在美國南卡羅來納州卡爾霍恩實驗森林里的一片清翠的樹林中，杜克大學(xué)土壤學(xué)家Daniel Richter凝望著地面上的一條深深的裂縫,。這是一種地球手術(shù)室,，研究人員切開地面以檢查其地下的土壤剖面。在沙土和黏土層,，Richter看到了曾經(jīng)發(fā)生過的生態(tài)學(xué)外傷信號,。幾乎所有濃重的黃褐色表層土（名為Cecil）都被侵蝕掉了?！八硎桩愄幜?。我們在尋找一種150年的棉花、玉米,、小麥,、煙草種植擁有的天然土壤景觀,，但幾乎都被破壞了?！盧ichter說,。

卡爾霍恩并非Cecil遭遇“斬首”的唯一地方。這種土覆蓋了美國東南部約4萬平方公里的土地,，是一種區(qū)域性標(biāo)志――北卡羅來納州將它視為該州的官方土壤,。但在許多地方，Richter表示,，完整的Cecil現(xiàn)在已經(jīng)“瀕臨滅絕,，甚至可能已經(jīng)絕跡”。

瀕臨滅絕的泥土,？

不久前,，很少有研究人員能大聲說出：泥土“滅絕”了,。但在近幾年,，甄別世界稀有和瀕危土壤的工作發(fā)展加快。在越來越強大的地理信息系統(tǒng)和地球觀察傳感器的幫助下,，研究人員開始繪制“土壤多樣性”地圖,，標(biāo)示不同土壤的分布規(guī)律和范圍。例如,，剛剛過去的這個夏天,，中國研究人員發(fā)布了該國第一個土壤多樣性調(diào)查，識別出90種瀕臨滅絕的稀有土壤,。類似的調(diào)查也顯示,，獨一無二的泥土在美國、歐洲和俄羅斯同樣面臨絕跡,。

研究人員表示,，泥土消失蘊含著潛在的重大影響。健康多樣性的土壤不僅對食物生產(chǎn)十分重要,，它們還維持著物種和生態(tài)系統(tǒng)多樣性,，并對恢復(fù)遭到破壞的土壤景觀也有幫助?！拔覀儼咽耪呗裨嵩谶@里,、在上面行走，但也很容易遺忘它,。為何不像保護(hù)植物和動物那樣保護(hù)土壤呢,？”威斯康星大學(xué)土壤學(xué)家James Bockheim說。Bockheim與同事合作編寫了該主題的首個重要學(xué)術(shù)書籍《土壤多樣性》,。

一些研究人員在催促政府儲備瀕危稀有土壤,，以避免對農(nóng)業(yè)實踐的發(fā)展產(chǎn)生破壞,。但在一種稀有土壤能被保護(hù)之前，它需要被辨別和標(biāo)示,，但這仍受制于數(shù)據(jù)零散,、相互抵觸的分類體系和概念及方法上的技術(shù)爭論。

不過,，能將調(diào)查成本削減80%的新技術(shù)可能有所幫助,。但澳大利亞悉尼大學(xué)土壤學(xué)家Alex McBratney指出，要制作出可靠的地圖“仍然需要實際地貌資料,，這意味著需要帶著一把鐵鍬走出去”,。

人類識別和標(biāo)注土壤的歷史已經(jīng)有至少3000年。古埃及人識別了至少兩類土壤,，以便幫助他們判斷土地價格,。在中國封建時期，官方至少根據(jù)顏色,、質(zhì)地和濕度劃分了至少9等土地?，F(xiàn)在，各國采用一系列基于地質(zhì)學(xué),、氣候條件,、濕度、顏色和化學(xué)成分等土壤特征劃分的分類方案,。美國政府的分類系統(tǒng)包含2萬土系,，并通常按照地點進(jìn)行命名。

Cecil是一種老成土――濕潤地區(qū)的一種酸性森林土壤,。這種土在1899年首次在馬里蘭州的Cecil縣被標(biāo)示出,，它通常有20厘米厚的顆粒狀的黃色表層土，下面是含有云母的紅黏土,。

土壤多樣性

上世紀(jì)80年代末到90年代初,，隨著生物多樣性成為生物學(xué)界的流行詞，土壤科學(xué)家開始討論他們應(yīng)該如何討論和測量土壤多樣性,。從那時開始,，侵蝕、農(nóng)耕和發(fā)展帶來的土壤流失問題開始被很好地理解,，但哪些土壤是稀有的尚不清楚,。1992年，McBratney在論文中討論了填補這些空白的努力,，并首次使用了“土壤多樣性”這個詞語,。

計算土壤多樣性成為一項復(fù)雜工作。跟生物學(xué)家測量生物多樣性一樣，土壤學(xué)家面臨概念和技術(shù)困境,，例如何時合并和分離土壤“種類”,。土壤術(shù)語也十分混亂。對于同一種土壤而言,，不同國家通常使用不同的名稱,，也有國家利用同一名稱，稱呼不同的土壤,。

即便這樣,，土壤研究者仍開始揭示瀕危稀有土壤的量級。2003年,，加州大學(xué)伯克利分校的Ronald Amundson及其同事發(fā)表了兩篇里程碑式的文章記錄了美國的土壤多樣性,。在分析了1.3萬土系的分布信息官方數(shù)據(jù)后，該研究小組識別出4500多種“稀有”土壤,，這些土壤的覆蓋面積不到1000公頃,，通常是獨一無二的地質(zhì)和生態(tài)歷史的產(chǎn)物。 他們還發(fā)現(xiàn)了508種“瀕臨滅絕”的土壤,，另外31種土壤在已經(jīng)“滅絕”,。在6個過度農(nóng)耕的中西部州，每個州有超過一半的已知土壤面臨風(fēng)險,。

加州是另一個熱點地區(qū),，1755個土系中有104個被列為瀕危土壤,。Amundson提到,，諷刺的是，這些受威脅土壤中有一種是San Joaquin――1997年命名的加州官方土壤,。San Joaquin因其堅硬不透水的富含二氧化硅的下層土而聞名,，這產(chǎn)生了名為春季池的季節(jié)性池塘，這些池塘是一系列珍惜動植物的重要棲息地,。這些土壤也存在于主要的農(nóng)耕土地上,，農(nóng)民通常使用爆炸物和機器拔出硬質(zhì)土層。當(dāng)立法者給予San Joaquin州土的榮譽時,，卻沒有給予它特殊的法律保護(hù),。

保護(hù)行動

在Amundson研究小組采取國家視角的同時，其他美國研究人員則聚焦于更小的區(qū)域,，部分研究針對稀有土壤如何與珍貴植物系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)相匹配,。去年，Bockheim和丹佛大都會州立大學(xué)的Sarah Schliemann近距離觀察了一個生態(tài)過渡區(qū),，這里是南部草原和北部森林的交匯地,。

盡管這個過渡區(qū)僅占威斯康星州面積的13%，但它擁有該州40%的獨有地方性土壤。這種土壤可能產(chǎn)生于該地區(qū)歷史上強烈的冰川作用和氣候因素的影響,。但研究人員發(fā)現(xiàn),，稀有土壤與約100種當(dāng)?shù)刂参镩g的關(guān)聯(lián)并不大，這些植物受到地形的影響比土壤類型的影響更大,。

該研究還揭示,，159種當(dāng)?shù)赝寥乐杏幸话敫采w的區(qū)域相對較小，少于4900公頃,。Bockheim表示,，這使得它們面臨因農(nóng)耕或修路帶來的更高的流失風(fēng)險，“我不知道人們還能否復(fù)原它們”,。

其他國家也致力于識別稀有土壤,。2009年，俄羅斯土壤科學(xué)家發(fā)表了《俄羅斯土壤紅皮書》,。中國科學(xué)家也發(fā)布了中國土壤多樣性新研究,。聯(lián)合作者、加州大學(xué)伯克利分校的Peng Gong表示,，目標(biāo)之一是檢測大規(guī)模土地使用變化,，包括快速城市化和退耕，是如何影響中國土壤的,。

要完成調(diào)查工作需要大量實地勘探,，研究人員從地區(qū)機構(gòu)進(jìn)行的8900項土地調(diào)查中精選了數(shù)百個。Gong表示,，最終結(jié)果相對粗略,，一些地區(qū)的信息很少甚至沒有，但仍得出了一些結(jié)論,。中國的研究還邁出了新一步,，分析了多少受威脅土壤已經(jīng)得到的一些保護(hù)，例如位于公園內(nèi),。

另外,，土壤儲備可能還有很長的路要走，但一些國家已經(jīng)開始采取試驗性措施,。在俄羅斯,，土壤學(xué)家在2001年幫助說服政府采取一項土壤保護(hù)措施，但后續(xù)行動仍受限制,。最近,，英國環(huán)保機構(gòu)發(fā)布了土壤多樣性正式指導(dǎo)方針。但農(nóng)業(yè)組織通常對這些可能限制農(nóng)業(yè)的措施表示抵制,。在歐盟,，研究人員致力于推動政府將土壤多樣性正式與保護(hù)政策相結(jié)合,，甚至提議了一個“泛歐土壤儲備”網(wǎng)絡(luò)。但迄今為止,，“這些議題似乎沒有人感興趣”,。

一個障礙是，指導(dǎo)保護(hù)措施所需的土壤調(diào)查成本相對較高,。在美國,，2010年，傳統(tǒng)的大規(guī)模土壤調(diào)查的花費為每公頃10美元,。但隨著新技術(shù)的使用,，這些價格將會下降。例如,，空間傳感器能探測土壤化學(xué)特征和物理學(xué)特征,，計算機模型能使用氣候、地質(zhì)和其他數(shù)據(jù)幫助預(yù)測土壤類型,。一些研究小組已經(jīng)能將成本降至0.2~0.3美元/公頃,。但可靠的調(diào)查仍在陸地上――仍依靠鐵鍬。

但許多研究人員認(rèn)為,，與“生態(tài)服務(wù)”的價值相比,，土壤圖的成本并不高。聯(lián)合國將于明年啟動國際土壤年,，在2015年12月結(jié)束時,，該項目將發(fā)布針對世界土壤情況的大型報告。