综述：人类世土壤管护的重构：土壤健康与安全的自然正向路径、土壤学视角与土地利用创新

本综述系统探讨了在人类世背景下，通过整合土壤学（Pedology）、可持续管理实践及新兴监测技术（如数字土壤制图DSM、无人机UAV监测）来推进土壤管护的创新路径。文章重点阐述了“自然正向”（Nature-Positive）行动的概念，即能够增强生物多样性、恢复生态系统服务并改善土壤功能的土地管理方法，并评估了其对土壤安全（Soil Security）的支撑潜力。作者深入分析了全球土壤退化的主要驱动因素，特别关注了盐碱化、荒漠化和养分耗竭最为严重的干旱半干旱景观，强调了土壤有机碳SOC、土壤结构和微生物多样性作为关键健康指标的重要性。同时，综述评估了包括农业生态实践（如作物多样化、保护性耕作）、生态修复（如造林、有机改良）和循环生物经济方法（如堆肥、废弃物价值化）在内的多种管理方案，并指出将传统生态知识TEK与现代治理框架相结合对于实现全球土壤安全的必要性。本文为科研人员、政策制定者和土地管理者提供了从剥削性土地利用向再生性管护转型的系统性见解和行动路线图。

　　

引言：地球的“活皮肤”面临危机

土壤被誉为地球的“活皮肤”，是支撑陆地生态系统和人类福祉的基础。它通过食物生产、水过滤、碳储存和生物多样性支持等功能维持着生命运转。然而，在人类世这个以人类活动为主导的地质时代，土壤这一宝贵资源正面临着来自集约农业、森林砍伐、城市扩张和气候变化等多重压力的严重威胁。据联合国粮农组织FAO数据显示，全球超过三分之一的土壤已经退化，这对粮食安全、生态系统稳定和气候韧性构成了深远影响。在此背景下，“自然正向”农业和再生土地管理等新兴框架，为恢复土壤健康、增强韧性和扭转生物多样性丧失提供了充满希望的路径。

方法论：系统评估土壤健康的工具箱

为了透明且可重复地评估土壤健康干预措施，本综述采用了遵循PRISMA 2020指南的系统性文献检索策略。通过对Scopus、Web of Science等主要数据库的检索和筛选，最终纳入了148项相关研究。这些研究被归纳为五个方法论领域：土壤健康评估协议SHAPs（如康奈尔综合土壤健康评估CASH）、数字与地理空间方法（如数字土壤制图DSM、机器学习）、生态与农业生态监测、参与式与社会生态框架以及政策与治理评估工具。分析表明，没有任何单一方法足以全面评估自然正向范式下的土壤健康，需要跨方法领域和尺度的战略整合。本文还明确了关键术语，并提出了“自然正向土壤安全”的新概念，强调土壤管理应同时保障土壤功能、增强生物多样性、通过碳固存促进气候减缓并加强生态系统韧性。

研究成果：自然正向措施带来的积极变化

综合大量文献证据表明，被归类为“自然正向”的干预措施（如覆盖作物、保护性农业、农林复合经营、针对性修复和有机改良）能在不同生物群落和管理系统中，持续、可衡量地改善土壤健康的多个维度。

在土壤有机碳和结构改善方面，覆盖作物通常能使土壤有机碳SOC增加，但其效应大小受土壤质地、气候带和生物量生产调节。保护性农业和残留物留存往往能增加表层土壤有机碳，但其增益的幅度和持久性高度依赖于当地条件。生态修复行动则能持续增加土壤有机碳，但与原始参考生态系统相比，恢复的生态系统通常仍存在碳亏缺。

在土壤生物多样性和微生物功能方面，自然正向实践增强了土壤生物多样性的多个组成部分。多样化和有机系统通常支持更高的微生物量、酶活性和功能基因多样性。农林复合经营和多样化轮作促进了分类学和功能多样性，这些属性与养分循环和抗干扰能力相关。微生物群落的恢复轨迹各异，活性指标可能在修复后数月内响应，而群落组成恢复至参考状态则可能需要数年时间。

农业生态性能和生态系统服务的评估显示，综合农业生态系统通常能产生协同效益，包括改善土壤有机碳和结构、提高农场生产力稳定性以及增强授粉和自然害虫控制等服务。

土壤学监测与技术进步表明，数字土壤制图DSM、近端传感和机器学习等技术进步，增强了土壤健康评估的空间和时间分辨率。然而，远程方法需要地面实况验证和模型开发的透明度，以确保在农场和政策层面的可靠应用。

来自区域案例研究的证据凸显了成功与情境依赖性。例如，埃及尼罗河三角洲的综合盐分管理和有机改良试验报告了改良后的田地盐分指数改善、土壤有机碳增加和作物产量增益。撒哈拉以南非洲地区的参与式堆肥和农林复合试验显示pH值改善、微生物量增加和主粮作物生产力提升。

讨论：迈向统一的自然正向土壤健康框架

证据表明，自然正向干预措施正在不同的农业生态区带来可衡量的土壤健康效益。然而，积极成果并非普遍存在，强调了干预措施必须因地制宜。

土壤学与数字技术的整合至关重要。传统的土壤科学为理解空间和时间的土壤过程提供了基础，而新兴的光谱学和机器学习等技术则加速了土壤特性制图，实现了田块和区域尺度的近实时监测。应将土壤学与数字土壤科学的整合视为协同进化，而非替代。

尽管效益明确，但农业生态转型的采纳仍面临劳动力需求、知识差距和不安全的土地保有权等障碍。许多小农面临短期的机会成本，这阻碍了对土壤健康实践的投资。提供信贷渠道、风险分担机制和推广支持的政策对于克服这些障碍至关重要。

全球土壤议程日益受到政策倡议的影响，这些倡议承认土壤是气候减缓、生物多样性和粮食安全的关键资源。然而，许多国家项目仍在“法典化”维度上挣扎——即将土壤保护嵌入法律和制度框架。没有支持性的制度和治理结构，自然正向实践有可能仍然是孤立的实验，而非系统性的解决方案。

一个公平的土壤议程必须考虑干预措施的受益者。性别敏感政策和传统生态知识TEK的整合对于确保包容性成果至关重要。公平考虑还应延伸至代际正义。

建议、障碍与未来研究方向

为实现土壤健康安全，建议采取情境化的自然正向框架、整合传统生态知识TEK与科学方法、投资长期土壤监测系统以及将土壤健康主流化到气候和生物多样性政策中。

然而，系统性障碍依然存在，包括碎片化的治理、短期的经济激励、数据和能力差距以及土壤生物多样性在修复指标中的代表性不足。

未来研究应优先关注土壤数字孪生和人工智能驱动诊断、农业生态集约化、土壤微生物组工程、自然正向金融和全球土壤生物多样性制图等新兴前沿。优先事项必须放在建立长期土壤监测系统、统一全球指标、调整财政激励措施以符合再生成果，以及将公平嵌入所有干预措施的设计中。

结论

在21世纪，土壤处于危机与解决方案的 nexus。证据一致表明，自然正向土壤管理是实现可持续性、粮食安全和气候韧性的科学有效、适应性强且不可或缺的路径。通过融合知识系统、克服系统性障碍并致力于前瞻性研究，土壤可以作为气候稳定性、生物多样性保护和人类福祉的“活基础设施”，服务于真正自然正向的未来。