土地退化的原因、類型、影響和解決方案

當前世界面臨的環境問題之一是土地退化。要解決這個問題,需要製定一項全面、多維度的策略,包括恢復受損的生態系統、實施鼓勵可持續利用土地資源的法律法規,以及開發可持續的土地管理技術

土地退化是全球性問題,影響已開發國家和開發中國家,其影響波及地方、區域甚至全球。如果我們齊心協力應對土地退化問題,並深入了解其種類、成因和影響,我們的地球及其居民就能擁有更永續的未來。

什麼是土地退化?

土地退化是指乾旱、半乾旱和亞濕潤乾旱地區的雨養農田、灌溉農田或牧場、牧場、森林和林地的生物或經濟生產力和複雜性的減少或喪失。

這可能是由多種過程造成的,包括人類活動和居住模式帶來的過程,例如風力和/或水力驅動的土壤侵蝕、土壤物理、化學、生物和經濟特性的惡化以及自然植被的長期喪失。

「土地退化」一詞指的是地球土地資源(例如土壤、植物和水)的惡化。這是一個複雜多樣的環境問題。過度利用自然資源不可持續的農業實踐森林砍伐都市化氣候變遷等,都是人為因素自然因素共同作用的結果。

土地退化也可定義為以下至少一項的長期下降或喪失:生物生產力、生態完整性或對人類的價值。土地退化是由直接或間接的人為因素造成的,例如人類活動引起的氣候變遷。

土地退化的原因

這是眾多變數共同作用的結果。其中包括:

  • 森林砍伐
  • 水土流失
  • 濫用或過量使用肥料
  • 滑坡
  • 工礦活動
  • 栽培方法不當
  • 城市化
  • 過度放牧
  • 鹽漬化

1. 森林砍伐

毀林和砍伐樹木是土地退化的主要和最重要的原因。土壤顆粒由樹根維繫,從而保持其品質。樹木砍伐時,土壤顆粒的擴散會暴露土壤礦物質,因為樹木和作物覆蓋對於土壤的形成至關重要。

用植被覆蓋土壤可以促進生物活動、通氣、土壤結合和保水能力。伐木和刀耕火種砍伐樹木的方法會進一步侵蝕土壤,將土地沖入河流,並造成毒素累積和土壤無法利用。

經常取代樹木的農作物無法保持土壤,其中許多作物——例如小麥、咖啡、棉花、大豆、棕櫚油和棉花——甚至可能加劇土壤侵蝕。此外,當耕地失去肥沃的土壤時,農民會搬遷、砍伐更多森林等等,從而加劇土壤流失的惡性循環。

2. 水土流失

土壤侵蝕是森林砍伐後導致土地退化的主要因素。土壤表層被風或水沖走時,土壤中的必需養分也會被帶走。

剩餘土壤品質差,無法種植任何作物。土壤侵蝕會減少土壤深度,降低土壤蓄水能力,並透過降低肥力破壞土壤結構。

土壤肥力下降和土壤侵蝕是土壤物理、化學或生物特性發生不利變化的結果。土地退化還有其他類型,例如鹽鹼化、化學污染、酸化和澇漬。

生物多樣性和植被覆蓋的喪失、土壤養分失衡、土壤有機質減少、滲透和保水能力下降等多種過程的累積後果導致土地退化。

土壤侵蝕是指土壤最上層營養物質的流失。最常見、最嚴重的土壤侵蝕是由風和水造成的。

(一)風蝕

在植被稀少的沙質土壤地區,強風會將塵土和鬆散粗糙的土壤顆粒吹到很遠的地方。由於根系減少,土壤水分減少,森林消失後,土壤顆粒會變得更加鬆散。這些被吹散的顆粒更容易引發風蝕。

(二)水蝕

採礦、過度放牧和森林砍伐都是造成水蝕率上升的共同原因。雨滴相互撞擊和水流流動是造成水蝕的兩個主要原因。暴雨過後,大片區域薄薄的土壤覆蓋層可能會或多或少地被水均勻地沖走。

我們稱之為片蝕。如果任由侵蝕持續進行而不加控制,攜帶泥沙的徑流可能會導致整個區域出現多個指狀溝壑。我們稱之為溝蝕。

無人照管的細溝開始呈現出溝壑的特徵,寬度、深度和長度不斷擴大。這稱為溝壑侵蝕,是細溝侵蝕的高階階段。水蝕是土地退化的最大原因之一。由於徑流大量流失極為肥沃的土壤和植物養分,水蝕導致土地退化。

它會削弱土壤的有機質,破壞土壤結構,降低土壤的發生深度,降低地下水位,限制可儲存的水分量和作物的供養區,並因養分損失而影響肥力。

3. 濫用或過量使用肥料

在農作物上使用殺蟲劑和其他化學物質使農民能夠提高產量。然而,過度使用或濫用殺蟲劑和化學肥料會破壞維持土壤凝聚力的微生物平衡,從而損害土壤生物。

施肥不當可能會導致養分流失和重要土壤礦物質的變性。這會導致土壤的生物活性被破壞,並可能導致有害物質的累積。

雖然它們在短期內控制害蟲的能力毋庸置疑,但有兩個主要原因讓人嚴重懷疑它們在長期控制害蟲方面的有效性,以及它們對生態系統、人類健康和環境的整體影響。

這些是:

  • 農藥殘留濃度隨著食物鏈的上升而上升;
  • 對所用殺蟲劑具有抗藥性的新型昆蟲品種的快速演化

此外,過度使用這些農藥會導致一些害蟲產生抗藥性,甚至可能殺死蚯蚓等對維持土壤肥力至關重要的有益物種。因此,農藥的使用會導致土壤肥力下降。

4. 滑坡

山崩是指土壤和風化岩石物質在重力作用下突然沿著斜坡滑落的現象。山崩在丘陵地區,特別是靠近海洋或沿河岸的地區,較為常見。

滑坡最終是由於水流持續侵蝕造成的。河流氾濫會顯著增加滑坡的風險。在北部和東北部的山區,土石流頻傳。此外,人類活動也是造成土石流的原因之一。

它們分別是:

  • 丘陵地區的森林砍伐
  • 丘陵地區的重型採礦
  • 大壩建設
  • 基礎建設
  • 交通基礎設施,特別是 道路建設.

5. 工礦活動

這些活動加劇了土壤污染。採礦活動破壞作物覆蓋層並向土壤中釋放有害化學物質,使土壤無法耕種。工業生產過程中排放的廢棄物和廢水也會污染土壤,改變其化學、生物和物理特性。

6. 栽培方法不當

一些耕作方式會損害土壤的肥力和結構,包括深耕、過度耕作、在陡坡上耕作、單一作物種植和行栽種植以及地表灌溉。不當的耕作方式會導致土壤侵蝕、土壤再生速度降低和農業產量下降。

7. 城市化

它會導致建築過程中的壓實、排水模式的改變以及土壤植被的消耗。城市地區的不透水錶面加劇了侵蝕和地表徑流。城市徑流中的污染物經常污染水道並破壞生態系統。

8. 過度放牧

在動物族群數量眾多的地區,過度放牧的情況很常見。牛群為了生存而放牧,導致土地缺乏營養。在這種條件下,草和小植物無法生長。亞洲和非洲的大多數人依靠承載能力較差的牧場來飼養牲畜。

自然生態系統轉變為牧場對土地造成的初始損害小於農作物種植,但可能導致高侵蝕率、表土和養分流失,以及農業生產力下降。土壤顆粒分解和地表作物覆蓋被破壞會導致侵蝕率上升。

過度放牧除了降低地被植被外,還會導致風雨侵蝕和壓實土地。這會破壞土壤微生物,降低植物生長和水分滲透土壤的能力,造成嚴重的土地侵蝕。

9.鹽漬化

鹽漬化是指土壤中可溶鹽含量的增加。以下變數決定了鹽土的起源:

  • 灌溉水質: 在乾旱地區,地下水通常呈現鹽化狀態。灌溉水本身富含可溶性水,可能會增加土壤的鹽分。
  • 化肥過量使用:土壤鹼性可能是由於過度使用鹼性肥料(如硝酸鈉、鹼性爐渣等)造成的。
  • 毛細作用:夏季,土壤底層的鹽分透過毛細作用上升並沉澱在土壤表面。
  • 土壤排水不良:溶解鹽由於排水不良,灌溉系統中的水會聚集在土壤表面,尤其是在洪水期間。
  • 風吹來的鹽:大量的鹽分隨風飄散,沉積在靠近大海的乾旱地區的田野上。

10

由於過度灌溉和田間排水不良,地下水位上升。澇漬是由於地下水與用於灌溉的地表水混合所造成的。土壤中溶解的鹽分被地下水帶到地表,蒸發形成一層或一層的鹽層。

土地退化的類型

以下是土地退化的類型。如果你仔細研究其中一些類型,你會發現它們大多數也是土地退化的原因,甚至是影響。它們的獨特性使它們與其他類型的土地退化截然不同,這就是為什麼你可以在土地退化類型下找到它們。

  • 水土流失
  • 土壤壓實
  • 土壤肥力下降
  • 鹽化
  • 地下水位下降
  • 森林退化
  • 牧場退化
  • 土壤酸化
  • 採礦和採石活動

1. 水土流失

土壤侵蝕是指水流或風力帶走土壤的過程。富含養分和有機質的表土層可能會因這個過程而流失,而這個過程可能是自然或人為原因造成的。土壤肥力下降、土壤保水能力減弱、土壤壓實度增加都可能是土壤侵蝕的結果。

2. 土壤壓實

土壤壓實是由於土壤顆粒被壓縮,導致孔隙空間減少,阻礙空氣和水的滲透。人類活動,包括重型機械的使用、密集的農業生產和建築施工,都可能是造成土壤壓實的原因。土壤壓實會導致根系生長減緩、水分入滲減少、徑流增加。

3. 土壤肥力下降

土壤肥力中的「衰退」一詞更通俗地指土壤物理、化學和生物成分的退化,更準確的描述。雖然侵蝕的一個顯著結果是肥力下降,但此處的「侵蝕」一詞指的是侵蝕以外的機制的影響。主要作用機轉如下:

  • 土壤生物活性降低,伴隨土壤有機質下降;
  • 土壤養分資源發生不利變化,例如主要養分(氮、磷和鉀)的有效性下降、微量營養素缺乏以及養分失衡的發生。
  • 土壤物理性質(結構、通氣性、持水能力)的退化,由有機質減少所引起。
  • 毒性的積累,主要是由於施肥不當而產生的酸性。

4.

土壤表面附近地下水位上升導致土地生產力下降,稱為澇漬。嚴重的澇漬是指地下水位上升至地表以上,也涵蓋在本專題中。鹽漬化與澇漬相互關聯,因為兩者都是由灌溉控制不當造成的。

5. 鹽化

我們所說的鹽化,是指任何因土壤鹽分含量增加而導致的土壤退化。因此,它既包括鹽鹼化,也包括鹼化,即鈉在交換複合物中佔據主導地位;也包括嚴格意義上的鹽漬化,即遊離鹽的積累。

這些主要是由於灌溉方案設計和管理不當而導致的人為過程。此外,本文也討論了鹽鹼入侵,即由於過度開採地下水導致海水滲入沿海土壤。

6. 地下水位下降

這種土地退化不言自明;原因是透過管井抽取地下水用於灌溉,其抽取速度超過了其自然補給能力。這種情況通常發生在地下水「甜」或非鹽水的地區。另一個原因是抽取地下水用於工業和城市用途。

7. 森林退化

這是人類活動減少生物資源、降低森林生產力的結果。一項當代調查正在對此進行審查(Banerjee 和 Grimes 正在進行中)。

8. 牧場退化

這是指牧場生產潛力的減少。雖然缺乏具體的量化數據,但人們對此有一個大致的認識。

9. 土壤酸化

土壤酸化是由於pH值下降造成的。某些耕作方式、過量施肥以及酸雨都可能導致土壤酸化。土壤酸化會導致植物生長減緩、土壤易受土壤感染、土壤肥力下降。

10 採礦和採石活動

土地退化也是採礦和採石作業以及缺乏開採後土壤修復造成的。關於土地污染的論述同樣適用。

影響 of 土地 降解

土地退化帶來的廣泛負面影響包括洪水、沙漠化、山崩、水源污染以及全球糧食供應下降。同時,農業每天都要應付各種直接後果。

  • 土壤鹽漬化
  • 土壤酸化
  • 有機物損失
  • 土壤壓實
  • 水質惡化
  • 土壤肥力下降
  • 碳排放量增加
  • 食品安全
  • 健康問題
  • 經濟損失
  • 移民與衝突
  • 土地品質和生產力的損失
  • 耕地流失
  • 水道的污染和堵塞
  • 生物多樣性的喪失
  • 洪水氾濫
  • 荒漠化

1. 土壤鹽漬化通貨膨脹

土壤鹽漬化是指土壤鹽濃度達到危險水準時所發生的過程。通常由於排水不良、蒸發過度或澆水不足,鹽分會在植物根區積聚,從而引發問題。土壤鹽漬化甚至可能減緩作物生長,使土地不再適合耕種。

2. 土壤酸化

「酸化」是指土壤pH值下降導致酸度增加。通常是由於作物或肥料選擇不當造成的。

酸化會影響微生物的數量,進而影響陸地生態系的養分循環速度和生產力。由於酸化會削弱地球的結構完整性,分解土壤中的聚集體,加劇土地退化。

3. 有機質流失

土地退化等長期過程會導致有機質流失,這也稱為土壤脫腐殖化。有機質將顆粒結合在一起,從而增強了地基結構。土壤中腐植質的減少會增加因自然或人為因素造成土地侵蝕和肥力喪失的可能性。

4.土壤壓實

1.2噸/立方米左右是大多數土壤的理想密度。然而,由於大型農業機械反覆在同一區域作業,目前土壤密度通常為3至1.4噸/立方公尺。壓實對農作物的生長發育造成災難性的影響,因為植物根系無法穿過如此緻密的土壤。

5. 水質惡化

土地退化造成土壤侵蝕,並將污染物和沈積帶入水體,影響淡水資源。

6. 土壤肥力下降

當重要的營養物質被移除時,土壤維持植物生長的能力就會受到損害。

7. 碳排放增加

當被破壞或退化的植被將儲存的碳釋放回大氣中時,氣候變遷就會加劇。亞馬遜雨林作為「碳匯」的能力已因森林砍伐和隨之而來的土地退化而顯著降低,從而加速了氣候變遷

8. 食品安全

農業用地退化導致農作物產量下降,使世界不斷擴大的糧食供應陷入危險。

9. 健康問題

土壤和水受到污染可能會導致疾病發生率上升。農業產量不足也可能導致營養不良現象加劇。

10 經濟損失

貧窮加劇是土地退化造成的經濟損失的結果,特別是在農業和自然資源重要的地區。

11 移民與衝突

土地退化會引發移民和爭奪稀缺資源的衝突,使地區更加不穩定。

12. 土地品質和生產力下降

土壤中大約一半的有效鉀和磷存在於表層土壤中。氮、磷、鉀等營養物質也會隨著表層土壤流失,進而降低作物產量。好消息是,可以透過施用更多肥料來彌補這種營養不足

另一方面,地面過度壓實、地下結構薄弱、根系深度淺、土壤侵蝕和退化嚴重,導致生產力損失,而這種損失無法透過額外的施肥來彌補。

三、耕地流失

全球糧食安全面臨風險,因為多種類型的土地退化正在影響世界各地的農業地區。人們認為,乾旱、植被覆蓋度下降、土壤侵蝕和鹽鹼化以及有機碳流失等多種因素是造成耕地流失的重要原因。

14. 水路的污染和堵塞

沉積物原本會被表層土壤自然過濾,但土地退化正導致表層土壤消失。表層土壤會連同沉積物以及農藥、化學肥料和重金屬等污染物一起被帶走。由此造成的沉積物增多會阻塞溪流,阻礙水流,並降低水質。

15. 生物多樣性的喪失

土壤退化生物多樣性喪失密切相關。生活在土壤中的微生物會因土地破壞而遭受損失。同時,生物的遷移和攝食活動也會影響排水和土壤穩定性。因此,生物多樣性的降低會加速土壤流失過程。

16. 洪水氾濫

隨著土地品質下降,土壤的吸水能力也隨之降低。因此,雨水會從地表徑流。隨著更多可能攜帶大量泥沙的水流入河流、溪流和其他水體,洪水發生的可能性將會增加。

農田或牧場通常由曾經的森林或其他類型的地形(例如沼澤和洪氾區)改造而成。由於改造後的土壤無法吸收那麼多水分,洪水氾濫的頻率更高。除了提高土壤的蓄水能力外,還有一些方法可以維護和恢復濕地。

17. 荒漠化

土壤退化導致曾經肥沃的土地失去養分,使該地區不再適合植物生長,最終導致沙漠化。氣候變遷和人類土地過度利用加劇了沙漠化的蔓延。風蝕和水蝕加劇了這個問題,它們帶走肥沃的表層土壤,留下貧瘠荒涼的沙塵混合物。

破壞性的全球過程既是土地退化的原因,也是土地退化的結果。隨著土地品質的惡化,作物產量下降。因此,為了盡快提高產量,越來越多的農民開始採用艱苦而密集的農業技術。

但最終,這會導致更嚴重的土壤退化。採用永續的精準農業和保護性土地管理技術是打破這個惡性循環的唯一途徑。

土地退化的解決方案

持續採用永續的土地管理措施對於減少土壤退化至關重要。儘管維持土地的肥力和健康是一項艱鉅的任務,但我們將介紹幾種行之有效的策略,您可以立即使用它們來最大程度地減少或防止土壤退化:

  • 土地復墾與可逆性退化
  • 讓樹木回歸
  • 停止或限制耕作
  • 應用保護性耕作技術
  • 輪作
  • 條形裁剪
  • 避免過度灌溉
  • 施用適量的肥料
  • 致力於有機農業
  • 種植覆蓋作物
  • 採用等高耕作
  • 在山坡上進行梯田耕作
  • 減少工業化農業的使用
  • 別管土地
  • 環境教育與意識

1. 土地開墾與可逆性退化

風蝕和水蝕造成的侵蝕大多是不可逆的。雖然土壤有機質和植物養分可以補充,但補充實際流失的土壤物質將導致土壤在數千年內無法使用,考慮到自然土壤形成的速度緩慢,這並非可行的方案。

然而,在其他情況下,土地退化是可逆的;例如,退化的牧場可以透過更好的牧場管理來恢復,有機質含量較低的土壤可以透過引入植物殘茬來再生。透過鹽鹼控制和復墾作業,鹽漬化土壤可以恢復生產用途,儘管成本高昂。

土地復墾通常需要大量勞動力或高成本的投入,或兩者兼而有之。鹽鹼化和潮濕灌溉區的土地復墾計畫充分證明了這一點。

在某些情況下,例如開墾林地,只有將土地停止多年生產才能恢復。開墾,即恢復退化土壤的生產用途,其成本總是高於阻止退化。

2. 讓樹木回歸

植被和樹木匱乏時,土壤侵蝕更容易發生。植樹造林和永續森林管理措施對於阻止土壤退化至關重要。

3. 停止或限制耕作

從肯亞到科茨沃爾德,世界各地的一些農民正在試驗免耕法,即保護性農業。其主要目的是防止土壤裸露,因此在收穫後立即播種「覆蓋作物」。它們可以補充土壤中的養分和植物物質,同時保護土壤。此外,它們在炎熱的天氣裡也能很好地保持水分。

4. 應用保護性耕作技術

盡量減少或取消會破壞土壤穩定性並加劇土壤退化的重度耕作方式。減少耕作和免耕是保護性耕作技術的例子,有助於維持土壤水分、增加有機質含量並減少土地退化。

5.輪作

輪作是指在每個生長季節更換特定田地中種植的作物種類。這可以提高土壤肥力,打破病蟲害的循環,並降低養分耗竭的可能性。

6. 條形裁剪

利用條帶種植來輪作作物。為了優化土壤退化管理,這種方法通常涉及每年一次的作物輪作。條帶種植輪作,即將一年生禾本科植物和豆科植物換成穀物和行栽作物,是有效治理土壤退化的主要方法。

7.避免過度灌溉

使用有效的澆水技術,包括滴灌,以避免田間鈉化和二次鹽漬化等意外後果。

8. 施肥適量

變數施肥(VRA)可以幫助確定每個區域所需的肥料量,以達到目標產量,同時避免對土地和環境造成損害。它基於土壤診斷和衛星圖像分析。

9. 致力於有機農業

考慮多使用有機肥料代替化學肥料,以幫助防止土壤退化。為防止農藥漂移,請採用無化學物質的綜合蟲害管理(IPM)技術

10.種植覆蓋作物

當經濟作物非生長季節時,可以種植草類或豆類等覆蓋作物。覆蓋作物可以改善地表結構,減少雜草生長,增加有機質含量,並防止土地退化。

11. 採用等高耕作

等高耕作將降水聚集在山脊後面,從而減少了水流失和土地退化。

12. 在山坡上進行梯田耕作

透過降低山坡坡度,梯田可以減少地表水流造成坡度侵蝕的可能性。梯田耕作還能改善土壤發育過程。

13. 減少工業化農業

農業化學品、重複收割和耕作提高了產量,卻犧牲了永續性。負責任地管理土地和農業固然有益,但我們也需要誠實地對待自己的飲食。研究表明,我們應該多吃水果和蔬菜,少吃乳製品,如果我們想要吃的話,也應該大幅減少以道德方式飼養的草飼肉類。

14. 遠離土地

阻止土壤退化的另一種方法是讓更多土地休耕。即使人口成長帶來了許多挑戰,形成2.5公分厚的表土也需要500年甚至更長。停止耕作可以讓土壤碳補充和穩定。為了減少一次性使用的牧場面積,專家建議乳製品和肉類企業輪流使用牧場。

15. 環境教育與意識

關注土地退化的負面影響並教育社區了解永續土地管理技術的重要性,可以培養責任感並激發集體行動。

結語

人類的濫用嚴重破壞了自然平衡,極大地破壞了大自然。這個問題必須解決。徹底消除土地退化是一項艱鉅而漫長的任務。我們必須共同努力。

土地退化既影響環境,也影響我們的生活方式。由於其對生態、農業生產力和糧食安全的影響,土地退化已成為至關重要的全球性議題。我們必須立即採取行動,阻止土地退化,以免其對我們的日常生活品質造成負面影響。

常見問題-土地退化

土地退化和土地污染有什麼不同?

土地退化和土地污染是兩個不同的環境問題,對土地資源的品質和生產力有重大影響。

「土地退化」是指土地維持自然生態系和人類活動能力的下降,其常見原因是森林砍伐、沙漠化和土壤侵蝕。農業產量下降、生物多樣性下降以及土地價值下跌都可能由此過程造成。

另一方面,其他污染物(例如重金屬、有毒化學物質或都市廢棄物)對土壤和土地資源的污染稱為土地污染。雖然不適當的廢棄物管理或工業活動通常是造成土地污染的原因,但不可持續的土地利用模式才是土地退化的主要原因。

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一個充滿激情的環保主義者。 EnvironmentGo 的首席內容作家。
我努力教育公眾了解環境及其問題。
它一直是關於自然的,我們應該保護而不是破壞。

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