土壤侵蚀:对农作物产量和固碳的威胁

近日，美国土壤科学家瑞琳恩·尼克尔，发表了一篇《土壤侵蚀：对农作物产量和固碳的威胁》一文，介绍了这方面的研究成果。

他写到：2023年4月13日，这些画面似曾相识:在一个干燥、多风的春天，灰色的土壤云从农田中滚滚而出，道路沟渠里堆满了积雪，积雪被染成了棕色。这是讲述水土流失的故事。这些已经流行了几十年、几代人的图像，似乎是农业的必然结果。这些熟悉的景象背后的真实故事和它们所代表的侵蚀量是惊人的。

在过去150年的耕作中，中西部最脆弱的地形地区的土壤流失量可能达到570亿公吨表土及其碳流失量。原生草原遗迹这一惊人的损失数据，来自麻省大学的研究。

中西部的研究小组成员，对原始草原遗迹与农田对接的地方很感兴趣。这些地点的特点是，从原始草原到耕地的海拔急剧下降，表明原始草原被侵蚀的程度。马萨诸塞州大学埃文·泰勒等研究人员测量了这两种土地利用，在9个州的20个地点的海拔差异，这9个州是伊利诺伊州、印第安纳州、衣阿华州、堪萨斯州、明尼苏达州、密苏里州、内布拉斯加州、北达科他州和南达科他州。他们对侵蚀悬崖进行了高分辨率的地形测量，以计算有多少土壤被侵蚀。“我们利用测得的土壤厚度减少和地形曲率之间的关系来预测从农业开始到现在发生的区域土壤侵蚀。”埃文·泰勒说。他是密歇根大学研究小组的成员，现在是新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家。

“我们估计，在我们研究的各州的丘陵地区，土壤流失的速度达到每年2毫米厚。”他说，"土壤流失量达到每年每公顷22.5公吨，或每年每英亩约10吨。"虽然这项研究没有测量正在进行的土壤侵蚀率，但Thaler认为，历史土壤流失的高比率表明，目前通过其他来源进行的测量低估了历史侵蚀率和持续侵蚀率。这项名为“美国中西部历史人为土壤侵蚀率”的研究结果于2021年在《地球的未来》杂志上发表。

这项研究受到了早期密歇根大学估计中西部土壤侵蚀的研究的启发。在早期的研究中，研究人员使用生长季节休眠期获得的卫星图像来比较土壤颜色的差异，以估计侵蚀率。这项名为“美国玉米带土壤流失程度”的研究于2021年发表在《国家科学院院刊》第118卷上。