方寸之間看土壤:“地球的皮膚”該如何保養
科研人員在西藏考察土壤（南京土壤所供圖）
土壤是如何形成的？形成速率有多快？土壤是不是與我們人類一樣，也會生老病死？世界上最古老的土壤在哪里？土壤與人之間到底是什么關系？
對于人類而言，土壤是和陽光、空氣和水一樣重要的存在。但是，在很多人眼里，土壤是一種司空見慣的事物，確實是沒有什么存在感。近日，一則“沙漠土壤化”的新聞，引起了不少人的關注，也讓“默默無聞”的土壤，一躍成為“網紅”。在中國科學院南京土壤研究所（以下簡稱南土所）研究員張甘霖看來，作為覆蓋在地球表面的一層有生命的疏松物質，土壤像皮膚一樣維持著陸地生命的存續。
肌膚都需要保養，我們又該如何保養“地球的皮膚”
2000枚郵票背后的土壤“密碼”
作為一個學科，國際土壤科學的研究起步于20世紀初。那時，書信仍然是學者們進行學術交流的主要方式。作為最常見的事物，土壤攸關糧食生產和環境保護，受到許多國家的青睞，常常成為郵票設計的主題之一。
“土壤學是重視交流的學科，土壤學家曾用郵票傳遞科學的火種，大量土壤學的知識也得以通過郵票啟迪大眾。”資深的土壤科學家、南土所研究員龔子同表示，郵票不僅讓公眾知曉了更多土壤學的知識，也讓科研人員從中受益。
生于上世紀30年代的龔子同，早年曾留學蘇聯沃龍涅什大學，始終保持著與許多國際土壤學界專家通信的習慣。幾十年間，他與國外學界的上百封往來信件和明信片，以及隨之而來的郵票，也成為眾多學生了解國外的土壤研究進展，以及土壤科普知識的窗口。
“世界上很多國家都非常重視土壤保護，希望通過郵票的方式，傳遞一些和土壤有關的理念。”南土所特別研究助理楊順華經常協助龔子同整理資料，并聽過這些書信以及郵票的故事。
其中，一枚“復刻了他們日常工作場景”的德國郵票，讓他印象深刻。“郵票上印著土壤剖面，這就是我們在野外判斷土壤類型時的主要工作對象。”他說。
隨后，楊順華和同門的博士研究生張楚一起，在網上搜集整理了幾十個國家和土壤有關的上千枚郵票，補充進了龔老師的郵票集。楊順華發現，這種“接地氣”的郵票設計在國外十分常見：國外還曾專門發行了以“州土”為主題的郵票。
“所謂州土（State Soil），和國內的市花是同樣的概念。在美國的每個州，都有屬于自己的州土。”楊順華感慨，將這些內容集合起來，無論是公眾還是科研人員，都能很方便地了解土壤的種類和分布。如果中國各省都發行“省土”郵票，一定會是一件很有意義的事。
從農耕入手的中國土壤視角
相較而言，國內的郵票設計，更多從耕地和糧食安全角度來看待土壤，也更能引起廣泛關注。“這體現出我們對土地的重視，”楊順華說，但從另一個角度，人們往往更多地從農業利用和管理方面去研究土壤，而較少關注土壤自身的形成和發展。
事實上，中國科學家馬溶之很早就提出人為活動在土壤形成中的作用，中國對土壤學的貢獻也在被國際所認可。
作為重要的自然資源，土壤為人類社會發展提供了基本的食物。數據顯示，地球上95%的食物來源于土壤，土壤保存了至少四分之一的全球生物多樣性，是糧食、飼料、燃料和纖維生產的根基，不僅僅為生態系統和人類提供多種服務，更能幫助抵御和適應氣候變化。
“從歷史上看，中國對土地和土壤有著悠久的開發使用歷史。”楊順華介紹，在明代永樂年間，北京豐臺地區就建立了專為宮廷服務的菜園，其土壤很有可能已經發育為肥熟旱耕人為土。在半干旱-干旱地區，如著名的河西走廊，長期引用渾水灌溉，邊灌邊淤，再加上耕作培肥，土壤越來越厚的同時，也越來越肥沃，逐漸形成了灌淤旱耕人為土。
而在東北平原上，從幾百年前的“闖關東”開始，逐漸成為中國重要的糧倉。據統計，目前東北地區的糧食調出量占全國的三分之一，是名副其實的“壓艙石”。而東北肥沃的黑土地，無疑發揮了關鍵作用。
但由于長期過度開發利用、氣候變化等多種因素的影響，東北黑土地也出現了不同程度的退化問題，比如耕作層有機質含量的銳減、黑土層的“變薄”和“變硬”等。為此，中國科學院聯合相關省區共同發起“黑土糧倉”科技會戰，用科技創新支撐黑土地永續利用。南土所作為國內的主要研究力量之一，有許多研究人員都參與其中。
“對于中國人來說，‘吃飽’是最重要的事。”張甘霖介紹，19世紀時，德國化學家李比希提出了養分“歸還學說”，認為任何一種作物都會消耗土壤肥力，因此必須施用肥料，使土壤肥力的消耗和養分的歸還保持平衡。
“這一發現極大地促進了化肥工業的發展，大大增加了作物產量，從而促進了人類社會的繁榮。”張甘霖表示，現如今，‘吃好’成為大眾更關心的問題，土壤則是這一切的基礎。“東北大米之所以有口皆碑，離不開肥沃的黑土地。現在通過科技會戰，我們也希望能為用好養好黑土地筑牢基礎。”他說。
科研人員在野外考察土壤（南京土壤所供圖）
了解為地球“護膚”的知識點
在當下，氣候變化、疫情持續，以及地區沖突等因素，讓糧食問題成為全球矚目的熱點。而保護好土壤，無疑是人類避免危機加深和走出困境的“基礎的基礎”。
張甘霖表示，目前土壤面臨的最大威脅是土壤侵蝕，也就是水土流失，每5秒鐘就有一個足球場面積大小的表層土壤會被侵蝕。然而，生態環境的脆弱性在于，破壞很容易，但恢復起來卻相當艱難。
聯合國糧農組織的研究顯示，地球表面形成2-3 厘米厚的土壤可能需要長達千年的時間。因此，土壤資源來之不易。與此同時，受到戰亂、極端天氣等影響，全球的糧食產量也面臨很多不確定性，一些國家甚至限制了糧食出口。
“土壤科學離普通人并不遙遠，也實實在在影響著每個人的生活。”南土所博士研究生張楚表示，除地球土壤外，還存在月球表面的“月壤”，火星表面的“火星土壤”。但只有地球土壤具有肥力，更加凸顯地球土壤的獨特性和多樣性。
想給地球做好“護膚”，即使是科研人員，要掌握的知識點也并不相同。楊順華介紹，在“黑土糧倉”科技會戰中，許多不同學科背景的科研人員在一起工作，有土壤學的、有生態學的、有環境科學的…只有對土壤學有更多的認識，才能做好科研攻關。對公眾來說，了解土壤能減少許多恐慌，同時也能讓更多人關注和參與土壤保護。
“都說‘萬物土中生’，土壤是地球陸地生命發生、進化和演化延續發展的根基，”北京師范大學環境學院教授李天杰表示，對于“剛開了頭”的土壤學科普，需要大家給予更多的關注。
