土壤孕育着全球99%的生物多样性，农业却对此视而不见

超过99%的物种在我们脚下、土壤表层几厘米处繁衍生息。各方争论聚焦于热带雨林和海洋，但大部分生命却在一个无形空间中涌动——而工业化农业正在系统性地摧毁这个空间。

发表于《微生物学前沿》的研究揭示了这一认知缺口的严峻程度。土壤中栖息着地球约10²⁶个病毒的80%，是全球密度最高的生态系统。二十年来，环境政策对这一生物多样性宝库基本视而不见。研究表明，再生农业可以恢复土壤微生物丰富度，同时提高作物对病虫害的抵抗力。

要点

• 近期估算显示，土壤含有地球上超过99%的物种
• 80%的陆地病毒生活在土壤表层几厘米处
• 再生农业可改善微生物组构成，增强植物自然抵抗力
• 没有任何一项国际生物多样性协议专门针对农业土壤保护

一个比所有可见生态系统总和更丰富的无形世界

一克肥沃土壤中的微生物数量超过地球总人口：多达100亿个细菌、100万个真菌和10万个原生动物。这一生物密度超过所有其他生态系统，包括珊瑚礁。

近期研究首次在全球范围内量化了这一丰富度。研究人员估计，土壤中已描述物种占比为15%至25%，但若将尚未编目的微生物纳入统计，这一比例将超过99%。

病毒是这些研究中最出人意料的发现。它们占陆地病毒多样性的80%，在调节生物地球化学循环中扮演关键角色。研究合著者杰拉德·穆伊泽教授解释：”这些病毒控制细菌种群，并在物种之间转移基因，推动加速的进化动态。”

土壤微生物维系着地球的主要平衡：固定氮、分解有机物、储存碳、过滤污染物。没有它们，陆地生命将在数周内崩溃。

工业化农业摧毁了无形的遗产

过去70年的农业集约化，导致这一地下生物多样性悄然瓦解。欧洲环境署数据显示，自1950年以来，欧洲土壤微生物生物量已大幅减少。

农药是主要元凶。草甘膦是全球使用最广泛的除草剂，自1974年以来累计施用量达940万吨，年使用量约60万至75万吨。它不仅消灭杂草，还杀死对植物营养至关重要的菌根真菌。研究表明，仅一次施用草甘膦，就能在数月内显著降低土壤真菌多样性。

高强度耕作机械性地破坏菌丝网络——这些网络连接根系长达数公里，使植物得以交换养分和警报信号。网络一旦断裂，农民只得依赖昂贵的化学投入品补偿，形成经济和生态上的双重依赖。

作物遗传贫乏进一步加剧了问题。为在人工条件下追求高产而选育的现代品种，与土壤微生物组的互动关系极为有限。古老品种曾与微生物伙伴共同进化；当代杂交种则大量依赖合成肥料。

这种破坏带来直接经济损失。欧盟估计，土壤退化每年造成损失380亿欧元，涵盖肥力下降、侵蚀和地下水污染。

再生农业恢复微生物平衡

再生农业提供了一种有科学依据的替代方案。它通过滋养而非破坏微生物组的方式，恢复土壤生物多样性。

覆盖作物是这一方法的核心支柱。农民不再让田地在两茬主作物之间裸露休耕，而是种植豆科、禾本科与十字花科植物的多样化混合物。这些植物通过根系分泌物滋养微生物，并维持永久性植被覆盖。

法国有机农业技术研究所对40个农场的研究显示，经过三年再生实践，土壤微生物多样性平均翻倍。作物对病虫害的自然抵抗力提高了35%，原因在于微生物伙伴强化了植物的免疫系统。

这种抵抗力的增强有其具体机制：某些土壤细菌产生天然抗生素，保护根系；另一些细菌模拟病原体信号，激活植物防御基因；菌根真菌增强细胞壁，改善植物对必需营养元素的吸收。

魁北克让-马丁·福捷的农场为这些原则提供了大规模验证。自2005年以来，他在6公顷土地上不使用耕作和农药，产量与传统农业相当，同时持续恢复土壤肥力。微生物分析显示，该农场多样性是地区平均水平的三倍，有机碳含量每年增加0.5%。

研究取得进展，政策转化滞后

科学界对地下生态系统的理解进展迅速。巴斯德研究所2024年启动欧洲农业微生物组大规模测序计划，首次绘制了耕地土壤的微生物地理图。

研究发现了农业实践、微生物组成与作物营养质量之间的显著相关性。来自富含乳酸菌土壤的蔬菜，抗氧化多酚含量比传统种植同类高出40%。在内生菌根真菌存在下培育的谷物，锌、铁、镁等必需矿物质含量高出25%。

法国初创公司Biome Makers开发了微生物诊断工具，供农民使用。其环境DNA分析技术可在48小时内识别微生物失衡并提出纠正方案。目前该技术已被2000个欧洲农场采用，在维持产量的同时将杀菌剂使用量减少30%。

然而，科学进展未能有效转化为公共政策。欧盟2023-2027年共同农业政策将其庞大预算中有限部分用于支持再生实践。补贴仍主要与产量挂钩，而非与生态系统服务的保护挂钩。

环境政策忽视了生物多样性的最大组成部分

1992年由196个国家签署的《生物多样性公约》仅在附件中提及土壤。23项爱知生物多样性目标（2011—2020年）不含任何土壤生物多样性专项指标。

2022年12月蒙特利尔通过的全球生物多样性框架延续了这一缺陷。在23项2030年新目标中，仅目标10间接提及土壤，呼吁”确保农业的可持续管理”，但没有任何量化目标针对地下生物多样性的恢复。

政策层面的忽视，源于几个相互叠加的因素：土壤不像明星物种那样能引发公众共情；微生物多样性难以测量与传播；农业游说团体更倾向经济短期利益。

代价已经可以量化。联合国估计，全球三分之一的耕地已退化，威胁32亿人的粮食安全。这一退化每年造成农业生产率损失400亿美元，尚不含环境外部性。

部分倡议正在推进。欧盟正准备一项土壤健康指令，拟设定微生物多样性最低阈值。法国自2023年起试行”生态系统服务付费”机制，向农民的碳储存和土壤生物多样性保护行为提供报酬。

迈向以地下世界为基础的农业转型

这一问题的影响超越农业，直接关乎气候稳定。土壤储存的碳是大气和植被总量的三倍。恢复微生物多样性的农业每年可额外封存20亿至50亿吨二氧化碳，相当于印度的年排放量。

经济转型与生态变革并行推进。十年前几乎不存在的微生物生物刺激素全球市场，据MarketsandMarkets预测，到2030年将达到250亿美元。这一增长反映出市场对化学投入品替代品的需求持续上升。

农化巨头已开始提前布局。拜耳2023年以1.3亿美元收购以色列生物技术公司Evogene，用于开发微生物解决方案。先正达在五年内投入20亿美元用于农业微生物组研究。这场技术竞赛或将加快推动更有利于土壤生物多样性的农业实践普及。

土壤生物多样性的丧失速度是其自然恢复速度的十倍。再生实践每推迟一年，粮食系统应对气候挑战的韧性就再折损一分。全球农业的未来，或许就取决于那几厘米无人看见的土壤——地球上99%的生命形式依赖于此。

来源：

• 土壤生物多样性研究
• 欧盟土壤退化成本
• 草甘膦全球使用量