探秘地球 | 土壤:地球生命的根基
◎ 朱丙坤
土壤是指地球陆地表面具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层。它由矿物质、有机质、水分、空气、微生物等组成,具有肥力这一重要属性,能够供给植物生长发育所需要的水分、养分、空气和热量等条件。土壤是陆地生态系统的基础,是人类农业生产的重要资源。
■ 土壤诞生记:漫长的自然演变
土壤的形成是一个复杂而又漫长的过程,就像是大自然精心雕琢的艺术品。
一切始于母岩风化。裸露在地表的岩石,在岁月的磨砺下,经历着各种风化作用。物理风化让岩石在温度变化带来的冻融循环以及风的侵蚀下逐渐破碎;化学风化则借助水、氧气、二氧化碳等化学物质,慢慢腐蚀岩石;生物风化更为奇妙,植物根系努力生长撑开岩石缝隙,微生物代谢产生的酸性物质也加速着岩石的分解,就这样,岩石变成了成土母质。
随着时间的推移,有机质开始积累。微生物和植物在这片新生的土地上“安营扎寨”,落叶、动植物遗体等有机物质不断堆积,在微生物的作用下分解,形成肥沃的土壤层,其中腐殖质更是土壤肥力的关键“功臣”,它像一位勤劳的守护者,让土壤保水、保肥又透气。
在土壤形成过程中,氧化还原过程也在悄悄发生,尤其是在受地下水影响的土层。铁、锰等矿物质在干湿交替的环境下“变戏法”,发生氧化和还原反应,改变着土壤的性质和结构。
生物在土壤形成中也扮演着重要角色。植物根系穿插生长,动物四处活动,微生物默默代谢,它们共同为土壤通风换气,促进水分和养分循环,还为土壤源源不断地提供有机物。
地球化学过程也不甘示弱,矿物质的溶解、沉淀和新矿物的形成,让土壤不断演变。
地形和气候这两位“大师”同样影响着土壤的形成。地形决定土壤发育速度、排水情况和侵蚀程度,气候则是主导因素,它掌控着水分和热量的分布,不同的气候条件孕育出不同类型的土壤。当然,时间这位“幕后推手”也不可或缺,肥沃的土壤层需要经过漫长的发育演化才能形成。
从左至右分别是砂土、壤土、黏土
■ 土壤大观园:多样类型与丰富成分
土壤家族成员众多,按质地划分,主要有砂质土、黏质土、壤土这三大类。
砂质土含砂量高,颗粒粗糙,渗水快但保水差,通气性良好。它养分含量少,有机质分解迅速,养分容易流失,导致植物后期可能“营养不良”,不过它的春季升温快,昼夜温差大,种子出苗快,植物前期生长旺盛。
黏质土则相反,含砂量少,颗粒细腻,渗水慢、保水强,但通气性不佳。它矿质养分丰富,有机质分解慢,养分积累多,肥效持久,可湿润时泥泞,耕后易结块,不利于作物全苗齐苗,而且土性冷,对幼苗生长不太友好。
壤土就像是“调和高手”,各项特性都比较适中,兼具砂土和黏土的优点,水、肥、气、热协调,是种植各类作物的理想土壤。
除了按质地分类,我国地域辽阔、气候多样,土壤还可分为红壤系列、棕壤系列、褐土系列、黑土系列等,每一种都有独特的“个性”和分布区域。
土壤主要由矿物质、有机质、水分和空气组成。矿物质由岩石风化而来,是土壤的“骨架”,决定土壤的物理结构和化学性质;有机质源自动植物残体和微生物分解,是衡量土壤肥力的重要指标;水分从地表进入土壤,是植物生长的必需品,还影响土壤温度、通气性和养分的有效性;空气存在于土壤孔隙中,来自大气层,对土壤生物活动和植物根系呼吸至关重要。
土壤的主要成分
■ 土壤的神奇魔力:生态系统的关键支撑
土壤在地球生态系统中发挥着巨大作用。
它是植物生长的坚实后盾。为植物提供稳固的根系锚固环境,让植物能傲然挺立,还慷慨地提供氮、磷、钾等大量元素以及铁、锰等微量元素,满足植物生长需求。
土壤的保水能力堪称一绝,就像一块巨大的海绵。黏土颗粒凭借高比表面积吸附大量水分子,降雨时吸收雨水,减少地表径流,防止水土流失,干旱时又为植物供水,维持生态稳定。
土壤还是天然的过滤器和净化器。当水流经时,土壤中的颗粒、有机质和微生物齐心协力,通过物理、化学和生物作用,过滤吸附杂质和污染物,净化水质。
土壤也是地球上重要的碳库,储存着大量有机碳和无机碳,对全球碳循环意义重大。
此外,土壤还是众多生物的温馨家园,微生物及蚯蚓、蚂蚁等在这里繁衍生息,形成复杂而稳定的生态系统,共同守护着土壤的生态平衡。
■ 守护土壤行动:我们共同的责任
土壤如此重要,保护土壤刻不容缓。
在农业生产中,我们要合理耕作。控制农作物种植密度,合理施肥,采用轮作和休耕等方式,维持土壤结构和肥力,避免过度耕作造成土壤侵蚀和退化。
植树造林也是好办法,增加植被覆盖能提高土壤保水性和抗侵蚀能力,减少水土流失,促进生态系统稳定和生物多样性发展。
推广有机农业,用自然的种植和养殖方式,减少化肥和农药使用,多施有机肥料,保护土壤肥力和质量,降低污染风险。
科学育林同样关键,人工造林、保持植被覆盖、防风固沙等措施,能保护土壤水源和水质,防止水土流失。
在日常生活中,加强垃圾处理,建立完善的垃圾收集和分类回收体系,防止有害物质进入土壤。同时,严格监管工业废水、生活污水和农业废弃物排放,确保达标排放,不让土壤受到污染。
保护土壤,就是保护地球的生态平衡,就是守护我们的未来。让我们行动起来,通过这些措施共同呵护土壤,让它继续为地球生命提供坚实的支撑。
(作者单位:中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心)
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