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地理学与生活（插图第11版） [:1705395385]
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土壤
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人们有意无意地给土壤的物理、化学和生物学性质带来了很大改变，从而改变了土壤的结构、肥力和排水的特性。任何地区土壤的变化都取决于过去的做法以及土地原有的性质。
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地球表面大部分地区，生命所赖的表土层只有几厘米厚，通常不超过30厘米。土壤下面的岩石圈，是岩石颗粒、无机矿物质、有机质、活有机体、空气和水等物质的复杂混合物。在自然状况下，土壤通过岩石物质的物理和化学分解以及有机质的腐烂在不断地形成。与此同时，土壤又被侵蚀，因为土壤侵蚀（soil erosion）——土壤颗粒通常被风或流水带走——就像土壤形成一样与生俱来，即使土地完全被森林或草地覆盖也是如此。不过，在大多数自然状态下，土壤形成的速率等于或大于土壤侵蚀的速率，因此，土壤厚度和肥力与日俱增。
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在土地被清理并种植作物后，或者当地表植被因过度放牧或其他干扰而遭损坏时，侵蚀过程就会加速。当侵蚀速率超过土壤形成速率时，表土就变薄，甚至完全消失，只留下贫瘠的底土或裸岩。就这点说，可再生的土壤资源通过人类影响变成了非再生和被浪费了的资产。土壤侵蚀发展为基岩裸露的山坡或风蚀平原的极端环境时，就意味着土地农业利用的“末日”。
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土壤资源被如此大规模地破坏，有可能危及它曾支持的文明的生存。不过，绝大部分农民想出种种巧妙的方法来保护乃至改良他们赖以为生的土壤资源。近年来农耕技艺并未退化，但是随着人口增长，对农田的压力增加了。农牧业被迫向陡坡爬升，更多林地改用耕作，牧场和农田被更远、更集中地推向半干旱地区，对现有农田则是进行更高强度的耕作而疏于保护。现在，许多像1950年（那时世界人口为25亿）那样生态稳定而安全的传统农业体系和农业区，在60多亿人口的压力下正在瓦解。
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人口数量增长的压力对热带雨林有着破坏性的影响。对薪柴和商业用材的需求，以及中纬度地区通过砍伐热带雨林、开拓牧场以满足市场对牛肉增长的需求，都是热带雨林减少的原因，但是清理林地将其变成农田才是毁林（deforestation）的主要原因。热带雨林绵延于亚洲、非洲和拉丁美洲等地，是地球上生物多样性最丰富的地方，但是每年都有大片林区被毁。大约有45%的大片原始热带雨林已经被砍伐或退化。随后我们对毁林有更详尽的讨论，但是这里强调很重要的一点：森林采伐区加速的土壤侵蚀很快就把热带雨林下的土壤冲刷殆尽。为发展农业而进行土地清理，几乎立即就会使土壤变得不适合农业用途，部分原因就是水土流失（图5.26）。
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图 5.26 巴西亚马孙地区的热带雨林被清除，为锡矿开采让路。暴露土壤的结构和肥力迅速退化，而且易遭侵蚀。（© Mark Edwards / Still Pictures）
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热带雨林会屈从于人类大规模的肆意砍伐且无可挽回地被毁灭。对全世界的干旱区和半干旱区而言，人类并未花费很大的精力，也并非有意去破坏或改变环境，但是也对其产生了同样的影响。这个过程叫作荒漠化（desertification），也就是土壤和植被遭破坏或退化地区的扩大或强化，这种情况多发生于干旱和半干旱环境中。气候变化——不可预测的降水与干旱周期——是这些地区环境退化的原因之一，但荒漠化因人类活动而加速，这些活动包括过度放牧、为砍柴而毁林、为耕种而清除原始植被，以及烧荒等。“荒漠化”一词意味着从轻到重的一系列生态变化（图5.27）。
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图 5.27 荒漠化影响了100多个国家，约10亿人。根据联合国资料，现在全世界1/4土地表面可归入退化的半荒漠。通常认为荒漠化是指全世界荒漠边缘不断侵入相邻的干旱地区，因人类对原先的草地和农田使用不当使其变成贫瘠不毛的景观。实际上，这种过程也可能由自然的气候波动所造成，和人为利用不当相似。
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当荒漠化过程是由人为活动而不是气候变化所造成的时候，无论其发展程度如何，都是以同样的方式开始：通过耕作或过度放牧毁坏或清除天然草地（图5.28）。如果破坏很严重，则原始植被不能自行重生，暴露的土壤就很容易遭受短时间的暴雨（这是半干旱地区降水的主要形式）的侵蚀。雨水沿地表流动而不下渗，携带着土壤颗粒一起流失。同时，地下水位下降。最后，即使深根灌木也接触不到地下水，天然植被就丧失殆尽。当过多的食草动物践踏土地把土壤压紧时，阻塞了空气和水分进入土壤的通道。覆盖植被和土壤水分都丧失了，荒漠化就会发生。
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图 5.28 在马里通布图附近这片深受干旱影响的地区，风吹扬尘正在吞没矮树林。该地区是非洲撒哈拉地区的一部分，那里的荒漠化因同时受到气候和人类对土地压力的影响而加速。对边缘土地的垦殖、过度放牧，以及反复的干旱已导致天然植被的破坏、土壤侵蚀和土地退化。（© Wolfgang Kaehler）
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随着对土地压力的持续增加，地球上许多地区越来越频繁地发生荒漠化，其中非洲最为危险。据联合国估计，该大陆40%的非荒漠土地有遭受人为导致的荒漠化的危险。亚洲近1/3和拉丁美洲近1/5的土地也受到同样的威胁。在荒漠化特别广泛而严重的一些国家中（阿尔及利亚、埃塞俄比亚、伊拉克、约旦、黎巴嫩、马里和尼日尔），从1950年到20世纪90年代末期，人均粮食产量下降了近40%。由此造成的饥饿威胁迫使受影响地区的居民扩大其耕地和畜群，进而增加了对不毛之地的压力，进一步造成土地的荒漠化。
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荒漠化只不过是土壤加速侵蚀导致土地退化的一种表现。土地退化的证据在世界各地随处可见。例如，在危地马拉，大约40%有生产能力的土地已因土壤侵蚀而丧失，该国若干地区已经被抛弃，因为农业已变得在经济上不切实际。萨尔瓦多的数字是50%，而海地已经完全没有高价值的土壤。土耳其大约一半土地受到严重或非常严重的侵蚀。印度土地总面积的1/4受到严重侵蚀。
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近年来，美国的土壤侵蚀达到了空前的最高纪录（图5.29）（见“维护土壤的生产力”专栏）。在艾奥瓦州和密苏里州的农田、大平原的牧草地和得克萨斯州的牧场中，农田土壤被风吹走和被水冲走。美国农田每年因土壤侵蚀损失几乎20亿吨土壤，平均每年每平方千米损失1000吨以上。有些地区的平均数为15—20吨。在美国约1167万平方千米集约经营的土地上，1/3以上土地表土损失的速度超过其自然更新的速度（更新2.5厘米表土需要100年）。艾奥瓦州和伊利诺伊州部分地区，过去表土厚达30厘米，现在只存留不到一半。
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图 5.29 土壤过度侵蚀的农田。这张点密度图表示因风蚀和水蚀形成的农田中过度水土流失的地区。过度水土流失的定义是流失的速率超过土壤能够在经济上和无限期地维持作物生产力的速率。图中灰色阴影区域是未收集联邦政府土地数据的地区。
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资料来源：U.S. Department of Agriculture.
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专栏 5-2 维护土壤的生产力
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世界上大部分地区中，人口数量不断增加是土壤侵蚀的主要原因。在美国，常常是经济状况而不是人口压力造成过高的侵蚀速率。20世纪70年代联邦赋税法和农田的高价鼓励农民开垦草原处女地并砍伐防风林以增加耕地和产量。农业部长鼓励农民耕种他们的全部土地，提出“从这行篱笆直到那行篱笆”的口号，生产更多谷物以供出口。随着家畜价格下降，土地也从放牧改为生产玉米和大豆。
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到了20世纪80年代，土地和农产品的价格都下降的时候，农民不得不尽可能多地生产，以抵偿其债务并至少赚取一点利润。为了维持或增加产量，许多农民无视水土保持的惯例，耕种只具备边际条件的土地，并在田地上每年种植同一种作物。