7.5: 土壤退化

肥沃的表土一旦流失，就不容易被替换。 土壤退化是指土壤质量的恶化以及由此导致的生产能力降低。 土壤退化的主要原因是侵蚀、压实和盐化。 这种过程通常是农业活动期间土壤管理不善造成的。 在极端情况下，土壤退化可能导致半干旱地区的农田和牧场的荒漠化（土地变为沙漠般的条件）。 有关保护土壤质量（土壤保持）的策略，请参阅可持续农业部分。

侵蚀

侵蚀是土壤退化的最大原因。 由于养分、持水能力和有机物的流失，土壤生产力降低。 持水能力是衡量土壤保水能力的指标。 两种侵蚀因素是风和水，它们起到去除土壤中更细的颗粒的作用。 风蚀主要发生在水体沿线平坦、干燥的地区和潮湿的沙质地区。 风不仅会去除土壤，还会干燥和破坏土壤结构。 水蚀是最普遍的侵蚀类型。 当雨滴溅到地面上时，当水以薄膜、小溪或大溪的形式向下移动时，就会发生这种情况。

一定程度的水土流失是沿着倾斜区域和/或在软质或材料不粘在一起且容易受到水、风或重力移动的区域的自然过程。 例如，在强风暴中、河岸边、山体滑坡或沿海岸线的海浪作用中，土壤物质都可能被调动。 但是，建筑、伐木和越野车辆使用等人类活动会消除保护土壤的天然植被覆盖物，从而加剧侵蚀。 过度放牧和长时间裸露耕地等农业做法会导致农田侵蚀。 据估计，仅在美国，每年就有20亿公吨的土壤从农田中被侵蚀。 侵蚀过程输送的土壤也可能在其他地方造成问题（例如，堵塞水道、填满沟渠和低洼地带）。 最容易受到水土流失影响的地区包括有机地平线（A和O）地平线较薄和丘陵地形的地区（图\(\PageIndex{a}\)）。

图\(\PageIndex{a}\)：全球水蚀脆弱性地图。 漏洞分为四个级别：非常高（红色）、高（橙色）、中等（黄色）和低（浅绿色）。 极易受到水侵蚀的地区的例子包括南美洲西海岸、美国东部的部分地区、地中海周围的地区、横跨西非和中非的地带、韩国和日本、澳大利亚北部和新西兰。 低脆弱地区的例子包括南美洲北部、刚果民主共和国、印度北部和尼泊尔以及俄罗斯西部。 其他区域被标记为干燥（灰色）、寒冷（浅蓝色）、沉积区域（亮绿色）或冰/冰川（白色）。 例如，北部地区寒冷，冰/冰川。 美国西部的大部分地区、智利和阿根廷、北非、中东、哈萨克斯坦、蒙古和澳大利亚的大部分地区被认为是干旱的。 最大的沉积区域（沉积物积聚的地区）是欧洲东北部。 图片由 USDA-NRCS土壤科学部、世界土壤资源（公共领域）提供。

压实

在现代农业实践中，使用重型机械来准备苗床、种植、控制杂草和收获作物。 使用重型设备在节省时间和劳动力方面具有许多优点，但可能导致土壤压实和自然土壤生物群的破坏。 许多压实是可逆的，有些在现代实践中是不可避免的；但是，如果在土壤含水量高的时候过度使用设备，则会出现严重的压实问题。 土壤压实的问题在于，土壤密度的增加会限制根系穿透深度，并可能抑制植物的正常生长。

盐化

当大量盐分在称为盐化的过程中积聚在土壤中时，许多植物无法正常生长，甚至无法生存。 这在灌溉农田中尤其是一个问题。 用于灌溉的地下水含有少量的溶解盐。 未被土壤吸收的灌溉水会蒸发，留下盐分。 这一过程不断重演，最终导致土壤出现严重的盐碱化。 一个相关的问题是土壤积水。 当用过多的水灌溉农田以浸出土壤中积聚的盐分时，多余的水有时无法正常排出。 在这种情况下，它会积聚在地下并导致地下水位上升。 如果盐水上升到植物根部的水平，植物生长就会受到抑制。

荒漠化

气候变化和人类活动，例如不良的耕作方式、牲畜过度放牧和过度使用可用水等，可能会将以前适合种植农作物的土地变成沙漠。 这个过程被称为荒漠化，在世界范围内是一个严重的问题。 非干旱（非干燥）的植物和土壤类型特别有助于水浸入地下（渗透）和保水。 当荒漠化开始时，它会导致植被减少和土壤质量退化，这进一步加剧了干旱并通过积极的反馈回路传播沙漠（这意味着这些过程自给自足，推动螺旋式上升）。

图\(\PageIndex{b}\)显示了世界各地区及其对荒漠化的脆弱性。 注意美国西部和中西部的红色和橙色区域。 1930年代的沙尘暴是人为荒漠化的典型例子（图\(\PageIndex{c}\)）。 不良的耕作和放牧方式，加上严重的干旱条件，导致大平原地区被称为 “沙尘暴” 的严重风蚀。 风夺走了大片农田的表土，形成了尘埃云，一直延伸到美国东部。

有时候，已知的防治荒漠化与个体农民认为谋生需要做的事情之间存在冲突。 缓解荒漠化进程既包括社会措施，也包括关于替代办法的个人教育。

图\(\PageIndex{b}\)：显示荒漠化脆弱性的世界地图。 漏洞分为四个级别：非常高（红色）、高（橙色）、中等（黄色）和低（浅绿色）。 极易遭受荒漠化影响的地区的例子包括美国西北部、横跨西非和中非的一条地带、中东的部分地区和澳大利亚的部分地区。 低脆弱地区的例子包括加拿大的部分地区、西欧的部分地区以及安哥拉和刚果民主共和国的部分地区。 其他区域被标记为干燥（灰色）、寒冷（浅蓝色）、潮湿/不脆弱（亮绿色）或冰川/冰川（白色）。 例如，北部地区寒冷，冰/冰川。 美国西南部、智利和阿根廷、北非、中东、哈萨克斯坦、蒙古和澳大利亚大部分地区被认为是干旱地区。 潮湿/非脆弱地区的例子包括美国东部、南美洲北部和东部、西欧、中非和东亚。 图片由美国农业部（公共领域）提供。

图\(\PageIndex{c}\)：1935 年堪萨斯州的一团尘埃，是沙尘碗的一部分。 图片来源：NOAA 照片库（公共领域）。

归因

由 Melissa Ha 从以下来源修改：

• Chris Johnson 等人的《地质学概论》中的《大盆地与盆地和山脉》。 （根据 CC BY-NC-SA 获得许可）
• 来自加州大学加州大学预科学院预科的 AP Envir onment Science 的《土壤》（获得 CC-BY 许可）。 在 CNX 免费下载。
• 《可持续发展中的土壤与可持续发展：综合基金会》，编辑汤姆·泰斯和乔纳森·汤姆金（根据 CC-BY授权）。 在 CNX 免费下载。