解析：土壤到底有多重要

对陆地的第二轮“殖民”开始于大约4.4亿年前，早期植物开始大举向陆地蔓延并在这一过程中更显著地改变了土壤的性质。

瑞塔莱克说：“它们促成了更明显的土壤结构，它们还将大量的磷和钾等营养物质掺入了土壤之中。这样做的后果是，它们增加了土壤和海洋中营养物质的含量。”

植物这种增加土壤肥力的特性背后，一大关键便在于其根部的真菌。这些“菌根”产生于大约5亿年前，甚至比植物最早的根系诞生的时间还要早。

和地衣内部生活的真菌很像，“菌根”同样是与具有光合作用能力的植物相互合作来实现目标的。并且与地衣中的情况一样，这样一种合作形式会对双方都有益：“菌根”会产生大量长长的须丝，这增加了植物获取营养水分的范围并使其更牢固地扎根于土壤中，并能够从土壤中吸收氮和其他植物生长所需的营养物质。

菌根的细丝同时也会加速岩石分解，从而释放出更多营养物质，包括磷，钙和铁等等，这些同样都会帮助进一步增加土壤肥力。

科学家们相信这种互利共生的关系对于陆地植物的演化过程是至关重要的。15年前发现的距今4.6亿年前的菌根化石则更加支持了这一理论的正确性，因为在4.6亿年前甚至连陆生植物都还没有出现。

利兹大学的凯蒂˙菲尔德(Katie Field)表示：“这种互利关系帮助植物征服了早期的陆地，甚至是在它们发展出根系之前，而当时的陆地上甚至根本没有我们今天所言的土壤。

随着时间推移，植物在结构上演化地越来越复杂，发展出复杂的维管结构，叶片和根系。”这一过程会将更多有机物带入土壤，并帮助稳定土壤，使之免于被侵蚀殆尽。

今天，类似这样的生物互利共生关系构成了全球营养物质循环的基础，一旦离开这一循环我们将陷入饥饿。

超过80%的现代植物与真菌菌根之间构建起了某种共生关系，并且这一机制对于增加土壤中的氮含量具有重要意义。

菌根还能够形成巨大的网络，帮助稳定土壤内部结构并让植物之间能够相互交流，因而它也被科学家们称作是“地球的互联网”。

随着植物开始逐渐向陆地蔓延并将大量有机物质融入土壤之中，土壤的持水性能增强了。土壤对于水分的保持和过滤是其最为重要的功能。即便是在今天情况也是如此：我们依赖土壤的这项功能获得饮用水并发展农业生产。土壤的持水功能对于降低洪涝灾害发生的风险，并缓解干旱同样具有重要意义。

动物和人类

土壤中的水分被分为两类。在潜水位之下的土壤是完全饱和的，这里的水体被称作地下水;而在潜水位之上，土壤水分的饱和程度更低，这里的水分就被称作“土壤水分”。

地下水构成了世界淡水供应的20%强，尽管其占世界水体总量的比例还不到1%。地下水构成了我们饮用水和灌溉用水的重要来源，仅在美国境内，土壤中储存的水量就高达12.5亿亿升。

而从原始土壤到现代土壤之间，还有最后一个环节。大约在4.9亿~4.3亿年前，动物开始从海洋登上陆地并逐渐扩大自己的生存空间。到了大约4.2亿年前，陆生无脊椎动物已经高度繁盛，同样的，它们也会对土壤的演化产生影响。

这些早期的陆生动物都是“食草”的，以先期占据陆地的藻类生物席和地衣类为食并将产生的营养物质混入土壤。

这些动物也开始在土壤中钻洞并占据了土壤内部，吞食死亡的有机体并将排泄的有机物与粘土类物质和其他来自岩石风化产生的矿物质成分相混合。动物们产生的影响造就了土壤独特的结构并帮助植物继续演化，在远离水体的地方发展繁盛。

生活在土壤中生物的多样性迅速增长。新的无脊椎动物物种不断出现，包括千足虫、跳虫、螨以及蜘蛛的早期祖先。

到了大约3.6亿年前，土壤已经发展到与今天的现代土壤相当相近的地步，其中的生物多样性甚至已经与今天我们脚下的土壤相接近，其中也包括沼泽土壤和森林土壤。

瑞塔莱克解释道：“此时所有的土壤类型基本上都已经出现了，除了草原土。”草原还要等到大约6500万年前恐龙灭绝之后才会首次出现在地球上。

土壤的历史是由物理因素以及各种生命，通过数十亿年前地质历史早期一系列的相互作用共同塑造而成的。而在过去的几个世纪中，土壤的故事仍在继续通过我们人类的活动而向前发展着。

在1960年代以前，全球的氮循环基本上是平衡的。但在那之后，农业氮肥的使用量大致增加了800%。过量的营养物质和缺乏营养物质一样，都是有害的——过量的氮元素被冲刷进入河道水体，造成水体的富营养化并引发藻类生长的大爆发，此过程会大量产生一氧化二氮，这是一种危险的温室气体，对于人体是有害的。