健康土壤是保障耕地产能、粮食安全、生态环境及人类健康的基础，为“碳中和、碳达峰”、“藏粮于地、藏粮于技”和农业高质量发展等国家战略的落地实现提供重要支撑。土壤健康是指在生态系统和土地利用的范围内，土壤能持续作为有生命的系统维持生物生产力，保持空气和水环境质量，促进植物、动物和人类健康的能力。
在土壤健康方面，我国相关研究和立法工作仍需进一步完善。其中，定量评价土壤健康是基础创新、技术研发与政策法规制定等各项工作的前提，而指标的筛选是评价体系构建的一个基础和核心，显著影响评价结果和决策。近年来土壤健康评价相关工作不断开展，对相关问题的多方位探讨，有助于未来形成科学系统的土壤健康诊断和检测体系。
2005 年之后土壤健康方面相关研究工作呈几何增加的趋势，主要研究点包括土壤健康评价、土壤养分/酶活性、环境/粮食安全、土壤功能与耕地健康等。
土壤健康状况不仅与土地管理者和评价人密切相关，而且与土壤行使的功能是否能满足农学和环境等相关政策需求有很大的关系，表明其具有实用性和社会属性。由于土壤具有这些特性，因此在土壤健康评价时需要从多个维度、多角度进行系统衡量，而筛选土壤健康基准值，并明确土壤的种植管理目标是一个重要的环节。
健康土壤能够提供多种功能，目前关注较多的包括初级生产力、水分调节与净化、气候调节与碳固持、土壤生物多样性的维持、养分的供给与循环等5 个功能。目前人们对土壤的单一功能认识较多，但在当前农业绿色发展的需求下，土壤如何协同多功能，即土壤各功能间协同和权衡成为研究者和管理者关注的焦点，且在不同区域和环境下的影响不同。总体上，自然生态系统具有较强的水净化与调节、气候调节、碳固持和生物多样性维持的功能，而提供初级生产力和养分循环的功能较差。农田生态系统主要关注作物产量，而忽视土壤固碳、气候调节、生物多样性等功能。其中，集约化农田生态系统由于受到管理措施等的影响，扰动较多且较频繁，因此能否在农田生态系统实现生产和其他土壤功能的协同，成为人们重点关注的问题。最近的研究发现，欧洲 38%的农田土壤可以提供初级生产力、养分循环和生物多样性三个功能，且这三个功能处于中到高水平，总体上有机管理土壤可以维持较高的生物多样性、中等水平的初级生产力和养分循环功能。由此可见，农田土壤同时满足 5 个功能存在一定的挑战，需要根据区域和特定管理目标需求权衡各个功能之间的关系，考虑各个功能的优先级别。
值得注意的是，土壤多功能的实现需要权衡不同功能间的关系，可以是对单个功能的强化，也可以是对系统功能的整体强化。在有些情况下，对单个功能的强化，可能会增强或者减弱其他的功能。例如，在集约化农业生产中，种植者往往开展单作，且过量投入生产资料，尽管实现了增产，但削弱了土壤气候调节和生物多样性的功能，造成地下水过度开采利用。与此同时，土壤多功能的实现不仅与土壤自身特性有关，也与土地管理者的决策、环境条件有关。例如，不同质地土壤固碳潜力存在差异，黏土固碳潜力高于砂质土壤，但由于受地形地貌、气候、施肥管理等因素影响，要同时协同实现增产和固碳在一些区域和土壤类型上存在极大的挑战。此外，在实际工作中，除了需要结合土壤自身的特性，还需要结合资源禀赋和相关环境政策约束，通过功能权衡，发挥土壤多功能的整体潜力。
土壤健康的最大潜力是指所有的条件（如土壤管理、土地利用、气候条件、基础设施等）处于最理想状态下的土壤健康潜力，这是土壤健康管理的最高目标。农田土壤受干扰较大，因此在开展土壤健康工作时，通常选择自然的未受认为干扰的土壤或最优管理的土壤作为某一特定区域土壤健康的基准值，代表在当前情境下土壤健康可能实现的潜力。土壤健康差为土壤健康潜力与基础土壤健康的差值，后者可以是集约化管理的土壤、存在明显障碍的土壤或污染的土壤。通过采取这种相对的方法，找出土壤的障碍因子，采用土壤健康综合调控措施逐级消除或降低土壤健康差，从而实现土壤的可持续利用。
评价指标选择一般要遵循以下 4 个原则：（1）代表性：所选择的指标代表土壤系统中发生的关键过程；（2）敏感性：指标对于田间管理、气候变化和人类活动引起的土壤功能变化具有较强的敏感性，同时需要具有相对稳定性和可比性；（3）可解释性：指标能反应土壤过程、土壤功能和管理目标的时空变化，并为土壤管理提供重要决策参考；（4）可操作性：指标具有较强的适用性，测定成本较低。
在进行农田土壤健康评价时，可以选择等权重或者按照土壤物理、化学和生物学指标进行分类，土壤物理和生物学指标占有更大的权重，而化学指标占有相对较小的权重，这样在土壤养分充足的条件下，突出物理和生物学指标的重要性，使评价结果更加科学合理。
土壤指标包括定性和定量指标，也可以分为物理、化学和生物学指标，或者动态指标（敏感性）和静态指标（渐变性）。作者更倾向于按照动/静态指标进行选择，因其可以与管理的时空响应相适配，也可以根据管理目标进行高频度或者低频度监测。由于静态指标大多数和成土过程有关，动态指标则对管理敏感。因此，一些敏感指标，如土壤呼吸、功能基因表达等能快速对土壤管理做出响应，有利于及时调整管理措施，但也存在指标稳定性和解释性的问题。而静态指标如有机质等，则需要较长时间才发生改变。土壤健康评价常见的问题是指标筛选。作者认为应建立“层级”指标体系，将动态指标和静态指标分开，前者具有一定的指示作用，与当下的农田管理措施密切相关，便于及时调整管理方案；后者是一个累积效应，反映长时间的管理措施是否有效。因此在进行土壤健康评价时要将动态指标和静态指标相结合，动态指标监测频率要适当提高，而静态指标监测间隔时间可以增长。两者结合不仅能及时反馈土壤具体变化过程，也能反映土壤的时空变化，有利于农田土壤可持续管理和健康土壤培育技术的实施。具体在操作层面上，建议采用基础指标和约束性指标相结合的方法，在考虑主因素的基础上，确定最适宜的 n+X 模式土壤健康评价指标体系，其中 n 为基础指标，X 为约束性指标，包括自上而下的政策相关指标，或经营者自主选择的指标。因此，在选择评价指标时，建议采取三种方式：（1）对于没有明显障碍且管理目标无具体要求的农田土壤，可以选择多个指标，建立土壤健康数据库，从时间尺度上动态观察土壤健康变化；（2）对于土壤障碍不明显但有明确管理指标的土壤，需要选择针对性指标。例如，以减碳为管理目标的土壤，需要将土壤 CO2 排放通量或者土壤呼吸作为重要的检测指标；（3）对于存在明显胁迫或障碍的农田土壤，需要根据胁迫或障碍的种类选择特定的关键指标。此外，还需要根据评价尺度来确定合适的指标。对于不同的评价尺度，指标的选择也是多维度的。田块尺度选择的指标数量一般会偏多，对土壤健康提升的措施也会更加具体；在区域尺度要根据土壤质地、土地利用方式等因素确定土壤健康评价指标，指标的数量比田块尺度要少；对于国家或者全球尺度，更多是要统筹山水林田湖草沙生命共同体的系统优化和治理，实现国家和全球战略目标，因此选择的指标会较少，但更具有目标性。同时，在评价过程中可以将快速原位监测的指标（如土壤呼吸）纳入到评价指标体系，提高评价效率。以上指标为土壤健康评价提供了重要参考，但在实际操作中不能完全照搬，需要根据土壤质地、土地利用方式、气候条件等实际情况选择合适的评价指标体系。
土壤健康指标的制宜性： 土壤质地、作物类型与土地利用、 气候条件与区域分布
生物指标选择
发展新型生物指标也成为未来土壤健康的一个重要方向，但生物指标也存在一些活体生物的特有问题，包括采样时期、采样点的代表性等，而且由于土壤生物指标和功能之间定量关系还不明确，因此生物指标及其对土壤健康的指示作用还需要更多的研究，包括在研究技术和手段上的突破。近年来，微生物介导的土壤功能如土壤蛋白含量、潜在碳矿化和丛枝菌根真菌分泌的球囊霉素等，由于其直接与功能相关，也可以作为重要的生物学指标开展土壤健康评价。土壤生物多样性也被建议应用于土壤健康诊断，但由于土壤生物种类较多，数量巨大，且存在功能冗余，生物网络的关联决定了土壤过程的复杂性，因此还未纳入生物多样性检测。通常集约化农田生物多样性远低于森林和草地。在森林和草地生态系统，地上生物多样性某种程度可以反映土壤生物多样性；而在农田生态系统，由于干扰因素较多，生物多样性会显著下降。在农田生态系统，多样化种植体系会增加生物多样性，而在常规管理体系，作者认为要重点关注土壤生物功能，例如有益微生物的多样性和功能。eDNA 也可以用来评估土壤生物多样性，但需要进行校准，建立统一的规范标准。在选择土壤生物指标时，需要综合考虑作物类型、土地利用方式和土壤类型等。和自然生态系统相比，农田生态系统生物多样性下降，病原生物数量较多，可以将生物多样性、病原菌、线虫或蚯蚓等生物指标作为重要检测指标。在比较不同土壤类型如南方的红壤和北方的潮土时，由于成土过程、自然条件等存在较大差异，可以考虑将微生物量、土壤呼吸或生物多样性作为土壤健康评价的生物指标，但具体选择哪个指标更能反映土壤健康状况需要结合作物类型来确定。此外，在进行土壤健康评价时，对生物指标的检测尤其要考虑和自然生态系统的对比，从而形成基于生物多样性提升的解决方案。
土壤健康指标的关联性
土壤是一个复杂的系统，其物理、化学和生物学指标之间存在一定的关联性，三者之间彼此相互影响，驱动土壤生物地球化学的循环。常见的有土壤 pH 与有效磷、交换性钙镁及微量元素之间存在关联性。同时，土壤物理指标（如土壤容重）也会影响土壤有机碳和全氮含量。有机碳是土壤健康评价中使用频率最高的指标之一，其与生物指标存在关联性。对于存在关联性的指标，在进行土壤健康评价时不需要测定每个指标，结合前人研究结果选择某一相对贡献较大的指标作为替代指标，这既可以节约测试成本也可以提高工作效率。在理想条件下，有机质含量高的土壤健康状况较好，测定指标可以减少，但有机质质量和数量的变化与土壤化学、生物指标的关联性还需要深入的研究。
展 望
结合当前我国耕地现状，未来在土壤健康提升方面，还需在以下几方面加强研究工作：
1）继续深入土壤科学的理论研究，构建一个囊括土壤管理-土壤性质-土壤过程-土壤功能-土壤健康的系统性知识框架，明确土壤功能的权衡和协同，提出基于土壤多功能的耕地土壤健康评价与提升理论框架模型。重点明确土壤生物网络驱动土壤功能与土壤健康的机理；深刻理解土壤管理、土壤过程等驱动土壤健康变化的机制与协同变化的理论。
2）土壤健康评价指标基准值的构建需要依托长期定位试验和相对应的自然生态系统（或受人为干扰少的系统），建立指标体系的阈值。通过采用长期监测和重点监测相结合的方式，充分利用国家级和省级耕地质量长期监测网点，建立土壤健康评价动态和静态指标的大数据库，依据土壤健康状况的变化形成预警与干预，达到节省成本和提高效率的目标。
3）建立基于土壤质地、土地利用/作物类型、管理方式和目标以及评价尺度的土壤健康评价层级指标体系。在不同尺度范围内管理目标也不尽相同，可以根据管理目标划分为更小的评价单元，随着评价尺度范围的增加逐层减少评价指标数量，使评价更具可操作性。同时，在评价过程中需结合当地的条件，对于容易出现土壤退化或障碍明显的地区，可以将障碍因子作为区域土壤健康评价的重要指标，并针对性地提出适宜当地的健康土壤培育策略。
4）土壤健康的落地实现要结合当前耕地存在的主要问题，建立适宜当地的评价方法、数据库和决策支持系统。
5）土壤健康行动需要跨区域乃至跨国家联动形成全球共识。
