土壤侵蚀如何威胁着我们的粮食安全和农业未来

来源：土壤观察

健康的土壤是人类赖以生存的基本生命支持系统之一。然而，土壤侵蚀却使这一宝贵的资源处于危险之中。本文对发生在美国的严重的土壤侵蚀状况进行了说明，列举了墨西哥湾“死区”及大平原黑风暴的治理实例，提出了切实的解决方案并对未来的土壤侵蚀趋势进行了预测。

土壤侵蚀正在摧毁我们的未来

美国农场的土壤侵蚀速率正在以一个不可持续的速度进行着。为了应对这种威胁，我们需要制定政策来支持农民保护和重塑土壤。

风力和水力侵蚀会使美国的农场每年流失数十亿吨的土壤。事实上，美国农场每年因土壤侵蚀而损失的表土量是大平原在1930年代沙尘暴高峰期典型年份损失量的两倍，这是我们历史上最具破坏性的农业和社会灾难之一。

这对我们粮食和农业的未来意味着什么？我们在2020年的分析报告《侵蚀未来》中曾说明过，如果我们继续沿着目前的道路发展，农业将面临怎样的威胁。而气候变化的影响将放大这种威胁。

好消息是，创新的耕作方式可以帮助我们的农场更好地适应气候变化，也可以减缓土壤流失的速度。至关重要的是，我们要改变国家的农业政策，支持农民采用这些耕作措施。

健康的土壤是什么——以及它为什么重要

土壤是一个有生命的群落——一个极其复杂的生态系统，在这个生态系统中，植物、动物以及真菌和细菌等微生物的相互作用共同创造了丰富的食物生产环境。

健康的土壤以其多孔的、海绵状的质地为特征，这种质地是由根系生长以及蚯蚓和昆虫等无脊椎动物的活动所产生的。这种海绵状结构能够使降雨深入渗透到健康的土壤中，使土壤保存更多的水分，不易受到洪水和干旱的影响。

把土壤变成海绵

一位农业科学家展示了农民如何通过海绵状的土壤减少洪水和干旱的影响。

健康的土壤不仅使农田具有更强的气候适应能力，还可以通过多种方式帮助农民和纳税人降低成本：

农民对昂贵的氮肥需求减少了，一方面是因为健康的土壤本就含有更丰富的养分，另一方面是因为保水性的提高意味着随径流流失的肥料减少了。

更少的肥料流失意味着更少的水污染，这降低了公共用水和农田下游娱乐区的清理成本。

在下游更远处，径流的减少可以抑制藻类繁殖，减轻水体的富营养化。藻类的过度繁殖会将墨西哥湾和切萨皮克湾等地区的大片水域变成“死区”，严重损害渔业。

重振墨西哥湾海岸“死区”

Rebecca Boehm博士在文中解释了中西部农场过量的肥料是如何导致墨西哥湾的“死区”形成，以及如何扭转这一趋势。

土壤侵蚀：成因和影响

当风或水使土壤的位置发生转移时，土壤侵蚀就会发生——土壤被风或水冲走，沉积在沟渠和溪流中，或者漂浮在空气中变成尘土。

健康的土壤能很好地抵御侵蚀，特别是当它全年都受到地上植物和地下根系的保护时(这也是覆盖作物十分重要的原因之一)。

但是，当土壤裸露、受损和枯竭（干燥、压实、有机质含量低）时，风蚀和水蚀就更容易发生。正如美国中部大平原地区在20世纪30年代所发生的那样，其后果可能是灾难性的。即使是年复一年的微小变化也会逐渐累积大问题。

The Dust Bowl and its legacy黑风暴及其后遗症

在20世纪初的几十年里，农民们在大平原地区大规模扩大了不可持续的放牧和耕作措施。特别是1910年代和1920年代小麦价格上涨刺激了农民，他们将数百万英亩的牧草地开垦为农田，使土壤失去了深根性植物的保护，并且采用了不合理的耕作方法，使土壤更易受到侵蚀。后来，大萧条来袭，小麦价格下跌，绝望的农民开垦了更多的草地，使本地的土壤条件进一步恶化。

然后，从1930年开始，一段持续的严重干旱时期开始了，裸露的、退化的土壤任凭狂风肆虐。随之而来的沙尘暴造成了大范围的破坏，使农场破产，约40万人被迫迁移。在接下来的几十年里，平原上的一些地区仍然人口稀少，经济萧条。

联邦政府采取了许多措施来应对这场生态灾难，其中包含许多水土保持和防治水土流失的内容，包括建立水土保持服务机构，该机构至今仍作为美国农业部的自然资源保护服务机构而存在。

如今的土壤侵蚀

联邦政府对沙尘暴的应对措施以及灌溉技术的进步等其他因素，有助于防止这种明显的灾难再次发生。但是，土壤侵蚀仍然是一个严重的长期威胁，因为风力和水力侵蚀土壤的速度要远大于新土生成的速度。

虽然自1982年开始监测土壤侵蚀以来，侵蚀率最近有所下降，但土壤仍在流失，对农业安全产生着威胁。严重的土壤侵蚀是导致从1982年到2015年（NRCS定义的）基本农田面积缩小了2580万英亩的原因之一，大约相当于一个俄亥俄州的面积。

此外，气候变化有可能在未来几十年扩大土壤侵蚀的影响，因为美国大部分农田预计会遭遇越来越严重的洪水和干旱。

未来的土壤：预测侵蚀损失

美国农民期望的土壤未来是什么样子的呢？我们对未来15年(到2035年)和未来80年(到2100年)的土壤侵蚀进行了预测，一共有三种情景：

情景1：一切照旧。在这种情况下，我们假设侵蚀率将继续维持目前的美国平均水平。

情景2：侵蚀加剧。在这种情况下，考虑到由于更具破坏性的土地管理措施、土地利用变化以及气候变化加剧导致的土地侵蚀率上升，在今后15年内，侵蚀率可能会回升到1982年的水平（《国家资源清单》报告的最高水平）。

情景3：侵蚀减轻。对于这种情况，我们考虑到增加土壤健康措施的使用可以降低侵蚀率，在未来15年间能够减少的土壤侵蚀率将相当于1982年至2015年减少的的全国平均土壤侵蚀率。

然后，我们将预测的侵蚀速率从2015年延长到2100年——距1982年的最初测量结果已经过去了一个世纪——以探索不同侵蚀速率随时间的累积影响。

美国农田的土壤流失预测

风力和水力侵蚀造成的全国平均农田土壤侵蚀变化预测显示了三种侵蚀速率的情景——增加、减少和一切照旧(BAU)——以英寸(左)和立方英里(右)表示。欲了解更多细节和信息来源，请参阅2020年UCS报告《侵蚀未来》。

这些预测的结果表明，到2100年，美国农田的累计平均土壤流失量可能在2.5英寸到5英寸之间，而一切照旧情况下的预测量大约是4英寸。一个直观的例子是爱荷华州农田土壤平均深度的历史水平为为12到14英寸，而如今只剩下了8英寸。

简而言之，我们正走在一条危险的不可持续的道路上。

重塑土壤：我们能做什么

好消息是我们知道如何减缓水土流失，让我们的粮食和农业系统回归到可持续发展的轨道上来。其关键是扩大采用构建和维持土壤健康的耕作措施的农田规模。此处提供几个具体措施：

种植覆盖作物。覆盖作物的根系全年留存在土壤中，有助于固定土壤，并最大限度地提高其保水能力，使其更能抵御洪水和干旱。

作物轮作多样化，有助于提高土壤肥力和打断害虫繁殖周期。

在农田或农田周围种植多年生植物，如草原草或树木，以保证全年土壤中都有活的深根——用于稳定土壤，将碳吸收到地下深处，并在多余的肥料变成污染物之前固定和利用它们。

少耕(或免耕)，采用少耕或免耕耕作方式，最大限度地减少扰动，保持土壤中的水分。

虽然全国许多农民已经在实施部分或全部这些措施，但对其他人来说，采用这些做法将使他们的经营方式产生重大的改变——而改变并不容易。通过政策支持美国农民重建土壤健康和预防土壤侵蚀符合所有人的利益，比如2020年通过的《农业复原力法案》，该法案制定了一个过渡期以惠及所有人。