.jpg/1280px-Soil_Survey09_(39041768842).jpg)
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 круговорота воды и питательных веществ. . [1] Это имеет множество преимуществ, таких как: связывание углерода почвой в ответ на растущую угрозу изменения климата , [2] [3] снижение риска эрозии почвы , [3] и повышение общей устойчивости почвы . [1]
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 необходимо поддерживать правильное соотношение углерода и азота 20–30:1. [3] Содействие сохранению биоразнообразия является ключом к сохранению здоровой почвы. [5] Этого можно добиться, выращивая разнообразные 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 выбросов CO 2 в атмосферу . [1] Растения имеют особые симбиотические отношения с микробами в ризосфере почвы. [5] Ризосфера — это «область концентрированной микробной активности вблизи корня», где вода и питательные вещества легко доступны. [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]
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, в больших количествах они токсичны . [3] Деградация почв означает, что качество почвы ухудшилось, что приводит к ухудшению функций экосистемы . [1] Одна треть суши земного шара имеет деградированную почву; [1] особенно тропики и субтропики , площадь которых составляет 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 наиболее серьезных проблем, с которыми сталкивается качество городских почв», [4] и проблема усугубляется непокрытой почвой. [4] Уплотнение происходит, когда почва сжимается и становится более твердой, что снижает способность удерживать воздух . и вода уменьшается. [4] Это увеличивает эрозию и наводнения, снижает способность растений развивать хорошую корневую систему и уменьшает биологическое разнообразие. [4] Чрезмерный выпас – еще один пример, когда корневая система под почвой повреждается, что приводит к уменьшению количества воды . [5] Подкисление , засоление , выщелачивание питательных веществ и загрязнение токсинами — вот несколько типов химического разложения. [1] Токсины могут накапливаться в почве в результате таких промышленных процессов, 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]
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, не позволяет покинуть атмосферу, 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 значительно влияют 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 большая часть природного углерода в педосфере Земли была выброшена в атмосферу, что способствовало образованию парниковых газов.
«Почва работает на вас, если вы работаете на почву». [5] Существует много способов регенерации почвы и улучшения ее качества, например, землепользование с помощью 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 взлете и падении ранней цивилизации». [9] Определенные методы ведения сельского хозяйства могут истощать почву углерода, например, монокультура , [10] когда в поле сезон за сезоном собирают только один вид урожая . 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 усваиваться будут 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] Эти методы имеют множество преимуществ, включая увеличение связывания 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. По возможности следует использовать местные растения , [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 грунтовые материалы. [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] Биоуголь — 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] Также можно использовать отходы жизнедеятельности человека, например, побочные биологические продукты из очистных сооружений. Биотвердые вещества могут содержать большое количество питательных веществ, поэтому их следует использовать с осторожностью. [3]