提供食物源、助力碳中和，土壤都有大作用，走進(jìn)浙大科創(chuàng)，揭秘地球的“活皮膚”

當(dāng)聽到“土壤”這個詞時，你腦海中浮現(xiàn)的是什么呢？是兒時那滿手黏膩、樂趣無窮的泥巴，還是腳下這片深沉厚重、給予我們生命之源的廣袤土地？

我們仿佛對土壤十分熟悉，但土壤是如何形成的？它經(jīng)歷了怎樣的變遷？又將如何影響我們的未來？當(dāng)我們深入思考這些問題時，似乎又對這片滋養(yǎng)我們的土地感到些許陌生。

8月1日下午，浙江省科學(xué)技術(shù)協(xié)會主辦的“走進(jìn)新質(zhì)生產(chǎn)力”系列科普活動來到了浙江大學(xué)杭州國際科創(chuàng)中心的土壤污染控制與修復(fù)創(chuàng)新工坊。在這里，“土壤”搖身一變成為主角，與一群充滿好奇心的孩子們來了一次親密接觸。

走進(jìn)實驗室，看看藏在土壤下的“秘密”

活動一開始，孩子們在土壤污染控制與修復(fù)創(chuàng)新工坊青年P(guān)I曹利鋒的帶領(lǐng)下，井然有序地參觀了土壤污染物模擬與控制實驗室。這里充滿了科學(xué)的氣息，曹利鋒一邊引導(dǎo)著孩子們，一邊耐心地介紹實驗室里的各種設(shè)備：“這是用來分離土壤中不同物質(zhì)的精密儀器，它可以幫助我們了解土壤中的秘密?！彼钢硪慌_封閉的儀器繼續(xù)說道：“這是科學(xué)家做會有毒物質(zhì)實驗的裝備，里面是全封閉的，能夠全方位保障科學(xué)家的健康?！薄糁该鞯牟ＡТ?，孩子們瞪大了眼睛，好奇的腦袋湊在一起嘰嘰喳喳，“曹老師，這個是做什么的呀？”“曹老師，那這個呢？”盡管他們不一定能完全理解這些高端的實驗設(shè)備，但通過這樣直觀的體驗，孩子們心中對“土壤”的好奇正在萌發(fā)。

“土壤污染控制與修復(fù)”創(chuàng)新工坊是由科創(chuàng)中心與浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院共同建設(shè)，主要開展的就是土壤環(huán)境與生態(tài)修復(fù)相關(guān)方向的科學(xué)研究。創(chuàng)新工坊面向國家土壤污染防治的重大需求，也在積極布局土壤環(huán)境的“新質(zhì)生產(chǎn)力”，實現(xiàn)土壤環(huán)境檢測器件與多介質(zhì)過程、土壤環(huán)境信息化等領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，帶動新一代環(huán)境傳感、土壤修復(fù)和大數(shù)據(jù)等產(chǎn)業(yè)的突破變革。

科學(xué)家做科普，聽聽土壤里的“大學(xué)問”

接下來，曹利鋒給孩子和家長們帶來了一場題為《土壤健康與你我他》的科普分享。曹利鋒把土壤比作地球“活的皮膚”，“土壤是覆蓋在地球表面的一層疏松物質(zhì)，它具有一定的肥力，能夠提供植物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)?！?/p>

上個月，中國探月工程嫦娥六號任務(wù)圓滿成功，實現(xiàn)了世界首次月球背面采樣返回，帶回了珍貴的月背樣品。曹利鋒告訴大家，“月壤跟我們的土壤可是大不相同，那究竟哪里不一樣？”他解釋道，我們的土壤里有水分有空氣，還有礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)，正是這些才形成了地球“活的皮膚”，滋養(yǎng)著大地上的萬物。

在我們印象中，土壤似乎都是黑色或者棕色的，但其實土壤也是五彩繽紛的?！把趸F就是土壤礦物質(zhì)中的調(diào)色高手”，曹利鋒告訴大家，“當(dāng)氧化鐵在土壤中的含量高時，土色就會發(fā)紅，或者呈棕紅色；而氧化鐵又是一種善變的物質(zhì)，在低洼潮濕的環(huán)境下，它能轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色的水合氧化鐵，土壤就會顯黃色。而遇到通風(fēng)不良，氧氣缺乏時，土壤中的氧化鐵又變成了氧化亞鐵，土壤就呈現(xiàn)出灰藍(lán)色?！边@些色彩斑斕的土壤不僅為大地披上了絢麗的外衣，更為科學(xué)家們提供了寶貴的線索，幫助他們判斷土壤的內(nèi)在性質(zhì)及其變化，成為劃分土壤層次、研究土壤特性的關(guān)鍵依據(jù)。

“小朋友們，你們知道土壤有哪些類型嗎？”曹利鋒繼續(xù)提問。“我知道！”前排的一個小男孩自信地舉手，“土壤分為黏土、壤土、沙質(zhì)土。”在小學(xué)四年級的課程中，孩子們已經(jīng)初步接觸到了土壤的基礎(chǔ)知識?！澳敲?，沙質(zhì)土、黏質(zhì)土、壤土分別適合哪些植物生長？”曹利鋒告訴孩子們，我們熟悉的花生，根系較為發(fā)達(dá)，需要在土壤中迅速生長和吸收養(yǎng)分，因此更適合沙質(zhì)土壤；而水稻偏愛高溫潮濕，對土壤的保肥和供肥能力要求較高，因此更適合黏質(zhì)土壤。還有壤土，則因其兼具保水性和透氣性，是比較理想的農(nóng)業(yè)土壤，適合各種植物。

了解了土壤的基本知識，曹利鋒進(jìn)一步深入講解了土壤健康保護(hù)的重要性?！暗厍虻纳嫒Q于土壤和水之間的寶貴聯(lián)系，超過95%的食物源自這兩種基本資源。”曹利鋒強(qiáng)調(diào)，保護(hù)土壤其實就是在保護(hù)我們自己。近年來，“雙碳”目標(biāo)已成為社會熱議的話題，實際上，土壤也對“碳中和”的實現(xiàn)有著重要的意義?！巴寥捞紖R”就是指土壤從大氣中吸收并儲存二氧化碳的過程、活動和機(jī)制。如果土壤管理不當(dāng)，導(dǎo)致土壤碳匯功能受損，將會嚴(yán)重阻礙我們減緩全球變暖的工作。

目前，土壤面臨的最大威脅是侵蝕問題。據(jù)統(tǒng)計，每5秒鐘就有一個足球場面積大小的土壤會被侵蝕。但是，地球表面形成2-3 cm厚的土壤，卻可能需要長達(dá)1000年的時間。

動手做實驗，感受“土壤”的科學(xué)魅力

科普課堂結(jié)束后，孩子們還在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了三個土壤相關(guān)的科學(xué)小實驗。第一個實驗是不同土壤滲水性對比實驗。孩子們小心翼翼地將黏土、壤土、沙質(zhì)土作為樣本放置在透明容器內(nèi)，然后緩緩倒入清水。隨著水滴的滴落，他們仔細(xì)觀察著水在三種土壤中的滲透情況。黏土的密實結(jié)構(gòu)使得水分流動緩慢，而沙質(zhì)土則迅速吸水，壤土介于兩者之間，呈現(xiàn)出良好的水分保持能力。孩子們興奮地討論著這些現(xiàn)象背后的原因，仿佛一個個小小科學(xué)家。

接著是通過活性炭觀察土壤中污染物吸附的實驗。在老師的指導(dǎo)下，孩子們將含有模擬污染物的溶液倒入裝有活性炭的容器中。隨著時間的推移，原本渾濁的溶液逐漸變得清澈，孩子們驚嘆于活性炭的強(qiáng)大吸附能力，明白了它是如何幫助凈化土壤中的污染物。最后，孩子們還進(jìn)行了土壤電導(dǎo)率及pH值的測定。這些簡單的實驗不僅讓他們學(xué)會了如何進(jìn)行科學(xué)測量，更重要的是，激發(fā)了他們對土壤科學(xué)的興趣。

“這些實驗都是土壤科研中最基礎(chǔ)的部分，”曹利鋒解釋說，“通過這樣的實踐活動，孩子們可以更直觀地感受到土壤的科學(xué)樂趣，同時也能夠了解到保護(hù)土壤的重要性?！?/p>

科普小課堂：

什么是“土壤碳匯”？

大氣二氧化碳以穩(wěn)定固體的形式被直接或間接儲存到土壤中，包括直接將二氧化碳轉(zhuǎn)化為土壤無機(jī)物，或間接通過植物光合作用將大氣二氧化碳轉(zhuǎn)化為植物能量，并在分解過程中被固定為土壤有機(jī)碳。

土壤碳匯包括土壤有機(jī)碳匯、土壤無機(jī)碳匯兩種形式。當(dāng)前土壤碳匯研究和管理實踐的重點是土壤有機(jī)碳匯，原因是無機(jī)碳庫更新時間更長，與大氣成分進(jìn)行活性交換的主要是土壤有機(jī)碳。

如何提高“土壤碳匯”潛力？

優(yōu)良的農(nóng)田管理措施可以提升農(nóng)耕區(qū)土壤碳匯能力，主要體現(xiàn)在耕作制度、施肥管理、秸稈還田等方面。

傳統(tǒng)的翻耕會改善土壤通氣性、增強(qiáng)微生物活動，破壞土壤的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，使土壤有機(jī)碳失去保護(hù)暴露出來。而采取少耕、免耕措施可以取得雙贏效果，既可以降低土壤有機(jī)碳的侵蝕，又可以延長土壤中秸桿等有機(jī)質(zhì)的循環(huán)周期，降低農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放。此外，秸桿還田是向農(nóng)田土壤歸還有機(jī)碳發(fā)揮土壤碳匯效應(yīng)的一個可行性強(qiáng)、效果顯著的重要措施。