第六節(jié)土地退化

一、土地退化的基本概念二、土地退化的驅(qū)動因素三、土地退化的監(jiān)測與防治四、中國的沙塵暴五、沙漠化防治的基本途徑一、土地退化的基本概念(一)土地退化的內(nèi)涵

土地退化是指土地受到人為因素或自然因素或人為、自然綜合因素的干擾、破壞而改變土地原有的內(nèi)部結構、理化性狀，土地環(huán)境日趨惡劣，逐步減少或失去該土地原先所具有的綜合生產(chǎn)潛力的演替過程。土壤退化的內(nèi)涵包括以下內(nèi)容:(1)由于生態(tài)環(huán)境的破壞與不合理的利用方式，使土壤發(fā)生物理、化學、生物特性的退化，從而導致土壤肥力退化與生產(chǎn)力減退，因此人類活動是影響土壤退化的基本動力之一。(2)土壤退化過程實質(zhì)上是一個動態(tài)平衡過程，其變化是通過時間與空間、數(shù)量與質(zhì)量具體表現(xiàn)的。在一定的時間與空間條件下重建過程是對立統(tǒng)一的。因此，土壤退化的含義是相對的，土壤退化與恢復、是受一定時間與空間限制的，并且是處在動態(tài)平衡之中的。(3)土壤肥力(土壤養(yǎng)分)退化與土壤養(yǎng)分恢復重建過程是土壤退化與土壤恢復重建過程的核心.這是因為，土壤肥力(土壤養(yǎng)分)是建立持久農(nóng)業(yè)的根本物質(zhì)基礎，因此，土壤退化過程的研究必須以土壤養(yǎng)分的退化與恢復重建、為重點。(4)土壤退化(包括土壤養(yǎng)分退化)與土壤恢復重建過程是普遍存在的。只是這種過程在不同時間與不同的土壤類型下其表現(xiàn)程度不同而已。因此，人類的任務在于調(diào)節(jié)這兩個相反過程(退化與重建)的強度，使其向有利于防治土壤退化或有利于土壤肥力提高的方向發(fā)展。

(二)土地退化的類型

在土地退化類型劃分方面，目前存在著許多不同的方法和體系。聯(lián)合國糧農(nóng)組織將土地退化分為土壤侵蝕、鹽堿累積、有機廢料、傳染性生物、工業(yè)無機廢料、農(nóng)藥、放射性廢料、重金屬、肥料和洗滌劑等引起的十大類土地退化，此外Allen(1980)又補充了旱澇障礙、土壤養(yǎng)分虧缺和耕地的非農(nóng)業(yè)利用.聯(lián)合國環(huán)境署全球監(jiān)測系統(tǒng)及國際土壤情報中心把土地退化劃為兩大類:第一類是由于風力和水力侵蝕作用所造成的土壤物質(zhì)轉移;第二類是土壤本身的物理作用及化學作用所造成的土地退化。劉慧根據(jù)土地退化的成因和特點，將我國土地退化分為水土流失、土地沙化、土壤鹽堿化、土地貧瘠化、土地污染和土地損毀等六大類.蔡運龍等人將中國的土地退化分為沙漠化、土壤侵蝕、土地污染、鹽堿化、潛育化、耕地生產(chǎn)力下降、采礦跡地七大類.徐盛榮將土地退化分為土地障礙型、土壤肥力衰退型和土壤污染型三大類。

(三)有關概念區(qū)別1.荒漠與沙漠

荒漠與沙漠是兩個不同的概念.沙漠專家吳正教授在其專著《風沙地貌學》中描述“荒漠是指氣候干旱、降雨稀少且多變，植被稀疏低矮，土地貧瘠的自然地帶，意為‘荒涼’之地。荒漠有石質(zhì)、礫質(zhì)和沙質(zhì)之分.石質(zhì)和礫質(zhì)的荒漠平地稱為戈壁，而沙質(zhì)的荒漠才稱為沙漠”。可見，荒漠的內(nèi)涵比沙漠豐富，外延比沙漠大。從上述可以明確狹義的沙漠屬于荒漠的一種，指沙質(zhì)荒漠。廣義的沙漠是荒漠的通稱，在我國已沿用很久，而且對這類“荒涼”地區(qū)的稱謂還有很多。

2.荒漠化、沙漠化、沙塵暴

荒漠化是在干旱、半干旱和亞濕潤干旱區(qū)，由于氣候變異和人類活動等多種因素造成的土地退化.雖然促成荒漠化有諸多因素，但首要因素是該地區(qū)嚴竣的自然環(huán)境，其次則是在脆弱的生態(tài)環(huán)境下超出允許范圍的人類活動。

沙漠化是沙質(zhì)荒漠化的簡稱，是荒漠化的一種類型，即“在極端干旱、干早、半干早和部分半濕潤地區(qū)的沙質(zhì)地表條件下，由于自然因索或人為活動的影響·破壞了自然脆弱的生態(tài)系統(tǒng)平衡，出現(xiàn)了以風沙活動為主要標志，并逐步形成風蝕、風積地貌景觀的土地退化過程，使原來不具備沙漠景觀的地區(qū)出現(xiàn)了類似沙漠景觀的環(huán)境變化”。

沙塵暴是發(fā)生在干早、植被稀疏地區(qū)的一種風與沙相互作用的天氣現(xiàn)象，即強風將地面沙塵吹起，使大氣能見度急劇降低的嚴重的災害性天氣。在氣象學中，將沙塵天氣分為浮塵、揚沙、沙塵暴和強沙塵暴四類.具體區(qū)別為:(1)浮塵天氣:塵土、細沙均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10km.(2)揚沙天氣:風將地面沙塵吹起，使空氣相當混濁，水平能見度在1~10km,(3)沙塵暴天氣:強風將地面大量塵沙吹起，使空氣很混濁，水平能見度小于1km.(4)強沙塵暴天氣:大風將地面塵沙吹起，使空氣非常混濁，水平能見度小于500m.

3.“土壤侵蝕”和“水土流失”

早期的土壤侵蝕是專指經(jīng)過生物作用的土壤侵蝕，包括成土過程中地表物質(zhì)的流失，而現(xiàn)在無論是土壤學家還是其他學家所指的土壤侵蝕，都是指廣義的土壤侵蝕，即包括未經(jīng)過成土過程的母質(zhì)在內(nèi)的所有地表物質(zhì)的侵蝕。針對現(xiàn)在土壤侵蝕內(nèi)涵的擴大，有學者建議將土壤侵蝕改為土地侵蝕。當前國內(nèi)外對土壤侵蝕這一概念有兩種理解:一種是“土壤及其母質(zhì)在水力、風力、凍融或重力等外營力作用下被破壞、剝蝕、搬運和沉積的過程”;另一種是“地表物質(zhì)(巖石或土壤)在內(nèi)外營力作用下的分離、破壞和移動(外營力包括各種自然營力，如水、風、重力等和人為作用)”。根據(jù)侵蝕發(fā)生的營力，把土壤侵蝕分為水蝕、風蝕和凍融侵蝕三大類型。水土流失指“地表土壤及母質(zhì)、巖石受到水力、風力、重力和凍融等外力的作用，使之受到各種破壞和移動、堆積過程以及水本身的損失現(xiàn)象。這是廣義的水土流失。狹義的水土流失是特指水力侵蝕現(xiàn)象。”人們常將“水土流失”與“土壤侵蝕”兩詞等同起來使用雨滴擊濺侵蝕

二、土地退化的驅(qū)動因素

土地退化是多種力共同作用的產(chǎn)物，其中人和自然力都有各自的位置或作用，可以表示為:土地凈退化=(自然退化過程+人為干擾)一(自然再生產(chǎn)過程+恢復管理)。土地退化的原因常常是很復雜的，大致分為人為因素、自然因素和社會經(jīng)濟因素.

自然因素為土地退化提供了外在條件。就我國北方而言，地表為疏松的沙質(zhì)沉積物，干早季節(jié)與多風季節(jié)具有同步性;在南方則表現(xiàn)為降雨多而集中，地表組成物質(zhì)松散，這些都成為土地退化的潛在因子。

人為因素，特別是人類不合理的活動是土地退化的主要原因。從北方沙漠化形成來看，過度放牧、過度農(nóng)墾、過度樵采占89.8%，水資源利用不當、工礦交通破壞占10.2%.人口劇增加劇人地矛盾；粗放經(jīng)濟導致土地生產(chǎn)力衰竭；工礦建設發(fā)展迅速。社會經(jīng)濟因素包括，人口變化、貧困、發(fā)展水平的不平衡、土地所有權問題、土地使用者對土地退化的態(tài)度及其他經(jīng)濟因素。土地質(zhì)量退化的主要形式及成因：（1）土地侵蝕（水土流失）自然界發(fā)生風力、洪水（水利）和機械重力及人為濫砍濫伐濫牧等原因（2）土地沙漠化主要發(fā)生在干旱、半干旱地區(qū)（3）土地鹽堿化灌溉不當和排水不暢（4）土地次生潛育化水田土地退化形式，這是灌溉不當和不合理耕作制度造成（5）土地污染工業(yè)“三廢”污染、化肥農(nóng)藥和生物污染（種子和產(chǎn)品）污染土壤鹽堿化是指土壤含鹽量太高（超過0.3%），而使農(nóng)作物低產(chǎn)或不能生長。形成鹽堿土要有兩個條件：一是氣候干旱和地下水位高（高于臨界水位）；另一是地勢低洼，沒有排水出路。地下水都含有一定的鹽份，如其水面接近地面，而該地區(qū)又比較干旱，由于毛細作用上升到地表的水蒸發(fā)后，便留下鹽分：日積月累，土壤含鹽量逐漸增加，形成鹽堿土；如是洼地，且沒有排水出路，則洼地水份蒸發(fā)后，即留下鹽份，也形成鹽堿地。

土壤鹽堿化潛育化水稻土的特點是在稻田土層的50～60cm深處形成一個清灰色還原層，通稱青泥層，不利于水稻生長，由于對水稻田罐溉不當，排灌不分開，渠系不配套，漫灌，深水久罐，使水稻土耕作層下部和作物長期遭受漬害，加上不合理耕作制度和耕作技術，促使土壤經(jīng)常處于還原狀態(tài)，導致次生潛育化的發(fā)展，土地生產(chǎn)能力降低，產(chǎn)量比正常水稻產(chǎn)量低一倍以上。

水稻土次生潛育化純屬人為造成的稻田質(zhì)量退化，它是稻田提高單產(chǎn)的主要障礙因素之一。次生潛育化水稻土主要分布在小丘間溝谷、河流沿岸、水庫周圍及渠系附近。三、土地退化的監(jiān)測與防治

(一)土地退化的評價與監(jiān)測

目前的評價理論有三種，分別是全球人為作用下的土壤退化、南亞及東南亞人為作用下土壤退化和俄羅斯科學院提出的評價方法.土地退化的動態(tài)監(jiān)測方法歸納起來有兩個方面，一是地面的調(diào)查與臺站網(wǎng)絡觀測，一是應用遙感手段調(diào)查.

土地退化的地面調(diào)查與臺站網(wǎng)絡的觀測可以提供土地退化的動力條件和土壤的微觀結構及化學組成。例如，降水強度與降水量的變化，坡面徑流、溝谷股流的動力強度與過程，風蝕強度與風蝕模數(shù)的變化，氣溫變化與巖土的松動過程，地下水與鹽分運動的過程、土壤的物理與化學性質(zhì)的變化、土壤污染的程度等。

遙感信息主要提供土地退化的環(huán)境條件、土地退化的危害和動態(tài)過程，例如:反映大范圍的氣候、地形、地貌、植被、土壤等這些土地退化的潛在因素;水土流失的方式;侵蝕體與堆積體的形態(tài)、面積;造成危害的程度及其變化過程;不同類型鹽漬化土地的分布及發(fā)展;城市化的發(fā)展及污染源的分布;污染的擴散，等等。(二)土地退化的風險評佑

土地退化風險評估主要是對土地退化的現(xiàn)狀進行分區(qū)評估，找出潛在的危險地區(qū)，即進行土地退化的危險分區(qū)。氣象氣候、地形地貌、地質(zhì)構造、土壤植被是土地形成的基本要素，同時也是土地退化的潛在因素。不同的土地退化類型對應一定的自然要素，對這些自然要素進行信息復合，并進行分類分級即可以得到某種土地退化類型的風險分區(qū)圖。例如，對土地鹽漬化的風險分析，首先選擇主導因子地下水位，如果地下水位位于臨界深度以下，則不可能發(fā)生鹽漬化;如果地下水位隨季節(jié)性變化，有時可高出臨界深度，則有可能發(fā)生鹽漬化;如果地下水位高于臨界深度則發(fā)生鹽漬化的可能性更大。其次，選擇制約因子，如干旱程度，在降水少、蒸發(fā)強烈的干旱半干旱地區(qū)，當?shù)叵滤粭l件滿足則可發(fā)生鹽漬化，另外還有地形地貌條件，如沿海平原受海水影響的區(qū)域，內(nèi)陸盆地、山區(qū)洼地等沖洪積扇的中下部粉砂質(zhì)土壤分布區(qū)。

通過上述地下水埋深與變化、氣候干旱濕潤程度、地形地貌與土壤質(zhì)地信息的復合，就可以劃分出不同等級的土壤鹽漬化的危險區(qū)，這反映了各自然要素對土壤鹽漬化的敏感性。人類活動對土地退化有明顯的影響，如果將人類對土地利用的狀況、地利用方式、土地的承載力、人們對土地的投人、社會經(jīng)濟狀況等因素與土地退化風險信息復合，就可以表示出人類活動對土地退化作用的大小，為防止土地退化提供理論依據(jù)和治理措施的評價。(三)土地退化的防治措施

1.鹽堿地改良措施(1)排水.相對地勢低洼的鹽堿地塊，通過挖排水溝，排出地面水可以帶走部分土壤鹽分.配備區(qū)域性的排水工程，治理無尾河川，使鹽堿有出路，達到區(qū)域脫鹽目的。(2)灌水洗鹽。根據(jù)“鹽隨水來，鹽隨水去”的規(guī)律，把水灌到地里，在地面形成一定深度的水層，使土壤中的鹽分充分溶解，再從排水溝把溶解的鹽分排走，從而降低土壤的含鹽量。(3)種植水稻.在水源充足的鹽堿地種水稻，通過長時間淹灌和排水，土壤中的鹽分就可以被淋洗和排出。(4)增施有機肥.有機肥能增加土壤的腐殖質(zhì)，有利于團粒結構的形成，改良鹽堿地的通氣、透水和養(yǎng)分狀況，有機質(zhì)分解后產(chǎn)生的有機酸還能中和土壤的堿性。

(5)深耕深松。對鹽堿地深耕深松，能加速淋鹽，防止返鹽，增強保墑抗旱能力，改良土壤的養(yǎng)分狀況，深耕應注意不要把暗堿翻到地表。(6)客土壓堿。客土就是換土，客土能改善鹽堿地的物理性質(zhì)，有抑鹽、淋鹽、壓堿和增加土壤肥力的作用，可使土壤含鹽量降低到不致危害作物生長的程度。(7)合理種植.在鹽堿地上種植作物，要根據(jù)作物對鹽堿、旱、澇的適應能力，因地種植，合理布局，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)增產(chǎn)潛力。

2.土壤污染的防治(1)控制和消除土壤污染源

①控制和消除工業(yè)“三廢”排放。減少或消除污染物的排放.所排放的“三廢”要進行凈化處理，并嚴格控制污染物的排放量和濃度，通過其自然凈化作用達到不致引起土壤污染的效果。②加強土壤污灌區(qū)的監(jiān)測和管理。對污水進行灌溉的污灌區(qū)，要加強對灌溉污水的水質(zhì)監(jiān)測，了解水中污染物質(zhì)的成分、含量及其動態(tài)，避免帶有不易降解的高殘留的污染物隨水進人土壤，引起土壤污染。③合理施用化肥和農(nóng)藥。大力發(fā)展高效、低毒、低殘留農(nóng)藥，發(fā)展生物防治措施.例如，禁止使用雖是低殘留，但急性、毒性大的農(nóng)藥，禁止使用高殘留的有機氯農(nóng)藥;根據(jù)農(nóng)藥特性，合理施用，訂制只用農(nóng)藥的安全間隔期。

④增加土壤容量和提高凈化能力.增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤膠體的種類和數(shù)量，提高土壤對有害物質(zhì)的吸附能力，降低污染物在土壤中的活性.發(fā)現(xiàn)、分離和培養(yǎng)新的微生物品種，以增強生物降解作用。⑤建立監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡.定期對轄區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量進行檢查，建立系統(tǒng)的檔案資料，要規(guī)定優(yōu)先檢測的土壤污染物和檢測標準方法.(2)防治土壤污染的措施①施加改良劑.施加改良劑的主要目的是加速有機物的分解和使重金屬固定在土壤中，加速土壤中農(nóng)藥的降解，減少農(nóng)藥的殘留量.向土壤施加改良抑制物(如石灰、磷酸鹽、硅酸鈣等)，使它與重金屬污染物作用生成難溶化合物，降低重金屬在土壤及土壤植物體內(nèi)的遷移能力.這種方法能起到臨時性的抑制作用，時間過長會引起污染物的積累，因而只在污染較輕地區(qū)使用.②控制土壤氧化一還原狀況。據(jù)研究，在水稻抽穗到成熟期，無機成分大量向穗部轉移，淹水可明顯地抑制水稻對鎘的吸收，落干則促進水稻對鎘的吸收。重金屬元素均能與土壤中的硫化氫反應生成硫化物沉淀.因此，加強水分管理，可有效地減少重金屬的危害。但砷相反，隨著土壤氧化一還原電位的降低而毒性增加。③改變耕作制度。通過土壤耕作改變土壤環(huán)境條件，可消除某些污染物的危害。旱田改水田，DDT和六六六在旱田中的降解速度慢，積累明顯;在水田中DDT的降解速度加快，利用這一性質(zhì)實行水早輪作，是減輕或消除農(nóng)業(yè)污染的有效措施.④客土深翻。污染土壤，特別是受重金屬污染的土壤，在土壤中產(chǎn)生積累，阻礙作物的生長發(fā)育。防治的根本辦法是徹底挖去污染土層，換上新土，以根除污染物。但如果是地區(qū)性的污染土層，即采用深耕，將上下土層翻動混合，實際采用客土法是不現(xiàn)實的。耕翻，使表層土壤污染物含量減低。這種方法動土量較少，但在嚴重污染的地區(qū)不宜采用。⑤采用農(nóng)業(yè)生態(tài)工程措施。在污染土壤上繁殖非食用的種子，種植經(jīng)濟作物或種屬，從而減少污染物進人食物鏈的途徑，或利用某些特定的動植物和微生物較快地吸收或降解土壤中的污染物質(zhì)，而達到凈化土壤的目的。⑥工程治理。利用物理(機械)、物理化學原理治理污染土壤，主要有隔離法、清洗法、熱處理、電化法等，是一種最為徹底、穩(wěn)定、治本的措施。近年來，把其他工業(yè)領域，特別是污水、大氣污染治理技術引人土壤治理過程中，為土壤污染治理研究開辟了新途徑，如磁分離技術、陰陽離子膜代換法、生物反應器等。

四、中國的沙塵暴(一)沙塵暴變化趨勢揚沙和沙塵暴在全國大部分地區(qū)是明顯減少的，西部部分地區(qū)揚沙和沙塵暴的發(fā)生表現(xiàn)出增大的現(xiàn)象.由圖3-22和圖3-23可知，20世紀50~60年代為高發(fā)期，1966年最多，進人70年代表現(xiàn)為不斷下降的趨勢，1997年最少，到了90年代中后期，即1997年以后，沙塵暴天氣又有增加的趨勢。21世紀以來，又出現(xiàn)波動變化的趨勢.

（二）我國沙塵暴天氣的源地沙塵暴天氣往往出現(xiàn)在春末夏初，由于氣溫回升，土地解凍，地表浮土層較厚，遇大風天氣將沙塵卷入空中，造成揚沙。如再遇冷空氣，強氣流會將空中沙塵自北向南推進，引發(fā)大范圍沙塵天氣。強冷空氣爆發(fā)帶來的大風和豐富的沙源地，是沙塵暴天氣爆發(fā)的根本原因。沙塵源地：蒙古南部廣大的戈壁地區(qū)；我國內(nèi)蒙古和新疆

(三)我國沙塵暴空間分布特點我國有19個省和直轄市可出現(xiàn)沙塵天氣，他們分別為：內(nèi)蒙古、新疆、西藏、四川、云南、黑龍江、吉林、遼寧、甘肅、青海、陜西、寧夏、山西、河北、河南、山東、江蘇及天津和北京，可謂影響范圍廣，但內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、青海西部地區(qū)為高發(fā)生區(qū).(四)沙塵暴對氣候環(huán)境的貢獻沙塵暴形成的氣溶膠在高空具有全球循環(huán)演變的特點。大氣中含有大量沙塵微粒，不但能緩解下游地區(qū)酸雨危害程度，使下游地區(qū)降水量增加，而且鈣、鐵等沙塵對海洋生物鏈也有良好促進作用。撒哈拉沙漠沙塵使得亞馬遜流域形成富饒的熱帶雨林而不是一望無際的草原。中亞沙塵暴的塵埃形成夏威夷與阿拉斯加之間及豐富的漁業(yè)資源。黃沙作為日本過冷卻云的凝結核，對形成降水起重要作用。五、沙漠化防治的基本途徑

在沙漠化的防治中，既要充分考慮減輕人類對生態(tài)環(huán)境的壓力，又要符合其自然發(fā)展規(guī)律和提高資源的生產(chǎn)潛力，投人必要的財力和物力，以提高單位面積土地的承載力.（一)調(diào)整土地利用結構,合理配置農(nóng)林枚生產(chǎn)比例(1)調(diào)整好農(nóng)林牧用地.調(diào)整農(nóng)林牧用地比例，主要是減少早作農(nóng)田面積，增加林草用地比例.首先，要把坡度大于25°的陡坡地和沙坡地退耕還林·用于種植牧草和灌木;其次，一部分農(nóng)田用于防風固沙林網(wǎng)建設和村鎮(zhèn)防護林建設，改善生產(chǎn)生活生態(tài)條件;第三，一部分土地種植高產(chǎn)人工草地，用于發(fā)展畜牧業(yè).

(2)調(diào)整種植結構.種植結構的調(diào)整，一方面在農(nóng)業(yè)中要加大經(jīng)濟作物的比重，如薯類、藥材、棉花、蔬菜等經(jīng)濟價值較高的作物，另一方面要合理進行夏糧與秋季作物的配置;而大部分早作農(nóng)田還是應種植豆類、谷子、高粱和玉米，以充分利用水熱同季的優(yōu)勢.對人工草地和林地來說，最重要的是增加品種。(3)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構.首先，要選擇對環(huán)境壓力小而經(jīng)濟效益大的項目，利用資源優(yōu)勢，通過發(fā)展規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)拳頭產(chǎn)品，帶動產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整;其次是以商貿(mào)為龍頭，扶持和培育專業(yè)農(nóng)牧市場或工業(yè)市場(奶牛、肉類等市場)，迅速建立以促銷帶動生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟體系;三是搞好農(nóng)林牧產(chǎn)品的綜合利用和深加工，進行多層次開發(fā)，變初級產(chǎn)品為高級產(chǎn)品，以獲得更大的經(jīng)濟效益;四是搞好生產(chǎn)全過程的管理和產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后服務，保證生產(chǎn)的正常運行;五是建立以加工業(yè)為主體的小集鎮(zhèn)市場經(jīng)濟，發(fā)展農(nóng)村的第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，轉移農(nóng)村剩余勞動力，最終把資源優(yōu)勢轉化為經(jīng)濟優(yōu)勢。(二)加強植被的保護、恢復