的溫室氣體排放來自農(nóng)業(yè)：全球土壤釋放了大量的二氧化碳。這意味著，如果我們要為子孫后代留下一個健康的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，我們亟需采用以土壤為中心的糧食生產(chǎn)技術(shù)。

撰文：DuncanCameron，謝菲爾德大學(xué)，植物與土壤生物學(xué)教授。