2016中小学创新作文大赛复赛(高中组)试题

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神奇的土壤土壤就在我们脚下，但却经常被我们忽视，完全没放在心上。

土壤也许是人类安全和福祉里最容易被忽略的。

土壤真的不止是农业和粮食生产的前提，它也是保证地球上无数生命维护体系正常运转的错综相联的网络基础。

光凭“土壤”这个词是很难描述清楚这一结构复杂，功能繁复的体系，尤其是当你想到土壤里的各种成分有着天壤之别的时候。

因为土壤的组成非常丰富。

它的基本成分是风化的石头，死掉的生物，还活着的生物，气体和水分。

把这些成分分别剥离出来，大概比例是：岩石45％，空气25％，水分25％，有机物5％。

当然，不同的土壤差别很大，比如说泥沼的成分就是以有机物为主。

一般来说，土壤的特征中最重要的是地理成分。

沙性土壤颗粒很粗，主要有石灰岩、石英和花岗岩或者冰川风化以及河水沉积物。

淤泥土壤颗粒更细，通常都很肥沃，但容易被水侵蚀。

影响土壤性质和属性的另一个主要因素是它里面包含的生物的数量——里面有无数小生命，包括腐化的动物尸体、树叶、木头和植物根须。

土壤的有机物承担着一系列重大功能，对于土壤最终表现起着决定性作用。

例如，土壤里的有机物可以容纳本身质量20倍的水，因而能抵抗干旱。

因为可以储存大量水分，土壤还能在雨季时降低洪水的风险。

土壤里的有机物富含碳基分子，是能量的源泉，因为碳基分子是所有生物中最重要的成分。

不过说到在地下活着的或者跟地下有关系的动物、植物和微生物，那数据绝对让人头晕。

例如，在10克健康的耕地土壤（也就一勺子）中所含细菌数比全球人口数还多。

而这些细菌的种类可能至少有20000种之多。

让人瞠目的不仅仅是种类和数量——在一公顷耕地的土壤里（就是一块100米见方的土地）细菌的体积可能相当于300头羊的体积!除了非常非常小的有机物——也就是细菌、原生物和线虫——还有大一点的生物，包括蚯蚓、蜈蚣和各种昆虫。

这些数量惊人的各式各样的生物承担着无数关键性工作。

其中一项工作就是分解。

正如这个词的字面意思，这项工作真的是要把东西打碎成最基本的组成部分——在这个过程中释放营养成分，从而促成新的生长。

这些数以万亿计的虫子、细菌和原生物就是生态过程的最初始基础，它们促成了我们生命体系的成长繁荣。

至少对于陆地的生命体系来说是如此。

土壤的恩泽先不管其复杂性，土壤显然给人类带来了很多恩泽。

我们的食物90％依赖于耕地源源不断地生产出来（只有海洋里的野生鱼类和极少数水培温室作物例外）。

现代食物不管经过多少包装和营销，它们的生产最终还得仰仗于那支线虫、微生物和蠕虫大军。

它们中很多甚至连一个学名都没有。

下一次，当你拿起一包豌豆的时候，要记得它们的生产者到底是谁——绝对不只是包装上著名商标持有人的功劳!我们必须反思我们跟土壤的文化关系，这不仅仅关系到未来的食物来源。

还有一个近年来被提到政治议程上的是土壤在碳循环和存储中的角色。

有机物，包括土壤里的生命成分比如说根须和微生物在这方面都有着不容小觑的功效。

虽然很多人都换上了节能灯泡，把车放在家里不开，跟他们的家人和朋友辩论风力发电的优缺点，可有多少人想到过土壤会是解决大气中二氧化碳不断上升的问题的主要工具之一呢？研究人员估计，仅仅在英国，就有大约100亿吨的碳储存在土壤当中，这可比欧洲全部树木储存的碳的数量还多。

英围高地的土壤泥炭含量丰富，光是这部分土壤里有机物的碳含量就比英国和法国所有树木加起来的碳含量还要高。

低地土壤里的碳含量也毫不逊色。

如果把这个我们星球的稳定剂放到更大的背景下来看，全世界土壤里的碳含量估计比大气层和所有植物的碳含量加起来还要多。

霍尔姆沼泽地里那根因为土壤不断收缩而突出沼泽面的铁柱证实了这一实际正在发生的变化。

土壤能帮助净化水质，也能储水。

这一属性帮助世界上大多数人能喝上淡水。

根据环境署为英格兰和威尔士所做的一项估测，一公顷的土壤存储和过滤的水足以满足1000人的需求。

提高土壤的储水能力也能提高食物产量，尤其是在雨水少的季节里。

随着气候变化带来的越来越多的极端天气，包括干旱等，土壤的储水能力会成为保证庄稼收成乃至食品安全的一个越来越重要的因素。

疲惫的土壤不过，耕作也会令土壤系统严重疲劳。

耕作不仅是把土壤暴露于空气当中，同时也打破了土壤的结构，被打碎的土壤粒子变得非常容易被侵蚀。

干燥的时候，土壤会丧失黏性，风会把土壤刮起来形成一团团飞尘，有时甚至把它们搬运到数干英里之外。

其他形式的土壤退化也会导致同样的结果。

2004年3月6日，美国宇航局的卫星捕捉了一幅令人震撼的画面。

一股巨大的沙尘云从北非横跨大西洋。

它的整个跨度长达地球周长的五分之一左右。

这股气流卷挟了大量尘土，一路洒到了加勒比海。

土壤的侵蚀通常是风力造成的，不过在某些地区，降雨可能会是更大的罪魁祸首。

我们经常可以看到流失的土壤令河水变成了可可或者茶的颜色。

这就是中国著名的黄河的名字由来。

黄褐色的土壤被河水冲刷侵蚀，在河流强大的搬运力作用下奔向大海。

黄河的中下游地带是世界上土壤流失最严重的地区。

受灾区域面积是英国国土的1.5倍，每年流失的土壤高达16亿吨。

表土流失是土壤退化的最严重症状，根据一项权威评估，已经有10个英国那么大的耕地面积退化到了基本无法种植粮食的地步。

从全球来说，自从20世纪中期以来，大约有三分之一的农田土壤或多或少地退化了。

土壤的形成需要长时间的积累：一个比较合理的数据是每年也就能长1毫米。

可是很多地方的水土流失速度远超过这个速度，而表土的流失基本上可以看作是一种不可再生资源的消耗。

在美国，很多地方水土流失的速度是其形成速度的10倍；而中国和印度的某些地方，水土流失的速度估计是其形成速度的40倍。

除了这些看得见的急剧的水土流失外，很多地方的土壤侵蚀是很小的，人们未必能够看得见，但年复一年下来，土壤的这种流失，或者说破坏最终会导致重大变化，就跟霍尔姆沼泽那根铁柱显现的一样。

在那片土地上，抽水先是导致泥浆萎缩，然后，因为暴露在空气中了，土壤中有机物的碳跟氧分子结合形成二氧化碳，就是所谓的氧化和“挥发”，土壤真的就变成了看不见摸不着的空气了!最近的研究估计，英格兰暴露的泥浆地每年散发出将近600万吨二氧化碳。

这对于这个重要的农业基地的粮食生产有明显影响。

某些地方的泥浆已经流失到底土完全暴露的程度了。

如今的土壤已经疲惫不堪，它提供全面营养和服务的能力大打折扣，在有些地方甚至是奄奄一息了。

我们还有多少土壤能流失？虽然很难给出一个确切的数据证实什么程度的土壤流失会让整个社会无法承受，但我们的确知道历史上曾经有过这样的例子。

研究历史可以看到水土流失是如何导致社会紧张，最终使整个文明崩溃的。

在冰岛、尤卡坦半岛和某些偏僻的太平洋岛屿，都有过水土流失引发的粮食安全危机，最终导致社会解体。

现在，全球已经有24%的陆地面积被开垦了。

它们主要集中在印度、欧洲和俄罗斯西部、中亚、北美、南美东部，撒哈拉以南非洲、中国以及东亚的其他部分，另有四分之一的陆地面积被辟为草场。

没有被开垦的其余区域不是太干、太冷了，就是太多山了。

而那些被开垦的区域显然是以牺牲原来的自然栖息地为代价的。

在过去两百多年里，人类已经把这个星球70％的草地，一半的草原生物群系和将近一半的落叶林变成了农业用地。

在粮食供应紧张的一步步挤压下，土壤流失已经成为全球的焦点问题。

由于我们已经到了一个再改造自然栖息地就很不明智的地步，越来越多的希望就只能寄托在现有的土地上。

世界人口已经超过70亿，到21世纪中期会突破90亿。

这就相当于要求在这期间必须找到一个每天多养活20万人的方法。

而全球人口最高可能达到120亿。

在人口不断增长的同时，我们还得解决当前就有一亿人无法填饱肚子的问题。

这些事实让联合国粮农组织下结论说，到2050年，粮食的需求大概会有70％的增长。

有人显然认识到了在现有土地数量有限和对粮食不断增长的需求之间的差距，因为不论是为了赚取暴利还是为了防止食物短缺，在2009年，估计有两个英国那么大面积（大约5600万公顷）的土地被外国机构买下来了，其中包括养老基金或者代表国家操作的独立财富基金等金融机构。

对这些投资者来说，土地供应和粮食需求之间越来越狭窄的余地就是他们冒险投资的最大动力。

不幸的是，我们期盼的不仅仅是更多的粮食。

能源的需求也会上升，而这个需求也必定会体现到对土地的需求上，主要是对生物能源的需求——包括对液体生物燃料的需求会急剧上升，以弥补能够生产出柴油和汽油的矿物油的供应不足。

对木材和其他生物群系的需求也会上升，用来作为发电和供热的能源。

这将进一步加大对土地的需求。

同样还有造纸、纺织和建筑材料等——所有这些都依赖土地才能生产出来。

未来几十年，还有基础设施建设及城市发展也会对土地有强烈需求。

新建城镇的面积将会有300~500个伦敦那么大，这样才能容纳下2050年的城市人口数量。

大片土壤将被埋没，而且几乎是永久地被埋没在水泥和沥青下面。

在全世界的城市边缘，肥沃的土地正飞速被住房、道路和写字楼吞噬。

过去那种靠增加土地供应来满足对土壤服务不断增长的需求的模式未来已经不可能再重复了。

一项重要的研究，《千年生态系统评估报告》（Millennium Ecosystem Assessment）指出，1960-2000年间，粮食产量增长了大概2.5倍。

这部分是靠改进农业生产技术（这一招也是土壤退化的原因之一）和开垦新的耕地得来的。

虽然技术改进很重要，可是它本身满足不了对土地产量不断增长的需求。

明白了这点，保护、提高、恢复土地生产力就将是我们未来最主要的任务。

好兆头幸好，这个非常基本但却至关重要的观点得到了广泛的理解，人们已经开始致力于把这一抱负变成现实。

即便是在几十年来一直支持各种农业生产，导致土壤遭到破坏的政治体系中心内部也有人提出了必须改革的声音。

最近一次到华盛顿的时候，我看到地铁的海报上声称美国玉米种植者已经在努力减少对土壤的侵蚀了。

广告牌上的信息说，土壤不再无足轻重，而是关系国计民生的重大问题。

这类问题终于进入了政治运动中当然是个好兆头。

也许富兰克林·罗斯福总统当年如雷贯耳的名言“破坏土地的国家就是自寻死路”终于被人们听进去了。

这一认识在很多地方都得到了行动支持。

减少传统的翻耕可以降低甚至避免土壤中最重要的表层被破坏。

这对土壤的健康有很大好处。

这样的做法已经在北美和南美越来越广泛。

人们已经看到了由此带来的好处——比如保持水分，节约了拖拉机的燃料成本。

美国的长期研究表明，通过这样“精简耕作”的方法，土壤里的有机物被无休止地翻耕造成的流失已经基本停止并被扭转过来了。

最近正在进行的研究表明，有可能让这种草本植物在同一根系上年复一年地再长出谷物来（就像有些草原上的草本植物一样），这样就可以避免每年都得翻耕和播种。

当然实施起来还有很多困难，可要是可以种植多年生谷物的话，最大的好处就是能够增加土壤的碳储量，更好地保持水分，防止水土流失。