《Journal of Plant Nutrition and Soil Science》：A First Quantitative Assessment of Soil Health at European Scale Considering Soil Genesis
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Soil health degradation in Europe is threatening food security, biodiversity, and climate stability. The SHERPA framework quantifies soil health by balancing intrinsic health scores (based on soil structure, vegetation cover, and organic matter) with degradation processes (erosion, nutrient surplus, pesticide use, and metal contamination). Results show cropland and grassland soils are highly degraded, with erosion, nitrogen/phosphorus surplus, and pesticides as key drivers. Forests face severe nitrogen and metal pollution impacts. Data gaps, particularly in soil structure and humus layer metrics, may overestimate health. SHERPA enables regional comparisons and trend monitoring but requires improved data for accuracy.
土壤健康退化威胁欧洲粮食安全、生物多样性和气候稳定。SHERPA框架通过平衡内在健康评分（土壤结构、植被覆盖、有机质）与退化过程（侵蚀、养分过剩、农药、重金属污染）量化土壤健康。结果显示，欧洲农田和草地土壤高度退化，侵蚀、氮/磷过剩及农药使用是主要驱动因素。森林面临严重的氮和重金属污染问题。数据不足可能高估健康水平。SHERPA支持区域比较和趋势监测，但需更完善的监测数据以提高准确性。
土壤健康是欧洲农业可持续发展、生态系统稳定以及应对气候变化的重要基础。近年来，科学家们意识到土壤退化对欧洲的粮食安全、生物多样性和气候稳定构成了重大威胁。然而，尽管已有大量研究关注土壤健康，如何准确地定义和量化土壤健康仍然是一个挑战。为此，研究团队提出了“SHERPA”这一土壤健康评估框架，旨在提供一个可操作、可量化的土壤健康评估工具，以支持政策制定和土地管理实践。
SHERPA框架基于一个核心理念，即土壤健康是土壤在特定土地利用类型下自然功能的体现，不受显著退化影响。该框架分为两个主要部分：第一部分评估土壤的内在健康状况，第二部分则评估土壤退化过程的影响。通过将土壤的内在健康评分与退化过程带来的负面评分相结合，SHERPA能够提供一个全面的土壤健康量化评估。这种评分方式不仅考虑了土壤的物理、化学和生物特性，还涵盖了土壤退化的主要因素，如土壤侵蚀、养分过剩、农药污染等。
在第一部分的内在土壤健康评估中，研究团队采用了决策树逻辑，结合了土壤的自然形成过程（如气候、地形、母质等）以及土壤管理方式（如植被覆盖、施肥类型、土壤结构等）。对于森林土壤，评估主要依赖于腐殖质层的形态、厚度和稳定性，因为这些特征直接反映了土壤的自然发育状态和生态系统服务能力。对于草地，研究团队区分了永久性草地和非永久性草地，并依据植被覆盖的持续性和多样性进行评估。而对于农田土壤，则考虑了全年植被覆盖、有机肥与无机肥的使用比例以及土壤结构等关键指标。这些指标的选择基于对土壤健康影响的深入理解，并结合了不同土地利用类型的具体需求。
第二部分的土壤退化过程评估则聚焦于土壤健康的主要威胁因素。这些因素包括土壤侵蚀、养分过剩、农药污染、重金属污染等。通过将这些退化过程的影响转化为可量化的负面评分，研究团队能够更清晰地识别土壤健康状况的变化趋势。例如，土壤侵蚀、氮肥过剩和农药风险是农业用地中影响土壤健康的最主要因素，而森林土壤则主要受到氮肥过剩和重金属污染的影响。草地土壤的退化则表现为土壤侵蚀、氮肥和磷肥过剩以及农药输入等。研究团队还指出，当前数据的不完整性可能导致对土壤健康状况的误判，尤其是在土壤结构、压实情况、农药扩散和森林土壤腐殖质层的扰动等方面。因此，未来需要更精确的监测数据来完善这一评估体系。
SHERPA框架的评估结果表明，欧洲的农田土壤普遍处于高度退化状态。根据现有数据，超过85%的农田土壤得分低于2.5，而南方地区的农田土壤得分最低，平均得分仅为1.3。这与此前的研究结果一致，反映出欧洲农业用地面临的严重土壤退化问题。同时，研究团队也发现，草地土壤的健康状况同样令人担忧，尽管其得分略高于农田土壤，但仍有超过一半的草地土壤得分在1到–1之间。这表明草地土壤同样受到多重退化因素的影响，尤其是在南方、中东部和西方地区。相比之下，森林土壤的健康状况相对较好，但其评估仍存在不确定性，主要是由于缺乏对土壤结构和腐殖质层扰动的详细数据。
值得注意的是，SHERPA框架不仅能够提供土壤健康状况的量化评估，还能够通过交互式地图展示不同地区和土地利用类型土壤健康的具体变化。这些地图有助于识别土壤健康的关键影响因素，并为针对性的土壤管理措施提供依据。例如，研究团队指出，土壤侵蚀、氮肥过剩和农药风险是农田土壤健康状况恶化的主导因素，而森林土壤则主要受到氮肥过剩和重金属污染的影响。草地土壤的退化则主要源于土壤侵蚀和养分过剩，尤其是在南方和中东部地区。
SHERPA框架的初步应用显示，其能够为欧洲土壤健康评估提供一个系统化的工具。然而，由于数据的不完整性和区域差异性，当前的评估结果可能存在一定的偏差。例如，土壤结构、压实情况、农药输入和扩散等数据的缺失可能导致土壤健康状况被高估。因此，研究团队建议未来应加强这些方面的监测和数据收集，以提高评估的准确性。此外，SHERPA框架的开放性设计也为后续的改进和扩展提供了可能性，例如结合土壤生物学数据或利用大数据技术进行更精细的评估。
总体而言，SHERPA框架为欧洲土壤健康评估提供了一个新的视角和方法。它不仅能够量化土壤健康状况，还能够揭示不同退化因素对土壤健康的影响，并为政策制定和土地管理提供科学依据。然而，这一框架仍需进一步完善，特别是在数据收集和分析方法上。随着未来土壤监测技术的进步和数据的不断完善，SHERPA有望成为评估和管理土壤健康的重要工具，助力实现欧洲2050年“健康土壤”的目标。
