土壤和環境
土壤對世界生態系統功能的健康有很大的影響。
生態系統服務
土壤是空氣、水、巖石和生物之間的紐帶,負責自然界中的許多不同功能,我們稱之為生態系統服務。這些土壤功能包括:空氣質量和成分、溫度調節、碳和養分循環、水循環和質量、自然“廢物”(分解)處理和回收,以及大多數生物及其食物的棲息地。沒有這些土壤功能,我們就無法生存。
棲息地
土壤是種子生長的環境。它們提供熱量、養分和水,可用于培育植物成熟。這些植物與其他植物和生物一起形成生態系統。生態系統取決于土壤,而土壤可以幫助確定生態系統的位置(查看“環游世界”頁面了解更多示例)。這些植物然后為動物、細菌和其他事物提供寶貴的棲息地和食物來源。
空氣質量和成分
覆蓋良好的土壤可以防止侵蝕。在像大沙塵暴這樣的時期,風吹過土壤,將它們懸浮在空中。這些物質很容易吸入并積聚在肺組織中,導致嚴重的呼吸問題。這些顆粒可能含有真菌和細菌,它們會引起感染和疾病。它們在軍事行動中也很重要。
灰塵可以將整個軍隊和坦克隱藏在大云中。當整個軍隊都隱藏在塵土中時,接近敵人會容易得多,但所有跟隨的車輛往往會被塵土蒙蔽。在干燥地區,灰塵也可以警告敵人的接近。在非常干燥的地區,武器每次開火都會揚起一團塵土,很難看清目標是否被擊中。坦克發動機的壽命從平均7500公里下降到沙漠中的3500公里;其中大部分是由于懸浮沉積物造成的破壞。在沙漠中的軍事行動中,起飛編隊被高濃度的灰塵弄得一團糟。
溫度調節
測量土壤溫度
土壤溫度在土壤中發生的許多過程中起著重要作用,例如化學反應和生物相互作用。這包括重要的過程,如種子發芽、生活在環境中的蟲子和微生物,以及植物和動物分解的速度。在較冷的土壤中,與溫暖的土壤相比,生物和化學反應較少,因此,土壤中儲存的碳可能更多。
碳和營養循環
土壤含有大量儲存的碳,幾乎是生長在其中的植物的 5 倍。自然過程都是周期性的。在全球范圍內,總碳循環更為復雜,涉及儲存在化石燃料、土壤、海洋和巖石中的碳。土壤中的物理、生物和化學過程會影響有機碳化合物的平衡,以及它們是否以 CO 2 的形式釋放到大氣中或儲存在土壤中。氮、磷和所有其他材料也會發生同樣的過程。
水過濾
土壤在水循環中的作用
沒有土壤和土壤顆粒,水就會在裸露的巖石上流淌!下雨時,土壤就像海綿一樣,將水浸入地下。從那里,水可能會發生一些事情。水可以被植物、微生物和其他生物吸收,或者水進入地下含水層和湖泊,然后流入溪流,最終流入海洋。如果降雨中含有有害污染物,土壤就會起到過濾器的作用;污染物被土壤顆粒捕獲,含水層和河流中的水更干凈。
當水從地表移動到地下水中時,土壤會過濾水。這是通過物理、化學和生物過程發生的。例如,化糞池系統依靠這些過程來保護地下水質量并維持我們的供水量。如果土壤得不到保護,土壤和養分會污染水,沖入溪流和海洋。
水循環和質量
施用過量的肥料,尤其是氮和磷,會導致徑流流入溪流和河流或污染地下水。在大多數淡水系統中,磷是光合生物(例如植物、藻類和浮游植物等一些微生物)生長的主要限制性營養素。如果湖泊或池塘接收到過量的磷酸鹽,它會刺激這些生物,特別是如果其中存在硝酸鹽。這些生物會遮擋光線并消耗水中的氧氣,從而損害其他生物(例如其他植物和魚類)。其他癥狀包括渾濁的水,通常是綠色或黃色。枯死的植物和魚類以及渾濁的綠水使這些水體不適合進行娛樂活動。
“廢物”分解
土壤被用來回收動物糞便,這也為作物生長施肥。
土壤是將這些“廢物”產品轉化為更新、更好的東西,可以被其他生物再利用。一切有生命的東西都吃,因此,一切都需要將廢物排出體外。人類和其他生物利用土壤將這些廢物分解成新材料。這些新材料被其他生物使用。生物一旦死亡,就會落入土壤中,生物和化學過程將這些死亡物質轉化為生物的新材料和食物。這是大自然的回收方式。