一文看懂我國土壤退化現狀,你腳下的土地還好嗎?

2020-11-24 環保在線

  在我們這一代人的記憶中,小學語文課本上有這樣的一段話,至今仍難以忘記:「我國幅員遼闊,地大物博,不但有美麗的草原,還有浩瀚的大海、廣闊的平原、連綿的群山、現代化的都市……」幼年時的家國自豪感,久久地隨著這一段文字烙印在我們的心中。
 

  然而,隨著一個30多年前所未有的時代變革,如今已過而立之年的我們,卻對這段話產生了不一樣的解讀:我們的土地幅員遼闊、地大物博,然而我們13億人口的衣食住行都在這960萬平方公裡上(中國人均耕地面積只有0.21公頃,約為世界平均水平的一半)。更加岌岌可危的是,我國40%以上農業土壤出現了嚴重的退化和地力減退。
 

  自20世紀80年代以來,我國人均卡路裡攝入量從2163千卡增長到3036千卡,比世界平均水平快得多。在此期間,我國人口增長了31%,糧食產量從1980年的2937公斤/公頃增加到2016年的6029公斤/公頃,增長了105%(相比之下,世界平均增長了73%)。中國在僅佔全球13.4%的土地水平下,生產了20%的糧食,養活了18%的世界人口。
 

  然而,如此高的生產率是要付出代價的。這一增長只有通過大量和不斷增加的化肥使用才能實現:中國農民平均每年每公頃使用305公斤氮肥,是全球平均水平的四倍多。這反過來又導致了土壤退化,造成目前中國遭受了世界上最嚴重的土壤退化:超過40%的土地被侵蝕。而其中退化土壤,大多數發生在中國中部山區,黃土高原是最重要的地區。
 

  土壤退化有廣泛的後果,其中一個直接後果是:農業用地的減少和土地生產力的降低。富含有機質和養分的表層土壤流失,會降低土壤的肥力和持水能力。同時也包括導致土壤鹽漬化、土壤酸化和沙漠化。這些過程往往發生在北部和西部人口較少的地區。由於這些地區的肥沃土壤本身就很少,因此,土壤持續退化對糧食產量和牲畜生產也有重大影響。
 

  我國人均土地面積已經很小,而由於管理不善導致耕地減少、土地退化,這對土地生產力、人民生活和環境條件有著重大影響。據估計,土地退化導致的年直接經濟成本達到5400億元人民幣,而間接成本大約是這一數字的兩倍。
 

  土壤退化可以分為三種主要類型
 

  01  土壤鹽漬化
 

  根據定義,鹽漬土含有非常高的可溶性鹽濃度,能夠影響植物生長。但是,當高濃度的鈉積累在根區並開始幹擾植物生長時,鹽分就成了一個問題。過多的鹽分會阻止植物根系吸收土壤中的水分,從而對植物造成壓力。蒸騰流中過量的鹽分會破壞蒸騰葉片的細胞,進而影響植物的生長。
 

  在早期,溶解的鹽類通過影響土壤有機物的新陳代謝而降低土壤生產力,但在長期,它們會破壞了生活在土壤中的植被和其他有機物,基本上把可耕地變成貧瘠的土地,甚至沙漠化土地。
 

  02  土壤酸化
 

  土壤pH值是衡量植物生長的重要指標。
 

  植物一般生長在弱酸性(pH值低於7)或中性(pH值為7)土壤中。當pH值降低時,土壤會對病蟲害變得敏感,從而降低植物的生長速度。強酸性條件也會導致有毒物質洩漏到附近的水體中。此外,土壤酸化有助於增加某些重金屬如Cd(鎘)在糧食作物中的累積。
 

  一項全國性的土壤調查,研究對比了從1980年到2000年糧食作物和經濟作物的表層土pH數據。這兩種作物,尤其是經濟作物,自20世紀80年代以來迅速蔓延。其中經濟作物(如溫室蔬菜)使用了了非常高的肥料投入。研究結果表明,所有表層土壤均出現明顯的酸化,平均pH值下降0.13~0.8。
 

  在同一土壤組中,經濟作物(pH值下降0.3至0.8)的酸化比糧食作物(下降0.13至0.76)更嚴重。在一些地區,在過去的20年裡,pH值下降了高達0.8。一些高投入的經濟作物土壤,pH值最低達到5.07。相比之下,在自然條件下,至少需要100年才能達到這種酸化水平。酸化使某些地區的作物產量減少了30-50%。
 

  中國農業大學張福鎖院士表示,「在南方,化肥的大量使用已經使一些地方的pH值降低到3或4。在這種酸性條件下,玉米、菸草和茶葉都將不能種植。如果土壤退化持續下去,從長遠來看,一些地區的土壤pH值會降到3以下,並警告說,在這種程度的酸化條件下,作物將完全無法生長」。
 

  03  沙漠化
 

  據國家林業局介紹,「土地沙漠化是我國生態建設面臨的最嚴重威脅」。中國現在有2.61億公頃的土壤被歸類為正在沙漠化的土壤。這相當於中國大陸的27.2%,分布在18個省、自治區、直轄市的528個縣,直接影響人口約4億。
 

  沙漠化的過程是由自然和人為因素共同造成的。自然原因包括風蝕、水蝕和凍融侵蝕。沙漠化主要分布在新疆、內蒙古、新疆、甘肅、青海等省區,佔中國沙漠化土地總面積的95.48%。
 

  根據1983年至2012年間新疆、內蒙古、甘肅和寧夏回族沙漠地區氣候變化和人類活動的影響研究,結果表明,「牲畜數量、耕地面積、道路建設和年平均氣溫與荒漠化面積的變化呈顯著正相關,分別佔荒漠化面積的30.8%、21.9%、4.1%和14.6%」。畜牧業對各地區的荒漠化都有極大影響,禁牧是生態恢復的一種有效途徑。而另一方面,植樹造林卻產生了不同結果的影響。在甘肅、寧夏回族自治區,植樹造林是生態恢復的一種有效途徑。然而,在內蒙古和新疆,植樹卻造成了該地區沙漠化程度增加。事實上,在乾旱地區植樹,有時會導致更嚴重的沙漠化。
 

  此外,沙漠化一直是農牧民面臨的各種問題的根源,最終導致當地人民的貧困和人們不可持續地利用環境,試圖維持其原有的貧困生活水平,這種惡性循環進一步降低了環境的等級。在內蒙古察右後旗和化德縣,9萬多人被迫放棄家園,遷往更適宜居住的地區。在寧夏回族自治區西海固地區,水土流失和風蝕的綜合危害已使環境惡化,近幾年已搬遷20萬人。
 

  土壤退化的間接後果
 

  健康土壤是一個國家經濟的支柱。土壤退化具有廣泛的後果,不僅農村居民感受到這種後果,而且影響到國民經濟。
 

  01  降低糧食產量
 

  儘管過去幾年,我國的糧食產量有了顯著的提高,但農業總產量卻減少了。根據2016年發布的一份報告,中國小麥產量可能在12年內首次出現下降。
 

  此外,除了土壤退化外,一些肥沃的農業用地被轉為城市用地(如公園、道路、住宅和工業綜合體)。城市化導致土壤物理和生物特性的不可修復性破壞,在糧食供應緊急情況下,這些城市用地,不可能快速地轉為作物生產用地。
 

  科研工作者通過對我國1980-2008年糧食產量變化趨勢的研究,發現全國主要糧食產區均呈現產量停滯的特點。研究發現,53.9%的縣級城市水稻產量出現明顯的停滯,其次是玉米產量佔42.4%,小麥產量佔42%。另一項研究結果表明,在侵蝕作用下,黑土的生產力水平每釐米下降1%左右。從長遠來看,中國東北黑土的侵蝕可能嚴重影響該地區的糧食生產。
 

  如果中國繼續遭受同樣的土壤侵蝕,在未來50年內,將有相當於賽普勒斯或波多黎各國土面積大小的耕地將消失,導致糧食產量下降40%。同樣,中國目前對產量的關注,可能會對農業發展產生嚴重影響。「如果我們不提高耕地質量,而僅僅依靠增加投資和改進技術,那麼即便是超級稻、超級小麥或者其他優質作物,都不能幫助我們保證農業的可持續發展。
 

  02  對草地的破壞導致畜牧業生產的減少
 

  草地退化是植被越來越稀疏、越來越矮小、草密度越來越低的過程。草地生產力按草地每公頃年乾物質產量分級:(1)高產:每公頃每年乾物質產量>2000公斤;(2)穩產:每公頃每年乾物質產量1000-2000公斤;(3)低產:每公頃每年乾物質產量<1000公斤。不幸的是,中國的大部分草原產量都很低。上世紀90年代末,我國低產區佔草地總面積的三分之二,而高產區僅佔草地總面積的10%多一點。不幸的是,自那以後,情況一直在惡化。
 

  河北省西北部(壩上高原)的固原牧區,固原牧區從20世紀50年代的高產區發展到21世紀末的低產區,可能是我國其它許多地區的標誌。20世紀50年代,固原牧區牧草年產量達到250-300公斤,牧草覆蓋率達90%,草高50-100釐米。但是到21世紀末,牧草覆蓋率僅為40%左右,草高為20-40cm,而乾草產量已降至50-100公斤。
 

  類似的過程也發生在耕地上。西部地區貧瘠的農業用地和人們的貧困程度之間存在著聯繫:儘管我國北部和西部土地面積是東部地區的1.76倍,而人口密度僅為東部地區的43%,但是北部和西部的糧食產量僅為東部地區的50%,人均消費和儲蓄量僅為33%,學校的密度只有49%,診所的密度只有8%,而這些學校和診所的質量都很差,嚴重影響人們的生活水平。
 

  03  對生態系統的影響
 

  土地退化已導致可利用的草原和林地減少,並且由於自然棲息地的喪失、脆弱或者與自然環境的隔離,使環境中的生物多樣性水平降低。此外,它還改變了動物種群和群落的結構,降低了物種的生產力和活力(其中包括通過降低出生率/存活率和抗蟲/抗病能力),逐漸將它們推向滅絕的邊緣。
 

  例如,20世紀50年代,內蒙古自治區草原上生活著500多萬隻蒙古瞪羚,但其現在的殘存數量不足30萬隻;此外,豹子、野牛和野駱駝幾乎滅絕;灰土撥鼠、狐狸和狼的數量顯著下降。
 

  04  土壤退化引起的沙塵暴
 

  由於「過度放牧、過度耕作、過度用水或氣候變化」,中國超過四分之一的總面積被土地退化或沙漠化所影響。中國北部,尤其是內蒙古,沙塵暴頻繁,每年大約20天。尤其是在春天。沙塵暴不僅破壞環境質量,而且對健康也有負面影響。許多研究表明,粉塵事件與呼吸和心血管住院治療之間有著顯著的相關性。此外,科學家還發現,塵埃雲可能是流感、非典、手足口病等疾病的傳播者。
 

  05  洪水和滑坡
 

  黃河在中國被稱為黃河,為1.55億人(約佔中國人口的12%)供水,灌溉面積730萬公頃(約佔中國農田的15%)。超過4億人生活在黃河流域,而黃河對他們的生存至關重要。然而,黃河也是世界上最具破壞性的荒野河流之一。自從公元前602年開始保存記錄以來,這條河已經改變了26次航道,發生了1500次洪水,造成數百萬人死亡。這些災害的根源是土壤侵蝕產生的大量泥沙。每年有高達15億噸泥沙被衝入黃河。此外,降雨和地震雖然被認為是誘發滑坡的主要因素。然而,人類活動,包括建築、砍伐樹木和耕作,也導致了山坡的不穩定性,這已經成為中國發生滑坡的主要原因。
 

  06  水壩的淤泥堆積
 

  自1950年以來,中國建造了世界上一半以上的大型水庫,主要用於水力發電。當河流中的泥沙到達水庫時,它會下沉並沉澱在大壩後面。河流攜帶的泥沙越多,泥沙堆積得越快。隨著水庫底部泥沙堆積,大壩慢慢失去了蓄水能力和原有功能,特別是發電能力。除了填滿水庫外,大量的泥沙也破壞了大壩的結構和組成部分。水輪機葉片尖端被水和泥沙衝蝕和開裂,大大降低了葉片的腐蝕性,通常需要昂貴修繕。不幸的是,目前還沒有安全和經濟的方法來清除水壩中的泥沙。
 

  據報導,美國水壩的平均存儲容量損失率約為每年0.2%。在世界範圍內,由於水庫沉積造成的年平均蓄水損失率估計在總蓄水量的0.5%到1%之間。然而,中國的主要的水庫正以每年2.3%的速度失去其容量,比美國的平均速度快10倍以上。
 

  結束語
 

  土壤退化的根本原因可以追溯到很多原因。為了解決土壤退化問題,政府採取了一系列措施,特別是在退化最嚴重和農業生產力最低的地區重新造林和植被恢復計劃。但是,由於中國的土壤侵蝕面積非常大,有各種各樣的氣候、地貌、土壤和植被,自然條件和社會條件都不可能發生變化,因此修復的過程是困難的、耗時的,而且非常昂貴。
 

  在此,我們疾呼,每一位種植者、土地使用者都將土壤健康問題視為利國利民利己的第一要素,本著「先保護,後發展」的基本原則,為我們共同的祖國土地母親作出貢獻。一捧土雖小,一國土則大。

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