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当然,人们并没有忘记水土保持技术。许多人仍然采取水土保持措施,各农场组织和水土保持小组也一贯提倡此事。把土壤保持在原地以减少侵蚀的技术众所周知。这些技术包括等高耕作、修梯田、等高密植⑨ 和轮作、建立防风墙和建筑分水槽,并实行免耕法或少耕法农业(不翻耕土壤就播种的做法,使植物生长在前茬作物的残茬之间)。
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另一种减少侵蚀和修复严重受损土地的方法,是有偿支付农民费用,令其停止种植极易受侵蚀的农田。20世纪80年代中期以后,一些联邦农业项目试图逆转因过去的经济压力与农业实践所造成的某些损害。其目的是为了水土保持而退耕约18.6万平方千米的农田,这些农田受侵蚀的速率比土壤自然形成的速率快2倍。1985年水土保持储备金项目向弃耕高度易受侵蚀土地的农民予以补偿;作为回报,农民同意在土地上植树、种草或豆科植物,然后在10年内不再耕种。
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但是,到了1996年,国会通过了《联邦农业改良及改革法案》,其中将一项被称为“给农场以自由”的计划作为该法案基石。该计划的前提是:决定种植何种作物的,应该是市场而不是联邦政府。农民几乎立即就扩大了他们的田亩,在曾经弃置的土地上种植市场价值高的农作物。过去受水土保持方法保护的土地有多少会受到破坏性耕种方法的影响,其结果有待观察。
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只有减轻导致农田被滥用的经济压力,持续采用已知的水土保持技术,才能保持土壤的长期生产力,而这是人人所依赖的资源基础。
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免耕法。(© Gene Alexander / Soil Conservation Service / USDA)
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等高耕作和等高密植。(© Jerry Irwin / Photo Researchers)
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土壤侵蚀也像大多数过程一样,有些次生效应。随着土壤质量和数量下降,耕地生产性能降低,产量下降。河流和水库经受加速的泥沙淤积。有些国家的表土充满农业化学品,土壤侵蚀产生的泥沙造成供水被污染。河边低地因充满泥沙而提高了遭受洪水的风险,还增加了维护航道的费用。
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加速侵蚀是农业土壤退化的主要原因,但是在干旱区和半干旱区,盐分积累可能也是一个影响因素。盐碱化(salinization)就是由地表水分蒸发造成的表土中盐分的集中。在蒸发量超过降水量的干旱气候下,排水不良的土壤就会出现这种情况。随着水分的蒸发,有些盐分就滞留下来,在土壤表面形成一层白色的外壳(图5.30)。
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图 5.30 盐碱化在土壤表面留下一层白色的盐壳。在实行灌溉的炎热干旱地区,这种问题最为严重。(© Mark Gibson)
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盐碱化和土壤侵蚀一样,也是人类活动所加速的自然过程。不良的排灌系统是其元凶,因为灌溉水一般下渗缓慢而蒸发迅速。一切灌溉水都含有可溶盐,当水分从地表蒸发后盐就留在地表。轻微或中等的盐度降低土壤生产力,使农作物减产;极端的盐度能使土地不再适合农业利用。
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伊朗和伊拉克成千上万平方米的过去很肥沃的农田被抛弃了。印度、巴基斯坦、叙利亚和埃及25%以上的灌区受到盐碱化的影响。加拿大萨斯喀彻温省(Saskatchewan)和艾伯塔省的耕作土地中有近1.6万平方千米被列为过度含盐区。美国西南部,尤其是科罗拉多河流域和加利福尼亚中央谷地,也出现严重的盐碱化。令人啼笑皆非的是,过去把长达430千米的干旱河谷变成该国最富生产力农业区的灌溉水,现在却成了将该地区部分土地重新变得一文不值的威胁。
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湿地
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周期性或永久性被静水淹没或饱和的生长植被的地面叫作湿地(wetland)。在水陆之间的过渡带,湿地有多种形式,包括草本沼泽、木本沼泽、潮滩和河口湾。各大陆都有湿地,有些湿地永远有水,也有些湿地只在一年中某些时段有静水。北美洲湿地的大小,由美国中西部和加拿大艾伯塔的草原小坑塘到佛罗里达大沼泽地(Evergrades)不等。美国最有名的湿地有佐治亚州的奥克弗诺基沼泽(Okefenokee Swamp)和路易斯安那州与密西西比州的牛轭湖(bayou)⑩ 。阿拉斯加也有大片沼泽,大多为泥炭地。
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湿地有两大类型:内陆湿地和海岸湿地。美国大部分湿地是内陆淡水湿地,包括bog、marsh、swamp,⑪ 以及河边的泛滥平原。无论是被淡水或是被咸水淹没的海岸湿地,对海洋生态系统都是很重要的。海洋中大陆架上方的部分在所有海洋水体中生产力最高,支撑着主要的商业性海洋渔业。由于那里的水不是很深,这个浅海带(neritic zone)可被阳光穿透和加温,还接受从江河流入海洋的营养物质,因此各种各样水生生物得以繁荣发育。不过浅海带在相当大程度上有赖于河口带(estuarine zone)持续的运行,这个地带是沿海湿地较窄的地段,咸水和淡水在此交汇混合(图5.31)。
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图 5.31 河口带。淡水从河流流出,与潮汐和风浪作用相结合,使深层海水与河口湾的表层水相混合,提高了海水的生产力。河口湾的含盐量低于远洋。许多鱼类和贝类生命周期的某个阶段需要较低的盐度。
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湿地是极其珍贵的生态系统,履行着一系列重要功能:阻留并过滤河流下泄的泥沙、污染物和营养物质,改善水质,帮助补给地下含水层等。在所有生态系统中,湿地属于最多样和生产力最高的,它为各种各样动植物提供栖息地和食物。湿地是多种鱼类和甲壳类的产卵场,对于这些物种的存活至关重要。湿地还是多种鸟类繁殖、觅食、筑巢和越冬的主要场所(图5.32)。这些地区不仅本身格外高产,而且有助于提高浅水带的生产力,而浅水带是鱼类捕食从湿地流入海洋的生物的地方。
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图 5.32 路易斯安那州一处盐沼。潮汐沼泽被挖掘和填埋以供住宅和工业开发之用。此类地区的丧失减少了水禽、鱼类、甲壳类和软体动物所必需的栖息地。许多水禽在海岸沼泽繁殖和觅食,并用以作为长途迁徙时的落脚点。(© Franke Keating / Photo Researchers)
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