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- 547期－重返土壤（7月號）
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2015-07-01不可不知的土壤關鍵字
547 期
Author 作者
郭鴻裕／行政院農業委員會農業試驗所研究員兼組長。從事土壤調查工作，建立我國土壤及農田土地覆蓋資料庫。
在日常生活中，土壤似乎隨處可見。土壤是生產食物的基礎，為基因庫與生態系提供棲地，並提供我們飲用水、生物質量（biomass）與原料。然而，土壤是一項不可再生的資源。數公分的土壤，需歷經數百年以上的時間才能生成。
但隨著各種人類活動的快速發展，使得全世界的土壤正快速退化當中。土壤退化包括：地滑崩塌、汙染、土壤侵蝕、土壤有機質流失、夯實、鹽化與封存等。這些現象將損及人類健康、改變生態系統，並造成氣候變遷。我們的經濟繁榮與生活品質將遭受沉重打擊。臺灣土壤保育目前只著重於水土保持與防治土壤重金屬汙染，尚有多種土壤資源威脅及土壤功能甚少在國內被討論。
土壤功能
在展開行動保護土壤之前，我們必須先認識土壤的重要功能。
就生態系功能而言，農業便是絕佳例子之一，農民於土壤上種植各種作物，以供給人類或是動物的糧食。土壤可說是會呼吸的大地，具有在大氣、地面水與植被之間過濾、緩衝、轉變等能力，強烈影響地表之水循環以及陸地與大氣系統間之氣體交換，防止地面水與食物鏈受到汙染，並保護包括人類在內之環境品質維護功能。另外，土壤中的生物種類繁多，數量也遠多於地表生物體之總和，因此土壤為生物多樣性之主要基礎，而人類生命又極度仰賴生物多樣性。土壤中之基因在許多科技，尤其是生物技術以及生物工程處理，皆日漸重要。
高山地區不當的土地利用。( 作者提供)
值得一提的是，土壤中有機碳之貯存量高出地表生物質量之總碳貯存量三倍，為大氣中有機碳總量之兩倍。全球碳循環是碳在大氣、海洋及包括植物和土壤的陸地生態系統三個主要儲存庫之間的流動。土壤是地球第二大碳匯，科學家估計其吸存的碳潛力遠大於森林及空氣中CO2 的總和。因此我們可以利用「土壤碳匯」作為減緩溫室氣體之策略，包括：木炭或生質炭掩藏農田，並可以改良土壤；利用乾旱區或半乾旱區增加土壤碳酸鹽；保育耕犁方式及作物殘植管理增加土壤有機碳，並減低能源消耗；施用廄肥增加土壤碳儲存量；實施有機農業等策略，但是這些策略需要視地區再精確評估。另農業部門可以積極發揮土壤碳匯功能，以抵換工業部門的溫室氣體排放量。
從非生態系功能來說，土壤為原料之來源，例如一般所熟知之土、砂、碎石、礦石等。而原料為人類社會科技、產業以及社會經濟發展的基礎，例如建置工業廠房、房舍、運輸、運動、娛樂、廢棄物棄置等等。土壤造就我們生活地景的主要部分，為我們封存並保護化石與考古學之無價寶藏，使人類對自身及大地之歷史得以更加瞭解。
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土壤科學家努力的調查、估算與瞭解臺灣的土壤碳匯並比較不同土壤類型的土壤碳庫差異性，以便於加強各地的土壤碳匯功能管理。
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不同土地利用造成土壤碳積存不同量。
土壤危機
然而，都市間的交通運輸設施以等比級數持續增長，導致土壤退化問題日漸嚴重。不單歐洲如此，其他國家，尤其是非洲、拉丁美洲以及亞洲的新興國家均有此問題。土壤因都市與工業發展而被「封存（sealing）」，或被用於垃圾傾倒等等所謂「都市化」與「工業化」的過程，這些必然與土地利用產生排擠。沉積於土壤中之廢棄物與廢水汙泥、疏浚的沉積物以及密集使用的肥料與殺蟲劑，加上空氣汙染之沉積物，會壓制土壤自然之機械性過濾、化學性緩衝以及生化性轉換之能力，對於地面水與食物鏈均有不良影響。
這些情形在高度密集之農業體系中更形顯著。據此，由於每一滴落到土地之雨水必然都要通過土壤才成為地下水，農業與林業利用土壤便不單單只是生產地面上之生物量，同時也會對地下水之水質與水量造成影響。這些問題常見於世界各地，由於使用肥料與殺蟲劑、廢水汙泥沉積與廢棄物堆肥分解，使得地表水受到硝酸鹽、殺蟲劑以及其他化學物質之汙染。
花蓮農田。(William Cho, https://goo.gl/GZCqgt)
自然資源管理與資訊科技
在種種危機下，我們該如何應對？臺灣為追求經濟開發，造成自然資源與環境的惡化速度遠甚於世界的平均值。在2009 年及2010 年臺灣南部超大水災後，一般大眾與地方政府只明瞭自然資源毀損的可怕，但其中還隱藏了自然資源加速匱乏及自然災難擴大的訊息。如不再正確掌握自然資源資訊，恐將國土淪於盲目管理的境地。
環觀世界各國，許多國家的自然資源管理與資訊科技並未協同發展。但是一國對自然資源資料的收集越透徹，量化資料庫程度越高，自然資源管理越資訊化，該國環境品質越好。自然資源資料具空間性、複雜性、分析性、時效性、多源性與視覺性等特點，因此需要藉助於地理資訊系統的協助。
世界各國及聯合國農糧組織對土壤資源資料均相當重視，對於土壤資訊的建置與擴充，近年皆竭盡其力發展，更新舊有土壤資料庫，掌握土壤資源動態資料，以能保護土壤資源，發揮土壤功能。英國農環部認為土壤功能與人類永續息息相關；日本、德國政府、歐盟環境部與土壤局等，在國土規劃或生態管理上，都重視土壤功能在目標區扮演的角色。
臺灣的自然資源管理資訊開發已久，也多方應用於國土管理等方面，技術相當發達，但近年因量化基本資料缺乏，已漸入瓶頸化階段，與世界先進國已有差距，有待加強補救。
臺灣困境與未來
世局經濟動態無時不牽連臺灣，但傳統農業似乎已跟不上社會腳步。在經濟與生產面遭遇之問題，包括：進口農產品量高出國內生產量甚多，糧食自給率大幅減少至32%，使農業產值重要性比例降低；國民生活水準提高，飲食習慣多樣化，傳統飲食習慣改變，米糧生產過剩；民眾對於食物的品質與安全性要求提高，農藥殘毒引起重視。
其他問題諸如社會經濟方面，如：農村勞動人口外流、老化、農家收入偏低、城鄉差距、農家傳統生活與價值觀改變。在自然資源保育方面，包括：畜牧業之廢水及廢棄物汙染河川水質；果樹及嗜好作物之過度開發，造成水土流失、坡地崩坍、景觀破壞、水庫水質汙染；野生動植物保育問題與農漁業生產衝突、沿海地區之漁業養殖過度發展，造成地層下陷、地下水枯竭與鹽化等。在水土資源利用方面，包括：乾旱期農業用水與社區用水、工業用水之爭執；農業區保護政策被認為影響工商業區開發等。
臺灣約有70%的糧食依賴進口，因此國內的物價波動與世界糧價上漲息息相關，影響國內經濟與社會之穩定。全球暖化使得自然災害增多，2010 年夏天俄羅斯因乾旱而禁止小麥出口，2011 年澳洲大水也將影響世界糧食供應，其它局部地區還有沙漠化、土質惡化、喪失生物多樣性、水資源稀少等問題，影響各地農業生產穩定性。據統計，在過去45 年，世界糧食消耗從每天230 萬噸增加至每天560 萬噸，增幅達149%。另外中國經濟的崛起，開始大量進口糧食供應其國內需求，也引起世界糧食供應的漣漪效應。這些都是全世界政府致力解決的。
臺灣農業經營也不能免除這些問題，國內的農業環境問題包括：西部平原地區農田生態環境脆弱化，威脅農業生產與糧食安全問題；工業發展大量轉用農業用水問題，農田用水遭受嚴重挑戰；工廠與社區散佈農田中，不但造成生產環境設施的破壞而使得農業操作受影響，土壤與空氣汙染造成無法生產優質安全的農產品，在土壤及水資源的質與量的資訊都需要加強掌握。
未來，我們需要加強對臺灣土壤資源的調查與資訊掌握，瞭解臺灣土壤固存碳的容量、強度及未來潛力進行綜合分析，以期能為政策制定和管理部門提供一些參考和借鑒。同時，也為臺灣參與國際有關氣候變化談判，及可能執行的氣候變化框架公約等有關條款，提供堅實的科學依據。
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臺東池上。(Mark Kao, https://goo.gl/GhBUlG)