陸雅海

北京大學城市與環(huán)境學院， 北京 100871

2015國際土壤年土壤生物生態(tài)專欄序言

陸雅海

北京大學城市與環(huán)境學院， 北京 100871

土壤是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。當前，世界糧食安全、環(huán)境污染、淡水資源緊張、能源短缺、氣候變化、生物多樣性銳減等各種問題并存，土壤資源的不合理利用和管理是導致這些問題的重要原因之一。因此，保護土壤資源并促進其持續(xù)高效安全利用已成為當前國際社會高度關(guān)注的議題。2013 年聯(lián)合國糧農(nóng)組織大會通過決議將每年12 月5 日定為世界土壤日，并宣布2015 年為“國際土壤年”，主題為“健康土壤帶來健康生活”，提倡對全球土壤資源的保護和可持續(xù)利用管理。我國雖然地域遼闊，但人均土壤資源占有量少，在過去30 多年，經(jīng)濟發(fā)展取得了巨大成就，但經(jīng)濟發(fā)展和資源保護并不平衡，土壤資源可持續(xù)利用面臨十分嚴峻的挑戰(zhàn)。解決與土壤相關(guān)的重大科學問題，提高土壤資源的可持續(xù)利用能力，既是國際土壤科學研究的前沿，也是我國生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的緊迫需求。

土壤被譽為地球“活的皮膚”，蘊含著極其豐富的生物資源。土壤微生物包括細菌、真菌、地衣和原生動物等，每克土壤的微生物個體數(shù)量可達上百億個，種類可達數(shù)萬種，土壤被公認是地球系統(tǒng)生物多樣性最為復雜和豐富的環(huán)境。正因如此，土壤成為地球系統(tǒng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化最為活躍的圈層，土壤圈被認為是大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈之間相互作用的樞紐。土壤生物也是維系陸地生態(tài)系統(tǒng)地上與地下相互作用的紐帶，支撐陸地生態(tài)系統(tǒng)的過程與功能，是土壤生態(tài)系統(tǒng)的核心。土壤中發(fā)生的各種生物地球化學過程影響和調(diào)控著全球氣候變化、糧食供給和安全性、土壤的退化和修復、水土資源的保持和保護、污染物的遷移轉(zhuǎn)化，都影響著人類社會的可持續(xù)發(fā)展。土壤的生產(chǎn)功能、環(huán)境功能和生態(tài)服務(wù)功能無不都與土壤微生物活性有關(guān)。但長期以來，由于土壤生物系統(tǒng)的復雜性和土壤生物學研究技術(shù)手段的限制，人類對土壤生物多樣性和功能的認識十分有限。近年來，突飛猛進的分子生物學技術(shù)，為土壤生物學研究提供了新的契機。自20 世紀90 年代以來國際上土壤生物學研究蓬勃發(fā)展，土壤生物學迅速成為土壤學、環(huán)境科學、地球表層科學和生命科學等學科最為活躍的交叉發(fā)展前沿。土壤生物學研究正在為闡明地球系統(tǒng)的生源要素循環(huán)，促進土壤資源的可持續(xù)利用，理解全球變化及影響，發(fā)展污染環(huán)境的生物修復技術(shù)提供著強有力的科學依據(jù)和手段。

進入21 世紀以來，在國家自然科學基金委員會和中國科學院等部門的支持和推動下，“十一五”和“十二五”期間，我國資助了一大批重大和重點科研項目。在研究選題方面，圍繞國際發(fā)展前沿，結(jié)合我國生態(tài)環(huán)境和土壤科學的需求特色，提出了一系列具有交叉性和前沿性的研究課題，并以國家杰出青年基金為基礎(chǔ)，支持和培養(yǎng)了一支優(yōu)秀中青年研究隊伍。鑒于國內(nèi)外土壤生物與生態(tài)研究領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢，為了進一步推動我國在該領(lǐng)域的研究發(fā)展，中國科學院地學部于2012 年4 月啟動了由傅伯杰院士領(lǐng)銜主持的“土壤與土壤生物學學科發(fā)展戰(zhàn)略研究”計劃，2013 年7 月進一步提升為中國科學院和國家基金委聯(lián)合發(fā)展戰(zhàn)略研究項目。戰(zhàn)略研究組先后邀請了長期從事土壤生物學和生態(tài)環(huán)境科學的專家學者共180 多人次，召開了6 次學術(shù)研討會，系統(tǒng)梳理了我國土壤生物學的發(fā)展過程和現(xiàn)狀，調(diào)研了國際土壤生物學發(fā)展態(tài)勢和前沿熱點。并在此基礎(chǔ)上，提出了我國土壤生物學研究面臨的重要挑戰(zhàn)，凝練了今后5—10 年的關(guān)鍵科學問題，明確了發(fā)展目標和發(fā)展方向。

在國際土壤年慶祝之際，《生態(tài)學報》開辟專欄，邀請《土壤生物學發(fā)展戰(zhàn)略研究》項目組的部分專家撰稿，結(jié)合“戰(zhàn)略研究項目”的調(diào)研成果，介紹并前瞻土壤生物與生態(tài)若干研究方向的最新研究進展和發(fā)展態(tài)勢。專欄內(nèi)容包括：1）土壤微生物群落構(gòu)建理論與時空演變特征；2）土壤微生物在植物獲得養(yǎng)分中的作用； 3）陸地生態(tài)系統(tǒng)甲烷產(chǎn)生和氧化過程的微生物機理；4）土壤生物與土壤污染研究前沿與展望；5）土壤動物多樣性及其生態(tài)功能；6）稻田土壤關(guān)鍵元素的生物地球化學耦合過程及其微生物調(diào)控機制。土壤生物生態(tài)是學科高度交叉的研究領(lǐng)域，本專欄內(nèi)容體現(xiàn)了不同學科如地學、環(huán)境科學、生態(tài)學和全球變化科學在這一研究領(lǐng)域交叉融合的趨勢。