土壤健康差距：建立土壤健康管理基准的概念
导 读
讨论了一个新术语“土壤健康差距”。
作者：张思澄
来源：土壤健康与耕地可持续利用公号（2021年6月25日）
01分享论文信息
发表期刊：Global Ecology and Conservation
发表年份：2020年
通讯作者：Bijesh Maharjan
通讯作者单位：内布拉斯加大学
02亮点
讨论了一个新术语“土壤健康差距”
03文章简介
对可持续农业的日益增长的呼声和需求使改善或保持土壤健康的努力得到了应有的关注。大量研究和田间试验从物理化学和生物指标方面报告了土壤健康，并确定了可以改善它的不同管理实践。然而，问题是，自从农业出现以来，有多少耕地退化了？最大或实际可实现的土壤健康目标是什么？确定一个定义退化的真实程度并同时设定潜在土壤健康目标的基准将优化使用不同做法改善土壤健康的努力。在本文中讨论了一个新术语“土壤健康差距”，其定义为未受干扰的原生土壤中的土壤健康与给定农业生态系统中农田当前土壤健康之间的差异。土壤健康差距可以根据土壤碳等一般或特定土壤特性确定。土壤有机碳在原生草地、免耕、常规耕作和底土裸露农田进行测量。基于土壤有机碳的土壤健康差距的顺序是免耕<常规耕作<暴露于地下的农田，随后，采用保护措施可实现的最大土壤健康目标将因现有管理实践或条件而异。土壤健康差距为土壤健康管理决策和目标建立了基准，并且可以从特定地点扩展到区域到全球范围。
04研究过程
1、土壤健康差距的定义
土壤健康差距被定义为“未受干扰的原生土壤中的土壤健康与特定农业生态系统中农田当前土壤健康之间的差异”
土壤特性，例如入渗、大孔隙、团聚体大小和稳定性、土壤有机质(SOM)、地表和地下水质量以及土壤生物群落（例如微生物、无脊椎动物）将共同定义土壤健康。对于像土壤这样复杂的系统，土壤健康指数将是几个指标的函数，可能必须针对给定的土壤或农业生态系统进行开发。
有几个基准对于告知土壤健康管理很重要。土壤健康阈值将表明管理实践会影响土壤健康的极限。如果不引入土壤健康管理实践，土壤健康临界值将决定土壤健康恶化的极限。这些限制是动态的，会随着气候和土壤特性而变化。SHG将基于原生未受干扰土壤的土壤健康基准属性，代表土壤退化的程度，并设定最大潜在土壤健康目标。SHG与作物生产和生态系统服务的相关性，包括土壤剖面中的养分浸出、温室气体排放、生物群落随时间和空间的多样性，将有助于更好地了解不同的土壤健康指标及其对土壤健康的定量影响。随着土壤健康指数的开发工作进行，将针对特定的土壤健康指标详细阐述SHG的概念。在这里，土壤有机碳被选择来确定SHG，土壤健康指标的选择将取决于一个地区土壤健康测量的知识和经验以及支持数据的可用性。
2、土壤健康差距例子
这项初步研究的目的是确定美国半干旱地区管理农田中SOC的SHG。
在具有不同耕作历史的农场之间测量的SOC从草地(4.4%)到免耕(2.2%)到常规管理(1.8%)农田到底土裸露田(0.7%)呈指数下降。这些农场之间SOC的差异说明这些农场之间的SHG不断增加。（内布拉斯加州斯科茨布拉夫斯的特里普极细沙质壤土上的原生草地、免耕和常规耕作农田下的土壤有机碳。带有回归方程的红线描绘了四个位置的SOC回归拟合。）
05研究结果
随着管理实践被引入以提高这些领域的SOC，SHG提供了一个最大的可实现目标。在没有SHG测量的情况下，由于缺乏对可能的最高目标的测量，人们可能会低估或高估土壤健康目标。根据SOC测量的SHG将表明在给定农业生态系统中土壤健康改善方面可达到的最大目标。SHG越大，土壤健康改善的机会就越大。对于一组给定的气候条件，SOC水平处于稳定状态，在原生未受干扰土地中高于农田。增加SOC在农艺和环境方面是可取的，但在给定的气候、土壤和管理条件下并不总是可行的，因为SOC趋向于稳态水平，除非实践发生重大转变。改善农田土壤健康的最佳机会是当SOC低于未受干扰土地时。农田转为草地、作物残留管理和免耕种植已显示增加。由于记录了不同管理实践的好处，从SOC方面理解SHG将为最大潜在目标提供基准，从而为土壤健康管理决策和目标提供信息。
06研究结论
在确定主要土壤健康指标和基于这些指标制定土壤健康指数方面的科学进步是可靠和定量测量土壤健康的关键。当前的研究工作旨在确定不同管理实践对特定或几个土壤健康指标的影响。土壤健康差距将提供一个急需确定的土壤健康管理基准的通用系统，无论土壤健康是作为几个指标的函数还是基于特定的土壤健康指标来衡量的。SHG分析将为确定限制当前农场生产力的重要土壤健康指标提供基础，并将有助于制定农艺实践计划以缩小差距。它将有助于为特定土壤健康指标优先考虑特定地点或特定农田的研究、开发和干预。可以使用自下而上的方法开发土壤健康差距图，将特定地点的数据扩展到区域和全球层面，以评估区域、国家和全球范围内的土壤健康管理潜力。此类本地或更广泛范围内的SHG信息可以帮助确定最有可能改善土壤健康、优先努力和有效投资资源的地区。因此，强烈强调按照全球协议开发具有SHG评估的公共网站，并向用户提供所有资源。这将提高不同管理实践的可重复性和效率，以改善土壤健康。全球不同农业生态系统中SHG的可用性将减少土壤健康改善结果的不确定性，如考虑到缺乏真正的定量目标，在不同的修正和农艺实践的情况下。对可开发的SHG进行地理空间评估将为改善土壤健康和随后优化全球农业生产提供机会，并随着土地利用模式的变化更好地预测未来的粮食安全。