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来源：土地生态课题组（2025年6月30日）

文章认为，佛罗里达州将沙质土壤、多样化的农业生态系统和气候相关脆弱性独特地结合在一起，使其成为了解土壤科学演变的全球案例。在过去的三十年里，佛罗里达州的研究已经从以化学为重点的土壤肥力（SF）评估转变为强调土壤质量（SQ）和土壤健康（SH）的更综合的框架。然而，在将这些概念完全纳入评估，而不仅仅是在更广泛的背景下使用它们方面，仍然存在差距。本系统综述解决了三个问题：（1） 随着时间的推移，SH和SQ是如何在佛罗里达州的土壤研究中被采用和应用的？（2） 哪些类型的指标用于评估土壤功能，它们与生态系统服务相关联的频率如何？（3）文献中存在哪些地区、主题和概念差距？按照PRISMA指南，删除了重复项，并保留了以佛罗里达州为重点的研究，包括灰色文献，产生了132项SH、391项SF和190项SQ研究的最终数据集。结果表明，化学指标继续占主导地位，而生物和物理指标的整合仍然有限。主要差距包括生态关键土壤的代表性不足、湿地和覆盖作物等土地利用，以及佛罗里达州中部和北部的研究。此外，只有少数研究明确将SH/SQ指标与生态系统服务（如养分循环、水调节或碳封存）联系起来。这篇综述介绍了一种新的基于指标的土壤健康文献综合框架，并呼吁进行区域适应、功能导向的SH评估。佛罗里达州的土壤多样性和农业生态变异性反映了更广泛的全球状况，特别是在热带、沙质和农业密集型地区，这使得这些发现可以转移到可持续土地管理和生态土壤评估的国际努力中。

本文进行了广泛的检索，以确定1993年至2023年关于SF、SQ和SH的研究。在三个主要学术数据库中进行了检索：Scopus、Web of Science（WoS）和 Google Scholar。本文制定了特定的检索词，以针对佛罗里达州内与土壤健康、土壤肥力和土壤质量相关的研究。使用的检索词是“Soil health AND Florida”“Soil fertility AND Florida” 和 “Soil quality AND Florida”。初步搜索在三个数据库中共产生了1,608条土壤肥力记录、1,128条土壤质量记录和946条土壤健康记录。采用严格的纳入和排除过程来完善初始记录集，并确保最终分析中仅纳入相关研究，包括来自佛罗里达大学食品与农业科学研究所（UF/IFAS）的论文、学位论文和文件等灰色文献。总共保留了391项SF、190项SQ和132项SH研究，用于完整的数据提取和分析。此外，滚雪球法用于对选定的关键研究进行前后引文追踪，以确认在初始数据库搜索期间没有遗漏其他主要出版物。

本文的数据提取和分析，包括数字和统计评估，是使用Excel、R和 ArcGIS Pro 3.2.2进行的。为了确保系统且可重复的数据提取，在全面分析之前开发了标准化编码方案。每篇文章都以全文形式进行综述，并使用结构化的Excel模板提取信息。本文的指标被分为三大类：（i）物理指标，其中包括土壤容重、土壤水分参数、总孔隙度和团聚体稳定性等指标;（ii）化学指标，包括pH值、常量和微量营养素、阳离子交换能力、电导率和重金属等参数;（iii）生物指标，包括土壤DNA、土壤呼吸、土壤酶活性、POX-C（高锰酸盐可氧化碳）、土壤蛋白质和土壤大型动物等测量值。SOC被单独处理，以确保土壤健康指标的准确表示。土壤有机碳、土壤有机质、总碳等参数被组合成第四类，名为SOC。持水能力、水分、含水量、水力传导率等参数也被组合起来，命名为土壤水分参数。在化学指标中，镉、铅、砷、铬、汞和硒等元素被归类为重金属。

本文保留的663篇论文的分析揭示了过去三十年佛罗里达州土壤科学研究的显著转变。在保留的论文中，391篇关注SF，190篇关注SQ，132篇关注SH，在应用严格的资格标准后，仅占三个数据库中检索到的论文总数的18%。土壤科学研究的这一重点不断演变，反映了理解和管理土壤方式的深刻转变，并紧跟全球应对关键环境、经济和学术挑战的趋势。从1980年到2000年代初，SF的研究占主导地位，在此期间发表的SF论文比例很高证明了这一点。然而，到2010年代中期，佛罗里达州的SF研究明显下降。直到2015年，SQ论文是发表量第二多的类别。然而，最明显的转变是2015年后SH出版物的急剧增加，这反映了全球对再生农业和可持续土壤管理实践的日益关注。联合国（UN）可持续发展目标（SDG）等全球倡议突出了健康土壤在可持续发展中的关键作用，直接促进了科学文献中SH研究的兴起。COVID-19大流行是扰乱全球食品供应链的另一个因素，凸显了对有弹性的农业系统的需求，并进一步将SH研究提升为优先事项。

虽然SH出版物的增加，但仔细研究会发现，在佛罗里达州的研究中，“土壤健康”和“土壤质量”等术语的使用往往缺乏深度。大多数对SH和SQ的提及都不在论文的关键部分，例如标题、目标、假设、结论、关键词或摘要。相反，这些术语出现在非关键部分，例如引言或一般性讨论，表明这些术语经常被引用，但不是研究的核心。相比之下，“土壤肥力”始终被整合到目标、假设、结论和关键词中，反映了它在该领域的既定作用。对术语频率的进一步分析加强了这一观察，其中很大一部分，79%的SQ论文和57%的SH论文，提到这些术语的次数少于5次，这表明它们被浅显地使用。只有一小部分论文（4%的SQ和15%的SH）提到这些术语超过20次，这表明很少有研究真正全面关注这些概念。出版物的类型也反映了这一趋势，其中SF和SQ显示出强大的研究文章基础（超过75%），SH滞后，只有50%的出版物被归类为研究文章。

对保留论文中测量的土壤特性进行严格评估后发现，这些类别中测量最多的特性是化学特性，其次是物理和生物指标。在佛罗里达州，P和N仍然是最常测量的化学指标，分别占SF研究的42%和32%。同样，在SQ和SH研究中，N（26%和27%）、pH（24%和23%）和P（24%和19%）是继SOC之后测量最多的特性，突显了对这些领域化学指标的持续关注。SOC是SF、SQ和SH中最常测量的土壤特性之一，这些类别之间存在显著重叠。生物特性虽然比化学和物理特性更不常测量，但在SH研究中已经有所增加。土壤DNA、呼吸和土壤酶因其在养分循环和SH中的作用而日益得到认可。

土壤质量和健康评估必须结合生物、化学和物理维度，以充分捕捉土壤系统的动态和相互关联的性质。然而，本文的评估显示，51%的论文只评估了一种类型的指标，这并没有反映SQ和SH的实际概念。只有10%的SQ和20%的SH论文测量了所有三个组成部分。在SF研究中，化学指标以98%的压倒性优势占主导地位，同样，化学指标在SQ（85%）和SH（80%）研究中仍然占大多数，这表明继续依赖传统的土壤肥力测量方法。佛罗里达州的土壤研究景观涵盖sandy Entisols, Spodosols和organic-rich Histosols，反映了土壤健康评估方面的全球挑战和机遇。

佛罗里达州研究的空间分布揭示了重要的区域趋势。在所有三个研究领域中，南佛罗里达州一直是研究最频繁的地区（肥力59%，质量52%，健康47%），反映了该地区的集约化农业活动。而佛罗里达州中部拥有多种农业系统，包括柑橘、牧草和行作物，显示出适度的研究重点，占SF研究的14%、SQ研究的13%和SH研究的17%。尽管研究人数适中，但与南佛罗里达州相比，佛罗里达州中部仍然未得到充分开发。北佛罗里达州的研究重点也是中等的，有18%的SF研究、16%的SQ研究和26%的SH研究在该领域进行。而佛罗里达州狭长地带仍然是所有地区中研究最少的地区，有9%的SF研究，19%的SQ研究，只有10%的SH研究。

Entisols在所有三个类别的研究中都占主导地位，占研究的30%以上。这反映了它们在佛罗里达州的广泛分布，覆盖了该州约23%的面积。而Spodosols是佛罗里达州最广泛的土壤，覆盖了超过27%的土地，是研究第二多的土壤类型，尤其是在SQ和SH中。

本文还揭示了SQ和SH研究中对表层土壤测量的重大关注，大多数研究集中在高达15cm或30cm的深度。具体来说，74%的SQ研究和90%的SH研究没有测量超过30cm的土壤特性，这反映了对表层土壤的重视。

佛罗里达州的农业经济以水果作物和蔬菜为主，其中水果作物占土壤质量研究的20%和土壤健康研究的25%，蔬菜占SH研究的18%。

研究结果表明，很大一部分研究，特别是在SH（76%），根本没有测度生态系统服务，SQ论文同样高，为59%。SH和SQ的概念旨在将土壤指标与更广泛的生态系统服务联系起来，在大部分论文中未能测量生态系统服务，这引发了人们对这些研究是否完全捕捉到土壤功能的整体性质及其对生态系统健康的影响的疑问。土壤功能的测度也带来了挑战，大约70%的论文没有将任何土壤功能与被测量的土壤特性联系起来。此外，在SH和SQ研究中也发现了显著的差距，其中只有3.79%的SH论文和2.63%的SQ论文将单个土壤特性整合到一个综合指数中。推进SH和SQ研究需要转向指数的标准化和广泛采用，以确保获得更有意义和可作的结果。

本文强调土壤健康评价需要超越单一指标的测量，而应采用综合框架，将化学、生物和物理指标与生态系统功能和服务联系起来，并根据不同区域、土壤类型和土地利用方式进行调整，以更全面地评估土壤健康状况，并制定有效的土壤管理策略。