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土壤科学与社会

当土地利用和管理与土壤功能很好地匹配时,土壤功能的发挥与人们预期的景象相符。庄稼和花草茂盛、家畜兴旺、泉井水源丰富、道路和建筑规范、投资环境安全,以至于人们感觉不到土壤功能的作用。但是,当土壤利用不能与土壤性质相匹配时,问题就显现出来了。作物欠收,牲畜患病,在胀缩强烈或盐分较多的土壤上,道路、建筑、管道、电缆会断裂;在地基不稳定的地方,建筑物结构会发生灾难性的坍塌。在大片的城区,被混凝土或沥青密封的土壤表面会造成更多、更快的径流。

随着土壤利用和管理发生明显的变化,有可能使景观固有的一些功能丧失,这些功能包括景观的生产、水文、生态功能。虽然在土壤利用和管理方面,我们已经享受了很大的成功,例如通过施肥,灌排水等措施强化了土壤的生产功能,但是,究竟如何很好地发挥土壤功能?需要发挥多大功能?两者之间的度目前还很难把握。

目前土壤科学面临的挑战是如何发挥我们的聪明才智,避免不合理的利用方式或采取适当措施防止景观功能的丧失,使得各种重要的土壤基本功能都能有效发挥作用。

现在新技术可以揭示我们这个行星各种各样的面貌,可以向我们显示地球的演变,也可以在任何尺度上显示地球系统的运行状况。摆脱物理尺度和感官的限制,在空间尺度上,我们可以观测到从分子到全球尺度的物体,在时间尺度上,可以观测到从毫微秒到千年时间跨度的变化。这些观测结果已被构建成地球演变过程的模型,用以预测地球演变的趋势和选择未来管理的措施。现在我们可以用预测模型来作出决策和制定政策,取代我们曾经依赖的重复试验方法,做到既提高土壤质量,又为子孙后代保护地球的皮肤。

掌握了矿物、土壤结构及显微镜下生物组织等方面的知识,了解了土壤物理、化学和生物过程的机制,使我们认识到,人类深入观察和解剖土壤的许多新手段有力地推动了目前科学的发展或新的发现,这一点着实令人激动。老一辈科学家使用的显微镜或曲颈瓶已变成了如今科学家们所使用的电子显微镜和等离子体光谱仪。尽管这样,地球系统比我们短短几千年文明认识的世界还是要大得多,演变时间也要长的多,可见,地球系统还有更多的未知需要进一步去认识。