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【学术】全球变化下的土壤及其功能与生态系统服务

2016-05-25 08:38来源:中国农业科学作者:程琨 岳骞关键词:土壤污染土壤管理土壤退化收藏点赞

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2 土壤功能与生态系统服务

2.1 生态系统服务

“千年生态系统评估”将生态系统服务定义为人类可以从生态系统获取的益处。生态系统服务被分为四类,分别是供给服务(provisioning services)、调节服务(regulating services)、支持服务(supportingservices)和文化服务(cultural services)。

供给服务是指生态系统向人类提供产品的服务,调节服务指从生态系统管理中获取的益处,支持服务是指其他生态服务实现的必要条件,文化服务是指人类从生态系统中可获取的非物质性的益处。

“千年生态系统评估”首先系统地列出了近20 项生态系统服务功能,它们通过一系列生态系统过程表现为对人类的直接或间接服务功能,归结为气候调节和固碳、提供天然水储库和水流通、病原生物控制、天然原材料、提供燃料和能源、废弃物和污染物分解、形成、维持和更新土壤肥力、作物植物繁殖、病虫害控制、食物生产、生产木材和纤维、过滤和纯化水质、提供氧气、提供文化和精神慰藉、休闲和娱乐、治愈某些疾病及提供科学思维的源泉等。

不过,目前还不能完全量化生态系统的功能、服务或收益。尽管如此,上述服务功能对经济活动、人类生活和健康具有不同的直接或间接影响;有些服务是具体的,局地生产者受益的,而另一些服务则是人类普遍的(例如生物多样性)。

当然,这些服务在不同地区、不同环境和不同人群具有不同的重要性,使其成为生态学与社会科学研究的主要内容。由于人为利用和管理的差异,生态系统服务可能是互相冲突的,或者可能是互相抵消的,但在良好的生态系统或良好的管理下,生态系统服务可以协同而得到最大收益。

2.2 土壤的生态系统服务功能

土壤功能不仅仅体现在农业和林业生产,土壤中的碳、氮、水和生物储库对地球可持续性也具有举足轻重的贡献。

生态系统过程的核心是碳氮水生物地球化学循环,从生态系统服务功能视角认识和评价土壤的碳氮水等自然资本储蓄,可以提供一种途径来最优化利用自然资本而提高生产活动的资源利用效率。

有机碳贮存是土壤的一项重要的生态系统功能,土壤有机碳的固持与增加可以为人类社会带来一系列的经济和生态效益,包括可以增加土壤的保水保肥能力,避免土壤侵蚀,从而增加和稳定作物产量;增加土壤碳储量还有助于减缓气候变化。

氮素是蛋白质、核酸等物质的重要组成元素,是所有生命形态中含量最多的营养元素,同时也是农业生态系统生产力的限制性因素。以氮素循环为代表的养分循环为生物量的生产提供着养分支持。

与土壤水循环相关的生态系统服务包括粮食和水安全的供给服务、土壤贮存水分和净化水流的调节服务和支持服务。

土壤生物多样性与生态系统服务功能的形成有密切的关系,应该将维持生物多样性置于土壤功能的中心地位。无论在团聚体水平,还是在剖面和景观水平,生态系统服务都与地上部和地下部生物活动有密切的关系,而生物多样性本身又决定或制约土壤功能及服务。

然而,土壤微生物量及其多样性是否与地上部生物生产力及其多样性相耦合,或者地下部生物多样性是否与地上部的生产力及多样性相联系,这些认识至今仍是空白。

生态学上广为接受的土壤生态系统功能包括:

原标题:土壤生态系统服务功能表征与计量
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