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光纤传感器揭示农业如何破坏土壤的自然结构
石其斌博士领导的一项研究表明，土壤是一个重要的生命系统。破坏性农业实践损害土壤健康，影响保水能力和作物对气候变化的适应能力。
来源:Scientific Inquirer土壤通常被简单地理解为“泥土”，但实际上，它是一个动态的生命系统，充当地球的天然海绵。不幸的是，根据中国科学院地质与地球物理研究所史其斌博士领导的一项新研究，包括深耕和使用重型机械在内的常见农业做法可能会严重破坏这一自然系统。
3 月 19 日发表在《科学》杂志上的这项研究表明，健康的土壤含有一个由微小孔隙和通道组成的天然内部“管道”网络，可以让水深入渗透到地下，为植物根部提供水分。频繁耕作或重型拖拉机运输不仅会破坏土壤结构，还会降低其帮助农作物抵御洪水和干旱的能力。
该团队使用了一种新技术，无需开挖即可观察地下土壤过程。研究人员将标准光纤电缆（类似于高速互联网网络中使用的光纤电缆）转换成安装在英国哈珀亚当斯大学实验农场的大型传感器阵列。通过使用该阵列检测水流产生的微小地面振动，研究人员能够每分钟监测水在土壤中的运动。
利用高分辨率光纤数据，他们观察到降雨往往集中在重度耕种的土壤表面附近。由于水位较浅，因此在阳光下会迅速蒸发，使更深的土壤层干燥。相比之下，未受干扰的土壤充当有效的天然过滤器，快速吸收水分并将其储存在更深的层中，以便植物在干旱时期能够吸收水分。
该模型比传统的土壤力学复杂得多，传统的土壤力学通常假设土壤强度主要取决于总含水量。
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