主要因集約化農業和森林砍伐所致的土地退化，對60%以上的全球土地資源產生了影響。土地退化影響著依靠這些土地進行糧食生產的10多億人的生活。為了保護和可持續地利用世界自然資源，各國與原子能機構及其合作伙伴（如聯合國糧食及農業組織）合作，以實現聯合國可持續發展目標15“保護、恢復和促進可持續利用陸地生態系統，可持續地管理森林，防治荒漠化，制止和扭轉土地退化，遏制生物多樣性喪失”。
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可持續發展目標15：陸地生物
專家利用涉及某些類型原子（稱作同位素，如氮-15和碳-13）的核技術評定土壤質量，研究作物如何吸收養分，以及土壤如何移動。這些信息有助于他們開發有效的土壤管理和作物生產方法。這些方法，如間作和構筑梯田，幫助人們在保護土壤資源的同時持續種植糧食，并在某些情況下，扭轉侵蝕和防止土壤污染水資源。
借助核科學，專家還可追蹤和阻止污染物危害環境。他們可以識別化學肥料或工業污染物等不同污染物中的某些同位素，以測量其濃度并追蹤其來源。這種數據可幫助決策者了解污染物的影響，并制定保護環境的政策。
保護環境免受輻射污染是原子能機構工作的另一個重點領域。在這種情況下，例如在核或輻射事件或事故期間或在前鈾生產場址，專家與原子能機構合作評估并安全有效地治理這些區域。這涉及除其他外，特別是解決直接的安全關切，去除或固定放射性核素及改變其路徑。目的是在保護公眾的同時恢復受影響的土地。
