【技術交流】給耕地做“體檢”：如何科學評價土壤健康？

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（來源：生態修復網）

土壤，是農業的根基，也是生命的搖籃。它不僅是作物生長的“床”，更是一個充滿活力的生態系統，默默承擔著固碳、水凈化、養分循環、維持生物多樣性等關乎地球生命支持系統的關鍵功能。然而，土壤是一種不可再生資源，形成1厘米厚的表土往往需要數百年甚至上千年，一旦退化，恢復極其困難甚至不可逆轉。如何判斷土壤是否“健康”？如何給耕地做一次科學、系統的“體檢”？近日，戴玉等學者在《土壤》期刊發表的《耕地土壤健康評價指標與方法的發展與展望》一文，系統梳理了國內外土壤健康概念的發展歷程，匯總了我國近十年耕地土壤健康評價研究中指標的使用情況，并展望了未來的研究方向，為我們理解這一問題提供了清晰的路線圖和科學的行動指南。

一、從“肥力”到“健康”：土壤認識的三大跨越

人們對土壤的認識經歷了一個不斷深化的過程。早期，人們常用“土壤肥力”來描述土壤對作物生產的支撐能力——肥沃即為好土，評價標準相對單一。20世紀70年代，“土壤質量”概念開始在學術文獻中出現，標志著學界對土壤的關注從“數量”層面逐步過渡到“質量”層面，開始重視土壤的物理、化學和生物綜合屬性。而進入21世紀，“土壤健康”則是對土壤質量的進一步深化與拓展。根據國際上廣泛認可的科學定義，土壤健康是指土壤作為一個有生命的、動態的生態系統，具有持續保證所有生命形式健康生長、維持生產力、提升環境質量的能力。這一定義強調了土壤的自然資源屬性、環境生態功能，以及與氣候變化、動植物和人類健康的密切聯系。

耕地健康是土壤健康在農業生產領域的具體體現。健康的耕地應當肥力充足、無污染、結構合理、利用穩定，兼具生產力和環境安全性。然而，受自然災害、工業化城鎮化快速推進、不合理利用方式以及制度不健全等多重因素影響，我國耕地正面臨有機質流失、固碳能力下降、生物多樣性降低等嚴峻挑戰。給耕地做“體檢”——即開展科學的耕地土壤健康評價，成為摸清耕地健康底數、明確退化因素、實現耕地保護與生態安全并重管理目標的關鍵手段。正如文章所指出的，這項工作對筑牢國家糧食安全和農業可持續發展具有重要的戰略意義。

從政策層面看，我國對耕地健康的重視程度也在不斷提升。自2005年以來，國家相繼發布了《農用地質量分等規程》《耕地質量調查監測與評價辦法》《全國土壤污染狀況調查公報》《耕地質量監測技術規程》等文件，并更新了土壤環境質量標準。2016年發布的《耕地質量等級》首次將清潔程度、生物多樣性等土壤健康表征指標納入評價體系，明確了耕地健康的內涵。2018年，我國成立土壤健康工作組，“土壤健康與人類健康”的大健康理念逐步深入人心。這些政策法規的完善，為耕地土壤健康評價工作的系統開展提供了制度保障。

二、評價指標如何選？近十年研究給出的科學答案

耕地土壤健康是一個復雜的功能整體，無法通過單一指標直接測定，必須通過選取多類指標構建綜合評價體系。文章通過對2014—2024年間48篇相關文獻的系統分析，共梳理出179個評價指標，分為物理指標（17個）、化學指標（41個）、生物指標（20個）、生產管理指標（55個）、立地條件指標（17個）、限制項指標（25個）和氣象指標（4個）七大類，并以各指標在文獻中出現次數表示利用率。這一分類體系為后續研究提供了清晰的指標框架。

統計結果顯示，土壤pH、有機質、有效磷、速效鉀是使用頻率最高的指標（超過60%），堪稱土壤健康評價的“四大金剛”。土壤全氮、容重的使用頻率也處于較高水平（40%~60%）。使用頻率在20%~40%之間的指標較為豐富，包括堿解氮、全磷、全鉀、電導率、有效鋅、有效鐵等化學指標；表層/耕層質地、團聚體、含水率等物理指標；土壤呼吸、蚯蚓豐度、微生物生物量碳、微生物生物量氮等生物指標；以及重金屬鎘、鉻、汞、砷、鉛等限制項指標。其余指標使用頻率均低于20%。

從指標分類來看，當前耕地土壤健康評價仍以化學和物理指標為主導——選取超過2個化學指標的文獻占88%，超過2個物理指標的占42%，而選取超過2個生物指標的僅占27%。生物指標和生產管理指標雖使用頻率逐步上升，但總體仍然偏少，主要與其獲取難度大、成本高有關。然而，隨著社會對土壤健康和食品安全需求的日益提升，土壤微生物和農田生產管理與土壤健康之間的密切關系正越來越受到重視。文章強調，完善生物指標和生產管理指標的獲取方法，使其更加便捷、低成本，對構建我國耕地土壤健康評價指標體系具有重要的戰略意義。

文章進一步揭示了各類指標之間復雜的關聯網絡。深耕、秸稈還田等耕作管理方式可增加土壤黏粒含量，提升陽離子交換量，增強養分吸附和保持能力；覆蓋作物能夠減少土壤侵蝕，增加土壤通氣性和水分滲透性，為微生物和土壤動物創造更有利的生存條件；土壤孔隙度影響水分保持能力，進而調控微生物呼吸與代謝活動，最終影響土壤碳循環與穩定等生態系統過程。土壤微生物不僅參與養分循環、溫室氣體排放和污染物降解，還能通過改變土壤性質或構建礦物結構，調節土壤pH、礦物成分、團聚特征和水文條件。這些發現表明，土壤生物指標是反映土壤健康狀況的敏感指標，也是連接物理、化學和生產管理指標的橋梁。。

在眾多生物指標中，蚯蚓和線蟲被多位學者認為是土壤健康的優勢指示生物，對土壤理化性質和微生物活性有重要影響。土壤酶活性、微生物生物量碳、基礎呼吸量等指標也已廣泛用于評價體系。文章特別指出，以土壤生物為基礎評估土壤健康的指標正被廣泛采納，但在生物指標的選取與賦值方面仍面臨諸多挑戰：土壤生物指標與耕地生態系統功能之間的聯系尚不清晰；生物指標的監測閾值不明確；不同地區采用的生物指標不統一，缺乏標準化體系。這些問題有待未來研究進一步突破。

三、不同尺度不同方法：未來構建智能監測體系

由于評價目的、尺度和評價對象的不同，土壤健康評價的指標和方法選擇存在很大差異，國內外至今尚未建立統一的標準。文章對此進行了細致的區分和總結。

對于地塊尺度的土壤健康評價，在常規指標基礎上，評價體系正逐漸增加更細致的管理與響應指標：生產管理方面包括勞動力投入、作物品質與產量、發芽率、商品率、農膜殘留量等；物理指標增加了土壤硬度、壓實程度、土粒密度、最大扎根深度等；生物指標則納入根生物量、線蟲密度、病原菌指數等。這表明研究正更加關注作物生長狀況、農產品品質及農田管理措施的實際影響。在實際操作中，可通過直接測試土壤和植株樣本，實現指標的精準獲取與賦值，為地塊尺度的精準農業管理提供支撐。

對于縣域及更大尺度的土壤健康評價，評價體系則增加了化肥農藥施用量、灌溉保證率等生產管理指標，以及水環境質量、地形地貌、有效土層厚度等立地條件指標，更加注重區域環境變化與土壤健康管理的結合，為區域耕地保護利用的宏觀決策與治理提供了科學支撐。在指標獲取與賦值方面，主要依賴農戶調查、歷史資料數據及多源數據提取，仍需大量研究探索更精準的獲取與賦值方法，以應對自然條件的復雜性。

值得注意的是，當前大多數土壤健康評價已將土壤生物指標和重金屬指標納入指標體系，說明土壤生物多樣性保護與重金屬污染監測治理日益受到重視。這為持續加強健康土壤建設的全球聯動、在可持續發展框架下共享土壤健康提升方案、實現“土壤—作物—人類社會”生態健康大循環奠定了重要基礎。

面向未來，文章提出了四個重點研究方向：一是構建最小數據集，根據不同尺度和對象，縮小并聚焦耕地健康指標的選擇范圍，構建覆蓋“地塊—縣域—區域”不同生態區的最小耕地健康評價數據集，為多元化評價對象提供數據支撐；二是明確指標響應機制，深入研究生產管理指標、土壤生物指標對土壤健康的響應機制及其與其他指標的相互關系，為評價指標的精確快速獲取和分級賦值提供理論支撐；三是劃定健康紅線，結合區域特點，因地制宜開展耕地土壤健康評價，制定不同生態區的指標閾值和耕地健康紅線，為區域土壤監測和預警提供參考依據；四是構建智能監測預警體系，通過定位監測，開展面向不同評價尺度和對象的多目標協同耕地健康評價研究，采用多樣化、智能化技術手段，構建一體化的監測與預警體系，為農業綠色和高質量發展的政策制定提供科學依據。

總之，《耕地土壤健康評價指標與方法的發展與展望》一文為我們系統梳理了耕地土壤健康評價的理論基礎、指標體系和未來方向。從“肥力”到“質量”再到“健康”，從單一指標到多指標綜合，從地塊尺度到區域尺度，土壤健康評價正朝著多源數據、多目標協同、多學科融合的方向不斷演進。給耕地做“體檢”，不僅是為了摸清家底，更是為了讓我們能夠科學地守護好每一寸耕地，讓這片孕育生命的土地永葆活力，為子孫后代留下健康、肥沃、可持續利用的寶貴資源。

原文鏈接：https://doi.org/10.13758/j.cnki.tr.202411280477

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