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3.1 增加土壤有機碳存量的實踐 土壤有機碳在全球碳循環(huán)和氣候變化中起著動態(tài)作用,。土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中主要的碳庫,，有著調節(jié)著土壤健康和土壤生產力的作用。農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中與土壤有機碳動態(tài)相關的土壤功能特征的研究取得了巨大的進展,。土壤健康在很大程度上依賴于土壤中的有機質和微生物的活動,，而這些活動與土壤有機碳有關。因此,，有必要將土壤有機碳納入所有土壤健康管理計劃中,，以支持可持續(xù)農業(yè)，并將土壤健康與氣候變化緩解政策聯(lián)系起來,。在制定改善土壤健康以獲得長期農業(yè)效益的策略時,，通常會忽略農業(yè)土壤在減緩氣候變化方面的潛力。將減緩氣候變化納入土壤健康評估中可支持將私人資本投資用于農業(yè)實踐,，以滿足日益增加的監(jiān)管負擔,。對價值較高的土地進行土壤評估可以進一步提高其經(jīng)濟價值。而所有這些福利最終可能為土壤健康評估和倡議積累政治力量,?？芍貜偷囊约皽蚀_的土壤健康評價方法是監(jiān)測土壤有機碳固存的重要手段。一些研究表明了使用較少的集約化耕作方法(如分區(qū)耕作或免耕),，可以固存更多的有機碳,。耕作會使土壤嚴重破碎、土壤的團聚能力降低,、土層混合/層化損失以及土壤有機碳儲量下降,。盡管目前仍在爭論這種做法是否會導致表層土壤有機碳儲量的增加或者是否會導致深層土壤有機碳儲量的減少，但還需要通過更多的長期研究提供科學的數(shù)據(jù)來反駁這種說法,。以多年生植物取代一年生作物的管理措施,、引入根系更大的物種,、輪作或采用覆蓋種植,，都提供了更多的碳輸入，使土壤有機碳儲量增加,。添加分解緩慢的土壤改良劑,，如堆肥和生物炭，也是增加土壤有機碳儲量的重要管理策略,。隨著國家/國際框架的出現(xiàn)以及政策和獎勵措施的制定,，土壤健康運動發(fā)展勢頭迅猛，但其在土壤健康評估模型和在管理實踐和土壤類型中測試其敏感性方面仍有巨大的改進空間,。為了更好地在實地實踐和取得成果,、增加合伙人和投資及將土壤健康納入氣候智能型農業(yè)實踐中，利益攸關方可以制定相應的評估方案,。該領域內,，在實施氣候智能型農業(yè)實踐方面的知識還有所欠缺。盡管在理解土壤功能特征及其與農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳動態(tài)的關系和闡明土壤有機碳庫及其動態(tài)方面都取得了很大進展，但土壤在減少溫室氣體排放方面的作用卻一直被忽視,，同時也沒有將這方面與土壤健康框架聯(lián)系起來,。需要將氣候智能型農業(yè)/土壤管理方案納入土壤健康。關于需要哪些具體的額外資源,、需要多少投資,、預計氣候智能型土壤作業(yè)會導致多少短期產量減少或其他操作困難，目前還沒有多少數(shù)據(jù),。因此,，如果目標是將經(jīng)濟和環(huán)境上可持續(xù)的農業(yè)與減緩氣候變化聯(lián)系起來，土壤健康進程就需要促進有機物(即有機碳)的積累,，并減少農業(yè)溫室氣體排放,。可持續(xù)農業(yè)的基礎是儲存和保護兩種自然資源:土壤和水。這意味著改善土壤健康是要通過使用增強物理,、化學和生物特性的田間實踐來實現(xiàn),。如圖7所示，土壤健康田間實踐基于4項基本土壤原則：(一)最大限度地減少土壤干擾,；(二)保持土壤覆蓋率,；(三)最大限度地延長根系的生長期；(四)最大化提高植物多樣性,。建立土壤有機質是改善土壤健康策略的重要原則,。這四項土壤健康原則基本上指導了所有土壤健康管理實踐的框架。由于改善土壤健康的策略與其目標相關,，因此它并不能概括地包含所有情況,。在這里，我們簡要討論這些原則和相關的土壤策略,。原則一：最大限度地減少土壤干擾,。土壤干擾可以是物理的、化學的和生物的,。土壤物理干擾是由傳統(tǒng)耕作系統(tǒng)引起的,，包括如松土、除草,、加入肥料,、改良劑等主要操作，以及種植作物前準備苗床等次要操作,?；瘜W干擾包括化肥和農藥的使用。生物干擾包括動物過度放牧和單一栽培,，它們會導致土壤壓實和生物失衡,，減少根系質量,，以及增加徑流。土壤結構是土壤健康的核心,，過度使用犁板犁,、鑿子犁、圓盤,、耙和滾輪等傳統(tǒng)耕作工具,，會對土壤結構造成不利影響。這些不利影響包括有機質分解的增加,，土壤團聚體的破壞,，在耕作深度以下形成密集的平田，由于缺乏地表殘留物而導致的徑流和侵蝕的增加,，以及由于固結而限制根系生長,。為了盡量減少對土壤的干擾，建議采用保護性耕作或減少保護性耕作系統(tǒng),，如免耕,、帶狀/帶式耕作、壟式耕作,，因為這些耕作方式可以保留30%以上的在土壤表面覆蓋的作物殘留物,，從而減少土壤侵蝕。免耕農業(yè)被強烈推薦用于改善土壤有機碳和土壤健康和降低能源消耗,。免耕系統(tǒng)只在播種區(qū)附近的一個非常狹窄且淺的區(qū)域松散土壤,。這種局部擾動通常是通過保護性播種機(對于行栽作物)或條播機(對于窄行耕作作物)來實現(xiàn)的。剩余的表面殘留物可以保護土壤免受侵蝕,，并通過保護土壤免受極端溫度的影響來增加生物活性,。表面殘留物也會減少土壤蒸散發(fā)，如果再加上深層生根,，會大大降低土壤對干旱的敏感性,。免耕系統(tǒng)的初期產量有時比常規(guī)耕作系統(tǒng)低，這主要是由于免耕早期氮肥利用率較低,。因此,，在從常規(guī)耕作轉向免耕時，需要通過種植豆類以及施加糞肥和化肥來增加土壤氮含量,。帶式、條式和壟式耕作制度只在植物行內的窄行土壤中產生干擾,，更普遍適用于寬行和蔬菜作物(圖8),。
圖8 免耕、帶狀耕作和壟作的視覺描繪 免耕是一種土壤免受干擾的耕作方式,，與其他耕作方式相比,，免耕的土壤侵蝕少,，滲水量大。帶式耕作系統(tǒng)對土壤質量的改善與免耕系統(tǒng)類似,。然而,，帶式耕作比嚴格的免耕制度更耗能，通常適用于有壓實的土壤,，如使用液體肥料的土壤或特別是在潮濕和寒冷的氣候中作物收獲時土壤是潮濕狀態(tài)的土壤,。帶狀耕作需要的耕作活動最少，即對苗床(15-30厘米寬)進行耕作并清除殘留,，同時行與行之間的區(qū)域不受干擾,。由于大部分土壤仍然覆蓋著殘余物，并且條耕法使用淺耕桿,，這也有助于減少土壤侵蝕,，保持土壤水分，減少能源消耗(圖8),。在溫帶氣候中,，通常在春季行作物播種前的秋季進行構建帶狀和條狀耕作，以保證土壤可以得到沉降,。壟式耕作將有限的耕作與壟式耕作和控制交通相結合,，這種耕作方式在寒冷和潮濕的土壤中大有益處。壟作作業(yè)常與機械除草相結合以促進除草劑的帶狀施用,。而在蔬菜系統(tǒng)中,，高畦和寬壟可以提供更好的排水效果及更溫暖的溫度。在壟式耕作中,，作物殘留物在壟間積累,，一般來說，這可以起到增加水分的滲入,，減少侵蝕的作用,。原則二:保持土壤覆蓋率。當活體植物或植物殘體保護土壤時,，侵蝕會顯著減少,，微生物活性、有機物和土壤肥力也會增加,。在經(jīng)濟作物不生長的冬天,，覆蓋作物使土壤被覆蓋。因此,，生物量的增加可以使覆蓋作物保護土壤,、減少侵蝕，提高有機質含量(圖9),。覆蓋作物的其他好處包括增加水分入滲,，減少養(yǎng)分流失,，增加菌根數(shù)量，以及防治雜草和病蟲害,。覆蓋作物的殘留物還能最大限度地減少雨滴對土壤表面的影響,，同時它還可以作為土壤微生物的棲息地和食物來源。覆蓋作物還可以增加土壤中的碳元素,，并在冬季通過清除土壤中的氮元素來固定養(yǎng)分,。覆蓋作物可以防止部分養(yǎng)分的流失和氮的循環(huán)，最終在土壤生物開始分解殘留物時從中釋放出氮,。此外,，主根覆蓋作物可以產生較大孔隙從而緩解土壤壓實，而纖維根覆蓋作物可以促進土壤的團聚和穩(wěn)定,。豆科覆蓋作物則是通過固氮作用增加土壤中的氮含量,。選擇在冬季不能存活的作物(如燕麥和蘿卜)而不是越冬的物種(如谷類黑麥和一年生黑麥草)會影響土壤氮的清除量和釋放時間。盡管使用覆蓋作物可以減少土壤侵蝕繼而減少附著在土壤顆粒上的磷的流失,，然而,，在實際種植覆蓋作物的農田中，溶解磷的流失仍然存在,。
原則三: 最大限度地延長根系的生長期,。用覆蓋作物和多年生作物保持根的活性有助于維持土壤中的微生物數(shù)量。當植物存活時,，它們可以通過光合作用產生糖分,，然后通過根部釋放并在土壤中流失。土壤中的活根為微生物提供分泌物,，使微生物更加活躍使得分解加速,，從而促進土壤養(yǎng)分循環(huán)。因此,，一年四季種植植物,，如長季作物、作物輪作,、覆蓋作物,，可以為土壤健康提供多種益處。原則四:最大化提高植物多樣性,。植物的物種多樣性和植物-土壤-微生物相互作用促進了土壤生物多樣性,。健康的土壤需要通過作物輪作、覆蓋作物和有機質改良來實現(xiàn)促進分解,、養(yǎng)分循環(huán)和土壤功能,。不同作物的輪作方式增加了植物多樣性，同時這也有助于打破土傳病害生命周期,，改善作物健康,，控制雜草，減少土壤養(yǎng)分流失,，并改善土壤健康,。種植系統(tǒng)中不同時間和空間的植物釋放糖分，維持種植系統(tǒng)和土壤中微生物活動所必需的不同食物網(wǎng)和能量鏈,。作物輪作的一些例子包括玉米和大豆輪作,、連續(xù)玉米輪作以及冬小麥和大豆輪作，短期內效益顯著,。覆蓋作物的多樣性也有益于土壤中健康的宏觀和微觀植物群,。多年生作物品種（如果樹和牧場），也可以通過其他方法來提高植物品種覆蓋多樣性,。例如,，多年生植物可以作為活體覆蓋物，進一步減少潮濕季節(jié)對土壤的干擾和侵蝕,。除了覆蓋作物,，作物多樣性和輪作，添加有機物改良劑,，如堆肥,、糞肥、覆蓋物和生物固體,，也為土壤提供了一個活性有機質來源,，可以為土壤中的作物提供養(yǎng)分，并提高土壤的物理(持水量,、體積密度),、化學(pH值)和生物特性。將有機物質轉化為穩(wěn)定的堆肥可以產生許多農業(yè)效益,。例如,，生物炭(通過熱解產生的燒焦有機物)是一種具有多種農業(yè)用途的土壤改良劑，可促進土壤有機碳固存,，增強養(yǎng)分有效性和土壤健康,。然而，在傳統(tǒng)農業(yè)實踐中,，將純生物炭添加到土壤中并不一定能提高土壤質量和作物產量,。因此，由于將生物炭與堆肥的結合可以獲得良好的應用效果,，使其受到越來越多人的關注,。養(yǎng)分釋放緩慢除了可以增加作物產量和改善土壤健康外還導致了氮淋失減少，這被認為是改善聯(lián)合堆肥生物炭特性的原因,。綜上所述,，在作物輪作系統(tǒng)中,，免耕和覆蓋作物相結合是實現(xiàn)土壤健康四大原則的一個很好的方法，這將最大限度地減少土壤干擾,，保持土壤覆蓋率,，最大限度地延長根系的生長期和最大限度地提高植物多樣性。3.3 土壤健康指標對農業(yè)管理系統(tǒng)的敏感性 使用管理措施的關鍵在于在增加作物產量和改善土壤健康之間保持平衡,。因此,，評估土壤健康的土壤測量和測試應該對管理措施很敏感。土壤健康指標能夠在幾年內監(jiān)測時空管理變化是最重要和有吸引力的,。然而,，由于不同景觀中土壤系統(tǒng)的復雜性，對土壤健康評估的解釋非常復雜,。因此,，必須對土壤測試進行校準，以量化其在不同土壤類型上對管理的反應,。這將有助于提供考慮到不同土壤局限性的建議,。基于在美國進行的302項研究的全國性元分析研究了四種耕作強度的土壤有機碳和生物土壤健康指標，包括多年生種植系統(tǒng)（零土壤干擾）,、免耕（最小土壤干擾）,、鑿式耕作（中耕）、鏵式犁耕作（最密集耕作）,。綜述表明,，耕作強度對土壤有機碳的影響主要是表土（0-15cm），無干擾土壤中有機碳含量最高,，其次是免耕,、中耕和最密集耕作。此外,，將表層土從最密集的耕作改為免耕增加了土壤有機碳含量和土壤健康指標,，如微生物量、微生物量氮,、土壤 呼吸,、活性碳、土壤蛋白質和β-葡萄糖苷酶活性,。同樣地,，由Virto等人進行的元分析表明，免耕過程中的土壤有機碳比最密集的耕作系統(tǒng)高3.4 mg/ha（約7%）,。在減少耕作制度的前提下,，殘留物分解得更慢。其中一個原因是，越少的密集耕作會使越少的團聚體被破環(huán),，所以導致較少的有機物暴露并分解,。第二個原因是，減少耕作可以使土壤溫度降低,，這會使殘留物不會迅速分解,，有助于保存更多的有機物,。此外,，減少耕作不會破壞蚯蚓的穴居，并有助于保護連接菌根真菌和寄主植物的菌絲,。在土壤表面留下殘留物也可以阻擋雨滴和風的侵蝕,。總的來說,，這些研究表明,，可以通過減少耕作強度、種植覆蓋作物和保持作物殘留來改善土壤健康,，與不穩(wěn)定的碳和氮相關的生物土壤健康指標受到耕作強度等管理措施的影響最大,。3.4 土壤健康對話的核心部分——關于營養(yǎng)管理的討論 氮和磷是植物生長的必需營養(yǎng)物質。在土壤中施加肥料和改良,，以補充植物健康生長所必需的養(yǎng)分,。據(jù)估計，40%-60%的作物產量由化肥提供支持,。然而,，過量養(yǎng)分會造成地下水和地表水污染，除非仔細安排好施加時間,、施加方法和養(yǎng)分施加量,。養(yǎng)分的最佳管理措施(BMPs)是指在維持農業(yè)生產的同時盡量減少對環(huán)境不利的農業(yè)方法。盡管這些最佳管理措施主要是為了滿足作物養(yǎng)分需求,，并且減少養(yǎng)分從施加區(qū)域流失到水體,，但同時土壤健康的關鍵問題也可以被解決。養(yǎng)分最佳管理措施通常被稱為“4R”——正確的來源,、正確的時間,、正確的用量以及正確的位置（圖10)。正確的來源是指將肥料產品或養(yǎng)分來源與作物需求和土壤類型相匹配,，以確保養(yǎng)分的平衡供應,。正確的時間意味著通過評估作物營養(yǎng)動態(tài)在作物需要養(yǎng)分時提供肥料。正確的用量意味著根據(jù)作物的需要適當施肥,。正確的地方是指在作物可以利用的地方施肥,。4R指南指導肥料BMPs確保肥料施用能夠實現(xiàn)利益相關者制定的經(jīng)濟、社會和環(huán)境的目標。當?shù)厝绾螒?/span>4R原則取決于該場地和特定地點的特征,，如氣候,、土壤類型、管理措施和監(jiān)管限制,。例如,，在美國中西部的玉米帶各個州，磷肥通常在作物種植之前或多種作物使用,。一般來說,，建議根據(jù)土壤、作物,、肥料類型和耕作方式,，選擇一種理想的方法，將營養(yǎng)物質納入土壤中,。要估計正確的肥料速率,，需要了解田間的預期產量，以及從田間去除相關的營養(yǎng)物質,。此外,，養(yǎng)分管理需要與土壤管理策略進行重要或者細微的變化相結合，如從傳統(tǒng)耕作轉向減耕或引入覆蓋作物后調整施肥率,，增加廢物的有機物投入,，使用不同的營養(yǎng)來源可以有助于保持土壤健康。例如,，施加堆肥或糞肥以滿足作物的氮肥需求,，可能會導致土壤中添加過量的磷。結合適度的肥料或堆肥來滿足磷肥需求,，從豆科或飼料作物的額外氮輸入,，可以平衡氮和磷的輸入。這將轉化為農場的營養(yǎng)平衡,，并減少徑流和淋溶過程中營養(yǎng)流失的風險,。施肥必須得到優(yōu)化，因為土壤微生物群對養(yǎng)分劑量非常敏感,。有了最佳的營養(yǎng),，植物就可以生長迅速，更好地抵御害蟲的破壞,，土壤微生物和土壤動物茁壯成長,，以保持必要的土壤功能。
圖10 4R營養(yǎng)管理方法 3.5 將土壤健康與土壤功能和生態(tài)系統(tǒng)服務聯(lián)系起來生態(tài)系統(tǒng)服務是指自然為社會提供的廣泛的商品和服務,。雖然研究通常會將土壤特性與不同的生態(tài)系統(tǒng)功能聯(lián)系起來,，但很少有研究能將土壤健康或關鍵的土壤特性與生態(tài)系統(tǒng)服務直接聯(lián)系起來,。生態(tài)系統(tǒng)服務分為四個組：供應、調節(jié),、文化和支持（營養(yǎng)循環(huán),、生產、棲息地,、生物多樣性）(圖11 ),。供應服務涉及食品、淡水,、木材,、纖維和燃料等產品。調節(jié)服務包括調節(jié)天然氣和水,、氣候,、授粉和疾病等優(yōu)勢。文化服務是人們從娛樂,、文化遺產和宗教服務等生態(tài)系統(tǒng)中獲得的非物質利益。支持服務包括土壤形成和棲息地維持,，這是生產生態(tài)系統(tǒng)服務所必需的,。雖然關于與調節(jié)和供應服務相關的土壤物理和化學性質研究最多，但土壤有機碳是研究最多的與調節(jié)服務相關的參數(shù),。支持服務也與土壤的物理,、化學和生物特性有關。為了推動土壤健康的對話向前發(fā)展,，我們建議將土壤健康和生態(tài)系統(tǒng)服務聯(lián)系起來,，并量化二者之間的聯(lián)系。 
圖11 四組生態(tài)系統(tǒng)服務 土壤功能是指基于土壤的生態(tài)系統(tǒng)服務,。圖12中概述了支持地球上生命的土壤提供的生態(tài)系統(tǒng)服務,。食物或者農業(yè)組織選擇的土壤功能包括碳含量和養(yǎng)分循環(huán),、水循環(huán)和質量,，過濾和轉化化合物，為生物體提供物理穩(wěn)定性和生活習慣來提供支持,。 
圖12 對土壤提供的生態(tài)系統(tǒng)服務的概述 土壤中含有大量儲存的碳（約1500十億噸）,，幾乎是大氣的兩倍,，是植被的三倍。土壤提供氮,、磷,、鉀、鈣,、鎂和其他微量元素,。土壤中的物理,、化學和生物過程會影響土壤中有機碳和其他營養(yǎng)物質的平衡。例如,，在被淹沒區(qū)域,，厭氧條件下微生物代謝產生的甲烷可導致大量氣體碳流出。Schroder等人確定了四種營養(yǎng)循環(huán)過程,，其中包括：(i)接受營養(yǎng)的能力,；(ii)為作物提供和保持營養(yǎng)的能力；(iiii)支持作物吸收養(yǎng)分的能力,；(iv)支持在收獲的作物中去除養(yǎng)分的能力,。碳和營養(yǎng)循環(huán)的每一步都依賴于土壤的特性、當?shù)貧夂蚝凸芾泶胧┻x擇,，這可能會增強某一循環(huán)過程,，并削弱其他過程。農業(yè)措施（如施肥和動物腸道發(fā)酵和土地利用的變化率）會導致部分儲存的碳和對環(huán)境的營養(yǎng)損失,。例如,，在某些地區(qū)大量使用化肥導致溫室氣體排放（如二氧化碳、甲烷）和水體的富營養(yǎng)化,?？偟膩碚f，必須保持土壤中營養(yǎng)循環(huán)平衡,，以維持土壤功能,。與水循環(huán)相關的土壤功能包括儲存（儲存）、接受（吸附率）,、傳輸（水導率）和清潔（過濾）,。土壤滲透率和導水率控制土壤蓄水能力。含水量和傳輸時間控制土壤中污染物的供應和清除,，并影響土壤的清潔功能,。水質涉及營養(yǎng)水平、有機污染物,、懸浮沉積物,、色度和溫度等多個參數(shù)。廣義上說,，水質主要與給定集水區(qū)的水源和過程有關,。在農業(yè)景觀中，水質問題包括營養(yǎng)物質的徑流,、土壤侵蝕造成的懸浮沉積物和牲畜產生的有機污染物,。管理水體和鄰近土地（如河岸緩沖區(qū)、漫灘）有利于減輕對水質的影響,。此外,，在未來氣候變化的情況下,，我們需要更好的土壤管理，以保護和提高水質,，優(yōu)化養(yǎng)分循環(huán),。土壤支持不同的植物、動物和微生物的生長,。據(jù)估計,，1克的土壤含有多達109個細菌細胞，最高有104物種,，并且比1億個真菌菌絲還要多,。土壤棲息地功能是為各種物種群落提供地上以及地下棲息地。土壤生物多樣性對作物生產,、營養(yǎng)循環(huán),、溫室氣體排放和水凈化至關重要。細菌調節(jié)生物 地球化學循環(huán),，有利于植物生長以及降解土壤中的有機污染物,。土壤中的微生物群落組成也會影響農業(yè)中的病蟲害。4.1 利益相關者的看法和相關性 這是美國土壤健康運動歷史上一個激動人心的時刻,。許多農民意識到諸如減少物理干擾,、減少耕作、覆蓋種植,、多年生種植和活根、作物多樣性,、作物輪作和間作等做法的好處,。熱情的土壤管理者擁有同行評議的土壤健康評估知識（有負擔得起資源），這些知識將轉化為理想的功能,。然而,，在他們出現(xiàn)之前還有很長的路要走。許多代的農民是土地的管理者,，他們都有意維護其土地健康,；然而，缺乏知識或不能適當和輕松地獲得資源會阻礙改善土壤健康戰(zhàn)略的實施,。要成功采用任何土壤健康監(jiān)測方案/指數(shù)/評分系統(tǒng)來解決長期改善土壤健康的問題,，應主要基于農民對土壤健康測試的認知和接受程度。農民并不是社會努力理解和評估土壤健康的唯一利益相關者,。近年來,，公共部門、政府和非政府組織（非政府組織）已經(jīng)重點關注土壤健康,，將其作為支持碳封存以減緩氣候的工具,。此外,，各種倡導團體已經(jīng)將土壤健康措施與對農業(yè)和農業(yè)措施進行以價值為基礎的評估聯(lián)系起來。這些部門,、非政府組織和消費者既是對有效土壤管理的機遇也是威脅,。對值得信賴的環(huán)境保護非政府組織的關注（如世界野生動物基金會、自然保護基金會和環(huán)境保護基金等組織）可以引起消費者對優(yōu)先考慮土壤健康管理的農業(yè)措施的重視,。規(guī)模更小的以及更多的國家和地區(qū)非政府組織（如非洲森林景觀恢復倡議和印度阿加汗農村支持計劃,，德科加納非政府組織等）在地區(qū)和地方層面工作來建立農民和消費者值得信賴的關系。知情的消費者可以通過貼上產品標簽或政府補貼和成本分攤項目,，表現(xiàn)出支付土壤健康實踐的意愿,。然而，如果沒有基于科學的證據(jù),，善意的中介人的建議可能會混淆或導致采取沒有土壤健康益處的做法,。在發(fā)達國家，由于農民在人口中的比例隨著時間減少,，了解農民或牧場主的消費者數(shù)量也正在減少,。例如，目前農民只占美國人口的約1%,，這可能會導致脫節(jié),，從而造成對農業(yè)社區(qū)的丑化。根據(jù)美國農業(yè)部的數(shù)據(jù),，像“工廠化農業(yè)”這樣的術語意味著當98%的農場是家庭所有時,，大公司擁有并經(jīng)營大多數(shù)農場。倡導組織可能會宣揚只有小農場才是“好的”,，從而丑化傳統(tǒng)或大型農場經(jīng)營,。這些倡導組織敦促再生農業(yè)的具體實施（如堆肥），但沒有提供可信或可衡量的結果來衡量對徑流,、動物保護或當?shù)厥澄锕挠绊?。因此，非政府組織通過主觀地定義好農民（再生小農戶者）和壞農民（傳統(tǒng)大農戶）來選擇“贏家和輸家”,。非政府組織的這些方法未能解決農業(yè)實踐的經(jīng)濟需求和挑戰(zhàn),，并對農業(yè)進行任意評估。這種主觀的方法由于可能無法認識到客觀的土壤健康管理,，因此可能會威脅到土壤健康,、減少污染、緩解氣候變化等方面的非農業(yè)利益以及糧食生產者的經(jīng)濟福利,。與生態(tài)系統(tǒng)一樣,，經(jīng)濟以多樣性和創(chuàng)新為繁榮，因此,，所有農業(yè),，無論大小,，都應該得到激勵，以客觀指標支持土壤健康,。如果要實現(xiàn)農業(yè)外部的目標（如通過碳封存來減緩氣候）,，在這種情況下，社會必須支持大型,、小型和自給型農場有關土壤健康管理的額外費用,。需要跨國和國家的非政府組織有機會支持消費者對土壤健康的認識，以促進實施有時昂貴和長期的土壤健康做法,。意識到這一機會需要指標將實踐與測量結果聯(lián)系起來,，并將測量結果在地區(qū)、土壤類型和農業(yè)實踐中持續(xù)應用,。因此,，土壤健康必須有客觀的指標，以便社會能夠支持實現(xiàn)農業(yè)效益和環(huán)境共同效益的實踐,。當利益相關者理解了這個問題并接受了土壤健康實踐時,，就會得到支持。如果沒有理解或信任,，消費者就不太可能重視并因此不會支付土壤健康實踐,。 需要根據(jù)所有農業(yè)部門和景觀中的土壤健康指標的科學證據(jù)來建立信任?？偠灾?，基于價值的管理將不支持特定的目標，如碳封存,、具有溶劑農業(yè)實踐的有效營養(yǎng)循環(huán),，以及需要以可衡量結果為基礎的有效良好公共政策。4.2 與最終用戶溝通土壤健康狀況 與終端用戶有效溝通改善土壤健康的效益和成本,，對農場社區(qū)和消費者都需要值得信賴的信息來源。消費者負責直接支付食品費用,，或間接支付農場的成本份額和政府補貼,。一些美國農民有現(xiàn)有和建立的信息來源， 如農業(yè)推廣和其他學術來源,、聯(lián)邦和州機構,、行業(yè)代表，如農業(yè)局和非營利智庫（如農業(yè)信托基金）,。這些可信賴的資料來源使用來自農藝學研究的信息,，并傳達適用于農業(yè)的信息，并考慮實踐的經(jīng)濟影響,。相比之下,，消費者獲取受信任和基于科學的信息更加薄弱,。另一方面，消費者依靠媒體,，偶爾也依靠非政府組織作為來源來解釋復雜的信息,。因此，與這些中介機構的科學交流必須在一個保持公眾興趣的框架中提供易于理解的信息塊,。當研究得到改進時,，需要仔細地管理信息或者改變范例。如果不考慮與科學溝通相關的風險,，就很容易失去信任,，因此，也會失去其利益與資金相關的重要利益相關者（如消費者和決策者）的支持,。科學家和農民傳達信息時,，經(jīng)常不考慮中介機構定位這些事實的框架。 中介機構通過選擇類似土壤健康的環(huán)境效益的角度來獲得利益相關者有限的關注,，并可能忽略實踐的成本,。因此，溝通就需要科學家們了解中介人討論土壤健康的框架,。非政府組織將有一份使命聲明,，該聲明應準確地描述該組織的優(yōu)先事項（如氣候變化或公共衛(wèi)生）。應注意準確地向農民傳達養(yǎng)分減少,、碳固定和經(jīng)濟效益現(xiàn)實土壤健康結果,，以及與農業(yè)實踐相關的理想或基于價值的結果。因此,，溝通中介機構實際在傳達初步結果時存在風險,。健康交流提供了一個有價值的比較。隨著醫(yī)療保健領域科學的進步,，它不可避免地發(fā)展變得復雜,，就像膽固醇有“好”和“壞”膽固醇的概念一樣。為了更有效,，患者必須有一個可信的信息來源來傳達復雜的信息,。另一種選擇是讓病人拒絕健康建議，因為“我認為膽固醇不好,，現(xiàn)在你告訴我膽固醇好,？我放棄了。”醫(yī)生使用的指標類似于“壞膽固醇”或低密度脂蛋白水平應該低于100mg/dL,，高密度脂蛋白或“ 好” 的總膽固醇應該在125到200mg/dL之間,。還需要類似的指標和措施來有效地傳達復雜多變土壤的健康管理的領域，盡管鑒于土壤很復雜，這些標記可能并不現(xiàn)實,。如果公眾知道某個特定的農場土壤含有高土壤有機碳,，并且這符合他們的食品生產目標，那么他們愿意支付溢價就會,。如果信息混淆或閾值的準確性遭到質疑,，人們則會打破信任并失去對土壤健康管理投資的興趣和支持。4.3 維護和測量土壤健康的經(jīng)濟學 農民在相互競爭的需求下經(jīng)營復雜的商業(yè)模式,，比如通過維持增加的產量和增加的投入成本之間的平衡來管理利潤,。通常，經(jīng)濟可行性的主要驅動因素是產量,，而首選農業(yè)實踐來提高產量,。產量的利潤率可能受到本地或全球的外部市場條件、與設備相關的固定成本以及與投入相關的可變成本的影響,。全球定價和天氣等外部因素往往不受農民的控制,，必須被視為一種需要有效管理的風險。因此,，我們選擇了能夠立即增加產量的做法來增加農場的利潤,。在采用像土壤健康等可能需要數(shù)年才能通過增加生產、降低成本或風險管理來提高產量的做法之前,，我們必須更仔細地考慮這些問題,。當農場實踐在最低利潤率或高風險環(huán)境中運作時，更應該思考這些問題,。如果這些措施能產生減少溫室氣體和減少養(yǎng)分徑流等結果,，公眾就有興趣增加在農場使用土壤健康措施。法規(guī)和成本分攤為農民提供了一些好處或支持土壤健康做法,。然而,，如果結果不能準確和客觀地衡量，那么地方/地區(qū)的公共政策可能會使農民破產,。只在一個地區(qū)實施的而不在其他地區(qū)實施的法規(guī)會增加經(jīng)營農場的成本,，導致“競爭環(huán)境不公平”。“當農民意識到一個地區(qū)商業(yè)成本增加的現(xiàn)實將使他們離開該地區(qū)和成本降低的地區(qū),。這種情況在美國已經(jīng)發(fā)生了,，那里的許多肉牛養(yǎng)殖場已經(jīng)搬運到了西部各州，還有一些養(yǎng)殖場已經(jīng)進一步從縣搬到了墨西哥,。成本分攤計劃可以提供足夠的價值來支持合并新的做法。例如,，馬里蘭州的美國覆蓋作物采用率最高,，因為全州的成本分攤計劃抵消了實踐的大部分成本。因此,，農民可以實現(xiàn)覆蓋作物的長期效益,，如減少土壤侵蝕和改善土壤健康,，而公眾可以實現(xiàn)養(yǎng)分徑流顯著減少。成功的公共政策取決于一致和驗證的結果,。馬里蘭州的成本分擔計劃得到了衡量營養(yǎng)減少的研究和模型的支持,。如果沒有可信的衡量標準，行業(yè)代表的游說,，或者公眾認為結果沒有價值而失去支付成本分攤的意愿,，這些都表明對該政策的支持減少。私營部門的投資是另一種可以支持采用昂貴或耗時的農業(yè)做法的手段,。營養(yǎng)物質和碳交易需要某個實體（通常是政府）賦予可衡量結果一定價值,。市場可以通過政府限制不同部門產生污染量而產生的需求得到發(fā)展，限制越嚴格,，市場供應方面的營養(yǎng)減少量就越高,。當像污水處理廠這樣的實體在超出其許可要求的情況下升級設施時，市場的供應方就會發(fā)展起來,。最大允許的營養(yǎng)釋放量和實際的營養(yǎng)排放量之間的差異可以被量化,，并可交易或出售給無法滿足其許可證要求的實體。交易市場依賴于可信的,、獨立驗證的結果,。支持成本分攤計劃的相同模型和客觀的研究也可以支持農民的營養(yǎng)交易。如果明確的標志可以確定一個農場已經(jīng)采用了超過營養(yǎng)管理標準的減少污染的做法,，那么營養(yǎng)控制的過量供應就可以在交易市場上出售,。營養(yǎng)管理標準是一種監(jiān)管控制，可以產生社會需要的實踐基線,。在沒有相關法規(guī)的地區(qū),，任何采用的營養(yǎng)管理措施（包括土壤健康做法）都可以在交易市場上出售。一些交易市場禁止為這些做法提供公共資金,，以確保收益是現(xiàn)有補貼的補充,。保護農業(yè)措施通常是減少一個地區(qū)營養(yǎng)投入的最具成本效益的方法。類似于營養(yǎng)控制,，碳封存作為緩解氣候變化的方法,，采用了私人資本投資以及法規(guī)和成本分攤方法。排放上限和交易計劃已被用于評估減少全球二氧化碳減排的價值,。這種方法設定了排放最大值（上限）,，并允許市場力量確定如何最好地實現(xiàn)結果。自2005年以來排放上限和交易一直在歐洲進行,，并已擴展到包括北美,、歐洲和亞洲的部分地區(qū)。在美國，2009年建立國家項目的工作失敗了,；然而,，有兩個區(qū)域的工作已經(jīng)進行，一是加州,，與加拿大魁北克有關,，二是在東北部和大西洋中部各州的區(qū)域溫室氣體倡議(RGGI)。盡管在加州做出了努力,，但農業(yè)部門還沒有完全參與這些市場,，在加州，水稻生產戶和牧場經(jīng)理可以通過采取保護措施來獲得信用,。RGGI只批準了林地封存以及從糞便管理中捕獲的甲烷,。碳信用的低成本是農業(yè)參與這些項目參與度低的主要原因，但其他障礙也使得參與度低,。農民們懷疑,，排放上限和交易計劃只是通往額外監(jiān)管的一條途徑。復雜的交易成本本身可以限制農民參與市場的興趣,，特別是在他們需要披露實踐歷史,、輸入量和土壤類型的情況下。在加強農業(yè)監(jiān)管的環(huán)境中,，對這些政府控制的市場意圖的懷疑往往會阻止人們的參與,。最后，碳可信度和驗證的標準需要被接受并應用于不同的土壤類型和農業(yè)實踐,。次要的經(jīng)濟激勵措施可能包括私人資本投資機會,，如營養(yǎng)交易和碳交易。這些次要效益將無法提供足夠的資金來維持一個農場,，但可能會增加利潤以抵消市場波動和天氣影響等外部因素,。碳市場需要一個準確的和可驗證的碳措施在一個經(jīng)濟框架內被重視。如果沒有跨實踐和區(qū)域的一致性,，市場就無法生存下去,。其他需要解決的問題是測量碳封存的時間長短？研究表明,，現(xiàn)場實踐后需要約5年來觀察土壤有機碳的差異,。考慮到土壤巨大的空間變化,，方法約束進一步面臨準確量化土壤有機碳水平的挑戰(zhàn),。Yang等人使用網(wǎng)格采樣方法來確定馬里蘭州三種典型農田土壤的變異性和當前土壤有機碳儲。每個場地劃分為8個網(wǎng)格（20×25 m）,，以三個固定深度間隔（0-20 cm,、20-40 cm 和40-60 cm）采集土壤樣本,。他們報告說， 60厘米深度的土壤有機碳含量在37-47mg/ha之間,，并表明未來對這些網(wǎng)格重新采樣可以準確跟蹤農田土壤有機碳儲量的變化。帶有沙質土壤的田,，固碳的能力很低,，所以對這些農民的激勵框架是不同的。在碳儲存潛力很小的田地,，增加土壤有機碳儲量可能會太昂貴了,。相比之下，在富含碳的田地,，可能不需要進一步增強土壤有機碳儲量,。而在中間的田地里，可能有機會提高土壤有機碳儲備,。
圖13 在美國馬里蘭州3個典型農田的8個采樣網(wǎng)格中,，0-60厘米深度的土壤有機碳儲量 人們對土壤健康的極大興趣,，為土壤健康與土壤碳和氣候變化之間的聯(lián)系提供了重要的觀點,。盡管Bünemann對于土壤質量概念和全球評估程序和原則進行了詳盡的總結，但它沒有對該程序是否有效進行評估,。Hubanks未能明確最先進的評估程序的可用性,，以及這些評估的未來方向。不過,，Stewart提供了對關鍵管理措施及其與土壤健康評估指標的聯(lián)系進行了深入元分析,，但并沒有將這些聯(lián)系與土壤健康的大局或其核心原則聯(lián)系起來。如圖14所示,，基于作為這篇綜述文章的一部分進行的綜合文獻綜述,，我們已經(jīng)確定了如下所討論的幾個知識缺口（圖14）。差距 1,。由于對不同地理區(qū)域的不同土壤類型相似性質或指數(shù)的測量不同,，土壤健康評估是否適用于檢測管理策略差異的挑戰(zhàn)日益成為現(xiàn)實。根據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫解釋測量值,，并根據(jù)現(xiàn)場/土壤類型標準進行校準,，是準確的土壤健康評估的唯一方法，這有助于制定有效的管理策略,。不幸的是,，在大多數(shù)土壤健康評估或建立評分功能的方法中都嚴重缺少了這個成分。簡單地說,，幾乎所有的土壤健康測試都無法考慮土壤多樣性信息,，從而提供標準的,、校準的評估結果，這是土壤健康評估的一個主要缺陷和知識缺口,。我們可以通過建立一個包含不同土壤類型的系統(tǒng)以及重復調查和土壤健康研究（短期和長期）結果的數(shù)據(jù)庫來克服這一點,。差距2。缺乏土壤健康評估措施之間的相關性,。并且這些措施與作物產量之間的相關性需要研究,。因此，將測量的土壤健康值與氣候,、土壤,、管理、害蟲和疾病參數(shù)配對,，并能夠預測植物產量仍存在著巨大的空間,。在改善土壤健康和作物產量之間建立明確的關系，將使獲得更多農民的支持,，并有助于促進土壤健康,。差距3。目前我們認為土壤評估程序中缺乏一致的取樣技術和方案是一個重要差距,。需要更多的研究來推薦土壤抽樣的標準方法,，Yang等人研究馬里蘭州農田土壤有機碳儲存使用的網(wǎng)格采樣方法是否適用 于世界其他地區(qū)。此外,，選擇不同的深度,、不同重復以及不同類型的設備，程序和參數(shù)通常會使對比變得困難,。一些參數(shù)（如水穩(wěn)定團聚體）是通過過時程序來測量的,，這些程序不同的體現(xiàn)土壤健康信息。
差距4,。需要深思熟慮,，以確保溝通有效地闡明土壤健康在解決社會需求方面所擁有的真實和不真實的機會。如果沒有客觀和可信的措施,，公共政策和消費者購買趨勢可以支持無法產生預期結果（如碳封存,、當?shù)厥称樊a量和營養(yǎng)減少）的農業(yè)措施。除了解決這四個知識差距之外,，未來的方向還應該進行一次或多個客觀和充分測試的評估與預期結果相關的指數(shù),。對作物產量的評估與對碳封存的評估完全相同，這可能是不合理的,。然而,，應該以在調整為確認土壤屬性的土壤健康評估范圍內，準確描述特定農場或牧場的現(xiàn)狀為目標,。支撐這些評估的科學應該被充分確立,。對于普通民眾和決策者來說,，這些評估本身應該很容易被理解。例如,，可以根據(jù)定量和定性參數(shù),，用80%的“土壤健康作物產量評估”方法對農場進行評估。評估應列出可以進行評價的指標,。這些可以是土壤健康碳封存評估：XX噸碳/英畝,；土壤健康營養(yǎng)減少評估：XX公斤氮和XX公斤磷；以及土壤健康文化效益的程度為低,、中等或高。雖然其中一些評估是主觀的,，但對它們進行分類的工具應該基于可驗證的科學土壤指標,。決策者在公眾的支持下發(fā)展成本分攤和私人資本市場，他們使用這些指標取決于對土壤健康的可理解和準確的評估,。積極參與消費者市場可以影響食品和纖維的選擇的類型,，以促進良好的農業(yè)做法。總之,，需要建立客觀指數(shù)來支持跨越全球土壤類型多樣的健康土壤,。為了提供政策和經(jīng)濟支持以實現(xiàn)農藝、環(huán)境和文化方面的土壤健康目標,，農民和牧場主需要客觀的土壤健康指數(shù),，并且該指標在擴大科學理解的同時擁有對一個復雜系統(tǒng)進行解釋的能力。使用類似于農田健康的關鍵指標是一個有用的方法,。在特定框架內（如氣候變化）這些指數(shù)或指標應該可以被理解,。最后，隨著科學水平的提高,，土壤健康指數(shù)的閾值也隨之改變,，必須謹慎避免失去消費者和決策者的信任。強調利用中介機構進行有效溝通以促進可衡量的結果,，可能導致經(jīng)濟工具的建立（如實施成本分攤和交易碳封存或減少營養(yǎng)）以改善環(huán)境和農藝的成果,。原名：Soil health in agricultural ecosystems: Current status and future perspectives譯名：農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的土壤健康:現(xiàn)狀和未來展望全文鏈接:https://linkinghub./retrieve/pii/S0065211321000328
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