主編:王向榮 教授
提到生物多樣性,我們首先想到的是植物和動物,然而,地球上生物多樣性最豐富的地方卻是我們腳下的土壤。據統計,每克土壤中就含有數千種類的細菌,數量達千百萬個,每平方米森林土壤中就生活著1000 多種無脊椎動物,土壤的生物多樣性貢獻了全球生物多樣性的25%以上。
土壤是大地的肌膚,是一個動態、有生命和復雜的生態系統。生活在土壤中的生物豐富多樣,不僅有我們常見的螞蟻和蚯蚓,更有不計其數的肉眼看不見的微生物。土壤中的各種生物相互作用,并與生態系統中的其他動植物互相依存,構成了一個復雜的系統,“萬物各得其和以生,各得其養以成”。當生物失去生命之后,會融入土壤,經過土壤微生物的作用轉化為營養元素,同時改善土壤的結構。土壤中的生物不僅可以分解有機物,還可以分解礦物質,增加土壤肥力。健康的土壤能讓植物根系更發達,生長更茁壯,孕育出更豐富多樣的地下和地上生物棲息生境,從而豐富生物多樣性,增強生態系統服務功能。
土壤是人類食物的來源。據聯合國糧農組織估計,全球95%的食物直接或間接地來自土壤。土壤的生物多樣性保障了農作物的健康生長,提供了作物所需要的養分,也保證了農產品中營養的均衡,最終有利于全球的糧食安全和人們的膳食健康。
土壤的生物多樣性也有利于人類的身體健康。研究表明,早期階段生活在生物多樣性環境中的兒童,長大后人體中的微生物也更加多樣,也能夠對疾病有更強的抵抗力,并預防過敏、哮喘、自身免疫性疾病等健康問題。而土壤是地球上生物多樣性最豐富的自然要素,也是人類最易于接近的環境因子,因此,現代醫學鼓勵兒童接觸健康土壤。在中國有一個古老的習俗,游子離鄉遠行要隨身攜帶一包家鄉土,以防在異鄉水土不服。這一習俗其實具有相當的科學依據,因為每個地區的環境微生物群各不相同,長期生活在某地的人在更換環境后很可能由于不適應新地方的微生物群而引發身體不適甚至疾病,而家鄉土壤中的微生物群可以幫助人們更好地過渡并適應新環境。因此,具有生物多樣性的土壤,對于人類和其他動植物的健康至關重要。
城市的生物多樣性低于鄉村和自然區域,原因在于城市中的土壤面積和土壤質量都遠遠低于后二者,孕育自然生態系統的基礎薄弱。城市地表大范圍被硬化或被建筑及基礎設施覆蓋,地表的天然土壤面積少,生物生存空間受到嚴重擠壓;硬化地表上的雨水無法滲入地下,導致土壤水分補給減少,而熱島效應又會引起土壤水分的過多蒸發,造成城市土壤含水量降低,從而危害土壤生物群落;城市建設改變了城市中許多區域的土壤基質,大量土壤中摻雜著城市建設中遺留的礫石、渣土、磚瓦等建筑垃圾或廢棄物,土壤持水性差,肥力低;城市人口眾多,對自然干擾強度大,導致城市土壤結構密實且透氣性差,影響植物根系的發育;城市中植物的枯枝落葉往往被當作垃圾清除運走,土壤營養物質的循環被打斷,土壤有機質無法獲得補給,造成土壤肥力的下降;城市中部分土壤受到垃圾、污水、農藥等污染的影響,生物多樣性遭到破壞。
在地表土壤匱乏的高密度城市中,保護好珍貴的土壤資源,是維護城市生物多樣性的根本。一方面,我們可以在滿足城市各種綜合復雜功能的前提下,盡量減少城市硬質地表的面積,為城市留出更多的天然土壤地表空間,種植鄉土植物和適生植物,豐富城市棲息地類型及物種多樣性,以維持和改善城市的生態環境;另一方面,可以利用建筑物屋頂、露臺、架空層和基礎設施的表面,覆蓋相應厚度的土層,形成土壤地表,種植耐貧瘠植物,成為具有一定生態價值的“生物友好” 空間,從而提升城市的土壤地表面積占比,在一定程度上補償城市建設對自然地表的侵占。
通過基于自然的解決方案,亦可在一定程度上改良土壤的理化性質,促進城市土壤生物多樣性的恢復和構建。如在城市綠地的林下保留落葉枯枝,促使土壤與植物殘落物之間進行物質循環;在大片綠地中,死亡和倒下的樹木也可不必清理,為一些動物和微生物提供棲息環境;還可通過堆肥使枯枝落葉回歸土地,增加土壤的有機質含量、肥力、透氣性和保水能力,調節土壤酸堿度,改良土壤結構,促進土壤的健康。此外,可以采取措施讓更多的雨水回滲地下,保持土壤水分,以利于土壤生物的生存。落葉歸根、枯枝回土、雨水入地,讓城市土壤擁有相對完整的物質循環過程,將有效地改善土壤質量,使之更適合生物的生存,從而提高土壤的生物多樣性及其功能。
在沒有人類干擾的區域,土壤完全按照自然規律發展演變,其生物多樣性也是最高的。如果城市中能夠保留一些自然地帶,任其自我循環和自然演替,就可以孕育出具有豐富生物多樣性的土壤及地表生態系統,創造低養護、可持續的城市生態空間。
土壤是生物多樣性的寶庫,繁榮的自然生態系統是從土壤開始的。城市土壤健康是保障城市生態系統穩定和生態服務質量的基礎,也是城市可持續發展的必要條件。要提高城市生物多樣性,就需要拓展城市中的土壤地表,并讓城市土壤擁有更多的自然屬性和更完整的物質循環過程。只有科學地利用城市土地,保持土壤生命力,才能恢復和維護城市土壤的生物多樣性,為城市建立起健康的生態系統。
提升城市生物多樣性,要從關注我們腳下的土壤開始。