地球上的很多生态系统的功能都依赖于其土壤的健康。图片来源：Katya_Ershova/Pixabay
1937年，时任美国总统的富兰克林·罗斯福(FranklinRoosevelt)在“黑色风暴事件(dustbowl)”发生后致信各州州长，当时整个南部平原的干旱导致了灾难性的饥荒和沙尘暴。“破坏土壤的国家就是在自我毁灭，”他写道，并强调了一个基本事实：地球土壤的状况是地球健康状况的重要指标。
作为一个社会，我们没有对我们脚下的土地给予足够的重视。赋予“dirt”一词以贬义(英语中，dirt为泥土，又有肮脏、丑恶之意，译者注)，就是不尊重土地的一个例子。然而，社会的兴衰直接取决于其对土壤的重视程度。
我们的土壤不仅直接或间接地提供了我们大部分的食物，而且也是地球滋养万物的核心。土壤是碳、水和养分循环中不可或缺的一环，这使得各种大小的生物得以生长和繁衍。
当植物和动物腐烂时，它们的尸体会将养分释放到土壤中，供后代使用和循环。土壤储存、过滤、净化我们的水，同时雨水的下渗有助于防止山洪暴发。而且，土壤是碳储存的关键，有助于缓解人类碳排放对气候的影响。据估计，土壤中的碳是地球大气层中的三倍。
但这些生态系统的功能十分脆弱，很容易崩溃。深耕破坏了土壤结构，使用刺激性的化学品破坏了重要的微生物群落，这些不当操作已然让许多土壤都退化了。据估计，在过去的40年里，农业土壤减少了三分之一。
这降低了我们生产高质量食品的能力。品质差的土壤需要更多的肥料，因为它们不能吸收氮和磷。为了弥补这一点而制造的氮肥则是碳排放的一个重要来源：生产800克面包产生了近600克的二氧化碳，其中仅氮肥就导致了43%的排放。
深耕会扰乱土壤的自然成分和土壤中的生物，使土壤很容易受到侵蚀。图片来源：MemoryCatcher/Pixabay
最重要的是，土壤的退化还会导致土壤以二氧化碳的形式释放其储存的碳，从而加剧气候危机。2015年，当我在巴黎联合国气候变化大会(COP21)上发言时，我警告说，如果我们不通过种植覆盖作物等减少土壤侵蚀的技术来保护我们的土壤，灾难就会迫在眉睫。
当时，我的理论被否认气候变化的人批得一文不值，仿佛是在传播什么毫无营养的言论。但我的声明并非无稽之谈。正如对“黑色风暴事件”的研究提醒我们的那样，土壤退化的影响延续至今。
退化
在整个英国，由于集约农业，土壤已经退化，使得极端天气很容易乘虚而入。2014年春季，强降雨横扫英国全境，退化的土壤无法储存水分，导致水土流失和洪水泛滥。当月，位于普利茅斯的地球观测中心NEODAAS发布的一张卫星图像显示，英国的泥土大量向海里流失。
我们清楚是什么造成了这个局面。耕作打破了粘土和沙子等无机土壤颗粒的聚集体，这些无机土壤颗粒由死根、菌丝、细菌和蚯蚓分泌物等有机物质结合在一起。这些聚集体储存有机碳并构建土壤结构。没有它们，土壤更容易被冲进河流和河口。
蚯蚓等有机体有助于土壤健康，但受到化肥和耕作的负面影响。图片来源：Catarina132/Pixabay,CCBY
谢菲尔德大学、约克大学和利兹大学的最新研究表明，我们可以解决这个问题：不耕作或浅耕作、农田轮作、种植覆盖作物，所有这一切都可以让我们的土壤得以修养和恢复。加之用肥的限制，有益的土壤生物的数量就能增多，如蚯蚓，真菌和细菌。
再生
这一证据支持了越来越多的要求采用再生农业的呼声，再生农业要求在农业场景中支持生物多样性。
比如，在南美洲流行的“刀耕火种”已因破坏生物多样性而广受诟病，“刀耕火种”先砍伐森林，焚烧以释放养分，然后耕种直至养分耗尽。相比之下，再生农业更关注生物多样性，它已被证明在保护甚至改善该地区的土壤健康方面是成功的。
再生农业的一部分工作就是要减轻土壤的压力，鉴于需要养活不断增长的全球人口，这可能显得很棘手。我们的研究表明，在城市环境中生产更多的食物有助于实现这一目标。
在拥挤的城市中，可以使用高效的水培系统种植作物，该系统用水量少，施肥量少，且不需要土壤。这种系统可以在平顶建筑的顶部运作——甚至在难民营中实践，以增强粮食安全和社区复原力。通过在靠近人们居住的地方种植农作物，我们无需运输粮食到全球各个角落，这样一来我们的粮食系统更加可持续。
在城市空间种植粮食有助于保护地球上剩余的可耕地和养活不断增长的人口。图片来源：WiselyWoven/Pixabay
目前，近20%的温室气体排放来自农业：全球土壤释放了大量的二氧化碳。这意味着，如果我们要为子孙后代留下一个健康的农业生态系统，我们亟需采用以土壤为中心的粮食生产技术。
撰文：DuncanCameron，谢菲尔德大学，植物与土壤生物学教授。
