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文章聚焦农业土壤盐渍化,提出一个重要判断:单靠工程排盐或单一农业管理已不够,未来更可行的路径是把基于自然的解决方案、精准农业、保护性农业和耐盐作物育种结合起来。
论文摘要
土壤盐渍化正在成为全球农业和粮食安全的重要威胁。盐分积累会破坏土壤结构、降低肥力、抑制作物生长,并影响微生物活动。其成因既包括干旱、高蒸发、海平面上升和盐水入侵等自然过程,也包括不合理灌溉、排水不足、地下水过度开采和化肥过量使用等人为因素。本文系统讨论了基于自然的解决方案在沿海三角洲和内陆干旱区缓解盐渍化中的应用,同时指出,仅靠 NbS 可能不足以支撑最脆弱地区的粮食需求,因此应进一步结合耐盐作物选育和基因编辑等生物工程手段。
01 为什么土壤盐渍化值得关注?
盐渍化不是局部农业问题,而是气候变化背景下的全球粮食安全问题。
沿海地区面临海平面上升、风暴潮和盐水入侵;内陆干旱区则受到高蒸发、地下水开采和不合理灌溉影响。文章提到,2020 年湄公河三角洲盐水入侵曾深入内陆超过 110 km,影响超过 50 万公顷耕地,对水稻、蔬菜和农民生计造成严重冲击。
这意味着,未来农业适应气候变化,必须把“控盐、蓄水、护土、稳产”放在一起考虑。
02 关键思路:NbS 不是替代农业,而是重塑农业韧性
文章讨论的自然基解决方案包括:
恢复红树林、盐沼和海草床,抵御沿海盐水入侵。
恢复三角洲湿地,增强淡水储存和地下水补给。
建设沟渠和运河缓冲带,减少盐水进入农田。
发展稻虾轮作等适应性农业模式。
在干旱区实施秸秆还田、微生物接种、有机肥、作物轮作和农林复合系统。
这些措施的共同点是:不是单纯“排盐”,而是通过生态系统自身功能提升农业系统的缓冲能力。
03 沿海地区:用生态屏障抵御盐水入侵
在三角洲和低海拔沿海平原,红树林、盐沼、湿地和缓冲带是重要的自然屏障。
它们可以削弱潮汐和风暴影响,稳定土壤,拦截沉积物,提升生物多样性,并为农业区提供淡水调节功能。相比硬质工程,NbS 的优势在于同时产生防灾、固碳、生境保护和生计支持等多重效益。
但文章也提醒:红树林并不适用于所有地区,湿地恢复也会受到土地权属、资金、地方知识和管理制度限制。因此,NbS 必须因地制宜,不能简单复制模板。
04 内陆干旱区:关键是提高土壤保水与生态调节能力
对于内陆盐渍化农田,文章强调几类措施:
秸秆还田可增加土壤有机质,改善土壤结构和保水能力。
有机肥可提升土壤有机碳,促进养分循环,降低盐分积累风险。
耐盐微生物可帮助植物缓解盐胁迫,提高养分吸收能力。
精准灌溉和雨水收集可减少地下水依赖,降低盐分向根区聚集。
这些措施并非单独“万能”,真正有效的是组合使用,并根据土壤类型、气候区和作物需求进行调控。
05 文章最前沿的观点:NbS 需要与耐盐育种结合
作者提出一个很有前瞻性的判断:基于自然的解决方案很重要,但在粮食压力大、盐渍化面积广、气候变化加速的地区,NbS 可能还不够。
因此,需要结合耐盐作物育种,包括传统育种、分子标记辅助选择、QTL 定位和 CRISPR/Cas 基因编辑等技术,培育更适应盐胁迫的作物品种。
这代表未来农业适应的一个方向:生态修复负责改善环境,生物育种负责提高作物适应性,两者共同支撑粮食安全。
06 对农业治理的启示
第一,盐渍化治理不能只靠工程排水,还要恢复生态过程。
第二,沿海三角洲应优先保护红树林、湿地和缓冲带。
第三,干旱区农业应减少地下水过度开采,发展雨水收集和精准灌溉。
第四,耐盐作物不是退路,而是未来气候适应农业的重要技术储备。
第五,NbS 与生物工程结合,可能成为盐渍化地区实现 SDG2“零饥饿”的关键路径。
结语
这篇文章的价值在于,它把土壤盐渍化从一个“土壤问题”提升为气候变化、粮食安全和农业韧性问题。
未来农业不是简单追求更高产,而是要在更干旱、更咸化、更不确定的环境中保持稳定生产。自然基解决方案提供生态底座,耐盐育种提供技术支撑,两者结合,才可能让盐渍化农田重新具备生产力。
原文信息
Tarolli 等,2024Soil salinization in agriculture: Mitigation and adaptation strategies combining nature-based solutions and bioengineeringiScienceDOI:10.1016/j.isci.2024.108830