提供食物源、助力碳中和，土壤都有大作用，走进浙大科创，揭秘地球的“活皮肤”

当听到“土壤”这个词时，你脑海中浮现的是什么呢？是儿时那满手黏腻、乐趣无穷的泥巴，还是脚下这片深沉厚重、给予我们生命之源的广袤土地？

我们仿佛对土壤十分熟悉，但土壤是如何形成的？它经历了怎样的变迁？又将如何影响我们的未来？当我们深入思考这些问题时，似乎又对这片滋养我们的土地感到些许陌生。

8月1日下午，浙江省科学技术协会主办的“走进新质生产力”系列科普活动来到了浙江大学杭州国际科创中心的土壤污染控制与修复创新工坊。在这里，“土壤”摇身一变成为主角，与一群充满好奇心的孩子们来了一次亲密接触。

走进实验室，看看藏在土壤下的“秘密”

活动一开始，孩子们在土壤污染控制与修复创新工坊青年PI曹利锋的带领下，井然有序地参观了土壤污染物模拟与控制实验室。这里充满了科学的气息，曹利锋一边引导着孩子们，一边耐心地介绍实验室里的各种设备：“这是用来分离土壤中不同物质的精密仪器，它可以帮助我们了解土壤中的秘密。”他指着另一台封闭的仪器继续说道：“这是科学家做会有毒物质实验的装备，里面是全封闭的，能够全方位保障科学家的健康。”……隔着透明的玻璃窗，孩子们瞪大了眼睛，好奇的脑袋凑在一起叽叽喳喳，“曹老师，这个是做什么的呀？”“曹老师，那这个呢？”尽管他们不一定能完全理解这些高端的实验设备，但通过这样直观的体验，孩子们心中对“土壤”的好奇正在萌发。

“土壤污染控制与修复”创新工坊是由科创中心与浙江大学环境与资源学院共同建设，主要开展的就是土壤环境与生态修复相关方向的科学研究。创新工坊面向国家土壤污染防治的重大需求，也在积极布局土壤环境的“新质生产力”，实现土壤环境检测器件与多介质过程、土壤环境信息化等领域的科技创新，带动新一代环境传感、土壤修复和大数据等产业的突破变革。

科学家做科普，听听土壤里的“大学问”

接下来，曹利锋给孩子和家长们带来了一场题为《土壤健康与你我他》的科普分享。曹利锋把土壤比作地球“活的皮肤”，“土壤是覆盖在地球表面的一层疏松物质，它具有一定的肥力，能够提供植物生长所需要的营养物质。”

上个月，中国探月工程嫦娥六号任务圆满成功，实现了世界首次月球背面采样返回，带回了珍贵的月背样品。曹利锋告诉大家，“月壤跟我们的土壤可是大不相同，那究竟哪里不一样？”他解释道，我们的土壤里有水分有空气，还有矿物质和有机质，正是这些才形成了地球“活的皮肤”，滋养着大地上的万物。

在我们印象中，土壤似乎都是黑色或者棕色的，但其实土壤也是五彩缤纷的。“氧化铁就是土壤矿物质中的调色高手”，曹利锋告诉大家，“当氧化铁在土壤中的含量高时，土色就会发红，或者呈棕红色；而氧化铁又是一种善变的物质，在低洼潮湿的环境下，它能转变为黄色的水合氧化铁，土壤就会显黄色。而遇到通风不良，氧气缺乏时，土壤中的氧化铁又变成了氧化亚铁，土壤就呈现出灰蓝色。”这些色彩斑斓的土壤不仅为大地披上了绚丽的外衣，更为科学家们提供了宝贵的线索，帮助他们判断土壤的内在性质及其变化，成为划分土壤层次、研究土壤特性的关键依据。

“小朋友们，你们知道土壤有哪些类型吗？”曹利锋继续提问。“我知道！”前排的一个小男孩自信地举手，“土壤分为黏土、壤土、沙质土。”在小学四年级的课程中，孩子们已经初步接触到了土壤的基础知识。“那么，沙质土、黏质土、壤土分别适合哪些植物生长？”曹利锋告诉孩子们，我们熟悉的花生，根系较为发达，需要在土壤中迅速生长和吸收养分，因此更适合沙质土壤；而水稻偏爱高温潮湿，对土壤的保肥和供肥能力要求较高，因此更适合黏质土壤。还有壤土，则因其兼具保水性和透气性，是比较理想的农业土壤，适合各种植物。

了解了土壤的基本知识，曹利锋进一步深入讲解了土壤健康保护的重要性。“地球的生存取决于土壤和水之间的宝贵联系，超过95%的食物源自这两种基本资源。”曹利锋强调，保护土壤其实就是在保护我们自己。近年来，“双碳”目标已成为社会热议的话题，实际上，土壤也对“碳中和”的实现有着重要的意义。“土壤碳汇”就是指土壤从大气中吸收并储存二氧化碳的过程、活动和机制。如果土壤管理不当，导致土壤碳汇功能受损，将会严重阻碍我们减缓全球变暖的工作。

目前，土壤面临的最大威胁是侵蚀问题。据统计，每5秒钟就有一个足球场面积大小的土壤会被侵蚀。但是，地球表面形成2-3 cm厚的土壤，却可能需要长达1000年的时间。

动手做实验，感受“土壤”的科学魅力

科普课堂结束后，孩子们还在老师的指导下进行了三个土壤相关的科学小实验。第一个实验是不同土壤渗水性对比实验。孩子们小心翼翼地将黏土、壤土、沙质土作为样本放置在透明容器内，然后缓缓倒入清水。随着水滴的滴落，他们仔细观察着水在三种土壤中的渗透情况。黏土的密实结构使得水分流动缓慢，而沙质土则迅速吸水，壤土介于两者之间，呈现出良好的水分保持能力。孩子们兴奋地讨论着这些现象背后的原因，仿佛一个个小小科学家。

接着是通过活性炭观察土壤中污染物吸附的实验。在老师的指导下，孩子们将含有模拟污染物的溶液倒入装有活性炭的容器中。随着时间的推移，原本浑浊的溶液逐渐变得清澈，孩子们惊叹于活性炭的强大吸附能力，明白了它是如何帮助净化土壤中的污染物。最后，孩子们还进行了土壤电导率及pH值的测定。这些简单的实验不仅让他们学会了如何进行科学测量，更重要的是，激发了他们对土壤科学的兴趣。

“这些实验都是土壤科研中最基础的部分，”曹利锋解释说，“通过这样的实践活动，孩子们可以更直观地感受到土壤的科学乐趣，同时也能够了解到保护土壤的重要性。”

科普小课堂：

什么是“土壤碳汇”？

大气二氧化碳以稳定固体的形式被直接或间接储存到土壤中，包括直接将二氧化碳转化为土壤无机物，或间接通过植物光合作用将大气二氧化碳转化为植物能量，并在分解过程中被固定为土壤有机碳。

土壤碳汇包括土壤有机碳汇、土壤无机碳汇两种形式。当前土壤碳汇研究和管理实践的重点是土壤有机碳汇，原因是无机碳库更新时间更长，与大气成分进行活性交换的主要是土壤有机碳。

如何提高“土壤碳汇”潜力？

优良的农田管理措施可以提升农耕区土壤碳汇能力，主要体现在耕作制度、施肥管理、秸秆还田等方面。

传统的翻耕会改善土壤通气性、增强微生物活动，破坏土壤的团聚体结构，使土壤有机碳失去保护暴露出来。而采取少耕、免耕措施可以取得双赢效果，既可以降低土壤有机碳的侵蚀，又可以延长土壤中秸杆等有机质的循环周期，降低农业温室气体的排放。此外，秸杆还田是向农田土壤归还有机碳发挥土壤碳汇效应的一个可行性强、效果显著的重要措施。