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蘑菇、哥伦布、天花、气候变化和你的晚餐有什么共同之处?阅读这五个惊人的土壤事实来找出答案!


有没有注意到有机农业的农民、永用化的实践者和农业生态学的倡导者谈论土壤的多少?这是为什么呢?那只是些愚蠢的垃圾,该死的!这是一种贫瘠的、惰性的、没有生命的介质,我们必须在它上面耕作、施肥、施肥,以便种植我们的食物。

谁在乎土壤?有什么好知道的?

其实很多。事实上,现在比以往任何时候都更重要的是,你要知道什么是土壤,它是如何工作的,以及为什么如果没有覆盖在地球表面的健康、有生命的土壤,我们所知道的生命将是(和将是)不可能的。

5个惊人的土壤事实

事实1:一小块土壤里的生物比地球上的人还多。

目前,大约有75亿人生活在地球的土壤表面。我们很难理解这么大的数字。

从历史的角度来看:

  • 在公元前8 - 1万年前的农业发展初期,大约有400万年在地球上;
  • 在18世纪70 - 80年代的美国独立战争中,大约有8亿年在地球上;
  • 1969年,当第一个人在月球上行走时,大约有37亿人究竟

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股市泡沫?不,这是自农业出现以来的全球人口增长。图片来源:El T-最初上载到en。作为人口曲线。svg。数据来自于“较低”的估计census.govarchive.org镜子).,公共领域,链接

是的,这里有很多人。

因此,考虑我们的集体行为所具有的“放大效应”是很重要的。如果有四百万的人在做一件事,可能也没那么糟糕。如果75亿人做点什么,可能会对全球生态系统造成大规模破坏。

由于我们的生存都依赖于土壤(我们将在下面进一步讨论),地球上的人口越多,对我们来说,理解、欣赏和创造健康的土壤就越重要。

请注意,土壤里到底有什么?

图片:土质在土豪农场自己建造。一个美丽的横断面显示一个年轻的耶路撒冷洋蓟植物的根际。

照片:暴君农场的土壤在自己建造.一个美丽的横断面显示一个年轻的耶路撒冷洋蓟植物的根际。

的内心世界

如果你走到一个成熟的森林或农场,那里的土壤被管理得很好(例如:有机免耕农业),收集一把土壤,把它放在显微镜下,你可能会感到惊讶。

以下是你会看到的:

  • 10 - 50欧元需氧细菌;
  • 多达1亿个不同的真菌细胞(如蘑菇),包括将它们连接成一个功能网络的真菌菌丝链;
  • 数以百计或数以千计的节肢动物和微节肢动物;
  • 成千上万种不同的藻类、原生动物和线虫。

同样值得注意的是,上述每一类中的大多数微观物种和亚种还没有分类,例如,土壤科学家不知道它们是谁或它们做什么。

欢迎来到“内在空间”,我们脚下广阔而神秘的未知世界!

某一特定土壤样品中微生物的种类和数量在很大程度上取决于:

  • 你在地球上的哪个地方,
  • 现在是什么季节,
  • 在采集土壤样本的地方生长着什么植物
  • 土壤以前是否被人或自然现象如火灾和洪水破坏过。

特定位置的土壤类似于指纹。

无论如何,在显微镜下对你的土壤进行彻底的评估后,你会发现可能有你那一小撮土壤里的生物比地球上的人口还多50-100倍。

那些小生物到底在下面做什么?

事实2:土壤微生物农场植物和植物农场土壤微生物

理解植物演替

先有鸡还是先有蛋?真菌和树木,哪一个先出现?

植物演替:从第1阶段干扰到第6阶段顶极林。继承不仅仅发生在地面上……

图片:从第1阶段干扰到第6阶段顶极林的植物演替。然而,生态演替并不仅仅发生在地面上。请注意图的底部显示了随着生态系统在演替的每个阶段的推进,土壤微生物多样性的增加(主要由真菌生物量的增加表示)。信贷:LucasMartinFrey- - - - - -自己的工作CC 3.0链接

如果你了解植物演替是如何进行的(见上图),你可能就知道了在植物演替规模上,典型的美国花园或农场处于阶段2-3之间

一年生植物(我们的主要粮食作物)基本上是自然界的“结痂”。它们是快速生长的植物,能迅速覆盖裸露的土壤,将富含碳的生物量放回土壤中,让植物演替继续进行到森林演替的最后阶段。

大自然利用植物覆盖/保护其裸露的活“皮肤”(例如土壤),以遮荫和分解的生物量(树叶,树枝等)。这些生物质被微生物分解者慢慢地吃掉并融入土壤,然后以生物可利用的形式释放这些营养物质给植物。这样循环往复。

为什么土壤会自我覆盖?

土壤覆盖了自己,因为暴露的土壤受到阳光的照射,杀死了使土壤保持在一起并发挥作用的微生物。这种死亡减少了土壤的水、氮和碳循环能力,更不用说它的能力了防治疾病/病原体,降解污染物

这就是为什么裸露的、耕过的土壤很快就会变成死土,死土在风暴中被冲走,或者在风吹时被吹走。(见我们沙尘暴或者是中东地区例如这些过程在短期和长期时间尺度上的作用。)

土壤演替

许多人没有意识到的是,“演替”不仅仅是发生在植物中的地上现象。事实上,土壤表面下发生的事情与你肉眼在土壤表面上看到的事情一样重要,甚至更重要。

一年生杂草植物更受青睐bacterially-dominated土壤比你在森林土壤中找到的真菌少得多。这就是为什么/如何一年生植物是第一批生长在破坏生态系统的土壤表面……它们是植物世界的“痂”。

这就是为什么这些早期的殖民植物被称为“先锋植物”。

“杂草丛生的

杂草先锋植物-顽强的植物,是第一个殖民以前稳定的,生物多样性的生态系统。信贷:Tilman克鲁格3.0 CC冲锋队链接

这也是为什么我们的农场只种植一年生植物,真菌和细菌的生物量比约为1:1(与草地生态系统相同)。相反,落叶林(阔叶林)的比例是5:1 - 10:1,针叶林(针叶林)的真菌-细菌土壤生物量比例是100:1 - 1000:1。

有趣的是,土壤中的真菌越多,土壤储存的碳就越多。

一年生植物在其根际(根系周围的区域)培育和促进特定菌株的有益有氧细菌。反过来,这些细菌培育和促进一年生植物的生长。

随着地下微生物演替的继续,相对固定的细菌(例如,它们不能移动得快或远)开始将土壤粘在一起,形成团聚体,这样当雨水冲过土壤系统时,它们就不会被冲出根际。

然后是高度流动的真菌,它们可以在土壤表面以下产生数千英里的线状分枝菌丝,从远离植物根圈的地方将营养和水带回它们的植物宿主,同时保护植物的根免受疾病/感染。

当你在土壤表面看到蘑菇时,你只是看到了一个大型地下生物的“果实”。当然,也有类似的功能掠食性和清道夫真菌它们的作用是吃掉或分解生病、垂死或枯死的树木。

整洁的事实:地球上最大的生物是2.5英里宽的腐烂的蜂蜜蘑菇Armillarea ostoyae).

我们喜欢采蘑菇,我们也喜欢在秋天采蜂蜜蘑菇。

图片:我们喜欢采蘑菇,我们喜欢在秋天采这些蜂蜜蘑菇。

随着土壤变得越来越以真菌为主,它引入了地上的木质先锋植物物种和树木,这些植物在植物演替的后期阶段生长。

你可能没有注意到,但你已经看到了植物和土壤演替的惊人过程在空置的停车场,废弃的庭院,空地等数千次。生态演替正在你的周围发生!

非自治的生命形式

如果你开始认为自己与一棵树或一把泥土相比并没有那么特别,那就别绝望了!

事实证明,人类包含比人类细胞更多的细菌细胞.我们体内和体内还有大量的其他物种,它们让我们能够工作。

我们把所有这些有机体统称为我们的“微生物群”。这意味着你是超个体

图片:这是由“人类”组成的生命生态系统。该信息图是使用GraPhlAn软件创建的,显示了组成人类宏基因组/微生物组的一些主要物种。这要归功于哈佛大学陈曾熙公共卫生学院生物统计学系的Nicola Segata博士。来源:http://huttenhower.sph.harvard.edu/metaphlan

现在,回到植物,地球上的每一种树都会与内生菌根真菌(根内)、外生菌根真菌(根外)和细菌的某种组合形成共生关系。

为什么?因为这些微生物为树木提供养分和水分,否则,树根是无法单独获得这些养分和水分的。作为交换,树木通过光合作用产生的根系分泌物为这些微生物提供糖和其他食物。

事实上,一棵树用于喂养共生微生物的能量几乎和用于植物生长的能量一样多喂树自己

菌根真菌也起到保护和连接树木的作用自然功能的超有机体这就是我们所说的“森林”,它允许远距离的信息和营养的交换,甚至是不同的植物物种之间的交换。

没有有益微生物,树木就会枯萎死亡或受到病原微生物的侵害。没有树根分泌物,真菌和细菌就没有食物。这是互惠主义在起作用,或者更恰当地说:协同再生经济

事实3:耕地就像铲平一座人类城市

如果你把这个星球看做一个巨人紧急超个体,那么土壤就相当于地球的“皮肤”。

当你刮掉皮肤时,你的身体会做什么?它会结痂并开始修复皮肤。

当我们刮掉或犁掉土壤表面时,地球会做什么?它开始用地面上的“杂草”修复皮肤,并由多种地下微生物(最初由细菌主导)支持。

正如我们在上面的第2点所讨论的,地球的皮肤一直在努力恢复稳定和健康的状态在我们看来,它就像一片成熟的森林、苔原、草原等等——这取决于特定的气候、地理/地形,以及生活在土壤表面上下的生物。

永久的损害和伤害……

还记得卡特里娜飓风对新奥尔良的影响吗?这就是我们每次耕作和/或毒害它们时对土壤生态系统所做的。

图片:还记得卡特里娜飓风是如何影响新奥尔良的吗?这就是我们每次耕作和/或毒害它们时对土壤生态系统所做的。信贷:[1]Joevilliers,公共领域,链接

对土壤和植物生态系统破坏性最大的地上生物是人类。我们使用越来越先进的技术,砍伐森林,只为了种植几种一年生的杂草谷类植物来养活自己。

为了维持植物演替规模上的第2-3阶段,我们每年耕作几次土壤,这破坏了土壤中曾经孕育的复杂的微生物城市/文明,特别是庞大的菌根真菌网络。然后我们在伤害上又加侮辱:

一)合成化肥

对化石燃料的需求合成氮化肥这会导致土壤中大量的细菌繁殖,迅速耗尽土壤腐殖质(又称碳储备),并清除土壤中负责自然循环氮的微生物。

我们的替代物硝酸盐会冲刷我们死去的土壤,进入我们的蓄水层和水道,造成广泛的人类健康和环境问题。这一点是由在伊利诺伊大学土壤科学家100岁的Morrow plot并得到了世界各地无数其他研究的支持。

另一个负外部性:我们的肥料实际上导致了我们的作物作物更能吸引害虫

b)合成农药

当我们的土壤不再能够容纳活着的生物系统时,我们就诉诸于人类化学的生硬、原始工具,试图取代那些曾经被我们破坏的生物所维持的功能。

缺乏一个高度"食物网的复杂性他说:“系统性失衡和病原体和害虫数量过多成为常态,而不是例外。

我们不是用仿生学/农业生态学来解决问题,而是经常尝试用更多/更新的毒药来“修复”它们,这会产生更多的负反馈循环,然后我们用更多/更新的毒药来修复它们,然后……你就明白了。

氮Cycle.svg
图片:氮循环是如何在功能生态系统中工作的。这里没有所谓的“浪费”。没有丢失。一切都是重用。碳循环、甲烷循环、水循环等也是如此。图片来源:Cicle_del_nitrogen_de.svg: *Cicle_del_nitrogen_ca.svg:约翰Dréo (用户:Nojhan), traduction德Joanjocd我们图片:循环氮fr.svg.衍生著作:伯克哈德说话Nitrogen_Cycle.jpg:环境保护局衍生作品:Raeky说话) - - -Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg3.0 CC冲锋队链接

纽约市不是由一个拥有单一技能的人在一年内建成的。同样,构建健康的土壤和植物系统所需的过程、结构和网络,也需要大量不同种类的微生物。

如果你还记得一件事,可以这样写:当你土壤中的生物与你种植的植物相适应时,你就不需要使用合成肥料或杀虫剂了。

你的土壤微生物在你的植物需要的时候以它们所需的确切数量和比例来喂养它们,而你的植物反过来喂养和喂养微生物。此外,您的植物受益于提高害虫和疾病的抵抗力。掠食性线虫和真菌会吃掉根茎线虫;瓢虫吃蚜虫;内菌根真菌和外生菌根真菌可以隔离病原菌;等。

不相信我们吗?

你认为一个成熟的森林或草原生态系统在没有人为投入的情况下每年都变得更强大、更有弹性,而我们的工业化农场却需要不断的化肥和毒药投入才能产生产量?

事实4:恢复全球土壤健康可以阻止气候变化

当我们在学校唱歌时,“1492年,哥伦布航行在蓝色的海洋上!”

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图片:哥伦布“发现”新大陆的描述。他看起来是个友好的人!图片来源:L. Prang & Co.,波士顿-此图片可从美国获得美国国会图书馆印刷及摄影科在数码身份证下cph.3b49587.公共领域,链接

哥伦布从欧洲跨越大西洋,无疑是勇敢和雄心勃勃的。然而,近年来,随着他和他手下的堕落被揭露出来,他的威望理所当然地下降了。强奸、谋杀、酷刑、奴役和割掉当地人的耳朵和鼻子是他们种族灭绝追求贵重金属和珠宝的必经之路。

当时不为人知的是,哥伦布和他的手下还引发了一系列事件,其影响远比他们用自己的剑和火绳所能产生的影响更大。巧合的是,他们遇到的美洲原住民对欧洲人带来的细菌几乎没有免疫力。

人口崩溃,生态再生

据估计,在1492年到1601年之间美洲90%的人口死于天花和麻疹.(直接被欧洲侵略者杀害的人数相对较少,尽管这仍应被视为种族灭绝。)

在教皇亚历山大六世的命令下,西班牙征服、殖民,并使新大陆的土著居民皈依天主教。当地人被奴役在西班牙的农场工作,被谋杀,或被疾病杀死。这张照片展示的是现代古巴的Taínos酋长哈图伊的纪念碑。1512年,哈图伊和其他Taínos酋长被西班牙人抓获并活活烧死。

图片:在教皇亚历山大六世的命令下,西班牙要征服、殖民并使新大陆的土著居民皈依天主教。当地人被奴役在西班牙的农场工作,被谋杀,或被疾病杀死。这张照片展示的是现代古巴的Taínos酋长哈图伊的纪念碑。1512年,哈图伊和其他Taínos酋长被西班牙人抓获并活活烧死。作者:Michal Zalewski自己的工作3.0 CC冲锋队链接

美洲的大多数土著民族都从事某种形式的农业活动。(通常,他们的饮食也大量通过狩猎和采集采集的食物补充。)

当他们的人口被欧洲的致命疾病消灭时,估计有5000万公顷的土地很快在植物演替规模上取得进展,恢复了森林。作为参考,5000万公顷的面积约为20万平方英里,比整个加利福尼亚州的面积还大,后者约为15.8万平方英里。

这个种群减少事件有什么影响?树木和它们的共生土壤微生物一起吸进了大量的空气,从大气中吸收和储存了大量的温室气体,并将它们隔离在土壤微生物中,在较小程度上隔离在树木/植物本身的石炭纪结构中。

气候学家称之为“奥比斯飙升此后不久,地球进入了“小冰期”。

所以,克里斯多夫·哥伦布和他的同伴携带的细菌杀死了美洲原住民,这让森林得以再生,吸收了大气中的碳,导致全球气候急剧降温,导致全球范围内的大规模灾难(包括哥伦布的祖国)西班牙).

接下来发生了什么?接下来会发生什么?选择……

你可能隐约知道接下来发生了什么:在接下来的几个世纪里,欧洲人传遍了整个美洲。在2800万非洲奴隶的强制援助下,他们把森林砍伐了,把土壤翻了,把碳、甲烷等重新释放到大气中。

你可能没有意识到的是,几个世纪后,我们人类可以用我们新发现的农业知识来真正地停止在全球变暖的同时,生产的粮食足够养活未来的世界人口。坏消息是,我们目前正在采取相反的方法,像生态征服者一样运作。

事实证明,土壤中所含的碳比大气和地球上所有植物物质的总和还要多。让我们重申一下:土壤所含的碳比大气和地球上所有植物加起来的还要多。

有趣的是,新的研究表明,某些类型的共生真菌——外生菌根和ericoid菌根(EEM)——可以导致在土壤中多吸收70%的碳而不是其他类型的真菌。目前的全球气候模型没有考虑到这些信息,因此,对土壤和气候科学家来说,一个巨大的挑战将是准确评估在各种管理措施和耕作系统下,世界土壤可能吸收多少温室气体。

再生农业

这就是可再生的有机农业实践发挥作用的地方。

是的,使用整体的、生态无害的有机方法,我们仍然可以种植年度谷物作物在不破坏/耕作土壤的情况下,使用合成氮肥、杀虫剂和除草剂

我们也可以利用非常先进的再生能源森林农业“仿生学方法在今天仍然是最先进的几千年前当人类首次发明它们的时候。我们不能继续使用工业的、依赖化学的、一刀切的模式,这种模式现在被认为是“传统”农业。

图片:在罗代尔研究所进行的传统种植和有机种植并排试验的土壤。你能说出哪种土壤有更多的生物和更多的碳吗?图片版权:http://rodaleinstitute.org/。

图片:在罗代尔研究所进行的传统种植和有机种植并排试验的土壤。你能说出哪种土壤有更多的生物和更多的碳吗?图片版权罗代尔研究所:http://rodaleinstitute.org/

那我们为获取蛋白质而种植和食用的可怕的奶牛和其他反刍动物呢?明智地使用下整体计划放牧技术——这将终止在cafos上为反刍动物种植和喂食谷物——这些动物可以对土壤健康和温室气体封存也有好处和其他再生农业技术一样。

更好的解决方案的异端邪说

那么,为什么不是所有的生物技术公司、传统农民和政策制定者都让这些事情发生呢现在

这不是一个新的移动应用程序,机器或专利生物技术,将带来财富和/或权力的少数公司或超级大国。因此,我们西方化的大脑将很难理解和/或实施那些不是简化主义的方法,而是需要整体的、基于系统的协作思维。

此外,既得利益者理所当然地感到这些做法的威胁。一种新颖的、具有破坏性的生态学上理智的方法本身就已经够糟糕的了。事实上,这种方法有可能有害地影响我们从现代奴隶和自然公地榨取金钱的能力,同时把这些掠夺的钱注入财富金字塔的顶端,这是彻头彻尾的异端。

事实5:土壤是我们最宝贵的资源,而且它几乎消失了

好了,如果你已经走到这一步了,你现在应该懂得健康、有生命的土壤对你和你称之为家的地球是多么重要了。

富兰克林·d·罗斯福总统说得很好:“一个破坏其土地的国家就是在毁灭自己。森林是我们土地的肺,净化空气,给我们的人民带来新鲜力量。”

富兰克林·德拉诺·罗斯福,1933-1945年美国总统。罗斯福的民间保护团(CCC)在1933年至1941年间在美国种植了30多亿棵树。他还大幅扩大了国家公园和国家森林系统,并实施公共政策,帮助农民更好地管理他们的土地。

我们做得怎么样了?简而言之:我们有很多思考和工作要做。时间不是我们的朋友。

土壤流失

在过去的150年里,地球上一半的表土已经消失了。在美国在美国,我们每生产一磅食物就要损失6磅土壤。

土壤退化

在过去的50年里,我们已经能够得到更大的大宗商品作物的产量每英亩的土地,但这些收益增加一个巨大代价的:营养损耗、微生物、土壤压实、水土流失、水污染、碳污染,沙漠化、水道沉积/加密,增加洪水等等。

不,更多的化肥和“杀菌剂”无助于解决问题;它们是问题的主要原因之一。

土壤流失+退化=废弃农田

在过去的40年里,将近三分之一世界耕地(15亿)公顷)已被遗弃,因为水土流失和退化。- - - - - -David Pimentel和Mario Giampietro,食品、土地、人口和美国经济

不要弄脏你的短裤…

现在,我们要吓到你们,但不用担心,因为我们将以一些好消息结束。在这个《时代》杂志精彩的采访来自悉尼大学(University of Sydney)、洛桑研究所(Rothamsted Research)的科学主任约翰·克劳福德(John Crawford)博士就全球人造土壤问题发表了看法:

“对目前土壤退化速度的粗略计算表明我们还剩下60年的表土.全球约40%的农业土壤被划分为退化或严重退化——后者意味着允许植物生长的表层土壤的70%消失了。由于各种各样的耕作方法会减少土壤的碳含量,使土壤变得不那么结实,营养成分也变得更弱,土壤流失的速度是自然补充的10到40倍。即使是欧洲那些看起来像田园诗般维护良好的耕地,也在以不可持续的速度流失。

集约化的农业做法极大地损害了土壤的健康和肥力。

集约化的农业做法极大地损害了土壤的健康和肥力。Philippe Rekacewicz信贷:环境规划署/ GRID-Arendal下许可的,2.0 CC NC-SA

最后的想法:好消息(和一些作业)

传统观点认为形成一英寸厚的土壤需要1000年的时间。这意味着大自然需要数百万年才能消除我们造成的破坏。

那么,是时候拿出“末日即将来临”的标志,走向街角了吗?我们认为有比悲观和悲观更有效的方法来解决这个问题。

大自然在看似缓慢的地质时间尺度上对土壤进行“自然补充”,但这并不意味着我们人类不能以比自然过程通常允许的更快的速度对土壤进行补充。

我们从来不想在没有同时提出解决方案的情况下提出一个如此巨大和可怕的问题……

这就是好消息出现的地方,你得到了你的家庭作业!今晚或周末的某个时候,我们希望你们花几分钟时间看一下我们的一位个人英雄的演讲;伊莱恩·英厄姆博士被很多人认为是世界上最杰出的土壤微生物学家。

她不仅是一个有好主意的知识巨人,她还积极与世界各地具有生态意识的大小农民合作,实施解决我们土壤问题的方案。是的,这个演讲中的信息会让你从根本上成为一个更好、更有知识的有机园丁或农民:

我们希望你喜欢这些五个惊人的土壤事实!我们也希望你能考虑改善你的一些消费模式,甚至可能开始你自己的有机/永久种植花园。