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2015年第8期(发布时间: Aug 28, 2015 发布者:金慧敏)  下载: 2015年第8期.doc       全选  导出
1   2015-08-28 17:01:36.44 变化环境中的土壤和水分 (点击量:8)

“变化环境中的土壤和水分”研究课题,由欧盟委员会环保总局资助,课题收集土壤和水分之间的动态信息,尤其侧重于土壤持水(SWR)。

土壤持水力可以定义为土壤捕获、储存和/或释放水的能力。这是土壤的一个关键特性,也是水循环的重要组成部分,它极大地影响着土壤的功能和提供一系列生态系统产品和服务的能力,对人类活动(如农业)和自然(如提供栖息地不同物种)至关重要。它在很大程度上通过土壤类型进行定义,例如不同质地、有机质含量,结构或深度。此外,还土地利用类型和不同的管理方式也显著影响着它的能力。

对欧洲土壤当前面临主要威胁的简要分析就足以看出,这些土壤威胁通常与持水有密切联系。例如,侵蚀更可能发生于干燥土壤。而较高的压实或板结阻止水渗入土壤中,从而减少土壤持水能力。目前欧洲层面已经感觉到改变土壤的持水力与不断变化的气候模式造成的影响后果,一些地区影响尤其大。特别是在2002年、2013年中东欧和2007年、2014年西欧发生的特大洪水,更加紧迫地要求我们更好地考虑经济发展对土壤持水能力和生态系统自然恢复能力的影响。

研究表明,在土地利用总体规划、城市设计、农业和林业部门维持甚至提高土壤的持水性并减少相关损失费用方面是存在很多机会的。这对地中海国家显得尤为重要,这些地区特别脆弱,受到土壤板结高(如人口密集、工业区)或诸如沿海地区的城市化快速扩张的影响。农业部门在同一土地利用类型上开展多种多样的农业实践活动,代表了一个重要的机会,许多有益的做法更显示整个了整个欧盟未开发的发展潜力。

确定的主要原则举例如下:

• 限制将高土壤持水容量土地利用类型(森林,草原,湿地等)向低持水容量容量(农业用地,城镇等)土地利用类型转变,特别是城市扩张;

• 防止在洪泛区开发建筑,并阻止任何可能对自然河道形成的障碍的建筑或工程,不能仅以保护人口稠密区域为评判借口;

• 在农业区保持半自然区和草地,使它作为大尺度景观斑块的一部分,并为绿色基础设施,并对其相邻地区植被恢复提供调节生态系统服务与其他土地用途;

• 通过有机物修正和作物残茬管理,促进有机物回归土壤。然而,前者可能由于硝酸盐浓度而受限,而后者在增加生物燃料需求中过程可能比较困难。

• 在设计轮作时,要对土壤持水问题进一步集成,这在欧盟仍然保持相对未开发状态,却表明实施其它替代作物和土壤管理实践的巨大机遇

•发展一体化和紧凑型城市,维护和管理绿地,以提高强降水过程中的临时蓄水,并提供行蓄洪区空间。棕色地带或其他废弃地恢复成绿地也是一个很有前途的方向;

•促进发展透水路面和可持续排水系统,降低对强降雨事件的响应。

“变化环境中的土壤和水分”报告指出土壤和水分是直接或间接地影响到我们日常活动的两个关键资源。直到最近,土壤仍一直主流地研究其农业生产功能背景,却没有关注健康的土壤能提供更多的产品、服务和社会功能如:防洪和维护自然景观。水对土壤所有的供应、调节、支持和提供文化服务是必需的。

管理不善和/或高强度利用土地和水将自然资本的维护和恢复能力置于风险之中。欧盟的经济日益依赖技术和创新来应对环境恶化,而不是优化欧盟的环境所提供的生态系统服务。例如在农业部门,可以大量使用灌溉和排水,以应付土壤水文功能退化。在城市环境中,暴雨水渠道等水利工程允许将洪水连接到具不透水表面的雨水径流通道的风险策略。

报告指出欧盟政策还未完全认识到保护土壤对水循环的重要作用,特别是土攘持水力的作用。土壤和水常被视为各自独立的学科,虽然综合了土壤和水的管理方法出现在欧盟,如“洪水指令”(2007)、通信“解决水资源短缺的挑战和干旱”和土壤保护方面的“土壤保护和草案框架指令主题战略”。

如今,大量研究刊物调查土壤水分动态变化的问题。虽然他们阐明了土壤水分的一些科学问题,但对土壤持水性整体认识仍然是分散的,且在欧盟和成员国层面、成因与环境、社会、经济和政治影响方面没有对土壤持水的清晰总览。因此仍有必要探讨这些方面,并在全球的角度向决策者和社会公众进行解释,特别是更好地了解土壤持水机制和驱动力将使政策制定和利益相关者能够做出关于如何维持、恢复或改善土壤持水力的明智决定。

研究目标:

本研究旨在弥合科学—政策差距,并通过收集和综合现有的资料信息增加关于土壤持水力的当前证据基础。通过关键信息和建议,本研究进一步帮助政策制定者采取适当的行动,维持或恢复土壤持水。

总体而言,它的目的是回答以下问题:

1、什么是土壤持水力,它是如何工作的?

2、为什么很重要?

3、欧盟的主要趋势是什么?

4、土壤持水容量降低的环境和社会经济影响是什么?

5、这些趋势的背后关键驱动因素是什么,哪些实践可以提高土壤持水力?

报告结构:

除了本章引言部分,报告把分析内容分为五个章节和结论。

第1章定义土壤持水力的概念,并通过发生在土壤表面和土壤内(储存和释放)的动态解释了它的机制。它也通过它提供的生态系统服务解释了为什么这片土壤的功能对环境、人类健康和福祉以及经济是至关重要的。

第2章描述了土壤中捕获、储存和释放水的能力在物理、化学、生物和与水有关的参数中的作用,也指出了实现这一功能和潜在影响力的可能相关威胁。

第3章解释了人为驱动力如何通过修改第2章特定的参数改变土壤持水力。特别是它探讨了土地利用变化、农业和林业实践活动、城市规划和设计以及气候变化的影响,以确定和突出最佳的实践活动。

第章4介绍了欧盟过去、现在和未来的土壤持水力发展趋势,并考虑到欧盟水可获得性和水利用方面趋势,对他们进行了讨论。

第5章通过土壤持水力对洪水和干旱以及在城市、农业、森林和草原发生影响地区的相关损失,介绍了其在欧盟的经济含义。

结论突出了关键信息以及研究需求和对政策制定者良好做法的建议。

在本报告的分析和方法等其它细节设置在附件。

附件1提供在研究过程中调查了案例研究的概述。它被涉及正文案例研究的数目;

附件2提供了对一些参数和土壤持水力驱动器的进一步科学信息;

附件3假借现在和未来土壤持水力发展趋势的估计,提供完整的信息来源、方法和主要假设的描述,

附件4提供信息来源和经济影响估计主要方法的说明;

附件5提供研究期间咨询专家列表。

《Soil and water in a changing environment》全文链接地址:http://ec.europa.eu/environment/soil/pdf/Soil%20and%20Water.pdf

2   2015-08-17 17:01:05.733 埃及实验农场揭示了“废水农业”农产品的潜在市场 (点击量:4)

生长在埃及沙漠并使用处理过的废水的作物是安全的,其用于人类消费和生产在经济上是可行的,位于埃及索哈杰省gerga一个实验农场的工程师得出以上的结论。

他们的最终报告“处理后废水在农业中的再利用”包含了在全国范围内建立一个成功的废水灌溉农场,并支持以埃及的方式解决缺水问题,并满足对农产品不断增长的需求。2013年启动以来,该试点项目已确定了适用于废水灌溉的土壤和作物,分析了该方法的环境、社会和经济影响。

在项目的最后阶段,工程师进行了城镇、省和国家层面上的市场调查,以评估废水灌溉的经济可行性。他们的研究结果表明,某些适宜废水种植产品的总消费量大幅超过国内生产量。为了填补这一空白,埃及进口了725000吨的东方豆类和超过85万吨鹰嘴豆,以及扁豆、玉米和植物油。

综合农村调查和国家数据的资料,报告还揭示了全国缺乏数千吨的粮食作物,如向日葵、无花果、石榴和芙蓉,这表明他们在埃及的产品能找到一个持久的市场。几个现有的批发和零售市场也意味着农产品能找到一个现成的出路。

水需求不断增长是实验背后的主要驱动力,但在耕作中使用废水具有其他的好处,例如保护了天然水源、使用无营养的劣质土壤、处理了废水和减少了末端产品成本。

即使只用于生产饲料、机油、润滑油或种子,废水灌溉也能显著减少水需求压力,节约出来的农作物生长需要的淡水可以用来直接饮用。一些废水水生产的产品,如生物燃料和树木,也可减少对常规产热能源的需求。

研究报告建议建立小、结构紧凑的处理厂,以服务农村和有限的居民社区。处理厂将考虑建在他们附近的农业灌溉区,以节约输水网络到废水处理点和农场点的成本。

该农场进行了一系列农作物实验,包括扁豆、蚕豆、鹰嘴豆、白无花果、橄榄和石榴。注意事项包括对这些产品进行空气干燥处理到位以确保消费者的健康。这个2.5英亩农牧场由开罗的埃及控股饮用水和卫生公司管理,并由联合国环境规划署通过陆地行动计划(GPA)和意大利环境、陆地与海洋部实施的全球保护海洋环境行动计划废水项目资助。

最终报告包括了水处理、土壤和作物类型、灌溉系统类型、合作研究机构、项目升级、私营部门和民间团体参与,以及收益权或共有权系统使用,而不是直接销售。

实验还吸取了以前在卢克索的经验教训,表明了切花与动物饲料如高粱等令人振奋的结果。

关于GPA(全球行动计划)

全球行动计划是一个全球性方案,用以保护免受陆上活动影响的沿海和海洋环境。它于1995年在美国华盛顿特区获得通过。它是一个政府间机制,明确了处理淡水和沿海、海洋环境之间的联系。它承认了陆上活动受到淡水系统的输送影响。优先级的全球行动计划是海洋垃圾、废水和富营养污染。全球行动计划举办三个全球伙伴关系,以应对这些优先事项。

环境署是GPA的协调单位。

3   2015-08-25 15:41:17.257 清洗汞污染土壤对粒径分布、有机碳、pH和氯化物的影响 (点击量:4)

土壤汞的积累对土壤生态和生物圈产生了很大的毒害,瑞典和德国的土壤科学家对通过清洗汞污染土壤来修复土壤的可行性开展了研究。主要通过干筛法评估了汞污染土壤的修复,结果显示,通过物理的分离(干筛法)对汞污染清除不可行,因为处理后的土壤汞含量超过了瑞典通用标准。水浸液中,可溶性汞与可溶性有机碳没有相关性。pH值在5和11时,溶液含汞量最高,达到0.3%。因此,单凭调节pH值来祛除汞难以到达理想效果。氯离子在酸性调节下也不利于汞的运移。在本研究设计的土壤中,汞被土壤牢牢束缚住,因此土壤清洗难以满足处理汞污染土壤。该研究发布在了《Chemosphere》期刊上。

doi:10.1016/j.chemosphere.2014.02.058

4   2015-08-25 18:14:40.32 通过磷的K-边XANES光谱的土壤磷形态的测定的标准规程和质量评估 (点击量:4)

土壤磷常以磷酸盐的形态存在,主要是钙、铝、铁和土壤有机质。磷素形态的主要的测试方法是利用同步加速器的X射线吸收近边结构(XANES)光谱法。然而,这种方法存在争议,尤其是缺乏可重复波谱去卷积的标准,微小的变更可能导致磷素形态的巨大变化。基于观测,恰当的基线校正和阶梯形边缘的标准化对于纠正线性组合的拟合结果非常重要,由此研究人员确定了去卷积和拟合K-边XANES光谱线性组合的标准规程。通过对16中标准的稀释液(2 mg P g–1)的混合液体,包括正磷酸铝、磷酸铁、羟磷灰石和植酸,评估了标准的拟合水平。线性组合的拟合结果与其他不同的磷混合液的结果进行了比较。与传统的线性组合拟合流程相比,新的研究规程减少了6%的拟合误差。然而,磷的含量小于5%时,应该有其他方法进行测定或者排除磷素组分以外。

5   2015-08-25 17:06:04.267 一种改进的预测土壤农药挥发的筛查工具 (点击量:4)

农药挥发和蒸发飘失对非靶性,敏感的生态系统和人类健康产生不利影响。新西兰奥塔哥大学和美国美国俄亥俄州立大学的研究人员针对四种基于菲克定律农药挥发筛查进行了研究。在每个方法中,蒸气压或环境相关的分配系数常被用来描述在农业领域系统的农药行为,以及用来预测24小时累计百分比挥发损耗。根据土-气(Ksoil–air)和水-气的多相分区方法(Kwater–air)分配系数,这些系数是从土壤中发现最准确的文献报道的农药挥发损失模型。这个研究结果显示了在化学空间图表中为不同温度,相对湿度和土壤有机碳的条件下很多套假定Ksoil–air和Kwater–air组合。24小时累计百分比挥发(CPV24h)随着温度和相对湿度的上升与土壤中有机碳含量的下降而增加。使用这种视觉筛查技术很容易发现农药和最大蒸发飘失条件。

6   2015-08-27 10:11:21.637 粮食安全和可持续粮食系统:土壤的作用 (点击量:5)

本讨论是根据“2015年第三届全球土壤周对话会议“编辑而成。“全球土壤周”(GSW)是高层决策者、科学家、非政府组织、民间社会组织、农民、艺术 家、国际组织和私营部门的多方利益相关者的平台。“全球土壤周”一个主要目的是提高人们对土壤和土地问题认识。在“全球土壤周”倡导土壤管理在可持续发展的前提下,促进公平获得土地。“2015年第三届全球土壤周”于2015年4月19日至23日在柏林举行。这次会议主题是:“粮食安全和可持续粮食系统:土壤的作用”。

本次讨论的组织者包括:可持续发展中心、CENESTA(伊朗)、世界可持续发展中心、里约中心(巴西)、德国的为世界提供食物机构,献给世界报(德 国),共享生态土地使用管理协会(赞比亚)、欧洲社会的水土保持(西班牙),世界水土保持协会(中国),发展与环境中心(瑞士)、南部非洲土壤肥力联合会 (津巴布韦)以及高级可持续发展研究所(德国)。

摘要:

一个普遍共识是健康土壤是粮食安全的关键。粮食生产是健康土壤提供的主要生态系统服务之一,同时粮食生产也依赖于健康土壤。四大粮食安全支柱粮食供应、粮食获取、粮食利用和粮食稳定之间有着内在联系;同时也与土壤如何管理、获得和保护存在联系,特别是粮食不安全和弱势群体。另一方面,导致不平等和增加脆弱性贫困人口之间的社会、政治和经济进程通常会由于不可持续的土地使用和较差的农业实践形式增加土壤的压力,这导致了2015年的一些情景:“土壤贫瘠、空肚子(饥饿的人)和穷人的生计”。特别是当我们向已批准的“可持续发展目标”努力时,对发展融资的作用进行辩论并达成了一致,签署了一个新的气候协议-- 这三个政治层面定义了一个2015年后的新的议程如何需要人工智能和资源智能。但是如果在没有说明人、政策和制度的情况下,提出的可持续目标2(食品安全 和饥饿)是没有解决方案的。

理解土壤和粮食安全之间的联系

并非所有土壤和粮食安全之间联系都在食品辩论中进行了清晰阐述。健康土壤中生产的粮食更有营养吗?什么样的背景下的土壤是实现粮食安全的关键?哪些环境中 有更迫切的问题需要解决?这些问题和许多其他问题的出现说明需要更精确地进行概念层面理解:改进的土壤整治和土壤管理如何导致可持续的粮食安全。

此外,在围绕可持续发展更广泛的讨论范围内,特别是在可持续的粮食系统及其对可持续发展的三大支柱经济、社会和环境的影响力范围内,需要将土壤和粮食安全之间的联系进行集成。换句话说,我们首先要设想土壤和粮食安全的作用,然后讨实现论战略转型的目标。

想象土壤可持续发展的未来,并创建策略实现目标

解决这个问题的一个有希望的方式是深入讨论食品可持续性这一新概念,这一概念超越环境的完整性和粮食安全、食物权、扶贫理念和差异减少、剥夺观念,以及它对粮食系统的社会生态适应能力的影响。

起初,会议将讨论土壤和粮食安全之间的联系,触及它们不同的尺度和背景中是如何阐述的。此外,我们还将在战略层面处理这些问题,寻求在全球范围内正在进行 的相关政治辩论相关的讨论点,特别是围绕:(i)粮食安全和农业生态(ii)粮食安全和气候智能型农业。

预期成果:

•建立土壤与粮食安全的四个维度之间联系的深层次共识。

•阐明资源不平等、人工智能途径和三赢粮食安全之间的联系。

•确定“可持续发展目标”(SDG’s)内容背景下促进粮食安全行动的关键的研究内容和实施差距。

•确定潜在的新联盟,以转变方法实现2030年可持续粮食安全

讨论概要

第1部分:了解土壤和粮食安全之间的联系

会议开幕由马修斯主持,他介绍了分会讨论的两个主要目标:

(一)明确四个维度(供给,获取,利用和稳定性)范围内土壤和粮食安全之间的联系。

(二)讨论如何让这些联系在全球水平正在进行相关政治辩论中得到体现,尤其是辩论:粮食安全和农业生态及(ii)粮食安全和气候智能型农业(CSA)。

何塞•路易斯•卢比奥(ESSC&WASWAC)提供了与土壤相关的粮食安全概况,重点是关于粮食获取部分。将不安全土地和养分获取、市场和体制的不安全性(不利于或针对穷人的政策)作为可用性、获取和粮食安全稳定方面的重要制约因素进行了讨论。卢比奥教授还认为,土壤退化过程(如荒漠化)是贫困和粮食安全的最终原因和结果,并且这些过程的发生后果常常遵循一个非线性的相互关系。在卢比奥教授总结发言中,针对如何将土壤提上政治议程进行处理,他的总结平衡了乐观和现实悲观愿景。虽然一方面是土壤越来越多地被视为未来可持续发展的重要组成部分,但面临的挑战仍然是巨大的,甚至更多的考虑到的问题以及解决方案是一个政治问题。他建议土壤学界应离开贫民窟,增加宣传倡导能力。

第2部分:想象土壤的可持续发展的未来,并实现其创建策略

(工作组1 )

玛丽亚姆女士(伊朗)和卡罗琳女士(世界报)共同主持“农业生态学、可持续的粮食系统和土壤”,大约参会人数的三分之二(50人)参加讨论。

(工作组2)

雷斯女士(巴西)和马修斯(德国)共同主持“气候和农业议程:资源平等和人工智能农业”, 大约参会人数的三分之一(25人)参加讨论。

玛丽亚姆女士建议生态农业可以理解为当地现有土壤肥力和生物控制资源优先于昂贵外部投入(如化肥和农药)的多样化生产系统。农业生态学是通过全球农民的行动积极参与,获取全球的政治冲击力。因此,工作组的目的是讨论与“活动家镜头”相关的话题,即寻找政治参与的切入点。

雷斯女士评论说,可持续发展议程当前的主要挑战之一是有关如何通过以人为本的方法解决气候与农业之间的关系。技术解决方案一定是必要的,但这些都必然要被嵌入社会和政治的有关方面,例如促进更大的资源平等,否则有明显失败的风险。这种方法就是她提到的“气候智能型和人工智能农业”,并且工作组目地是在说明世界土壤政策和背景时,讨论这一观点是否应在世界各地加以考虑。

结论和后续

在会议的最后部分,有一个简短的报告,各组全体会议对可能的后续活动进行讨论。提出两个建议:

1、 在全球土壤周工作计划框架内,保持了具体的和专用的工作流,以全面的方式进一步提炼粮食安全和土壤之间的关系,而不只是作为附件发送给其他主题组来解决问题。该会议是参加人数最多议题会议之一,这清楚地表明全球土壤周参与者的需要深入讨论生态农业、可持续粮食系统和粮食安全。

2、要发起阐述土壤、可持续的粮食系统和粮食安全之间联系的观点论文的程序。这些文献可能会挑起高级可持续发展研究所(IASS,德国)和其合作伙伴在这些问题上形成立场所需要的讨论。