一项新研究指出，土壤的保水能力将决定农场能在多大程度上应对气候变化导致的持续热胁迫。
平均气温上升会导致土壤水分减少，影响作物生产，并从长远来看使土壤退化。
研究人员表示，增加土壤改良材料以提高土地的保水能力，并使用更多覆盖物减少蒸发，或有助于农民减轻作物所承受的热胁迫。
一项新研究指出，土壤的保水能力将是决定美国部分地区的农场能在多大程度上应对气候变化导致的持续热胁迫的关键。
研究人员分析了美国四种主要作物——玉米、大豆、棉花和小麦——30年的数据。有关这一发现的论文发表于期刊《可持续粮食系统前沿》。
“农民在面对气候变化造成的更多极端天气事件的同时，也在应对日益严重的土壤退化问题，”该研究第一作者、埃默里大学环境科学系助理教授 Debjani Sihi 说。
Sihi及其合著者指出，2019年全球有7.5亿人营养不良，这与气候变化的影响有关，包括粮食产量下降、食品价格上涨，以及土地和水资源竞争加剧。预计全球粮食安全问题还将恶化。由于气候变化，预计未来25年全球作物产量总体将下降25%；然而，到2050年，全球粮食产量需要翻一番，才能满足预计的人口增长需求。
健康的土壤
Sihi说：“保持土壤健康是适应气候危机所需的关键环节。”她解释说，健康的土壤含有微生物，能为植物健康生长提供所需养分，同时也有助于提高我们食用的植物性食物的营养价值。
这些微生物的存在也能增强土壤固碳的能力。根据联合国粮食及农业组织的数据，全球土壤表层30厘米（约1英尺）所含的碳约为整个大气层碳含量的两倍，因此土壤是仅次于海洋的第二大天然碳汇。
然而，平均气温上升正在导致一些地区的土壤水分减少，这可能影响作物生产，并使土壤长期退化。
土壤的保水能力
在这项研究中，研究人员试图量化气候和土壤特性对美国本土各地玉米、大豆、棉花和小麦产量的长期影响。他们采用了美国农业部1981年至2015年的县级数据。数据集包含降水率，以及作物生长季期间日平均气温的累积值，即生长度日。数据还考虑了土壤差异，包括保水能力、有机质质地（沙粒、粉砂和黏土的比例）、pH值、坡度、可蚀性和土壤流失耐受度。
研究人员采用可解释的机器学习方法，评估上述各项气候和土壤变量对作物产量的影响。结果表明，生长度日是最重要的气候因素，而保水能力则是对作物产量变异影响最大的土壤属性。
Sihi说：“这项研究传达的核心信息是，作物面临额外热胁迫地区的农民，或许应主动关注土壤的保水能力。”
她解释说，黏土和有机质含量丰富的土壤比沙质土壤更能保水。因此，沙质土壤农场或有机质含量较低的土壤农场，或许可以添加更多改良材料，以提高土地的保水能力。另一种可行的适应措施是使用更多覆盖物来减少蒸发。
研究人员希望，他们的发现能帮助农民、土地管理专家和政策制定者，在制定可持续的长期土壤、水和作物管理措施时作出决策。
