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蘑菇、克里斯托弗·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!


有没有注意到有多少有机农民、永久农业从业者和农业生态学的倡导者在谈论土壤?这是为什么呢?都是些愚蠢的老东西,该死!这是一种无菌的、惰性的、无生命的培养基,我们必须在其中耕耘、施肥和毒害才能在其中种植我们的食物。

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,它是如何运作的,以及如果没有覆盖地球表面的健康的、有生命的土壤,我们所知道的生命将是(或将是)不可能存在的。

5个惊人的土壤事实

事实一:一小块土壤里的生物数量比地球上的人口数量还要多。

目前,大约有75亿人生活在地球的土壤表面。我们很难理解这么一个大的数字……

从历史的角度来看这些数字:

  • 在农业发展初期,约公元前8 - 10000年400万年在地球上;
  • 在18世纪70 - 80年代的美国独立战争期间,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37亿人究竟

人口curve.svg
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-最初上传至en。人口曲线。svg。数据来自于“较低”的估计census.gov(archive.org镜子)。,公共领域,链接

是的,我们有很多人。

因此,考虑我们的集体行为所产生的“放大效应”是很重要的。如果有400万人做了某件事,事情可能没那么糟。如果75亿人做某件事,可能会对全球生态系统造成大规模破坏。

因为我们都依赖土壤来生存(我们将在下面进一步讨论),地球上的人口越多,我们就越需要了解、欣赏和创造健康的土壤。

请注意,土壤中到底有什么?

图:暴君农场的土壤正在生长。一个美丽的横切面显示一个年轻的菊芋植物的根圈。

照片:暴君农场的土壤正在生长。一个美丽的横切面显示一个年轻的菊芋植物的根圈。

的内心世界

如果你走到一片成熟的森林或一个土壤管理良好的农场(例如:有机免耕农业),收集一把泥土,放在显微镜下,你可能会大吃一惊。

以下是你会看到的情况:

  • 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;
  • 成百上千的节肢动物和微型节肢动物;
  • 数千种不同的藻类,原生动物和线虫。

同样重要的是,上述每个类别中的大多数微观物种和亚种还没有被分类,例如,土壤科学家不知道它们到底是谁或它们做什么。

欢迎来到“内心空间”,我们脚下广袤而神秘的未知世界!

特定土壤样品中微生物的种类和数量因下列因素而有很大差异:

  • 你在地球上的哪个位置,
  • 现在是什么季节,
  • 在采集土壤样本的地方生长着什么植物
  • 土壤是否曾被人为破坏或火灾、洪水等自然现象破坏。

特定位置的土壤类似于指纹。

不管怎样,在显微镜下对土壤进行彻底评估后,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多50-100倍。

那下面那些生物到底在干什么?

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阶段扰动到第6阶段顶极林。不过,继承并不仅仅发生在地面上……

图像:从第1阶段扰动到第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。请注意图表的底部显示了随着生态系统在演替的每个阶段的进步,土壤微生物多样性的增加(主要是真菌生物量的增加)。信贷:LucasMartinFrey- - - - - -自己的工作,CC 3.0,链接

如果你了解植物演替的原理(见上图),你可能就知道了典型的美国花园或农场处于植物演替规模的2-3阶段之间

一年生植物(我们主要的粮食作物)基本上是大自然的“痂”。它们是快速生长的植物,能够迅速覆盖裸露的土壤,并将富含碳的生物量放回土壤中,从而使植物演替继续到森林演替的最后阶段。

大自然利用植物以荫凉和分解的生物量覆盖/保护裸露在外的活体“皮肤”(例如土壤)(树叶,树枝等)。这些生物量被微生物分解者慢慢吃掉并融入土壤,然后以生物有效形式将这些营养释放给植物。这样循环往复。

为什么土壤会自我覆盖?

土壤能自我覆盖是因为暴露在外的土壤受到阳光的照射,杀死了使其凝聚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对抗疾病/病原体并降解污染物

这就是为什么暴露的、耕过的土壤很快就会变成死土,死土会在暴风雨中被冲走,或者在风吹走。(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,土壤表层下发生的事情与你眼睛在土壤表层上看到的事情同等或更重要。

一年生,杂草植物倾向bacterially-dominated土壤那里的真菌比森林里的要少得多。这就是为什么一年生植物是最先在破坏生态系统的土壤表面生长的原因,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

杂草型先锋植物-耐寒植物,是第一个殖民一个以前稳定的,生物多样性的生态系统。信贷:Tilman克鲁格,3.0 CC冲锋队,链接

这也是为什么我们只种植一年生植物的农场,真菌和细菌的生物量比例约为1:1(与草原生态系统相同)。相反,落叶林(阔叶林)的比例为5:1 - 10:1,针叶林(针叶林)的真菌-细菌土壤生物量比例为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)培养和促进特定的有益好氧细菌菌株。反过来,这些细菌培育和促进了一年生植物。

随着地下微生物的继续演替,相对固定的细菌(例如,它们不能快速或远移动)开始把土壤粘在一起,这样当雨水冲刷土壤系统时,它们就不会被从根际冲走。

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性分支菌丝,将营养和水分从远远超出植物根圈的地方带回它们的植物宿主,同时保护植物的根不受疾病/感染。

当你看到土壤表面的蘑菇时,你只是看到了一个大型地下有机体的“果实”。当然,还有功能上的对等物掠食性和清道夫真菌同样,它的作用是吃或分解生病的、垂死的或死的树木。

整洁的事实:地球上最大的生物是2.5英里宽的腐殖质蜜蘑菇(Armillarea ostoyae)。

我们喜欢采蘑菇,我们喜欢在秋天采蜜蘑菇。

图片:我们喜欢采蘑菇,我们喜欢在秋天采这些蜂蜜蘑菇。

随着土壤中真菌的占主导地位的增加,地上的木本先锋植物物种和树木将在植物演替的后期阶段生长。

你可能当时没有注意到,但你已经看到了植物和土壤演替的惊人过程,在空地上,废弃的院子里,空地上,等等,成千上万次。生态演替正在你周围发生!

非自治的生命形式

如果你开始认为和一棵树或一把泥土相比,你没有那么特别,不要绝望!

事实证明,人类包含细菌细胞比人类细胞还多。我们也有很多其他物种生活在我们身上,让我们工作。

我们把所有这些有机体统称为我们的“微生物组”。这意味着你是超个体!

图片:这是一个由“人类”组成的生命生态系统。该信息图是使用GraPhlAn软件创建的,显示了包括人类宏基因组/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系的尼古拉·塞加塔博士。来源:http://huttenhower.sph.harvard.edu/metaphlan

现在,回到植物上,地球上的每一种树都与内菌根真菌(根内)、外生菌根真菌(根外)和细菌的某些组合形成共生关系。

为什么?因为这些微生物为树木提供了营养和水分,而这些营养和水分只有树根才能获得。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有益物质。

事实上,一棵树用于喂养它的共生微生物的能量几乎和用于身体的能量一样多养活树本身

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我们称之为“森林”,允许远距离的信息和营养物质的交换,甚至是不同植物之间的交换。

如果没有有益的微生物,树木就会枯萎死亡,或者受到病原微生物的攻击。没有树根分泌物,真菌和细菌就没有食物。这是互利共生,或者更恰当地说:合作再生经济

事实3:翻耕土壤就像推倒一座人类城市

如果你把地球想象成一个庞然大物紧急超个体,则土壤类似于地球的“皮肤”。

当你刮掉皮肤时,你的身体会怎么做?它会结痂并开始修复皮肤。

当我们刮或犁土壤表面时,泥土会做什么?它开始用地上的“杂草”修复它的皮肤,并在地下多种微生物的支持下(最初以细菌为主)。

正如我们在上面的第2点所讨论的,地球的皮肤正不断地试图恢复到稳定和健康的状态在我们看来,它就像成熟的森林、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。

永久的伤害和伤害……

还记得卡特里娜飓风是如何影响新奥尔良的吗?这就是我们对土壤生态系统所做的每一次耕种和/或毒害它们。

图片:还记得卡特里娜飓风是如何影响新奥尔良的吗?这就是我们对土壤生态系统所做的每一次耕种和/或毒害它们。信贷:[1]Joevilliers,公共领域,链接

被证明对土壤和植物生态系统破坏性最大的地上生物是人类。我们使用更加聪明和高度先进的技术,砍伐森林,以种植几种类型的一年生杂草谷物植物来养活自己。

为了维持植物演替规模的第2-3阶段,我们每年要对土壤进行几次耕作,这破坏了土壤中曾经孕育的微生物生命的复杂城市/文明,特别是巨大的菌根真菌网络。然后我们用以下的方式来增加侮辱:

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,迅速消耗土壤腐殖质(也就是碳储量),清除土壤中负责氮自然循环的微生物。

我们输入的硝酸盐会冲刷我们的死土,进入我们的含水层和水道,造成一系列人类健康和环境问题。这一观点是由在100年的莫罗地块由伊利诺伊大学土壤科学家也得到了世界各地无数其他研究的支持。

另一个负外部性是:我们的肥料实际上导致我们的作物种植太多更吸引害虫

b)合成农药

当我们的土壤不能再容纳生物系统时,我们就求助于人类化学的生硬、原始工具,试图取代那些曾经由我们破坏的生物维持的功能。

如果没有一个系统所固有的保护和培育的好处食物网的复杂性系统失衡和病虫害过多成为常态,而非例外。

我们不是用仿生学/农业生态学来解决我们创造的问题,而是尝试用更多/更新的毒素来“修复”它们,这会产生更多的负反馈循环,然后我们再用更多/更新的毒素来修复它们,然后……你就明白了。

氮Cycle.svg
图片:氮循环是如何在一个功能性生态系统中工作的。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环境保护署衍生作品:Raeky(说话) - - -Cicle_del_nitrogen_de.svgNitrogen_Cycle.jpg,3.0 CC冲锋队,链接

纽约不是一个人一年就建成的,一个人只有一套技能。同样,需要大量不同的微生物群来构建健康土壤和植物系统所必需的过程、结构和网络。

如果你还记得这部分中的一件事,那么就这样写:当你土壤中的生物与你生长的植物相适应时,你就不需要使用合成肥料或杀虫剂了。

当你的植物需要养分时,你的土壤微生物会以精确的数量和比例为你的植物提供养分,反过来,你的植物也会为这些微生物提供养分和养分。此外,你的植物受益于提高害虫和疾病的抵抗力。捕食性线虫和真菌以食根线虫为食;瓢虫吃蚜虫;病原菌被内、外生菌根真菌隔离;等。

不相信我们吗?

你认为一个成熟的森林或草原生态系统每年在没有任何人力投入的情况下变得更强大、更有弹性,而我们的工业化农场却需要不断投入化肥和毒药来产生产量,这是怎么回事?

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,哥伦布在蓝色的海洋上航行!”

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图片:哥伦布“发现”新大陆的描述。他看起来是一个友好的人!图片来源:波士顿L. Prang & Co. -此图片可从美国购买美国国会图书馆版画及摄影部以数码身份cph.3b49587。公共领域,链接

哥伦布从欧洲横渡大西洋,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,他的尊严理所当然地下降了。强奸、谋杀、酷刑、奴役、割掉土著人的耳朵和鼻子,这些都是他们为了寻找贵重金属和珠宝而进行的种族灭绝活动。

哥伦布当时并不知道,但他和他的人也引发了一系列事件,这些事件对全球的影响远远超过他们用自己的剑和火柴锁所能做的。不巧的是,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,生态更新

据估计,在1492年到1601年间,这一数字有所上升美洲90%的人口死于天花和麻疹。(少数人直接被欧洲入侵者杀死,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。当地人被奴役到西班牙农场工作,或被谋杀,或死于疾病。这张照片显示的是一个纪念碑Taínos酋长Hatuey在今天的古巴。Hatuey和其他Taínos酋长在1512年被西班牙人俘虏并活活烧死。

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。当地人被奴役到西班牙农场工作,或被谋杀,或死于疾病。这张照片显示的是一个纪念碑Taínos酋长Hatuey在今天的古巴。Hatuey和其他Taínos酋长在1512年被西班牙人俘虏并活活烧死。来源:米哈尔·扎莱夫斯基自己的工作,3.0 CC冲锋队,链接

整个美洲的大多数土著民族都有某种形式的农业。(他们的饮食通常还通过狩猎和采集采集的食物来补充。)

随着他们的人口被致命的欧洲疾病消灭,据估计,有5000万公顷的土地在植物演替规模上迅速进步,恢复成森林。作为参考,5000万公顷约20万平方英里,比整个加利福尼亚州(约15.8万平方英里)的面积都大。

人口减少事件有什么影响?树木和它们共生的土壤微生物集体吸入了大量温室气体,从大气中移走并储存了大量的温室气体,并将它们隔离在土壤微生物中,还有一小部分隔离在树木/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“小冰河期”。

所以,克里斯托弗·哥伦布公司携带的细菌杀死了美洲原住民,让森林重新生长,吸收大气中的碳,导致全球气候急剧降温,导致全球范围内的大规模破坏(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,欧洲人遍布美洲。在2800万非洲奴隶的强制协助下,他们把森林推倒,翻耕土壤,将碳、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,我们人类可以利用我们新发现的农业知识来实际停止全球变暖的同时,生产的食物也远远超过了未来养活世界人口的量。坏消息是,我们现在正采取相反的方法,像生态征服者一样运作。

事实证明,土壤中的碳含量比大气和地球上所有植物的总和还要多。让我们重申:土壤所含的碳比大气和地球上所有植被加起来还要多。

有趣的是,新的研究表明,某些类型的共生真菌——外生菌根和类ericorhizal (EEM)——可以导致土壤中的碳固存量增加70%比其他种类的真菌。目前的全球气候模型没有考虑到这些信息,因此,土壤和气候科学家面临的一个巨大挑战是,准确评估在各种管理实践和农业系统下,全球土壤可能封存多少温室气体。

再生农业

这就是再生有机农业实践发挥作用的地方。

是的,使用整体的、生态良好的有机方法,我们仍然可以种植我们每年的谷物作物每英亩产量相同,而且不破坏/耕作土壤,使用合成氮肥、杀虫剂和除草剂

我们还可以从根本上利用先进的可再生能源。”森林农业“仿生方法和以前一样先进几千年前当人类第一次发明它们。我们不能继续使用工业的、依赖化学物质的、一刀切的模式,也就是现在被认为的“传统”农业。

图片:在罗代尔研究所进行的常规和有机种植试验的土壤。你能说出哪一种土壤含有更多的生物和碳吗?图片版权属于罗代尔研究所:http://rodaleinstitute.org/。

图片:在罗代尔研究所进行的常规和有机种植试验的土壤。你能说出哪一种土壤含有更多的生物和碳吗?图片版权:Rodale Institute:http://rodaleinstitute.org/

那些可怕的奶牛和其他我们用来获取蛋白质的反刍动物呢?明智地使用下整体规划放牧技术——这将结束使用cafos饲养反刍动物的谷物生长和喂养——这些动物可以对土壤健康和温室气体封存都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在实现这些目标呢现在吗?

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,我们的西方化的大脑将很难理解和/或实施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方法的威胁。一种新颖的、破坏生态理智的方法本身就已经够糟糕的了。事实是,这种方法有可能有害地影响我们从现代奴隶和自然公地中榨取金钱的能力,同时把掠夺的东西推到财富金字塔的顶端,这完全是异端邪说。

事实5:土壤是我们最宝贵的资源,但它几乎要消失了

好吧,如果你已经走到了这一步,你现在应该对健康的、有生命的土壤对你和你称之为家的地球是多么重要有了一些认识。

富兰克林·罗斯福总统说得好:“一个破坏自己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的力量。”

富兰克林·德拉诺·罗斯福,1933-1945年的美国总统。在他的许多基于保护的成就中,罗斯福的民间保护队(CCC)在1933-1941年间在美国种植了超过30亿棵树。他还极大地扩展了国家公园和国家森林系统,并实施公共政策,帮助农民成为他们土地的好管家。

我们做得怎么样?简短的回答是:我们有很多思考和工作要做。时间也不是我们的朋友。

土壤流失:

地球上一半的表层土壤在过去的150年里消失了。在美国在美国,我们每生产一磅食物,就会损失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。

水土流失+退化=弃耕地:

在过去的40年里,近三分之一世界上15亿的耕地公顷)已被遗弃,因为土壤侵蚀和退化。- - - - - -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,我们要吓唬你们,但别担心,因为我们将以一些好消息结束。在这个《时代》杂志的一次精彩采访悉尼大学和洛桑研究所的科学主任约翰·克劳福德博士就我们的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的表土还能保存60年。全世界用于农业的土壤中,约有40%被归类为退化或严重退化——严重退化意味着70%的表层土壤(允许植物生长的土层)消失了。由于各种耕作方法剥夺了土壤中的碳,使土壤的营养成分变得不那么强健、更弱,土壤流失的速度是其自然补充的速度的10到40倍。在欧洲,即使是维护良好的农田,看起来像田园诗,也在以不可持续的速度流失。

集约化的农业耕作方式极大地损害了土壤的健康和肥力。

集约化的农业耕作方式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,形成一英寸的土壤需要长达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。

那么是时候把“尽头就在附近”的标志拿出来,去街角了吗?我们认为有更有效的方法来解决这个问题,而不是陷入绝望和悲观。

自然在其看似缓慢的地质时间尺度上“自然补充”土壤的速度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补充我们的土壤。

我们不想在没有提出解决方案的情况下,就提出如此大而可怕的问题。

这就是好消息的来源你得到了你的家庭作业!今晚或者这个周末,我们想让你们花几分钟看一下我们个人英雄之一的演讲;伊莱恩·英厄姆博士被许多人认为是世界上最杰出的土壤微生物学家。

她不仅仅是一个有好点子的智力巨人,她还积极地与世界各地大大小小的有生态意识的农民合作,实施解决我们土壤问题的方案。而且,是的,这次演讲中的信息将使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土壤的五个惊人事实!我们也希望你能考虑改善你的一些消费模式,甚至开始你自己的有机/永久种植花园。