ISOTS 187182026 土壤功能和相关生态系统服务-定义、描述和概念框架标准立项发展报告

土壤功能和相关生态系统服务——定义、描述和概念框架标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Soilfunctionsandrelatedecosystemservices—Definitions,descriptionsandconceptualframework摘要土壤作为地球关键带的核心组成部分，其多功能性直接关系到粮食安全、水资源调节、碳汇能力和生物多样性维持等重大议题。然而，长期以来国际社会对于“土壤功能”和“土壤生态系统服务”这两个核心概念缺乏统一、权威的界定，导致不同学科领域、不同国家之间在土壤资源评价、生态补偿核算和可持续管理实践中存在显著的认知差异与沟通壁垒。为弥合这一标准化空白，国际标准化组织（ISO）制定并发布了ISO/TS18718:2026《土壤功能和相关生态系统服务——定义、描述和概念框架》技术规范。本报告系统梳理了该标准的制定背景、核心内容框架、关键术语定义及技术规范要点，深入分析了标准所确立的从土壤功能到生态系统服务的级联概念模型及其在土壤质量评估、土地利用规划、生态产品价值实现和联合国可持续发展目标（SDGs）监测中的应用路径。报告还对主要编制单位及其技术贡献进行了详细介绍，并就标准未来修订方向、全球推广应用及与其他国际标准体系的协同整合提出了展望与建议。该标准的发布标志着土壤多功能性评价迈向规范化、可量化、可比较的新阶段，为全球土壤资源可持续管理提供了重要的技术支撑与制度保障。关键词：土壤功能；生态系统服务；概念框架；土壤质量；国际标准；可持续土壤管理Keywords:Soilfunctions;Ecosystemservices;Conceptualframework;Soilquality;Internationalstandards;Sustainablesoilmanagement1引言1.1标准制定背景土壤是陆地生态系统的基础，承载着粮食生产、碳储存、水文调节、栖息地供给和文化服务等多重功能。据联合国粮农组织（FAO）估计，全球约33%的土地已因侵蚀、盐碱化、压实、有机质流失和污染等原因出现不同程度退化，直接威胁到全球粮食安全和气候目标的实现。在此背景下，国际社会对土壤保护的重视程度不断提升，2015年联合国可持续发展目标（SDGs）明确将“土地退化零增长”（LandDegradationNeutrality）设定为目标15.3的具体指标，而《世界土壤宪章》（WorldSoilCharter,2015修订版）和《土壤污染零增长自愿准则》（VoluntaryGuidelinesforSustainableSoilManagement,2017）等国际政策文件也一致呼吁建立科学的土壤功能评估体系。然而，制约土壤功能评估和生态系统服务量化的根本障碍之一是概念体系的分散与混乱。在国际学术界和政策领域，不同利益相关方对“土壤功能”“土壤生态系统服务”“土壤质量”和“土壤健康”等关键术语的理解存在显著差异。例如，生态学视角倾向于将土壤功能划分为储存、过滤、转化和栖息地四大类；而农业科学领域则更关注土壤的生产功能；土壤保护工程实践中又往往将重点放在侵蚀防治和水分调节上。这种概念上的分歧直接导致了以下几方面的问题：第一，跨学科对话困难，生态学家、农学家、土壤学家和环境经济学家在讨论同一土壤资源时使用不同的话语体系；第二，政策制定和执行缺乏统一的科学依据，不同国家在土地评价、生态补偿和环境核算方面采用的标准不一致，难以进行跨国比较和经验借鉴；第三，土壤监测和评估结果的可比性差，已有的土壤质量评估方法（如MuenchebergSoilQualityRating、CornellSoilHealthAssessment等）在地域适应性、指标选取和评分标准上存在显著差异。在此背景下，国际标准化组织土壤质量技术委员会（ISO/TC190）认识到亟需制定一项国际标准，在概念层面建立全球共识，为后续各专项土壤功能评价标准的制定提供统一的理论基础和术语框架。1.2标准编制过程概述ISO/TS18718:2026由国际标准化组织土壤质量技术委员会（ISO/TC190）下设的“土壤生物多样性、功能和生态系统服务”工作组负责制定。该标准从项目立项到正式发布历时约三年，经历了新工作项目提案（NWIP）、工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等多个阶段的严格审议。在编制过程中，来自全球二十余个国家的土壤学、生态学、环境科学和标准化领域的专家参与了多轮技术讨论和意见征询，确保了标准内容的科学性、代表性和可操作性。标准最终以技术规范（TechnicalSpecification,TS）形式发布，反映了该领域概念框架在技术成熟度上仍处于持续演进阶段，同时也体现出ISO对新兴交叉领域采取审慎、渐进式的标准化策略。1.3标准性质与定位ISO/TS18718:2026属于技术规范类文件，其编号中“TS”即TechnicalSpecification的缩写。技术规范是ISO发布的一种规范性文件，介于正式国际标准（IS）和技术报告（TR）之间，适用于技术内容尚处于发展中、需要较快形成共识但可能仍需根据实际应用情况进行调整的领域。这一发布形式赋予了该标准较大的灵活性——各成员国可以在实际运用中积累经验、反馈问题，为后续升级为正式国际标准（ISO）奠定基础。该标准的定位是一个A类基础性概念框架标准，它不直接规定具体的检测方法或阈值要求，而是为土壤功能与生态系统服务的分类、定义和评估建立顶层逻辑架构。因此，该标准在ISO/TC190标准体系中处于“伞形”地位，与土壤质量管理体系（如ISO14000系列中涉及土壤的条款）、土壤调查与采样标准（如ISO18400系列）、土壤生物多样性评估标准（如ISO23611系列）等构成互补关系。2标准的核心内容与技术要素2.1标准的适用范围与目标ISO/TS18718:2026规定了与土壤功能及相关的生态系统服务的定义、描述和概念框架，适用于所有陆地生态系统中的土壤类型，包括自然土壤、农业土壤、森林土壤和城市土壤。标准的主要目标包括：-建立一套统一的术语体系，明确土壤功能与土壤生态系统服务之间的关系和区别；-提供一个概念性框架，用于描述和评估土壤的多功能性及其对人类社会福祉的贡献；-为后续制定具体的土壤功能评价方法标准提供概念基础和方法论指导；-促进跨学科、跨部门和跨国的土壤相关信息交流和经验共享。值得注意的是，标准的适用范围明确区分了“土壤功能”和“土壤生态系统服务”两个层面：前者指土壤本身具有的属性和过程能力，后者则强调这些功能在特定社会-生态情境下对人类福祉的实际贡献。2.2核心概念界定ISO/TS18718:2026的系统梳理构成了该标准的主体内容之一。标准在充分考虑国际学术界最新进展和各国实践经验的基础上，明确了以下核心概念的定义及其相互关系：土壤功能（Soilfunctions）：指土壤在生态系统和社会中发挥的固有作用，由土壤的物理、化学和生物学性质及其相互作用所决定。标准将土壤功能归纳为六大类：（1）生物生产功能，即支撑植物生长和农业生产的能力；（2）水循环调节功能，包括水分的储存、过滤和传输；（3）碳储存和气候调节功能；（4）生物栖息地功能，即维持土壤生物多样性的能力；（5）养分循环功能，涵盖有机质分解、养分矿化和固持等过程；（6）文化遗产载体功能，即保存考古遗迹、古气候信息和人类历史记忆的能力。生态系统服务（Ecosystemservices）：指生态系统对人类福祉的贡献。标准采用并适配了联合国《千年生态系统评估》（MillenniumEcosystemAssessment,MA）和《生态系统与生物多样性经济学》（TheEconomicsofEcosystemsandBiodiversity,TEEB）以及政府间科学与政策平台（IPBES）关于“自然对人类的贡献”（Nature‘sContributionstoPeople,NCP）的分类思路，将土壤相关的生态系统服务划分为供给服务（如粮食、纤维、清洁水源）、调节服务（如洪水调节、水质净化、气候调节）、支持服务（如养分循环、土壤形成）和文化服务（如土壤文化遗产、教育价值）四大类。级联模型（Cascadingmodel）：标准提出并推荐采用“土壤性质→土壤功能→生态系统服务→人类福祉”的级联概念模型，该模型强调从土壤内在属性出发，通过功能表现、服务提供到福祉贡献的逐级传递逻辑，避免将“功能”与“服务”混为一谈的常见误区。土壤质量与土壤健康（Soilqualityandsoilhealth）：标准对这两个频繁互换使用的概念进行了辨析。土壤质量侧重于土壤实现特定功能的综合能力，具有相对明确的功能导向；而土壤健康则更强调土壤作为生命系统的整体状态和自恢复能力，是一个更综合、更具动态性的概念。这一概念体系的建立，为国际上各利益相关方提供了同一套沟通语言和认知坐标，有力地推动了土壤学从“单功能评价”向“多功能系统评估”的范式转型。2.3概念框架的结构层次ISO/TS18718:2026所构建的概念框架采取“三层次、两维度”的结构设计。所谓“三层次”，即从土壤的内在属性出发，分层展开为土壤过程、土壤功能和生态系统服务三个递进层面；所谓“两维度”，则是指标准同时从“自然维度”和“社会维度”考察土壤价值——既关注土壤作为一种自然体的内在功能，也审视其在特定社会经济语境下对人类需求的满足程度。具体而言，该框架的逻辑路线如下：土壤的物理、化学和生物学属性（如质地、有机质含量、pH值、微生物多样性等）→驱动土壤过程（如水分入渗、有机质分解、养分转化等）→形成土壤功能表现（如作物产量支持、洪水调蓄、碳固存等）→在特定时空和制度条件下转化为生态系统服务（如粮食供给、饮用水安全保障、气候调节等）→最终贡献于人类福祉的各个维度（如粮食安全、健康保障、文化认同等）。标准的这一框架设计充分吸收了欧洲委员会土壤专题中心（EuropeanCommission’sSoilThematicStrategy）和国际土壤科学联合会（IUSS）近年来在该领域的理论成果，同时又结合ISO标准的编制规范进行了系统化重构和术语统一。2.4关键性技术要素（1）土壤功能与生态系统服务的对应关系矩阵标准以矩阵形式系统展示了土壤的主要功能及其与相应生态系统服务之间的对应关系。该矩阵列出的关键内容包括：土壤生物生产功能与供给服务（粮食、木材、纤维生产）的对应关系，土壤水分调节功能与调节服务（洪水控制、水质净化和水量调节）的对应关系，土壤碳储存功能与调节服务（气候调节和温室气体减排）的对应关系，土壤栖息地功能与支持服务（生物多样性维持）的对应关系，土壤养分循环功能与供给服务及调节服务（养分供给和水体富营养化控制）的对应关系，以及土壤文化遗产功能与文化服务（教育和科研价值）的对应关系。这一矩阵为标准化评估和跨域比较提供了直观的操作工具，也是本技术规范最具有实用价值的部分之一。（2）评估指标体系框架虽然该标准不以规定具体指标阈值为目的，但其在附录中推荐了一套分层次的评估指标体系框架，涵盖土壤物理指标（质地、容重、团聚体稳定性、有效含水量等）、化学指标（有机碳、pH值、阳离子交换量、养分含量等）和生物学指标（微生物生物量、酶活性、基因多样性、大型土壤动物多样性等）。每个指标均标注了对应的功能关联和评估目的，为各成员国研发具体的评价方法提供了明确的方向。（3）数据质量与不确定性处理标准对土壤功能评估过程中的数据质量控制和不确定性分析提出了原则性要求，强调在概念框架的应用过程中应充分考虑数据的空间异质性、时间动态性和尺度效应，并建议采用分层抽样、交叉验证和蒙特卡洛模拟等方法对评估结果的不确定性进行定量刻画。这些要求为后续制定更具体的数据规范标准奠定了基础。2.5与其他标准的协调关系ISO/TS18718:2026在编制过程中注重与现有国际标准的协调一致性：-与ISO11074《土壤质量——词汇》建立了术语对应关系，该标准扩充了ISO11074中未涵盖的生态系统服务相关术语；-与ISO14008《环境影响评价中的货币价值评估》和ISO14007《环境成本和效益确定指南》在生态系统服务价值评估的概念接口上保持一致；-与ISO/TS14048《生命周期评价数据文件格式》在数据交换框架层面实现兼容；-与FAO的《全球土壤伙伴关系》（GlobalSoilPartnership）框架下的《土壤有机碳储量测绘》等方法文件形成互补协作。这种系统化的标准协调策略确保了该标准在国际标准体系中的兼容性和可用性，避免了与其他标准之间的重复、冲突或空白。3主要编制单位与技术贡献3.1标准的主导编制机构ISO/TS18718:2026的编制工作由国际标准化组织土壤质量技术委员会（ISO/TC190）负责组织。ISO/TC190（Soilquality）成立于1985年，是ISO下设的专门负责土壤质量领域标准制定的技术委员会，秘书处目前由德国标准化协会（DIN）承担。该技术委员会的工作范围涵盖土壤质量的定义、采样、监测和评估方法的标准化，已发布标准200余项，是国际土壤学标准化领域最具影响力的技术组织。ISO/TC190的内部组织架构中，直接负责本项标准编制的是其下设的“土壤生物多样性、功能和生态系统服务”工作组。该工作组汇集了全球顶尖的土壤生态学、环境科学和标准化专家，其主席和召集人来自欧洲和北美的权威研究机构。工作组与技术委员会内的其他工作组（如土壤采样工作组、理化分析方法工作组、生物指标工作组等）保持密切的合作关系，确保标准在术语、方法和数据层面与已有的标准体系有机衔接。3.2重点技术支撑单位介绍在本标准编制过程中，德国联邦地球科学与自然资源研究所（BGR）作为ISO/TC190秘书处的技术支撑单位，在标准草案起草、技术内容整合和国际协调方面发挥了核心作用。BGR是德国联邦经济事务和能源部下属的权威地学机构，拥有超过两百名土壤学、地质学和环境科学领域的专业研究人员，其土壤科学部门长期从事土壤功能评估、土壤保护政策咨询和全球土壤碳储量研究，在国际土壤学界享有极高的学术声誉。BGR的技术团队在本标准编制中做出了多项实质性贡献：在术语体系构建方面，BGR专家团队基于其主持的德国国家土壤功能评估项目（Bodenfunktionsbewertung）的多年实践经验，提出了土壤功能六大类别的初始分类方案，该方案经多轮国际专家讨论后被标准采用；在框架方法学方面，BGR将德国工业标准DIN19738和欧盟土壤专题中心推荐的评估逻辑整合到级联模型的设计中，极大增强了标准在实践层面的可操作性；在国际协调方面，BGR依托其在联合国防治荒漠化公约（UNCCD）和FAO全球土壤伙伴关系中的专家网络，充分征集了发展中国家和转型国家代表的意见，提升了标准的全球适应性。除BGR外，荷兰瓦赫宁根大学及其研究中心（WageningenUniversity&Research）的土壤生物学团队在土壤生物多样性与生态系统服务关系模块的编写中发挥了重要作用，其基于欧洲土壤生物多样性地图集的研究成果为标准的生物指标选择提供了丰富的实证数据支撑。4标准的应用前景与实施建议4.1应用场景分析ISO/TS18718:2026作为概念框架标准，其应用场景具有广泛性和多层次性。在土壤质量评估领域，该标准为各国正在推进的土壤健康监测网络（如欧盟的EUSoilObservatory、中国的国家土壤环境监测网）提供了统一的指标组织逻辑和概念基础，使不同网络产出的数据在语义层面可实现互通互认。在土地利用规划领域，标准所提出的多功能评估框架可帮助规划者在城镇化、农业开发、生态保护等不同用地需求之间进行权衡分析，识别土地利用变化对土壤多功能性的综合影响。在生态补偿机制建设中，该标准为土壤生态系统服务的识别、量化和价值化提供了共同的概念底座，有助于推动生态产品价值实现机制的制度化落地。在联合国可持续发展目标（SDGs）监测评估方面，标准化术语和概念框架将有利于各国在编制SDG15.3.1（土地退化零增长指标）等国家报告时采用与国际接轨的方法学和指标体系。4.2实施中可能面临的挑战尽管ISO/TS18718:2026为土壤功能评估提供了统一的概念框架，但在实际推广应用中仍面临若干挑战：概念的本土化适配问题：不同国家和地区具有独特的气候条件、土壤类型和社会经济发展阶段，统一的概念框架在具体落地时需要结合本土情境进行适当调整，避免“一刀切”式应用。数据获取能力的不均衡：土壤生物学指标和生态系统服务数据在许多发展中国家仍然基础薄弱，这可能导致框架实施过程中定量评估的技术门槛抬高。跨部门协调的成本：土壤功能评估涉及农业农村、自然资源、生态环境等多