土壤科学的一个简单定义

《Canadian Journal of Soil Science》：A simple definition of soil science

近年来，关于“土壤”和“土壤科学”的新定义在印尼土壤科学学会引发热烈讨论。传统定义强调土壤作为植物生长介质，但新定义将其扩展为对环境调节和人类福祉的综合研究。现有定义因过于学术化，导致在向非专业人员传达时存在障碍，尤其是在印尼等发展中国家，土壤被视为生物活跃系统与资源管理核心。本文提出新定义，从本体论（土壤为动态生物生态系统）、认识论（研究形成、性质及功能）、价值观（支持生命与人类福祉）三方面构建，既保持学术严谨性又增强可操作性，并关联联合国可持续发展目标。

　　

摘要

近期关于“土壤”和“土壤科学”新定义的发表，在印度尼西亚土壤科学学会内部引发了热烈的讨论。尽管这些定义提供了宝贵的全球视角和机制层面的见解，但我们的讨论揭示了在向学生、从业者和政策制定者传播这些定义时所面临的挑战，尤其是在那些将土壤主要视为对粮食安全、土地管理和生计至关重要的生物活性系统的地区。基于这些思考，我们提出了一个简洁易懂的土壤科学定义：“土壤科学是研究土壤作为一种动态的生物生态系统和资源的学科，探讨其在地球系统中的形成、特性和功能，以支持生命和人类福祉。”

1. 引言

Hartemink和McBratney在《Soil Security》杂志上发表的文章《定义土壤科学》（Hartemink and McBratney 2025），以及Ghezzehei和Berhe在2025年初发表于《美国土壤科学学会杂志》上的文章《定义土壤科学：平衡基础研究与社会需求》（Ghezzehei and Berhe 2025），引发了全球土壤科学界的激烈讨论，包括印度尼西亚土壤科学学会（SSSI/HITI）的成员。这场讨论与土壤科学在快速发展国家中的作用密切相关，在这些国家，教学、法规和职业实践必须清晰地向学生、政策制定者和土地管理者传达土壤概念。 在这些内部讨论中，成员们表示，现有的定义虽然严谨，但往往难以向非专业人士解释，也没有充分反映印度尼西亚面临的生态和资源管理现实——在那里，土壤对粮食安全、生计和土地管理至关重要。这些讨论促使我们重新审视土壤科学的定义基础，并考虑是否可以用一个更简单、更易于理解的表述来补充现有定义。 因此，在这篇观点文章中，我们（i）反思了近期土壤科学定义的优点和局限性，（ii）提出了一个简洁的土壤科学定义。

2. 土壤科学的定义

自20世纪80年代以来，最广泛接受的土壤科学定义来自美国土壤科学学会（SSSA），该学会将土壤定义为“位于地球表面的未固结矿物或有机物质，作为陆地植物生长的自然介质”（SSSA 1965, 2008; Van Es 2017）。然而，最近的概念发展将土壤的定义扩展到了其传统功能之外，涵盖了其在环境调节和人类福祉中的关键作用（Cahyana and Mulyanto 2024）。 Hartemink和McBratney提出了一个新的土壤科学定义，认为随着土壤定义的演变，土壤科学的定义也需要相应更新。他们提出了一个简短的定义和一个较长的定义，两者都基于他们之前提出的土壤定义（Hartemink and McBratney 2025）。他们写道：

“地球表面的分层物质，由化学和生物过程以及矿物和有机物的物理组合形成，支撑着陆地生态系统和人类。”（McBratney and Hartemink 2024）

因此，土壤科学的简短定义是： “……利用不断发展的理论和知识来研究地球土壤在维持生态系统和应对环境挑战中的作用。” 而土壤科学的较长定义是： “……研究地球及其他行星上的土壤，利用不断发展的理论和知识来理解其在维持生态系统功能、应对环境挑战和支持人类方面的作用。” 作为回应，Ghezzehei和Berhe（2025提出了另一种土壤科学的定义：“……这是一门多学科的自然科学，研究地球多孔表层——其形成、组成、特性、过程及其在不同尺度上的演变。”这一定义在研究需求与社会需求之间架起了桥梁。 McBratney和Hartemink的定义将土壤科学定位为一门具有全球视野、以使命为导向的学科，对可持续发展至关重要；而Ghezzehei和Berhe则提供了一个基于物理学的、强调土壤作为多孔介质的机制性定义。在印度尼西亚等发展中国家，尽管这些定义在概念上很丰富，但被认为难以向农业和土地管理领域的利益相关者传达，因为他们通常将土壤主要视为一种生产性自然资源。此外，这种全球性的视角并不总是能与印度尼西亚土壤科学家面临的实际挑战产生共鸣，因为在印度尼西亚，研究的重点仍然是生物活动、退化过程和土地利用压力。 在这里，我们提出了一个简单的土壤科学定义，反映了其本体论（它是什么）、认识论（如何认识它）和价值论（它为什么重要）这三个基础支柱： “土壤科学是研究土壤作为一种动态的生物生态系统和资源的学科，探讨其在地球系统中的形成、特性和功能，以支持生命和人类福祉。”

这个定义阐明了土壤科学的三个基本维度。首先，它将土壤科学定义为“研究土壤作为一种动态的生物生态系统和资源”（本体论），扩展了对研究对象的理解：土壤不仅仅是一种物理物质或生长介质，而是一个充满生物相互作用的复杂动态系统。这种本体论的强调对于理解土壤健康概念至关重要，土壤健康的中心在于土壤生态系统的功能性和韧性。 其次，它包括“在地球系统中研究其形成、特性和功能”（认识论），这反映了土壤科学的方法论，包括对土壤形成（成土作用）、土壤特性（物理、化学和生物特性）以及土壤在更大地球系统中的功能（如养分循环、水分调节和气候相互作用）的研究（Evangelista et al. 2024）。 最后，它以“支持生命和人类福祉”（价值论）作为结尾，传达了土壤科学的价值和目的：促进可持续的土壤管理，确保土壤作为生态系统和人类社会重要资源的长期可用性。这些价值和目的也将土壤科学与联合国的可持续发展目标联系起来，特别是可持续发展目标2，即消除饥饿、实现粮食安全、改善营养状况和促进可持续农业。 与之前的两个定义相比，我们的定义将土壤视为地球系统中一个动态的、生物活跃的组成部分，同时认识到土壤科学是一门服务于人类福祉的学科。这样做简化了沟通，并通过明确土壤科学的生态基础来补充更广泛的定义。 我们认为，这样的定义是对现有定义的补充而非替代。虽然这个定义将土壤视为生物活跃的功能性生态系统，但它并不排除对其他行星土壤的研究（Richer-de-Forges et al. 2024）。相反，土壤科学应该保留应用土壤学原理来理解外星风化层的能力，即使这些风化层缺乏生物组织。

3. 结论

我们提出了这个简化的土壤科学定义，旨在强调人类与土壤的相互作用，并为未来的可持续土壤管理解决方案的发展提供支持。我们认为，任何新的土壤科学定义都应该涵盖土壤在支持生命和人类福祉方面的作用，而不仅仅局限于土壤学本身。然而，定义可能会随着科学的进步和社会需求的变化而不断发展。

致谢

我们衷心感谢印度尼西亚土壤科学学会（SSSI/HITI）通过线下和线上平台提供了正式和非正式的讨论机会，这些机会极大地丰富了土壤科学领域的学术交流。