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土壤侵蚀概念

土壤侵蚀概念

土壤侵蚀概念范文第1篇

关键词:水土保持;方案编制;水体损失;土地保育

水土保持方案编制应考虑的问题,究竟是一些什么问题呢?由于人们对水土保持概念理解的偏差,在编制水土保持方案时仅着眼于防治土体损失的机械固定,仅仅限制在使用工程措施,从字面上理解植物措施,没有意识到防治水体损失方面的保持利用,忽略对风力侵蚀的防治,不考虑植物侵蚀和化学侵蚀等。

要讨论这些内容的不合理问题,首先得搞清水土保持概念的内涵与外延。

1水土保持概念的内涵与外延

由水土保持的概念看来,要弄清水土保持的内容,还必须弄清水土流失的定义。水土流失和水土保持是两个相对的概念,根据一些学术专著,它的意义也是比较明确的:是指土壤侵蚀(包括水、风、重力、人为活动等营力)造成陆地表面水土资源和土地生产力的破坏和损失。

然而什么又是土壤侵蚀呢?土壤侵蚀是国际通用的土壤学学术用语,国际上有代表性的学术专著和机构对此定义大致相同,即水、风、重力等作用下土壤的流失。国内定义是指土壤在内外力(如水力、风力、重力、人为活动等)的作用下,被分散、剥离、搬运和沉积的过程。

当然,随着人们对土壤侵蚀和水土保持的认识的不断深入,土壤侵蚀、水土保持的概念和内涵也在不断地发展演变。正如土壤侵蚀从最初的由于水力或风力作用引起的土地表面物质的移动,逐步发展到土壤在内外因力(如水力、风力、重力、人为活动等)的作用下,被分散、剥离、搬运和沉积的过程,水土保持概念也由初期的土壤保持发展为今天的水土保持并举,从单一强调土壤侵蚀引起土地生产力退化到同时强调土壤侵蚀环境与全球生态环境的联系,如水土流失与水环境的联系,水土保持与全球气候变化的联系等,即水土保持的对象已经不再是停留在山区、丘陵区和风沙区的水土资源,而是任何在内外力(如水力、风力、重力、人为活动等)的作用下被分散、剥离、搬运和沉积的水土资源,水土保持的内容已不只是防治水土流失,而是维护和提高土地生产力,建立良好生态环境。

由此看来,水土保持涉及的内容除了防治水土资源的流失外,还赋予了利用水土资源,绿化美化环境等。其中,防治水土流失涉及防治土地荒漠化、防旱保水等内容,维护和提高土地生产力涉及了植物侵蚀、化学侵蚀,慎重考虑工程措施等内容,绿化美化环境则涉及了植树造林,慎重使用复垦措施等内容。总之,水土保持已不是最初的水土流失防治,即采取措施简单地把水土资源固定在某一个区域。

2问题根源的解析

前面已经说了方案中存在的问题。为什么会出现这些问题呢?我想最根本的是把水土保持单纯地理解为水土保护,而没有意识到水土保护的根本目的。现结合前面给出的概念来解析这些问题。

2.1仅把“保持”理解为“保护”

保持含义不仅限于保护,而是保护、改良与合理利用。由于一部分人把水土保持单纯地理解为水土保护、土壤保护,甚至与土壤侵蚀控制等同起来,没有意识到土壤的改良以及土壤合理利用于农、林业生产,即没有考虑到对土地生产力的提高,因此,在方案设计的时候,仅着眼于防治土体的损失,进行机械地“固定”处理,夸大甚至是盲目使用工程措施,从字面上理解植物措施。

2.1.1没有着眼于提高土地生产力。有人认为,用工程措施可以把土壤很好地圈定在某一空间范围,这样处理后基本不会发生土壤侵蚀的现象。有的就是忽视植物措施对土壤的改良功能及其对荒漠化的防治功效,在方案编制中忽视植物措施,至少不对石料场、石渣场采用植物措施,加速了该区域土地石漠化、荒漠化的进程。也有人在方案编制中不是先考虑提高土地生产力方面的土地熟化,而是随意采用复垦措施,使土地越垦越穷。相对次要一点的是,在方案中没有提及风力的扬尘等对土地的沙化。也许有人会问:为什么要提高土地生产力呢?因为他们只知道土地是农业生产发展的重要因素之一,不知道中国仅有10.20%的土地面积适于农业,37.10%适于畜牧,且风与水冲刷严重。因此必须考虑土地资源的可持续发展。

从提高土地生产力、水土资源的可持续发展来看,把弃渣场设置在农田的方案也是不可取的。就算弃渣在水土保持措施处理后,能够使土地生产力提高到以前农田状况下的水平(一般情况下是不可能的),但弃渣场本身占压了肥沃的土壤,让其退化,变得难以利用。据科学测算,自然风化1cm表土层需要400年时间,而风化成30cm耕作层,则至少需要1.20万年。但破坏这1.2万年才风化成的耕作层,却只需一朝一夕就完成了。这是一种资源在时间

上的巨大浪费。因此,强烈反对占用农田不经处理就用作弃渣处理场地处理弃渣的方案。

2.1.2对绿化、美化环境认识浅薄。由于没有意识到绿化、美化环境,一部分人没有考虑植物措施,或乱用植物措施,或没有把植物措施设计到相应深度等。总的说来,是对绿化、美化环境的认识没有深入。没有考虑植物措施的人完全没有考虑水土保持的绿化、美化这一部分内容。在方案设计中,不在乎植物措施,认为在工程措施的防护下,已经能够达到防治目标,采用植物措施纯属多余。

乱用植物措施是不知道植物间的互生与对土壤肥力的竞争,只知道植物对土壤的改良,不知道一些植物在人为作用下恶化土壤理化性质、降低土壤肥力(即植物侵蚀)。要么是简单的进行混交造林,没有考虑主要树种与伴生树种之间的关系,对各树种不进行优化配置;要么乱用植物种造林,使得外来物种入侵并恶化土壤理化性质,降低土壤肥力,造成植物侵蚀。

没有把植物措施设计到相应深度的人是对植物的绿化、美化作用的认识深度不够而总认为种下去就成。他们要么是随意设计,没有考虑立地条件;要么是简单设计,没有考虑混交造林;在简单的进行混交造林设计中,没有考虑造林密度对生长量的影响;当然,他们植物措施中更不会考虑到微生物对土壤理化性质的改良作用(其实,植物措施常常是和生物措施相互通用的)。

2.2仅从定义上理解,没有注意到事物的发展

早期,人们只提出了土壤保持这一概念。而今,还有很大一部分停留在这一概念上,认为只是对于水力、风力等各类因素引起的土壤侵蚀的治理。于是,他们没有注重水体的保护和利用,没有意识到化学侵蚀带来的危害。也就是说,没有水忧患与水战略的意识。当然,这些还与水体保护的具体定义有关,因为在这一方面大家还持不同的意见:如有人把入渗作为一种水体保护措施,但有人认为,入渗到地层深处的水体已经变得难以利用。

因此,在方案编制中少了很多内容,让编制方案的根本目的落空。没有了“维护和提高土地生产力”这一内容,好多东西也就空荡起来,更别说水土资源的可持续发展了。个人认为,水资源的保持要从水资源的利用、便于利用出发,做好库存,同时进行防污染处理。

土壤侵蚀概念范文第2篇

对于《陆地与水》单元的核心概念,STC课程这样描述:景观是在地球表面多种自然过程的长期和共同作用下形成的。分级概念为:①在地形的形成过程中,水发挥着重要的作用;②不同的地形,可能会改变水流的方向和流量。人类会对这些过程产生一定的影响。

《陆地与水》单元的第一课主要通过“头脑风暴”和“描述解释”两种教学方法来暴露学生对于“陆地与水”这个主题的初始概念。

1. 头脑风暴

为了使学生对某个主题展开有效的学习,STC课程一般在每个单元的开始,通过“头脑风暴”激活学生的思维状态,以此作为学生概念发展的起点。在这种练习中,学生贡献自己对某个主题的观念或问题,使学生注意自己的初始想法以及需要解决的概念问题。

教师借助这种教学手段能有效地发现学生对这个主题知道什么,在思考什么。每次“头脑风暴”都要求学生遵循几个基本原则:①没有成见地接受各种观点;②对其他同学贡献的观点不要批评或评论;③努力把自己和其他同学的观点联系起来。

在《陆地与水》的单元起始课,教师设计两组问题:“关于陆地与水,我们知道什么”、“关于陆地与水,我们想知道什么”。通过这两组问题来了解学生的初始概念,教师将大家的看法记录在班级记录——一张大新闻纸上。

在“关于陆地与水,我们知道什么”的班级记录中,有两条关于“陆地与水”相关联的认识,即“我知道海洋面积比陆地面积大”和“地球是由陆地和水组成的”。在“关于陆地与水,我们想知道什么”的班级记录中,只有一条“陆地与水”相关联的认识,即“南北极大陆是由水组成的吗”。由此可以发现,学生对于水、陆地虽然有一些了解,但仍存在很多问题。

2. 描述解释

“头脑风暴”之后,教师采用情境教学法——让学生“描述解释”。这种方法借助图片将学生带到一个真实的情境中。学生观看体现陆地与水之间关系的四幅图片,描述观察结果并回答相关问题。

这样,教师可以通过学生的“解释”进一步了解学生对于“陆地与水”这个主题的初始概念,看看他们的认识处于什么阶段,便于教师指导学生朝着单元的预期目标发展。

教师先为学生出示两张图片。出示第一张图片后,教师提出两个问题:你为什么能够看到这些树的根部?下雨时,你认为大树附近的土壤会怎样?

针对第一个问题,有些学生认为,“树就是那样长的。”说明这部分学生还没有意识到陆地与水会发生相互作用。有些学生说:“因为沙地没有水,所以大树的根扎不下去。”还有学生指出:“因为树长在悬崖边,土都滚到下边去了。”这些回答说明学生对于陆地与水的关系存在模糊认识。

针对第二个问题,有些学生说:“下雨了,土会被淋湿松动,所以大树会倒下。”有些学生认为,“小雨会滋润大树”。还有些学生的解释是,“中雨或大雨会使周围的沙丘以及石块流失,形成泥石流。”持有这些观点的学生已经意识到陆地与水是相互作用的,但经验不足,没有认识到这是一个缓慢的过程。

出示第二张图片后,教师提出两个问题:你认为这里为什么会有一个瀑布,描述一下这幅图片中水流的速度。

学生有以下几种回答:①因为有个悬崖,水流到那里就掉下来了。②可能是被小行星撞出来的或分裂出来的大峡谷。过了几千年或几万年流下来的水形成了瀑布。水流的速度特别快,冲击力很强。对持有以上观点的学生来说,他们没有意识到水对岩石的侵蚀作用,水对岩石侵蚀的程度不同,水流的速度也不一样。③水流一开始很快,但后面有一块大石头阻碍了水,所以流得慢了。持有这种观点的学生虽然意识到了水流速度的不同,但没有意识到水会对岩石造成侵蚀。④水有力量,滴水可以穿石。持有这种观点的学生能将语文课中学到的知识迁移过来。

上述方法使我们了解到,大多数学生关于陆地与水的认识只是一些孤立的知识。这与单元设定的分级概念——“在地形的形成过程中,水发挥着重要的作用;不同的地形,可能会改变水流的方向和流量”有相当大的距离。STC课程通过构建教学框架,帮助学生转变现有观念,一步步建构单元的核心概念。

第2课的内容是“水循环”。教师为学生设计一个模拟实验——水循环,为每组学生建立一个实验操作台,操作台有一个大的塑料盒子、自然界的土壤(包含四种成分:沙子、沙砾、黏土和腐殖土)。教师引导学生在短时间内观察“蒸发、凝结、降水”的循环过程,帮助学生将头脑中对“蒸发、凝结”等知识的孤立认识与“水循环”之间建立联结。陆地上的水蒸发以后,变成水蒸气凝结成上空的云,云与冷空气还原成水,再次变成雨落回地面。这样,学生了解到水是从哪里来的,为后面帮助学生了解水和陆地的作用奠定基础。

第3课是“模拟降雨”。教师将实验台改造成土地模型,学生在实验台上看到雨落到陆地上变成溪流,带走一部分土壤。这个实验让学生意识到雨水会对陆地造成不同程度的侵蚀。这是学生的认识开始转变的一个节点。侵蚀的结果会是什么样子?又有什么不同?研究内容顺势发展。

第4课到第10课都是溪流对陆地造成侵蚀的探究内容。学生通过对比实验发现:①溪流对不同成分的土壤表面侵蚀也不同——形成侵蚀和沉积;②溪流对不同成分土壤内部的侵蚀不同——形成地下水与径流;③溪流的流速不同,侵蚀土壤的程度也不同;④单个小溪和多个小溪作用于陆地所造成的影响不同……随着研究的深入,学生越来越清晰地认识到,在地形的形成过程中,水发挥着重要的作用。

利用6节课的教学时间,STC课程从深度与广度上对“溪流对陆地的侵蚀”展开研究,在学生的头脑中逐步建立起水可以作用于陆地、改变地形,但是陆地也对水有影响的认识。这是学生的认识发生转变的第二个节点。

第11课的内容是“高山和岩石”。这个内容是为了顺应学生认识发展的需要而呈现的。教师在溪流实验台放上大小不同的石头模拟高山和岩石,学生看到溪流流过的痕迹,发现溪流的水流方向和速度发生了改变。这时,学生开始意识到,不同的地形可能会改变水流的方向和流量。由此,学生提出,我们是不是可以想办法改变溪流的水流方向和速度,从而减少或避免陆地被侵蚀,保护我们的家园免受灾害。这是学生认识上生成的一个全新的节点。

第12课到16课学生通过在溪流台上建筑水坝、检验水坝,控制水流及其方向,种植植被控制陆地侵蚀,选择材料、设计家园等一系列活动,经历人类对水进行控制的过程,这是学生认识转变的第三个节点——他们认识到人类可以控制水,减少陆地的侵蚀。在这些真实的情境中,学生将单元学习中的所有概念点建立联结,在头脑中建立起“陆地与水”的概念体系。

经历了STC课程设计的学习周期后,学生在认识上发生了变化。学生原本对于“陆地与水”孤立的认识已经建立起了联系,如能够通过建水坝引流、种植被稳固土壤、利用高山巨石改变水流方向与速度等具体做法保护自己的家园。单元学习后的集体论证中,学生能够清晰地阐述自己的认识,“水会侵蚀土壤;陆地可以改变水流方向和流速;植物可以防止陆地被水侵蚀,防止水土流失;陆地和水可相互作用;径流流速快,冲走土壤多……”这些说明STC课程的设计在学生概念建构方面发挥了效能,达成了预期的目标。

总之,本单元的最后一课和第一课创设了同样的情境——头脑风暴和描绘图片。通过前后对比以及相应活动中的反馈,教师记录下学生对本单元课程的学习过程。在教学过程中,我们通过一个操作实验台的材料串联起整个单元,学生在这个实验台上模拟降雨,制作水土模型,研究水循环,观察小溪的形成及其对陆地的侵蚀。通过观察分析各种相关图片,学生了解了水对陆地的形成所发挥的重要作用。每课内容之间都有一定的逻辑关系,将课程逐步引向深入。在这个过程中,学生逐步修正和完善自己对于“陆地与水”的原有概念。在后续的学习中,学生随时将新的想法与问题添加到“班级记录”上,以此作为评测学生概念建构发展状况的依据。

1. 让学生做学习的主人

在STC课程中,教师把学生作为一个生命的个体,将学生的认识发展规律作为教学研究的依据,引导学生带着自己的观点进入学习过程。教师关注学生在学习和体验过程中观点所发生的变化,引领学生在反思中发现新认识。在教学过程中,教师尽量满足学生的学习需求,帮助他们积累一定的情境经验,从而引发概念的发展,促进知识的迁移。在STC课程中,学生是学习的主人,教师要在学生理解的基础上促进他们的发展,而不是为了建构概念而建构。

2. 引导学生进入深层次的学习

STC课程通过引导学生在有结构的概念框架下逐步展开自主的探究活动。为了使学生真正懂得新概念的含义,教师要很好地理解学生的学习规律,了解学生进入课堂时已掌握的知识,设计有效的学习情境,层层推进,帮助学生经历和体验深层次的学习。

3. 概念建构是一个渐进的过程

概念的建构不可能一两节课就达成,而是一个渐进的过程。STC课程对这个渐进的学习过程进行系统规划,使其具有一定的连贯性。知识之间是有内在的联系的,我们应关注概念间的联系。每个单元教学都应围绕核心概念来组织和开展,为学生提供连贯的教学内容,帮助学生建立有组织、有结构的联系,形成认知模型,从而有效地建构核心概念。

4. 概念建构需要在情境中完成

与我们现在的科学课程不同,STC课程处处可见“情境”的创设。在遵循儿童认知特点的基础上,创设学习情境。STC课程的“情境”是真实的、有意义的。在教学过程中,教师给予学生具体的目标,学生能够在自己所熟悉的情境和新的情境之间建立联系,激发学习的需要,发现学习的意义,进而解决问题、发展潜能。

5. 概念建构需要学习共同体

STC课程强调建立学习共同体。这个共同体有明确的目标,有清晰的分工,有分享的意识,有安全的心理氛围,在一个学习周期的合作中共同完成一个个任务,攻克挑战性活动。这样做,有助于每个成员更好地发挥自己的能力,产生有效的合作,让学生得到更大的发展。因为在学习共同体中,成员之间是互相依赖的关系,每个成员都应尽到自己的责任,这份责任从内心深处督促每个成员进入到学习中来。

6. 概念建构需要集体论证

土壤侵蚀概念范文第3篇

[关键词]生态建设 策略 分析 问题 可持续发展

[中图分类号] X171.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-173-1

就世界发展来看,我国是目前水土流失最为严重的一个国家。据相关人员统计,目前我国大约400万平方千米的国土面积存在着不同程度水土流失的现象。水土流失会使土地生产力下降,会导致河湖泥沙淤积的现象,加强了干旱以及洪涝的灾难的发生,从而严重性的威胁了人们生活。简单来说,治理水土流失现象已经成为保卫我国发展的一大关键之处。水土保持生态建设能够促进生态环境的良性循环,运用生态系统的基本原理,可以针对不同恶化程度的地方,实施不同水土保持措施,以改善自然生态系统或者设计优化的人工生态系统,充分发挥自然资源的生产潜力,遏制生态环境恶化的现象,以期能够实现经济、生态以及社会综合效益最大化的现象。就此提出了相关策略,仅供参考。

1水土保持生态建设意义

水土生态建设的意义,指的就是在进行水土保持过程中,所采用的各项措施对于保护和改良人类社会生存的自然环境条件的综合运用。在各项措施当中,对于水的保护工作以及对于土的保护工作是水土保持生态建设的基本步骤。首先从水土保持的定义来看,要确保其内容,明白水土流失的含义,明白水土流失以及水土保持的概念,虽然说没有明确的定义,但是根据一些论著,很清楚地知道了他们的含义。土壤侵蚀指的就是风、水、人为活动等造成陆地表面水土资源和生产力的损失和破坏。在人类逐渐了解了土壤侵蚀以及水土保持的认识之后,土壤侵蚀以及水土保持的概念在不断地演变着。比如说,土壤侵蚀已经开始由最初的风力或者水力作用引起的土地表面物质的移动,逐步的向内外力而不断变化。并且被不断地剥离、搬运和沉积。但是,伴随着人们对土壤侵蚀以及水土保持认识的不断深入,土壤侵蚀、水土保持的概念以及内涵在不断的演变。土壤侵蚀已经开始由最初的地方或者锋利作用等引起土地表面物质的移动。逐步在内外力的作用下,被剥离、分散、搬运、沉积,水土保持的概念也从起初的移动逐渐变成退化,到强调土壤侵蚀环境和全球生态环境的联系。比如说水土流失和水环境的关系,水土保持和全球气候变化的关系,即水土保持已经不再停留在山区、丘陵,而是存在于任何有内外力的地方,水土保持的内容已经不在单纯的只是防治水土流失,而是提高土地生产力,维护土地生产力,建立一个良好的生态环境。

从这一点可以看出,水土保持设计的内容除了要进行水土资源的流失的防治以为,还应该进行水土资源、绿化美化环境。比如说防旱保水,慎重的进行土地的开垦。总而言之,水土保持已经不再只是单纯的水土流失防治,而是采用措施将水土资源固定在某一个区域当中。

2水土保持生态建设存在的问题以及解决措施

水土保持生态建设中存在的问题有很多,可以从以下两个方面说起。首先是森林植被的破坏问题,由于生态环境本身较为薄弱,尤其是在水土保持方面,如果说森林植被遭受到了不同程度而破坏,就会造成水土流失严重的现象,最终会影响区域的经济、文化以及环境。具体来说就包括了土地利用、就业、技术进步、交通路网以及区域文化,这非常不利于可持续发展。在加强森林植被管理的时候,应该多采取措施,严厉的打击乱砍滥伐的行为,构建出一定的森林植被群,有效地制止水土流失的现象。

工程建设也会影响水土保持生态建设,在城市化建设过程中,其工程建设会给生态系统带来一定的压力,尤其是在建设过程中,缺乏整体规划以及合理利用的概念,还因为废弃物品以及污染源的侵蚀,会打破水土生态平衡,不能够更好地发挥出它应用的功效。

3水土保持生态建设的策略

我国越来越重视水土保持生态建设,我国已经开始把水土保持生态建设作为重点项目,为了能够达到国家所要求的那个高度,进行更好地实施策略。水土保持生态建设,已经开始逐步的加入国家西部大开发的根本点以及重点环节当中,已经成为生态环境建设、改善农业生产条件和治理江河的一项根本措施。对于这一点,我国开始根据相关情况,发挥了社会主义制度的优越性,开始逐渐改变国水土流失严重的现状,以期能够实现我国江河清澈的目标。

就我国几十年以来坚持治理水土流失的经验来看,以小流域为单位,进行山、林、田、路、草的推移规划,因地制宜,综合治理,使经济效益与社会相结合。不仅如此,还要遵循自然规律,注重发挥生态自我修复的能力,树立人与自然和谐相处的思想,加强水土流失治理的步伐,从而处理好水土资源合理开发和保护之间的关系。坚持科学发展观的理念,将水土流失治理和山区水利建设、防洪减灾有效地结合在一起。

注重分析我国水土流失的特点以及现状,因地制宜对于黄土高原地区、长江中上游地区、南方丘陵地区等进行重点管理,加强这些地区水土流失综合治理措施的探索和研究,为了改变我国重点治理生态环境努力,为社会经济可持续发展提供一定的典型,从而建立适应社会主义市场经济发展的机制,通过一系列的方法,使各行各业能够积极地加入水土流失治理当中。

建立适应于我国发展的水土保持法律法规体系,依照《水土保持法》进行完善。加大水土保持监督执法力度,按照一定的原则,落实水土保持的制度,加强水土流失的防治工作。

4强化管理以及运作

不仅要按照上述所论述的内容进行操作,而起还要按照国家相关水利部门所制定的重点项目的实施管理方法进行。做好前期准备工作,严把质量关。对没有县级水土保持规划或者可行性研究报告、实施方案不符合要求的,坚决不能够准予立项。严格把握其质量关,按照小流域实施的方法和单项工程设计的要求,定期对工程进度、施工质量进行严格检查工作,保证工程建设高标准,保质量,坚决杜绝豆腐渣工程。不仅如此,还要在工程验收的时候严把验收关。从组织领导、前期领导到工程计划的完成等,都应该按照一定的标准进行。

5结语

水土流失已经成为目前我国所面临的非常严重的问题,为了防治水土流失的现状。要制定好一系列的指标,监测方法以及技术犯规,组织和建立符合我国水土流失特征的模型。引入先进的技术进行水土流失的治理工作,加强成果的推广以期能够尽快将一些科技成果转变成生产力。

参考文献

土壤侵蚀概念范文第4篇

关键词 土壤退化;概况;进展;方向

中图分类号 S158.1

文献标识码 A

文章编号 1000-3037(2000)03-0280-05

鉴于土壤及土地退化对全球食物安全、环境质量及人畜健康的负面影响日益严重的现实,从土壤圈与地圈—生物圈系统及其它圈层间的相互作用的角度研究土壤退化,特别是人为因素诱导的土壤退化的发生机制与演变动态、时空分布规律及未来变化预测与恢复重建对策,已成为研究全球变化的最重要的组成部分,并将继续成为 21 世纪国际土壤学、农学及环境科学界共同关注的热点问题。但是,迄今为止,有关土壤退化的许多理论问题及过程机理尚不清楚,还没有公认的或统一的土壤退化指标和定量化评价方法[1]。因此,及时了解国际土壤退化研究的最新动向,并结合我国实际创造性地开展该领域的研究工作,具有重要的学术价值和现实生产意义。

1 土壤退化的概念

土壤退化 (Soil degradation)是指在各种自然,特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降(包括暂时性的和永久性的)甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程,包括过去的、现在的和将来的退化过程,是土地退化的核心部分。土壤质量 (Soil quality)则是指土壤的生产力状态或健康 (Health) 状况,特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力[2]。土壤质量的核心是土壤生产力,其基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力,它一方面是五大自然成土因素,即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果,带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性;另一方面,人类活动也深刻影响着自然成土过程,改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。因此,土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。根据土壤退化的表现形式,土壤退化可分为显型退化和隐型退化两大类型。前者是指退化过程(有些甚至是短暂的)可导致明显的退化结果,后者则是指有些退化过程虽然已经开始或已经进行较长时间,但尚未导致明显的退化结果。

2 全球土壤退化概况

当前,因各种不合理的人类活动所引起的土壤和土地退化问题,已严重威胁着世界农业发展的可持续性。据统计,全球土壤退化面积达 1965万km2。就地区分布来看,地处热带亚热带地区的亚洲、非洲土壤退化尤为突出,约 300万km2 的严重退化土壤中有 120万km2 分布在非洲、110万km2 分布于亚洲;就土壤退化类型来看,土壤侵蚀退化占总退化面积的 84%,是造成土壤退化的最主要原因之一;就退化等级来看,土壤退化以中度、严重和极严重退化为主,轻度退化仅占总退化面积的

38%[3~6]。

全球土壤退化评价 (Global Assessment of Soil Degradation) 研究结果[3~6]显示,土壤侵蚀是最重要的土壤退化形式,全球退化土壤中水蚀影响占 56%,风蚀占 28%;至于水蚀的动因,43% 是由于森林的破坏、29% 是由于过度放牧、24% 是由于不合理的农业管理,而风蚀的动因,60% 是由于过度放牧、16% 是由于不合理的农业管理、16% 是由于自然植被的过度开发、8% 是由于森林破坏;全球受土壤化学退化(包括土壤养分衰减、盐碱化、酸化、污染等)影响的总面积达 240万km2,其主要原因是农业的不合理利用 (56%) 和森林的破坏 (28%);全球物理退化的土壤总面积约 83万km2,主要集中于温带地区,可能绝大部分与农业机械的压实有关。

3 我国土壤退化状况

首先,我国水土流失状况相当严重,在部分地区有进一步加重的趋势。据统计资料[7],1996 年我国水土流失面积已达 183万km2,占国土总面积的 19%。仅南方红黄壤地区土壤侵蚀面积就达 6153万km2,占该区土地总面积的 1/4[8]。同时,对长江流域 13 个重点流失县水土流失面积调查结果表明,在过去的 30 年中,其土壤侵蚀面积以平均每年 1.2%~2.5% 的速率增加[9],水土流失形势不容乐观。

其次,从土壤肥力状况来看,我国耕地的有机质含量一般较低,水田土壤大多在 1%~3%,而旱地土壤有机质含量较水田低,<1% 的就占 31.2%;我国大部分耕地土壤全氮都在 0.2% 以下,其中山东、河北、河南、山西、新疆等 5 省(区)严重缺氮面积占其耕地总面积的一半以上;缺磷土壤面积为 67.3万km2,其中有 20 多个省(区)有一半以上耕地严重缺磷;缺钾土壤面积比例较小,约有 18.5万km2,但在南方缺钾较为普遍,其中海南、广东、广西、江西等省(区)有 75% 以上的耕地缺钾,而且近年来,全国各地农田养分平衡中,钾素均亏缺,因而,无论在南方还是北方,农田土壤速效钾含量均有普遍下降的趋势;缺乏中量元素的耕地占 63.3%[10]。对全国土壤综合肥力状况的评价尚未见报道,就东部红壤丘陵区而言,选择土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH 值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表层土壤厚度等 11 项土壤肥力指标进行土壤肥力综合评价的结果表明,其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影响,处于中、下等水平,高、中、低肥力等级的土壤的面积分别占该区总面积的 25.9%、40.8% 和 33.3%,在广东丘陵山区、广西百色地区、江西吉泰盆地以及福建南部等地区肥力退化已十分严重[11]。

此外,其它形式的土壤退化问题也十分严重。以南方红壤区为例,约 20万km2 的土壤由于酸化问题而影响其生产潜力的发挥;化肥、农药施用量逐年上升,地下水污染不断加剧,在部分沿海地区其地下水硝态氮含量已远远高于 WHO 建议的最高允许浓度 10mg/l;同时,在一些矿区附近和复垦地及沿海地区土壤重金属污染也相当严重[8]。

4 土壤退化研究进展

自 1971 年 FAO 提出土壤退化问题并出版“土壤退化 " 专著以来,土壤退化问题日益受到人们的关注。第一次与土地退化有关的全球性会议——联合国土地荒漠化 (desertification) 会议于 1977 在肯尼亚内罗毕召开。联合国环境署 (UNEP) 又分别于 1990 年和 1992 年资助了 Olde man等开展全球土壤退化评价 (GLASOD)、编制全球土壤退化图和干旱土地的土地退化(即荒漠化)评估的项目计划。1993 年 FAO 等又召开国际土壤退化会议,决定开展热带亚热带地区部级土壤退化和 SOTER(土壤和地体数字化数据库)试点研究。在 1994 年墨西哥第 15 届国际土壤学大会上,土壤退化,尤其是热带亚热带的土壤退化问题倍受与会者的重视,不少科学家指出,今后 20 年热带亚热带将有 1/3 耕地沦为荒地,117 个国家粮食将大幅度减产,呼吁加强土壤退化及土地退化恢复重建研究,并在土壤退化的概念、退化动态数据库、退化指标及评价模型与地理信息系统、退化的遥感与定位动态监测和模拟建模及预测、土壤复退性能研究、退化系统恢复重建的专家决策系统等研究方面有了新的发展。国际水土保持学会也于 1997 在加拿大多伦多组织召开了以流域为基础的生态系统管理的全球挑战国际研讨会,从生态系统、流域的角度探讨土壤侵蚀等土壤退化等问题。而且,国际土壤联合会于 1996 年和 1999 年分别在土耳其和泰国举行了直接以土地退化为主题的第一届和第二届国际土地退化会议,并在第一届会议上决定成立了土壤退化研究工作组专门研究土壤退化,在第二届会议上则对土壤退化问题更为重视,并有学者倡议将土壤退化研究提高到退化科学的高度来认识,并决定于 2001 年在巴西召开第三届国际土壤退化会议[12]。同时,在亚洲,由 UNDP 和 FAO 支持的“亚洲湿润热带土壤保持网 (ASOCON)”和“亚洲问题土壤网”也在亚太土地退化评估与控制方面开展了大量的卓有成效的研究工作。总的说来,国际上土壤退化研究在以下方面取得了重要进展:①从土壤退化的内在动因和外部影响因子(包括自然和社会经济因素)的综合角度,研究土壤退化的评价指标及分级标准与评价方法体系;②从土壤的物理、化学和生物学过程及其相互作用入手,研究土壤退化的过程与本质及机理;③从历史的角度出发,结合定位动态监测,研究各类土壤退化的演变过程及发展趋向和速率,并对其进行模拟和预测;④侧重人类活动(特别是土地利用方式和土壤经营管理措施)对土壤退化和土壤质量影响的研究,并将土壤退化的理论研究与退化土壤的治理和开发相结合,进行土地更新技术和土壤生态功能保护的试验示范和推广;⑤注重传统技术(野外调查、田间试验、盆栽试验、实验室分析测试、定位观测试验等)与高新技术(遥感、地理信息系统、地面定位系统、模拟仿真、专家系统等)的结合;⑥从社会经济学角度研究土壤退化对土壤质量及其生产力的影响。

我国土壤学研究工作在过去几十年主要集中在土壤发生、分类和制图(特别是土壤资源清查);土壤基本物理、化学和生物学性质(特别是土壤肥力性状);土壤资源开发利用与改良(特别是土壤培肥,盐渍土和红壤的改良等)等方面。这些工作虽然在广义上与土壤退化科学密切相关,但直接以土壤退化为主题的研究工作主要集中在最近 10 多年,其中又以热带亚热带土壤退化研究工作较为系统和深入,并在 80 年代参与了热带亚热带土壤退化图的编制,完成了海南岛 1∶100万SOTER 图的编制工作。90 年代以来,中国科学院南京土壤研究所结合承担国家“八五”科技攻关专题“南方红壤退化机制及防治措施研究”和国家自然科学基金重点项目“我国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究”任务,将宏观调研与田间定位动态观测和实验室模拟试验相结合,将遥感、地理信息系统等高新技术与传统技术相结合,将自然与社会经济因素相结合,将时间演变与空间分布研究相结合,将退化机理与调控对策研究相结合,对南方红壤丘陵区土壤退化的基本过程、作用机理及调控对策进行了有益的探索,并在以下方面取得了重要进展[8、13]:①初步定义了土壤退化的概念,阐明了红壤退化的基本过程、机制、特点。②在土壤侵蚀方面,利用遥感资料和地理信息系统技术编制了东部红壤区 1∶400万90 年代土壤侵蚀图与叠加类型图及典型地区 70、80、90 年代叠加土壤侵蚀图,并在土壤侵蚀图、土地利用图、土壤母质图等基础上,编制了 1∶400 万土壤侵蚀退化分区概图;对南方主要类型土壤可蚀性 K 值进行了田间测定,并利用全国第二次土壤普查数据和校正的 Wischmeier 方程,计算我国南方主要类型土壤可蚀性 K,编制了相关图件。③在肥力退化机理方面,建立了南方红壤区土壤肥力数据库,初步提出了肥力退化评价指标体系,进行了土壤肥力退化评价的尝试,并绘制了红壤退化评价有关图件;将养分平衡与土壤养分退化研究相结合总结了我国南方农田养分平衡 10 年变化规律及其与土壤肥力退化的关系,认为土壤侵蚀、酸化养分淋失等造成的养分赤字循环及养分的不平衡是土壤养分退化的根本原因;应用遥感手段及历史资料,编制了 0~20cm 及 0~100cm 土层的土壤有机碳密度图,探讨了红壤有机碳库的消长与转化及腐殖质组成性质的变化规律;提出了磷素固定是红壤磷素退化的主要原因,磷素有效性衰减的实质是磷素的双核化和向固相的扩散,解决了红壤磷素退化的实质问题。④在土壤酸化方面,研究了红壤的酸化特点,根据土壤的酸缓冲性能,建立了土壤酸敏感性分级标准,进行了红壤酸敏感性分级和分区,首次绘制了有关地区土壤酸敏感性分区概图;采用 MAGIC 模型,并进行校正对我国红壤酸化进行预测,揭示红壤酸度的时空变化规律;并在作物耐铝快速评估方面取得了重要进展。⑤在土壤污染方面,利用多参数对重金属的土壤污染进行了综合评估,建立了综合污染指数 (CPI) 值的计算方法,对不同地区的污染状况进行了评估,绘制了重金属污染概图;应用农药在土壤中的吸附系数 (Kd) 和半衰期 (t1/2) 及基质迁移模式,阐明了土壤农药污染的机理;在重金属污染对土壤肥力的影响方面的研究结果表明,重金属污染可降低土壤对钾的保持能力,促进钾的淋失;而对氮和磷而言,主要是降低与其催化降解和循环相关的酶的活性。⑥红壤退化防治方面,提出了区域治理调控对策,“顶林—腰果—谷农—塘鱼”等立体种养模式等,并对一些开发模式进行示范和评价。

然而,我国幅员辽阔,自然和社会经济条件复杂多样,地区间差异明显。各类型区在农业和农村发展过程中均不同程度地面临着各种资源环境退化问题,有些问题是全区共存的,有些则是特定类型区所特有的。过去的工作仅集中于江南红壤丘陵区,而对其它地区触及较少。而且,在研究工作中,也往往偏重于单项指标及单个过程的研究。土壤退化综合评价指标体系的研究基本处于空白,对退化过程的相互作用研究不够。同时,在合理选择碱性物质改良剂种类、提高经济效益以及长期施用改良剂对土壤物理、化学,特别是生物学性质的影响等方面还有许多问题有待进一步研究,对耐酸(铝)作物品种的选择研究也亟待加强。此外,对其它土壤退化问题,如集约化农业和乡镇企业及矿产开发引起的土壤及水体污染、土壤生物多样性衰减等问题,尚未开展系统研究。

5 土壤退化的研究方向

土壤退化是一个非常综合和复杂的、具有时间上的动态性和空间上的各异性以及高度非线性特征的过程。土壤退化科学涉及很多研究领域,不仅涉及到土壤学、农学、生态学及环境科学,而且也与社会科学和经济学及相关方针政策密切相关。然而,迄今为止,国内外的大多数研究工作偏重于对特定区域或特定土壤类型的某些土壤性状在空间上的变化或退化的评价,而很少涉及不同退化类型在时间序列上的变化。而且,在土壤退化评价方法论及评价指标体系定量化、动态化、综合性和实用性以及尺度转换等方面的研究工作大多处于探索阶段。

我国土壤退化研究虽然在某些方面取得了一定的、有特色的进展,但整体上还处于起步阶段。为此,作者认为,今后我国土壤退化的研究工作应从更广和更深的层次上系统综合地开展土壤退化的综合评价与主要退化类型农业生态系统的重建和恢复研究,并逐步向土地退化或环境退化方向拓展。具体来说,应加强以下几个方面的研究工作:

(1) 土壤与土地退化指标评价体系研究。主要包括用于评价不同土壤及土地退化类型的单项和综合评价指标、分级标准、阈值和弹性,定量化的和综合的评价方法与评价模型等;

(2) 土壤退化的监测与预警系统研究。主要包括建立土壤退化监测研究网络,对重点区域和国家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的类型、范围及退化程度进行监测和评价,并进行分类区划,为退化土地整治提供依据;

(3) 土壤与土地退化过程、机理及影响因素研究。重点研究几种主要退化形式(如土壤侵蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤污染及土壤盐渍化等)的发生条件、过程、影响因子(包括自然的和社会经济的)及其相互作用机理;

(4) 土壤与土地退化动态监测与动态数据库及其管理信息系统的研究。主要包括土壤退化监测网点或基准点 (Benchmark sites)的选建、3S(GIS、GPS、RS) 技术和信息网络及尺度转换等现代技术和手段的应用与发展、土壤退化属性数据库和 GIS 图件及其动态更新、土壤退化趋向的模拟预测与预警等方面的工作;

(5) 土壤退化与全球变化关系研究。主要包括土壤退化与水体富营养化、地下水污染、温室气体释放等;

(6) 退化土壤生态系统的恢复与重建研究。主要包括运用生态经济学原理及专家系统等技术,研究和开发适用于不同土壤退化类型区的、以持续农业为目标的土壤和环境综合整治决策支持系统与优化模式,主要退化生态系统类型土壤质量恢复重建的关键技术及其集成运用的试验示范研究等方面的工作,为土壤退化防治提供决策咨询和示范样板;

(7) 加强土壤退化对生产力的影响及其经济分析研究,协助政府制定有利于持续土地利用,防治土壤退化的政策。

参考文献

1 R Lal. Soil quality and sustainability [A]. In:

R Lal, W H Blum, C Valentine, et al. Methods for

Assessment of Soil Degradation [C]. USA: CRC Press

LLC, 1998,17~30.

2 赵其国,孙波,张桃林.土壤质量与持续环境 I.土壤质量的定义及评价方法[J].土壤,1997,(3):113~120.

3 GLASOD. Global assessment of soil degradation [Z]. World maps.

Wageningen (Netherlands): ISRIC and PUNE,

1990.

4 Oldeman L R, Engelen, V W P Van, et al. The extent

of human-induced soil degradation [Z]. Annex 5“World

Map of the status of human induced soil degradation,An explanatory

note.”Wageningen, Netherlands: ISRIC.

1990.

5 Oldeman L R, Hakkeling R T A, Sombroek W G.

World map of the status of human-induced soil

degradation [Z]. An explanatory note, Wageningen, Netherlands: ISRIC

and PUNE, 1991.

6 Oldeman L R. The global extent of soil 转贴于

degradation [A]. In: D J Greenland, I Szabolcs.

Soil Resilience and Sustainable Land Use [C]. CAB International,

Wallingford, UK, 1994,99~118.

7 中国农业年鉴编辑委员会.中国农业年鉴[Z].北京:中国农业出版社,1997.

8 张桃林.中国红壤退化机制与防治[M].北京:中国农业出版社,1999.

9 红黄壤地区农业持续发展战略研究专题协作组.红黄壤地区农业持续发展研究(第一集)[C].北京:中国农业科技出版社,1993.

10 鲁如坤.土壤—植物营养学[M].北京:化学工业出版社,1998.

11 孙波,张桃林,赵其国.我国东南丘陵区土壤肥力的综合评价[J].土壤学报,1995,32(4):362~369.

12 C Anecksamphant, C Charoenchamratcheep, T

Vearasilp, et al. Conference Report of 2 nd

International Conference on Land Degradation [R].

土壤侵蚀概念范文第5篇

文献标识码 A

文章编号 1000-3037(2000)03-0280-05

鉴于土壤及土地退化对全球食物安全、环境质量及人畜健康的负面影响日益严重的现实,从土壤圈与地圈—生物圈系统及其它圈层间的相互作用的角度研究土壤退化,特别是人为因素诱导的土壤退化的发生机制与演变动态、时空分布规律及未来变化预测与恢复重建对策,已成为研究全球变化的最重要的组成部分,并将继续成为 21 世纪国际土壤学、农学及环境科学界共同关注的热点问题。但是,迄今为止,有关土壤退化的许多理论问题及过程机理尚不清楚,还没有公认的或统一的土壤退化指标和定量化评价方法[1]。因此,及时了解国际土壤退化研究的最新动向,并结合我国实际创造性地开展该领域的研究工作,具有重要的学术价值和现实生产意义。

1 土壤退化的概念

土壤退化 (Soil degradation)是指在各种自然,特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降(包括暂时性的和永久性的)甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程,包括过去的、现在的和将来的退化过程,是土地退化的核心部分。土壤质量 (Soil quality)则是指土壤的生产力状态或健康 (Health) 状况,特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力[2]。土壤质量的核心是土壤生产力,其基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力,它一方面是五大自然成土因素,即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果,带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性;另一方面,人类活动也深刻影响着自然成土过程,改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。因此,土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。根据土壤退化的表现形式,土壤退化可分为显型退化和隐型退化两大类型。前者是指退化过程(有些甚至是短暂的)可导致明显的退化结果,后者则是指有些退化过程虽然已经开始或已经进行较长时间,但尚未导致明显? 耐嘶峁?/P> 2 全球土壤退化概况

当前,因各种不合理的人类活动所引起的土壤和土地退化问题,已严重威胁着世界农业发展的可持续性。据统计,全球土壤退化面积达 1965万km2。就地区分布来看,地处热带亚热带地区的亚洲、非洲土壤退化尤为突出,约 300万km2 的严重退化土壤中有 120万km2 分布在非洲、110万km2 分布于亚洲;就土壤退化类型来看,土壤侵蚀退化占总退化面积的 84%,是造成土壤退化的最主要原因之一;就退化等级来看,土壤退化以中度、严重和极严重退化为主,轻度退化仅占总退化面积的 

38%[3~6]。

全球土壤退化评价 (Global Assessment of Soil Degradation) 研究结果[3~6]显示,土壤侵蚀是最重要的土壤退化形式,全球退化土壤中水蚀影响占 56%,风蚀占 28%;至于水蚀的动因,43% 是由于森林的破坏、29% 是由于过度放牧、24% 是由于不合理的农业管理,而风蚀的动因,60% 是由于过度放牧、16% 是由于不合理的农业管理、16% 是由于自然植被的过度开发、8% 是由于森林破坏;全球受土壤化学退化(包括土壤养分衰减、盐碱化、酸化、污染等)影响的总面积达 240万km2,其主要原因是农业的不合理利用 (56%) 和森林的破坏 (28%);全球物理退化的土壤总面积约 83万km2,主要集中于温带地区,可能绝大部分与农业机械的压实有关。

3 我国土壤退化状况

首先,我国水土流失状况相当严重,在部分地区有进一步加重的趋势。据统计资料[7],1996 年我国水土流失面积已达 183万km2,占国土总面积的 19%。仅南方红黄壤地区土壤侵蚀面积就达 6153万km2,占该区土地总面积的 1/4[8]。同时,对长江流域 13 个重点流失县水土流失面积调查结果表明,在过去的 30 年中,其土壤侵蚀面积以平均每年 1.2%~2.5% 的速率增加[9],水土流失形势不容乐观。

其次,从土壤肥力状况来看,我国耕地的有机质含量一般较低,水田土壤大多在 1%~3%,而旱地土壤有机质含量较水田低,<1% 的就占 31.2%;我国大部分耕地土壤全氮都在 0.2% 以下,其中山东、河北、河南、山西、新疆等 5 省(区)严重缺氮面积占其耕地总面积的一半以上;缺磷土壤面积为 67.3万km2,其中有 20 多个省(区)有一半以上耕地严重缺磷;缺钾土壤面积比例较小,约有 18.5万km2,但在南方缺钾较为普遍,其中海南、广东、广西、江西等省(区)有 75% 以上的耕地缺钾,而且近年来,全国各地农田养分平衡中,钾素均亏缺,因而,无论在南方还是北方,农田土壤速效钾含量均有普遍下降的趋势;缺乏中量元素的耕地占 63.3%[10]。对全国土壤综合肥力状况的评价尚未见报道,就东部红壤丘陵区而言,选择土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH 值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表层土壤厚度等 11 项土壤肥力指标进行土壤肥力综合评价的结果表明,其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影响,处于中、下等水平,高、中、低肥力等级的土壤的面积分别占该区总面积的 25.9%、40.8% 和&n bsp;33.3%,在广东丘陵山区、广西百色地区、江西吉泰盆地以及福建南部等地区肥力退化已十分严重[11]。

此外,其它形式的土壤退化问题也十分严重。以南方红壤区为例,约 20万km2 的土壤由于酸化问题而影响其生产潜力的发挥;化肥、农药施用量逐年上升,地下水污染不断加剧,在部分沿海地区其地下水硝态氮含量已远远高于 WHO 建议的最高允许浓度 10mg/l;同时,在一些矿区附近和复垦地及沿海地区土壤重金属污染也相当严重[8]。

4 土壤退化研究进展

自 1971 年 FAO 提出土壤退化问题并出版“土壤退化 " 专著以来,土壤退化问题日益受到人们的关注。第一次与土地退化有关的全球性会议——联合国土地荒漠化 (desertification) 会议于 1977 在肯尼亚内罗毕召开。联合国环境署 (UNEP) 又分别于 1990 年和 1992 年资助了 Olde man等开展全球土壤退化评价 (GLASOD)、编制全球土壤退化图和干旱土地的土地退化(即荒漠化)评估的项目计划。1993 年 FAO 等又召开国际土壤退化会议,决定开展热带亚热带地区部级土壤退化和 SOTER(土壤和地体数字化数据库)试点研究。在 1994 年墨西哥第 15 届国际土壤学大会上,土壤退化,尤其是热带亚热带的土壤退化问题倍受与会者的重视,不少科学家指出,今后 20 年热带亚热带将有 1/3 耕地沦为荒地,117 个国家粮食将大幅度减产,呼吁加强土壤退化及土地退化恢复重建研究,并在土壤退化的概念、退化动态数据库、退化指标及评价模型与地理信息系统、退化的遥感与定位动态监测和模拟建模及预测、土壤复退性能研究、退化系统恢复重建的专家? 霾呦低车妊芯糠矫嬗辛诵碌姆⒄埂9仕帘3盅Щ嵋灿?nbsp;1997 在加拿大多伦多组织召开了以流域为基础的生态系统管理的全球挑战国际研讨会,从生态系统、流域的角度探讨土壤侵蚀等土壤退化等问题。而且,国际土壤联合会于 1996 年和 1999 年分别在土耳其和泰国举行了直接以土地退化为主题的第一届和第二届国际土地退化会议,并在第一届会议上决定成立了土壤退化研究工作组专门研究土壤退化,在第二届会议上则对土壤退化问题更为重视,并有学者倡议将土壤退化研究提高到退化科学的高度来认识,并决定于 2001 年在巴西召开第三届国际土壤退化会议[12]。同时,在亚洲,由 UNDP 和 FAO 支持的“亚洲湿润热带土壤保持网 (ASOCON)”和“亚洲问题土壤网”也在亚太土地退化评估与控制方面开展了大量的卓有成效的研究工作。总的说来,国际上土壤退化研究在以下方面取得了重要进展:①从土壤退化的内在动因和外部影响因子(包括自然和社会经济因素)的综合角度,研究土壤退化的评价指标及分级标准与评价方法体系;②从土壤的物理、化学和生物学过程及其相互作用入手,研究土壤退化的过程与本质及机理;③从历史的角度出发,结合定位动态监测,? 芯扛骼嗤寥劳嘶难荼涔碳胺⒄骨飨蚝退俾剩⒍云浣心D夂驮猓虎懿嘀厝死嗷疃ㄌ乇鹗峭恋乩梅绞胶屯寥谰芾泶胧┒酝寥劳嘶屯寥乐柿坑跋斓难芯浚⒔寥劳嘶睦砺垩芯坑胪嘶寥赖闹卫砗涂⑾嘟岷希型恋馗录际鹾屯寥郎δ鼙;氖匝槭痉逗屯乒悖虎葑⒅卮臣际酰ㄒ巴獾鞑椤⑻锛涫匝椤⑴柙允匝椤⑹笛槭曳治霾馐浴⒍ㄎ还鄄馐匝榈龋敫咝录际酰ㄒ8小a href=//dili.7139.com/ target=_blank class=infotextkey>地理信息系统、地面定位系统、模拟仿真、专家系统等)的结合;⑥从社会经济学角度研究土壤退化对土壤质量及其生产力的影响?/P>

我国土壤学研究工作在过去几十年主要集中在土壤发生、分类和制图(特别是土壤资源清查);土壤基本物理、化学和生物学性质(特别是土壤肥力性状);土壤资源开发利用与改良(特别是土壤培肥,盐渍土和红壤的改良等)等方面。这些工作虽然在广义上与土壤退化科学密切相关,但直接以土壤退化为主题的研究工作主要集中在最近 10 多年,其中又以热带亚热带土壤退化研究工作较为系统和深入,并在 80 年代参与了热带亚热带土壤退化图的编制,完成了海南岛 1∶100万SOTER 图的编制工作。90 年代以来,中国科学院南京土壤研究所结合承担国家“八五”科技攻关专题“南方红壤退化机制及防治措施研究”和国家自然科学基金重点项目“我国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究”任务,将宏观调研与田间定位动态观测和实验室模拟试验相结合,将遥感、地理信息系统等高新技术与传统技术相结合,将自然与社会经济因素相结合,将时间演变与空间分布研究相结合,将退化机理与调控对策研究相结合,对南方红壤丘陵区土壤退化的基本过程、作用机理及调控对策进行了有益的探索,并在以下方面取得了重要进展[8、13]:①初步定义了土壤退化的概念,阐明了红壤退化的基本过程、机制、特点。②在土壤侵蚀方面,利用遥感资料和地理信息系统技术编制了东部红壤区 1∶400万90 年代土壤侵蚀图与叠加类型图及典型地区 70、80、90 年代叠加土壤侵蚀图,并在土壤侵蚀图、土地利用图、土壤母质图等基础上,编制了 1∶400 万土壤侵蚀退化分区概图;对南方主要类型土壤可蚀性 K 值进行了田间测定,并利用全国第二次土壤普查数据和校正的 Wischmeier 方程,计算我国南方主要类型土壤可蚀性 K,编制了相关图件。③在肥力退化机理方面,建立了南方红壤区土壤肥力数据库,初步提出了肥力退化评价指标体系,进行了土壤肥力退化评价的尝试,并绘制了红壤退化评价有关图件;将养分平衡与土壤养分退化研究相结合总结了我国南方农田养分平衡 10 年变化规律及其与土壤肥力退化的关系,认为土壤侵蚀、酸化养分淋失等造成的养分赤字循环及养分的不平衡是土壤养分退化的根本原因;应用遥感手段及历史资料,编制了 0~20cm 及 0~100cm 土层的土壤有机碳密度图,探讨了红壤有机碳库的消长与转化及腐殖质组成性质的变化规律;提出了磷素固定是红壤磷素退化的主要原因,磷素有效性衰减的实质是磷素的双核化和向固相的扩散,解决了红壤磷素退化的实质问题。④在土壤酸化方面,研究了红壤的酸化特点,根据土壤的酸缓冲性能,建立了土壤酸敏感性分级标准,进行了红壤酸敏感性分级和分区,首次绘制了有关地区土壤酸敏感性分区概图;采用 MAGIC 模型,并进行校正对我国红壤酸化进行预测,揭示红壤酸度的时空变化规律;并在作物耐铝快速评估方面取得了重要进展。⑤在土壤污染方面,利用多参数对重金属的土壤污染进行了综合评估,建立了综合污染指数 (CPI) 值的计算方法,对不同地区的污染状况进行了评估,绘制了重金属污染概图;应用农药在土壤中的吸附系数 (Kd) 和半衰期 (t1/2) 及基质迁移模式,阐明了土壤农药污染的机理;在重金属污染对土壤肥力的影响方面的研究结果表明,重金属污染可降低土壤对钾的保持能力,促进钾的淋失;而对氮和磷而言,主要是降低与其催化降解和循环相关的酶的活性。⑥红壤退化防治方面,提出了区域治理调控对策,“顶林—腰果—谷农—塘鱼”等立体种养模式等,并对一些开发模式进行示范和评价。

然而,我国幅员辽阔,自然和社会经济条件复杂多样,地区间差异明显。各类型区在农业和农村发展过程中均不同程度地面临着各种资源环境退化问题,有些问题是全区共存的,有些则是特定类型区所特有的。过去的工作仅集中于江南红壤丘陵区,而对其它地区触及较少。而且,在研究工作中,也往往偏重于单项指标及单个过程的研究。土壤退化综合评价指标体系的研究基本处于空白,对退化过程的相互作用研究不够。同时,在合理选择碱性物质改良剂种类、提高经济效益以及长期施用改良剂对土壤物理、化学,特别是生物学性质的影响等方面还有许多问题有待进一步研究,对耐酸(铝)作物品种的选择研究也亟待加强。此外,对其它土壤退化问题,如集约化农业和乡镇企业及矿产开发引起的土壤及水体污染、土壤生物多样性衰减等问题,尚未开展系统研究。

5 土壤退化的研究方向

土壤退化是一个非常综合和复杂的、具有时间上的动态性和空间上的各异性以及高度非线性特征的过程。土壤退化科学涉及很多研究领域,不仅涉及到土壤学、农学、生态学及环境科学,而且也与社会科学和经济学及相关方针政策密切相关。然而,迄今为止,国内外的大多数研究工作偏重于对特定区域或特定土壤类型的某些土壤性状在空间上的变化或退化的评价,而很少涉及不同退化类型在时间序列上的变化。而且,在土壤退化评价方法论及评价指标体系定量化、动态化、综合性和实用性以及尺度转换等方面的研究工作大多处于探索阶段。

我国土壤退化研究虽然在某些方面取得了一定的、有特色的进展,但整体上还处于起步阶段。为此,作者认为,今后我国土壤退化的研究工作应从更广和更深的层次上系统综合地开展土壤退化的综合评价与主要退化类型农业生态系统的重建和恢复研究,并逐步向土地退化或环境退化方向拓展。具体来说,应加强以下几个方面的研究工作:

(1) 土壤与土地退化指标评价体系研究。主要包括用于评价不同土壤及土地退化类型的单项和综合评价指标、分级标准、阈值和弹性,定量化的和综合的评价方法与评价模型等;

(2) 土壤退化的监测与预警系统研究。主要包括建立土壤退化监测研究网络,对重点区域和国家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的类型、范围及退化程度进行监测和评价,并进行分类区划,为退化土地整治提供依据;

(3) 土壤与土地退化过程、机理及影响因素研究。重点研究几种主要退化形式(如土壤侵蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤污染及土壤盐渍化等)的发生条件、过程、影响因子(包括自然的和社会经济的)及其相互作用机理;

(4) 土壤与土地退化动态监测与动态数据库及其管理信息系统的研究。主要包括土壤退化监测网点或基准点 (Benchmark sites)的选建、3S(GIS、GPS、RS) 技术和信息网络及尺度转换等现代技术和手段的应用与发展、土壤退化属性数据库和 GIS 图件及其动态更新、土壤退化趋向的模拟预测与预警等方面的工作;

(5) 土壤退化与全球变化关系研究。主要包括土壤退化与水体富营养化、地下水污染、温室气体释放等;

(6) 退化土壤生态系统的恢复与重建研究。主要包括运用生态经济学原理及专家系统等技术,研究和开发适用于不同土壤退化类型区的、以持续农业为目标的土壤和环境综合整治决策支持系统与优化模式,主要退化生态系统类型土壤质量恢复重建的关键技术及其集成运用的试验示范研究等方面的工作,为土壤退化防治提供决策咨询和示范样板;

(7) 加强土壤退化对生产力的影响及其经济分析研究,协助政府制定有利于持续土地利用,防治土壤退化的政策。