本文主要介绍了土壤的重要性、形成过程、现状、存在的问题以及解决方案。包括土壤普查和抽查的意义和方法，土壤样本库的建设，土壤数据与气候数据结合的应用等。
土壤是地球表面最复杂的栖息地，拥有所有其他资源无法比拟的生命力，在文明演进和全球变化中发挥着极为重要的作用。土壤的形成过程缓慢，需要经历数亿年的时间和多种因素作用。
土壤普查是了解土壤资源、地力状况的重要手段，为土壤地力提升和农业可持续发展提供数据支持和科学支撑。抽查是对土壤普查的补充，有助于更深入地了解土壤的状况和问题。我国已经开展了多次土壤普查，最新的“三普”工作正在全面进行。
土壤样本库是保存土壤样本的重要设施，对于长期分析土壤变化趋势、保护耕地质量、科学研究等具有重大战略意义。土特产区专题调查则有助于了解特色农产品的生长环境和条件，为农业发展提供有力支持。
土壤数据与光、热、水等气候数据结合，可以深刻理解和规划国土空间内不同作物的适种范围，做到因地适宜、资源优配、因土施策，助力农业高质量发展。
土壤是子孙后代赖以生存的资源，因此土壤的可持续利用和管理非常重要。这需要通过法律、政策引导、宣传推广普及、农民教育等各个层面入手，真正让土地的管理者、使用者都来关心这个事情，实现土地的绿色、高质量的发展。
土壤，作为地球表面最复杂的栖息地，拥有所有其他资源无法比拟的生命力，在人类文明演进和全球变化中发挥着极为重要的作用。土壤奉献而博爱、谦逊而慷慨，但它在赋能自然、赋能生物的同时也会紊乱失衡、多病缠身。当下亟需对土壤进行人工赋能，进一步提升土壤哺育万物的能力。
时隔四十余年，2022年我国启动第三次全国土壤普查（以下简称土壤“三普”）工作，按照部署，当前已进入攻坚的关键阶段。当前我国土壤现状如何，土壤三普结果反映了哪些重大趋势？近日，就相关问题，库叔专访了第三次全国土壤普查专家技术指导组副组长、顶层设计组组长张甘霖。受访｜张甘霖 第三次全国土壤普查专家技术指导组副组长、顶层设计组组长，全国政协委员，中国科学院南京地理与湖泊研究所所长
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数十亿年前，地球生命尚未出现，大气中缺乏氧气，地壳表面裸露的坚硬岩石，受物理、化学等多种因素作用，逐渐机械崩解破碎，变成小碎石、碎粒。这个过程逐渐形成了一种叫成土母质的物质，在生物、气候、地形等因素综合作用下，经过数亿年，逐渐形成了土壤，从而开启地球演化的新纪元。地球上四分之一的生物多样性存在于土壤之中，它形成了强大的、复杂的生态系统网络，具有多种功能。全球80亿人口每天消耗的资源堪称天文数字，其中所消耗80%以上的热量、75%的蛋白质和植物纤维都直接来自土壤。地球上有35万多种植物生长在土壤上，其中就包括水稻、小麦、玉米等重要粮食作物。
无论是从数量，还是来源上看，土壤是水稻、小麦、玉米等陆地作物获取所必需营养元素的重要来源：其所需的营养元素除二氧化碳主要来自空气外，氮、磷、钾及中量元素(如Ca、Mg等)、微量营养元素(如Cu、Zn、Co、Ni、B、Mn、Mo等）均来自土壤。从全球氮、磷营养库的储备和分布看，虽然海洋的面积占地球表面的2/3，但土壤储存的氮、磷总量要比水生生物和水体的储量高得多。土壤是农业的基础，为农作物生长提供水分、养分和物理支撑，直接影响农作物的产量和质量。“民以食为天，食以土为本”这句古语精辟地概括了人类-土壤间的因果相联。
黑龙江林甸县黄河村黑钙土景观及剖面示意。
全球可持续发展的17项目标中有8项直接与土壤有关、5项间接相关。保持土壤生命力之于一国农业发展、粮食安全至关重要。土壤还是微生物的“大本营”，土壤中的微生物分布广、种类多、繁殖快、数量大，是土壤生物中最活跃的部分。
安徽九华山森林-淋溶土景观及剖面示意。
土壤微生物参与有机质的分解、腐殖质的合成及养分的转化等，并促进土壤的形成与发育，对植物生长大有裨益。从传统土壤微生物学研究的“三大菌”来看，1克土壤中含有数百万至数亿个细菌、数万至数百万个放线菌、数千至数十万个真菌。这些微小的地下生命组成全球生物量的很大一部分。
青海海西鱼卡荒漠-干旱土景观及剖面示意。
人类目前应用的许多抗生素，比如青霉素、链霉素、氯霉素、土霉素和四环素等都能由生长在土壤中的微生物产生，这大大增强了人类治疗传染性疾病的能力，也被广泛应用于工业、农业、生态等领域。土壤中的微生物所含遗传信息是人类基因组的1000倍之多，内藏人类社会演进发展的钥匙，当前已成为新一轮科技革命的战略资源。世界上一些发达国家已纷纷以土壤微生物群落的遗传信息为研究对象，采用先进的分子生物学手段，建构土壤微生物基因组信息库，并联合分离培养方法，为土壤微生物资源的开发利用提供理论支持，以发挥土壤微生物资源的巨大潜力。2
土壤的形成过程极其缓慢，从“石烂”开始，以“石烂”的速度进行。研究表明，风化1厘米土壤需要数千年到数万年。
2024年12月21日，在河南省沁阳市王曲乡村，农民在田间采挖怀山药。新华社发（杨帆 摄）
有学者称土壤是“一种可缓慢再生的资源”，从千万年的时间尺度来看，这种说法不无道理。然而在土壤形成的长河中，人渺如沧海一粟，乃至一辈子都看不到1毫米土壤的形成，从这个意义上看，土壤不是可再生的，非取之不尽、用之不竭。从数量上看：当前我国人多地少的格局仍存，人地矛盾依旧。虽然近年来相继出台了土壤污染防治法、黑土地保护法等专门法律，但尚无专门的耕地保护法，耕地“非农化”“非粮化”的问题仍然突出，耕地数量保护形势不容乐观、任务之艰愈发显现。从质量上看：改革开放以来，由于经济社会的快速发展，土地资源长期高强度利用，我国耕地土壤发育的外部环境发生了剧烈变化。耕地基础地力总体呈下降趋势，出现了一些突出的区域性问题，例如，南方红黄壤酸化、北方耕地盐碱化和东北黑土地系统性退化等，长此以往，千万年形成的土壤将毁于一旦。
张甘霖在野外考察土壤。
当前，要对土壤进行人工赋能，实施土壤全生命周期管理。人工赋能意味着在充分认识和理解土壤内在演变规律的基础上，通过科学技术和人为管理手段来增强土壤的特定功能和生产力，包括科学合理施用肥料和土壤改良剂、提升灌溉和土壤工程技术、加强土壤监测和管理、采用智慧农业技术等方法来提升土壤内在生产力。一方面，人工赋能可以进一步提高土壤的肥力并改善作物生长条件，从而提高作物产量。土壤肥力提升的同时还能够增强土壤抵抗病虫害和不利环境条件的能力，减少作物损失。另一方面，通过科学管理，可以维持和增强土壤生物多样性，维持生态平衡，减少对除草剂等农药的依赖，减少二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体排放和减轻水土资源污染，进而降低农业活动对环境的负面影响，促进农业绿色可持续发展。尤为值得注意的是，对土壤的人工赋能不仅仅止步于科技支撑和管理水平，还应包括认知提升。早在1998年5月，在法国阿尔萨斯地区的克兰让达尔城堡举行的题为“土壤、文化和精神性”研讨会上，来自管理界、科学界、宗教界和公众的代表一致通过的《克兰让达尔土壤宣言》即给出了警示——人们发展出一种从属于“现代主义”的新耕作方式。现代社会的生产本位主义和科学技术为这种新耕作方式创造了一种脱离土壤和土地的幻象，致使土地变成了“肮脏”的同义词。人们在城市、公路、停车场甚至在郊野地上铺制沥青，以使生活环境更加“干净”；大人们禁止孩子用泥土“弄脏”手，禁止他们与土壤直接接触。城市不断扩大，城市居民一代代繁衍下去，土壤和人之间的直接联系变得越来越脆弱。《宣言》呼吁，土壤是谦虚慷慨、奉献博爱的代名词，不能只是每天被踩在脚下的物质，不能被简化为日常活动的载体；不能只关心土壤一个特殊功能而忽视其他方面；不能完全用重商主义来看待土壤，将其工具化、物质化而不顾其精神性和文化性。3
土壤普查是人工赋能土壤的重要途径，为土壤地力提升提供数据支持和科学支撑，同时对提升公众认知大有裨益。
张甘霖在野外考察土壤。
我国最早的土壤普查或可追溯至公元前4世纪乃至更早以前。一个例证是《尚书·禹贡》根据土壤颜色、质地和水文状况等，将当时国土范围九州的土壤分为黄壤、白壤、黑坟、白坟、赤植坟、青黎、涂泥、壤坟垆等种类，并根据肥力高低，把土壤分为三等九级，而且把土壤特性、分类与地形、植物和土壤利用结合起来。这是世界上最早的土壤图，据考证，其所记述的九州土壤分布与实际情况颇为吻合。1958年，全国各地先后开展以耕地土壤为中心的土壤普查鉴定工作，并于1960年完成了相关普查任务。“一普”形成了耕地资源分布、土壤肥力、土壤改良概图等成果，对农田基本建设起到了推动作用，促进了农业生产，为因地制宜贯彻农业“八字宪法”提供了有力支撑，为增加粮食生产发挥了重要作用。1979年，《国务院批转农业部关于全国土壤普查工作会议报告和关于开展全国第二次土壤普查工作方案》部署了全国第二次土壤普查工作，并于1984年底基本完成普查主体工作。“二普”全面查清了我国土壤资源的类型、数量、分布、基本性状等，建立了我国土壤分类系统，摸清了中低产田的比例、分布以及主要障碍类型，为实施农业综合开发、耕地开垦、中低产田改造、科学施肥、农业区划等提供了重要的基础支撑。我国土壤“三普”工作于2022年启动，计划利用四年时间全面摸清以耕地土壤为主的土壤资源家底。2023年至今为普查全面推进阶段，在数据成果上，将取得三方面的重大成效：即获取全国土壤类型、土壤理化和典型区域生物性状指标数据清单；土壤退化与障碍数据；土特产区、盐碱地土壤等专题调查数据。截至目前，国家级数据库已累计收集、存储农田土壤成土环境（地形、母质、气候、植被等）、土壤利用状况（农业基础设施、种植制度、作物产量水平、投入品使用情况等）等调查信息超2亿条，以及土壤盐碱、酸化、有机质、氮磷钾养分、中微量元素等化验信息超6800万条；构建了土壤“三普”样本库，采取国家、省级分级保存，一体化管理。其中，国家库分为国家库（南京）和国家库（北京），以互为备份的方式，计划存储全部的土壤“三普”样本。土壤样本库是土壤类型、性状与生物基因资源的“时间胶囊”，对于土壤及环境长期变化趋势分析、耕地质量保护、科学研究等具有重大战略意义。基于此，我们对四十多年来全国土壤变化特点进行了总结及原因研判；对我国土壤未来较长时间尺度内的变化趋势进行了展望及前瞻布局。
2023年5月8日拍摄的云南元阳哈尼梯田核心区的多依树梯田（无人机照片）。新华社记者 刘诗平 摄
相较于土壤“二普”时期，我国耕地总体呈现酸化趋势，这与长期以来化学肥料的大量投入密切相关，未来需要采取更为合理的养分管理措施；四十多年来，由于耕作方式向机械化快速转变，耕地土壤犁底层的厚度和深度也发生了明显变化，需要调整和优化当前的土壤改良措施。在此基础上，我们还将推进普查成果图件编制工作，主要包括土壤类型图，土壤养分图，土壤质量分布图，黑土分布图，盐碱、酸化等退化土壤分布图，土壤利用适宜性分布图，特色农产品生产区域土壤专题调查图等。如此，土壤数据与光、热、水等气候数据结合，将极大助力我们深刻理解、谋划国土空间内不同作物的适种范围，真正做到因地适宜、资源优配、因土施策。4
我国幅员广阔，横纵向为五大气候带、三大阶梯，对应的土壤也种类不一、类型各异，仅有土壤普查是不够的，还要有“抽查”。2008年后的十余年间，我所在的团队牵头组织全国26家科研院校400多人的科研队伍开展了土壤基层分类调查研究。队伍涉大江、爬高原、进雪山，调查了5696个典型土壤剖面，首次建立了我国土壤基层分类的鉴别特征与定量划分标准，鉴别了覆盖全境的典型土系4351个，最终建立更新了我国土壤系统分类基层分类单元土系及土系数据库，并形成了《中国土系志》这套书。这套丛书有1760万字，按省份分卷，每一页都如同一张小档案。以江苏卷为例，图文并茂地记载了分布于全省的134种典型土壤类型、名称、分布区域等信息，重要的土壤物理化学性质等一应俱全，还包括降水、温度等在内的气候信息，堪比《新华字典》，使用者可以按图索骥。我们利用这些数据，研发了多尺度土壤预测制图模型，首次生成了我国90米分辨率高精度国家土壤信息网格，分辨率实现了数量级的跨越，实现了“站在国内任何一块农田，都可以查阅该地点的土壤信息。”这套数据在耕地质量评价、水土流失潜力评估、国家土壤碳储量跟分布等方面都有应用。土壤被侵蚀一年就可以刨掉一厘米甚至几厘米，但它的形成要一千年、一万年才有薄薄的一层。一方面我们希望土壤能为当代人生产足够的粮食，同时也要注意土壤也是子孙后代赖以生存的资源。所以土壤的可持续利用和管理特别重要，也成为一个精细又长效的工作。我们要从法律、政策引导，宣传推广普及，农民教育等各个层面入手，真正让土地的管理者、使用者都来关心这个事情，真正提升生产水平，实现土地的绿色、高质量的发展。（尹纯菊对此文亦有贡献。本文图片除署名外，其余均由受访者提供。）
来源：瞭望智库
编辑：蔡薇萍
监审：郭平稳、徐锋
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