Регенерация почвы

Регенерация почвы , как особая форма экологической регенерации в области восстановительной экологии , заключается в создании новой почвы и омоложении ее здоровья путем: минимизации потери верхнего слоя почвы , сохранения большего количества углерода, чем истощается, увеличения биоразнообразия и поддержания надлежащего воды и питательных веществ. круговорота . ^{[ 1 ]} Это имеет множество преимуществ, таких как: секвестрация углерода почвой в ответ на растущую угрозу изменения климата ; ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} снижение риска эрозии почвы , ^{[ 3 ]} и повышение общей устойчивости почвы . ^{[ 1 ]}

Основы почвы

Качество почвы

Качество почвы означает способность почвы «выполнять свои функции». ^{[ 4 ]} Почва является неотъемлемой частью множества экосистемных услуг. Эти услуги включают производство продуктов питания, кормов для животных и волокон, смягчение климата , удаление отходов, фильтрацию воды, круговорот элементов, ^{[ 1 ]} и многое другое. Почва состоит из органического вещества (разлагающиеся растения, животные и микробы), биомассы (живые растения, животные и микробы), воды, воздуха, минералов (песок, ил и глина) и питательных веществ (азот, углерод, фосфор). . ^{[ 4 ]} Для оптимального роста растений правильное соотношение углерода и азота 20–30:1. необходимо поддерживать ^{[ 3 ]} Содействие биоразнообразию является ключом к сохранению здоровой почвы. ^{[ 5 ]} Этого можно добиться, выращивая различные растения, всегда сохраняя почву покрытой, поддерживая живую корневую систему и сводя к минимуму нарушение почвы. ^{[ 5 ]} Макро- и микроорганизмы способствуют таким процессам, как разложение , круговорот питательных веществ, подавление болезней и сдерживание CO2 _{выбросов} в атмосферу . ^{[ 1 ]} Растения имеют особые симбиотические отношения с микробами в ризосфере почвы. ^{[ 5 ]} Ризосфера — это «область концентрированной микробной активности вблизи корня», где легко доступны вода и питательные вещества. ^{[ 5 ]} Растения обменивают углеводы на питательные вещества, выделяемые микробами, разные углеводы поддерживают разные микробы. ^{[ 5 ]} Мертвые растения и другие органические вещества также питают разнообразные организмы в почве. ^{[ 5 ]} Такие организмы, как дождевые черви и термиты, являются примерами макроорганизмов в почве. ^{[ 1 ]} Хорошим показателем того, что у вас качественная почва, является отсутствие вредителей и болезней. ^{[ 1 ]} Низкое биоразнообразие увеличивает риск появления вредителей и болезней. ^{[ 5 ]}

Деградация почвы

Слишком много или слишком мало любого из компонентов почвы может вызвать деградацию почвы . Например, высокое содержание глины снижает аэрацию и водопроницаемость . ^{[ 3 ]} Другой пример: хотя фосфор и азот необходимы для роста растений, они токсичны . в больших количествах ^{[ 3 ]} Деградация почвы означает, что качество почвы ухудшилось, что приводит экосистемы . к ухудшению функций ^{[ 1 ]} Треть земли земного шара имеет деградированную почву; ^{[ 1 ]} особенно тропики и субтропики, занимающие около 500 миллионов гектаров . ^{[ 1 ]} Деградация почвы происходит под действием физических, химических и биологических сил. ^{[ 5 ]} Эти силы могут быть природными и антропогенными . ^{[ 5 ]}^{[ 1 ]} Вспашка — это физический пример, который вызывает эрозию, уплотнение и снижение микробной активности. ^{[ 5 ]} Эрозия является «одной из самых серьезных проблем, с которыми сталкивается качество городских почв». ^{[ 4 ]} и проблема усугубляется непокрытой почвой. ^{[ 4 ]} Уплотнение происходит, когда почва сжимается и становится более твердой, поэтому способность удерживать воздух и воду снижается. ^{[ 4 ]} Это усиливает эрозию и наводнения, снижает способность растений развивать хорошую корневую систему и снижает биологическое разнообразие. ^{[ 4 ]} Чрезмерный выпас – еще один пример повреждения корневой системы под почвой, что снижает водопроницаемость. ^{[ 5 ]} Подкисление , засоление питательных веществ , выщелачивание и загрязнение токсинами — вот несколько типов химического разложения. ^{[ 1 ]} Токсины могут накапливаться в почве в результате промышленных процессов, таких как добыча полезных ископаемых и утилизация отходов . ^{[ 3 ]} Некоторые биологические примеры включают утрату биоразнообразия , выбросы парниковых газов , снижение содержания углерода и снижение способности улавливать углерод. ^{[ 1 ]} Один из наиболее предсказуемых способов определить, произошла ли деградация почвы, — это измерить содержание в ней органического углерода . ^{[ 1 ]} Запас органического углерода в почве чрезвычайно важен для плодородия почвы . ^{[ 1 ]}

Изменение климата и углеродный цикл

Существует значительная связь между углеродным циклом и изменением климата . ^{[ 6 ]} Большинство парниковых газов в основном состоят из углерода, и они вызывают эффект, когда более теплый воздух, нагретый солнцем, удерживается от выхода из атмосферы , образуя барьер в тропосфере . По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата , парниковые газы, образующиеся в результате деятельности человека, являются наиболее значимой причиной глобального изменения климата с 1950-х годов. ^{[ 7 ]} Без участия человека углерод удаляется из почвы и вновь попадает в почву посредством различных экосистемных процессов, известных как углеродный цикл . Люди оказывают значительное влияние на глобальный углеродный цикл со времен промышленной революции с помощью различных средств, таких как транспорт и сельское хозяйство . В результате этих действий большая часть этого углерода переместилась в одном направлении: из литосферы и биосферы в атмосферу. Благодаря ископаемому топливу и интенсивному сельскому хозяйству Земли большая часть природного углерода в педосфере была выброшена в атмосферу, что способствовало образованию парниковых газов.

Регенеративные практики

Существует много способов регенерации почвы и улучшения ее качества, например, землепользование путем ресурсосберегающего земледелия . Сельское хозяйство является одним из основных факторов истощения богатства почв. ^{[ 8 ]} Как сказано в одном историческом обзоре: «Ускоренная эрозия почвы преследовала Землю с момента зарождения оседлого земледелия и была главной проблемой в период взлета и падения ранней цивилизации». ^{[ 9 ]} Некоторые методы ведения сельского хозяйства могут истощать почву углерода, например, монокультура , ^{[ 10 ]} только один вид урожая собирают где сезон за сезоном на поле . Это истощает питательные вещества из почвы, поскольку каждый тип растений имеет определенный набор питательных веществ, которые ему необходимы для роста или которые они могут вернуть обратно в почву. При недостатке растительного разнообразия будут усваиваться только определенные питательные вещества. Со временем эти питательные вещества будут истощены из почвы. Агроэкология — это всеобъемлющая категория подходов к созданию более устойчивой сельскохозяйственной системы и улучшению здоровья почвы. Эти методы консервативного ведения сельского хозяйства используют множество методов и ресурсов для поддержания здоровой почвы. Некоторыми примерами являются покровные культуры , севооборот , уменьшение нарушения почвы, сохранение мульчи и комплексное управление питательными веществами . ^{[ 1 ]} Такая практика имеет множество преимуществ, включая увеличение секвестрации углерода и сокращение использования ископаемого топлива. ^{[ 1 ]}

Пермакультура (от слов «постоянный» и «сельское хозяйство») — это тип ресурсосберегающего сельского хозяйства, который представляет собой подход системного мышления , направленный на увеличение содержания углерода в почве за счет использования естественных закономерностей и процессов. Особое внимание уделяется знаниям о растениях, животных и природных циклах для содействия высокоэффективному производству продуктов питания, уменьшения зависимости от участия человека и создания устойчивой и устойчивой экосистемы. Этого можно достичь с помощью методов, которые включают в себя намеренное озеленение для повышения эффективности улавливания осадков в систему или путем размещения азотфиксирующих растений рядом с растениями, требовательными к азоту, такими как бобовые . ^{[ 3 ]} Использование взаимосвязей различных растений, животных и процессов является ключевой практикой в пермакультуре. местные растения . По возможности следует использовать ^{[ 3 ]} их корни помогают воде проникать глубоко в почву. ^{[ 4 ]} Агроэкология также включает в себя идею целостного управления . Этот подход основан на работе Аллана Сэвори , который утверждает, что плановый выпас может улучшить здоровье почвы и обратить вспять последствия опустынивания за счет увеличения биомассы. Исследователи оспаривают утверждение об опустынивании. Исследования показывают, что этот метод может увеличить опустынивание, а не уменьшить его. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

Существует также множество видов удобрений для почвы , как органических, так и неорганических. ^{[ 3 ]} Они улучшают качество почвы различными способами, такими как: связывание токсинов, балансировка pH почвы, добавление питательных веществ и стимулирование активности организмов. ^{[ 3 ]} Текущее состояние почвы будет определять, какой тип поправки и в каком количестве использовать. ^{[ 3 ]} Неорганические добавки обычно используются для улучшения текстуры и структуры почвы, балансировки pH и ограничения биодоступности токсинов тяжелых металлов . ^{[ 3 ]} Существует два типа неорганических добавок: щелочные и минеральные. Некоторые примеры неорганических добавок включают древесную золу, молотый известняк и красный шлам. ^{[ 13 ]} Минеральные добавки включают гипс и грунты . ^{[ 3 ]} Органические добавки улучшают биологическую активность, водопроницаемость и структуру почвы. ^{[ 4 ]} Мульча , например, уменьшает эрозию и помогает поддерживать температуру почвы. ^{[ 3 ]} Компост богат органическими веществами, ^{[ 4 ]} он состоит из разложившихся веществ, таких как продукты питания, растительность и отходы животного происхождения. ^{[ 3 ]} Добавление компоста увеличивает влажность и содержание питательных веществ в почве, а также способствует биологической активности. Создание компоста требует тщательного контроля температуры, соотношения углерода и азота, воды и воздуха. ^{[ 3 ]} Biochar — это добавка, которая полна углерода и создается в результате пиролиза — процесса высокотемпературного разложения. ^{[ 1 ]} Отходы животных – это обычные удобрения для почвы, обычно это навоз . Содержание влаги и питательных веществ будет варьироваться в зависимости от животного, от которого оно получено. ^{[ 3 ]} Человеческие отходы также могут быть использованы, например, побочные биологические продукты из очистных сооружений. Биотвердые вещества могут содержать большое количество питательных веществ, поэтому их следует использовать с осторожностью. ^{[ 3 ]}

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д Лал, Ротанг (13 мая 2015 г.). «Восстановление качества почвы для смягчения деградации почвы» . Устойчивость . 7 (5): 5875–5895. дои : 10.3390/su7055875 . ISSN 2071-1050 .
^ «Хэлтиаг – Почва» . www.healthyag.com . Проверено 24 декабря 2015 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р Аллен, Генри Л.; и др. «Использование почвенных поправок для восстановления, почвенных поправок для восстановления, оживления и повторного использования» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . Агентство по охране окружающей среды/Национальный центр обслуживания экологических публикаций . Проверено 14 ноября 2019 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я «Качество почвы... ключ к поглощению и проникновению осадков» (PDF) . Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США . Министерство сельского хозяйства США . Проверено 14 ноября 2019 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к «Управление здоровьем почвы» . Почвы Службы охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США . Министерство сельского хозяйства США . Проверено 17 ноября 2019 г.
^ «Будущее углеродного цикла в условиях меняющегося климата» . 20 февраля 2020 г.
^ Эденхофер, О.; Р. Пичс-Мадруга; Ю. Сокона; Э. Фарахани; С. Каднер; К. Сейбот; А. Адлер; И. Баум; С. Бруннер; П. Эйкемайер; Б. Криманн; Й. Саволайнен; С. Шлёмер; К. фон Стехов; Т. Цвикель; Джей Си Минкс, ред. (26 января 2015 г.). МГЭИК, 2014: Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата. Вклад Рабочей группы III в пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. ISBN 9781107654815 .
^ «Почему с ферм исчезает почва» . www.bbc.com . Проверено 19 апреля 2023 г.
^ Лал, Р.; Рейкоски, округ Колумбия; Хэнсон, доктор юридических наук (март 2007 г.). «Эволюция плуга за 10 000 лет и обоснование нулевой обработки почвы» . Исследования почвы и обработки почвы . 93 (1): 1–12. дои : 10.1016/j.still.2006.11.004 .
^ Сандермейер А., Ридер Р. и Лал Р. (2005). Основы секвестрации углерода в почве. Колумбус, Огайо.
^ Бриск, Дэвид Д.; Бестельмейер, Брэндон Т.; Браун, Джоэл Р.; Фулендорф, Сэмюэл Д.; Уэйн Полли, Х. (октябрь 2013 г.). «Острый метод не может озеленить пустыни или обратить вспять изменение климата» . Пастбищные угодья . 35 (5): 72–74. doi : 10.2111/RANGELANDS-D-13-00044.1 . hdl : 10150/639967 .
^ Монбиот, Джордж (4 августа 2014 г.). «Ешьте больше мяса и спасите мир: последнее невероятное фермерское чудо» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 30 мая 2024 г.
^ Аллен, Генри Л.; и др. «Использование почвенных поправок для восстановления, почвенных поправок для восстановления, оживления и повторного использования» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . Агентство по охране окружающей среды/Национальный центр обслуживания экологических публикаций . Проверено 14 ноября 2019 г.

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д Лал, Ротанг (13 мая 2015 г.). «Восстановление качества почвы для смягчения деградации почвы» . Устойчивость . 7 (5): 5875–5895. дои : 10.3390/su7055875 . ISSN 2071-1050 .

[2] «Хэлтиаг – Почва» . www.healthyag.com . Проверено 24 декабря 2015 г.

[:2-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д ^р Аллен, Генри Л.; и др. «Использование почвенных поправок для восстановления, почвенных поправок для восстановления, оживления и повторного использования» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . Агентство по охране окружающей среды/Национальный центр обслуживания экологических публикаций . Проверено 14 ноября 2019 г.

[:1-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я «Качество почвы... ключ к поглощению и проникновению осадков» (PDF) . Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США . Министерство сельского хозяйства США . Проверено 14 ноября 2019 г.

[:3-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к «Управление здоровьем почвы» . Почвы Службы охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США . Министерство сельского хозяйства США . Проверено 17 ноября 2019 г.

[6] «Будущее углеродного цикла в условиях меняющегося климата» . 20 февраля 2020 г.

[7] Эденхофер, О.; Р. Пичс-Мадруга; Ю. Сокона; Э. Фарахани; С. Каднер; К. Сейбот; А. Адлер; И. Баум; С. Бруннер; П. Эйкемайер; Б. Криманн; Й. Саволайнен; С. Шлёмер; К. фон Стехов; Т. Цвикель; Джей Си Минкс, ред. (26 января 2015 г.). МГЭИК, 2014: Изменение климата 2014: Смягчение последствий изменения климата. Вклад Рабочей группы III в пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. ISBN 9781107654815 .

[8] «Почему с ферм исчезает почва» . www.bbc.com . Проверено 19 апреля 2023 г.

[9] Лал, Р.; Рейкоски, округ Колумбия; Хэнсон, доктор юридических наук (март 2007 г.). «Эволюция плуга за 10 000 лет и обоснование нулевой обработки почвы» . Исследования почвы и обработки почвы . 93 (1): 1–12. дои : 10.1016/j.still.2006.11.004 .

[10] Сандермейер А., Ридер Р. и Лал Р. (2005). Основы секвестрации углерода в почве. Колумбус, Огайо.

[11] Бриск, Дэвид Д.; Бестельмейер, Брэндон Т.; Браун, Джоэл Р.; Фулендорф, Сэмюэл Д.; Уэйн Полли, Х. (октябрь 2013 г.). «Острый метод не может озеленить пустыни или обратить вспять изменение климата» . Пастбищные угодья . 35 (5): 72–74. doi : 10.2111/RANGELANDS-D-13-00044.1 . hdl : 10150/639967 .

[12] Монбиот, Джордж (4 августа 2014 г.). «Ешьте больше мяса и спасите мир: последнее невероятное фермерское чудо» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 30 мая 2024 г.

[:22-13] Аллен, Генри Л.; и др. «Использование почвенных поправок для восстановления, почвенных поправок для восстановления, оживления и повторного использования» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . Агентство по охране окружающей среды/Национальный центр обслуживания экологических публикаций . Проверено 14 ноября 2019 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]