第十四章土壤退化與土壤質量

第十四章土壤退化與土壤質量1土壤退化的概念和類型主要類型土壤退化態勢和土壤退化的后果及土壤退化的防治途徑與措施土壤質量的概念土壤質量評價的指標體系及其評價方法。內容提要土壤退化的概念和類型內容提要2第一節土壤退化概述第一節土壤退化概述3我國土壤退化總面積達4.6x106km2

，占全國土地總面積的40%、全球土壤退化總面積的1/4。隨著人口－資源－環境之間矛盾的尖銳化，土壤退化問題日益嚴峻。認識土壤退化的類型、演化規律和后果，通過土壤質量對土壤退化做出全面評價，尋求控制或防治土壤退化、提高土壤質量的對策，對保持農業及國民經濟的可持續發展具有重要的意義。土壤退化概述我國土壤退化總面積達4.6x106km2，占全國土地4一、土壤退化的概念是指在各種自然和人為因素影響下，導致土壤生產力、環境調控潛力和可持續發展能力下降甚至完全喪失的過程。簡言之，土壤退化是指土壤數量減少和質量降低。

數量減少表現為表土喪失、或整個土體毀壞、或被非農業占用。質量降低表現為物理、化學、生物學性質方面的質量下降。土壤退化概述一、土壤退化的概念是指在各種自然和人為因素影響下，導致土壤生51.土壤退化的原因：自然因素和人為因素共同作用的結果。自然因素包括破壞性自然災害和異常的成土因素（如氣候、母質、地形等），它是引起土壤自然退化過程（侵蝕、沙化、鹽化、酸化等）的基礎原因。而人與自然相互作用的不和諧即人為因素是加劇土壤退化的根本原因。2.土壤退化的本質：就是土壤資源的數量減少和質量降低。3.防治土壤退化的首要任務：是保護耕地土壤。從三方面正確理解土壤退化的概念：土壤退化概述1.土壤退化的原因：自然因素和人為因素共同作用的結果。自然因6二、土壤退化的分類1.聯合國糧農組織采用的土壤退化分類體系侵蝕、鹽堿、有機廢料、傳染性生物、工業無機廢料、農藥、放射性、重金屬、肥料、洗滌劑、旱澇障礙、土壤養分虧缺和耕地非農業占用土壤退化概述二、土壤退化的分類1.聯合國糧農組織采用的土壤退化分類體系72.我國對土壤退化的分類中國科學院南京土壤研究所借鑒國外的分類，結合我國的實際，采用了二級分類：一級分類：將我國土壤退化分為土壤侵蝕、土壤沙化、土壤鹽化、土壤污染以及不包括上列各項的土壤性質惡化和耕地的非農業占用等六大類。二級分類：在一級分類（六大類）的基礎上進一步進行二級分類。土壤退化概述2.我國對土壤退化的分類中國科學院南京土壤研究所借鑒國外的8中國土壤退化分類土壤退化概述中國土壤退化分類土壤退化概述9中國土壤退化分類（續）土壤退化概述中國土壤退化分類（續）土壤退化概述10三、我國土壤資源的現狀與退化的基本態勢1.我國土壤資源的現狀與存在問題我國人均土壤資源占有率低我國土地資源空間分布不均勻，區域開發利用壓力大生態脆弱區域范圍大耕地土壤質量總體較差，自維持能力弱耕地面積銳減，非農業占用逐漸增加土壤退化概述三、我國土壤資源的現狀與退化的基本態勢1.我國土壤資源的現狀112.我國土壤退化的現狀與基本態勢土壤退化的面積廣、強度大、類型多水土流失總面積達3.56x106km2，占國土總面積的37.08%；全國受污染的耕地約有100x103km2，污水灌溉污染耕地22x103km2，固體廢棄物堆存占地和毀田1.3x103km2，合計約占耕地總面積的1／10以上，其中多數集中在經濟較發達的地區。中國沙化土地已經達到1.7x106km2，占國土面積的18.12％，影響著近4億人口的生產和生活；土壤退化概述2.我國土壤退化的現狀與基本態勢土壤退化的面積廣、強度大、12土壤退化速度快，影響深遠2006年與上年相比，耕地面積凈減少31x103km2，減少0.25%；90%的可利用天然草原不同程度地退化,每年以20x103km2的速度遞增；我國北方沙漠化土地面積已超過380x103km2，并繼續以每年3.6x103km2的速度加速擴展。土壤退化概述土壤退化速度快，影響深遠2006年與上年相比，耕地面積凈13四、土壤退化的后果陸地生態系統的平衡和穩定遭到破壞，土壤生產力和肥力降低；破壞自然景觀及人類生存環境，誘發區域乃至全球的土被破壞、水系萎縮、森林衰亡和氣候變化；水土流失嚴重，自然災害頻繁，特大洪水危害加劇，對水庫構成重大威脅；化肥使用量不斷增加，而化肥的報酬率和利用率遞減，環境污染加劇；農業投入產出比增大，農業生產成本上升。人地矛盾突出，生存環境惡化；食品安全和人類健康受到嚴重威脅。土壤退化概述四、土壤退化的后果陸地生態系統的平衡和穩定遭到破壞，土壤生產14第二節土壤退化主要類型及其防治第二節土壤退化主要類型及其防治15一、土壤侵蝕及其防治土壤侵蝕是指土壤或成土母質在外力（水、風等）作用下被破壞剝蝕、搬運和沉積的過程。以外力性質為依據，土壤侵蝕類型的劃分：水力侵蝕是最主要的一種形式，習慣上被稱為水土流失。水力侵蝕:重力侵蝕:凍融侵蝕風力侵蝕:人為侵蝕面蝕或片蝕、潛蝕和溝蝕瀉流、崩坍、滑坡和泥石流等懸移風蝕和推移風蝕1.土壤侵蝕的概念土壤退化類型與防治一、土壤侵蝕及其防治土壤侵蝕是指土壤或成土母質在外力（水、16溝蝕崩坍土壤退化類型與防治溝蝕崩坍土壤退化類型與防治17滑坡泥石流土壤退化類型與防治滑坡泥石流土壤退化類型與防治182.影響土壤侵蝕的因素自然因素：水土流失發生、發展的先決條件，或者叫潛在因素人為因素：加劇水土流失的主要原因地形氣候土壤植被植被破壞（如濫墾、濫伐、濫牧）坡耕地墾植（如陡坡開荒、順坡耕作、過度放牧）由于開礦、修路未采取必要的預防措施等土壤退化類型與防治2.影響土壤侵蝕的因素自然因素：水土流失發生、發展的先決條件193.土壤侵蝕對生態環境的影響和危害我國是世界上土壤侵蝕最嚴重的國家之一，主要發生在黃河中上游黃土高原地區、長江中上游丘陵地區和東北平原地區，水土流失嚴重。其主要危害包括以下方面：破壞土壤資源土壤肥力和質量下降生態環境惡化破壞水利、交通工程設施土壤退化類型與防治3.土壤侵蝕對生態環境的影響和危害我國是世界上土壤侵蝕最嚴20土壤侵蝕黃土高原江南丘陵土壤退化類型與防治土壤侵蝕黃土高原江南丘陵土壤退化類型與防治21（1）水利工程措施坡面治理溝道治理小型水利工程4.土壤侵蝕的防治土壤退化類型與防治（1）水利工程措施4.土壤侵蝕的防治土壤退化類型與防治22（2）生物工程措施是指為了防治土壤侵蝕、保持和合理利用水土資源而采取的造林種草，綠化荒山，農林牧綜合經營，以增加地面覆被率，改良土壤，提高土地生產力，發展生產，繁榮經濟的水土保持措施，也稱水土保持林草措施。以防護為目的的生物防護經營型：黃土地區的塬地護田林、丘陵護坡林、溝頭防蝕林、溝坡護坡林、溝底防沖林、河灘護岸林、山地水源林、固沙林等；以林木生產為目的的林業多種經營型：草田輪作、林糧間作、果樹林、油料林、用材林、放牧林、薪炭林等。土壤退化類型與防治（2）生物工程措施是指為了防治土壤侵蝕、保持和合理利用水土資23水土保持農業技術措施，主要是水土保持耕作法，是水土保持的基本措施。它包括的范圍很廣，按其所起的作用可分為三大類：（3）農業技術措施改變地面微小地形，增加地面粗糙率：攔截地表水，減少土壤沖刷，有橫坡耕作、溝壟種植、水平犁溝、筑埂作壟等。增加地面覆蓋：保護地面，減緩徑流，增強土壤抗蝕能力，主要有間作套種、草田輪作、草田帶狀間作、寬行密植、利用秸稈雜草等進行生物覆蓋、免耕或少耕等措施。增加土壤入滲：疏松土壤，改善土壤的理化性狀，增加土壤抗蝕、滲透、蓄水能力，主要有增施有機肥、深耕改土、納雨蓄墑，并配合耙耱、淺耕等。土壤退化類型與防治水土保持農業技術措施，主要是水土保持耕作法，是水土保持的基本24二、土壤沙化及其防治土壤沙化和土地沙漠化泛指良好的土壤或可利用的土地變成含沙很多的土壤或土地甚至變成沙漠的過程。風蝕和風力堆積過程是沙漠化的主要過程。土壤沙化包括草地土壤的風蝕過程及在較遠地段的風沙堆積過程。1.土壤沙化的概念土壤退化類型與防治二、土壤沙化及其防治土壤沙化和土地沙漠化泛指良好的土壤或可251.土壤（地）沙化和沙漠化的類型（1）干旱荒漠地區的土壤沙化主要分布在內蒙古的狼山-寧夏的賀蘭山-甘肅的烏鞘嶺以西的廣大干旱荒漠地區，沙漠化發展快，面積大。該地區由于氣候極端干旱土壤沙化后很難恢復。土壤退化類型與防治1.土壤（地）沙化和沙漠化的類型（1）干旱荒漠地區的土壤沙26（2）半干旱地區土壤沙化主要分布在內蒙古中西部和東部、河北北部、陜北及寧夏東南部。該地區屬農牧交錯的生態脆弱帶，由于過度放牧、農墾，沙化成大面積區域化發展，這一沙化類型區人為因素很大，土壤沙化有逆轉可能。土壤退化類型與防治（2）半干旱地區土壤沙化主要分布在內蒙古中西部和東部、河北北27（3）半濕潤地區土壤沙化主要分布在黑龍江、嫩江下游，其次是松花江下游、東遼河中游以北地區。呈狹帶狀斷續分布在河流沿岸。沙化面積較小，發展程度較輕，并與土壤鹽漬化交錯分布，屬林-牧-農交錯的地區，降水量在500mm左右。對這一類型的土壤沙化，控制和修復是完全可能的。土壤退化類型與防治（3）半濕潤地區土壤沙化主要分布在黑龍江、嫩江下游，其次是松28新疆塔克拉瑪干沙漠土壤退化類型與防治2.影響土壤沙化的因素（1）干旱氣候引起的風沙（2）人為活動引起的風沙新疆塔克拉瑪干沙漠土壤退化類型與防治2.影響土壤沙化的因素（293.土壤沙化的防治途徑（1）營造防沙林帶（2）實施生態工程（3）建立生態復合經營模式（4）合理開發水資源（5）控制農墾（6）完善法制，嚴格控制破壞草地土壤退化類型與防治3.土壤沙化的防治途徑（1）營造防沙林帶土壤退化類型與防治30三、土壤鹽漬化及其防治土壤鹽漬化是指易溶性鹽分在土壤表層積累的現象或過程，也稱鹽堿化。主要發生在干旱、半干旱和半濕潤地區。由于土壤鹽化與堿化往往相伴發生,所以長期以來人們將土壤可溶性鹽分的增加籠統地稱為“土壤鹽堿化”。土壤次生鹽漬化是土壤潛在鹽漬化的表象化。由于不恰當的利用，使潛在鹽漬化土壤中鹽分趨向于表層積聚的過程，稱土壤次生鹽漬化。1.基本概念：鹽化、堿化、鹽堿化；次生鹽漬化、次生鹽堿化土壤退化類型與防治三、土壤鹽漬化及其防治土壤鹽漬化是指易溶性鹽分在土壤表層積累31土壤鹽化土壤退化類型與防治土壤鹽化土壤退化類型與防治32氣候干旱、地勢低洼、排水不暢、地下水位高、地下水礦化度大等是鹽漬化形成的重要條件，母質、地形、土壤質地層次等對鹽漬化的形成也有重要影響。2.土壤鹽漬化的成因土壤鹽分的運動，主要受土壤水分運行規律和鹽分溶解度規律支配。“鹽隨水來，鹽隨水去，水散鹽留”為鹽堿土區水鹽運行的基本規律。鹽漬化的機制：鹽分向表層積聚的運動鹽漬化的條件：一些有利于鹽分向土表移動的因素土壤退化類型與防治氣候干旱、地勢低洼、排水不暢、地下水位高、地下水礦化度大等是33半干旱半濕潤季風氣候是土壤鹽漬化的前提；地形地貌是鹽分累積分異的重要條件；地下水狀況是土壤鹽漬化的主導因素；母質和生物也是土壤鹽漬化的形成條件；人類活動是引起土壤次生鹽漬化的主因土壤退化類型與防治半干旱半濕潤季風氣候是土壤鹽漬化的前提；土壤退化類型與防治343.土壤鹽漬化類型現代鹽漬化殘余鹽漬化潛在鹽漬化土壤退化類型與防治3.土壤鹽漬化類型現代鹽漬化土壤退化類型與防治354.土壤鹽漬化的防治水利工程措施：給排水農業措施：農業結構、精耕細作、有機肥施用其他生物措施：植樹造林、種植綠肥牧草化學改良措施：施用鈣劑或鈣的活化劑等改良劑土壤退化類型與防治4.土壤鹽漬化的防治水利工程措施：給排水土壤退化類型與防治36四、土壤潛育化與次生潛育化土壤潛育化：土壤處于地下水和飽和、過飽和水長期浸潤狀態下，在1m內的土體中某些層段Eh<200mV，因Fe、Mn還原而生成的灰色斑紋層，或腐泥層，或青泥層，或泥炭層的土壤形成過程。1.基本概念土壤退化類型與防治四、土壤潛育化與次生潛育化土壤潛育化：1.基本概念土壤退化類37土壤次生潛育化：是指因耕作或灌溉等人為原因，土壤（主要是水稻土）從非潛育型轉變為高位潛育型的過程。表現為50cm土體內出現青泥層。土壤退化類型與防治土壤次生潛育化：土壤退化類型與防治382.改良和治理潛育化和次生潛育化土壤的改良和治理應從環境治理做起，治本清源、因地制宜、綜合利用。開溝排水，消除漬害；多種經營，綜合利用；合理施肥；應用耐漬植物品種土壤退化類型與防治2.改良和治理潛育化和次生潛育化土壤的改良和治理應從環境治理39第三節土壤質量及其評價第三節土壤質量及其評價40一、土壤質量的概念20世紀70年代初，土壤質量一詞出現在土壤學文獻上，并逐步成為國際土壤學研究的熱點。土壤質量是維持地球生物圈最重要的因子之一，可以從生產力、可持續性、環境質量、對人類營養健康的影響等多方面來定義土壤質量。土壤質量是土壤在生態系統的范圍內，維持生物的生產能力、保護環境質量及促進動植物與人類健康的能力。土壤質量及其評價一、土壤質量的概念20世紀70年代初，土壤質量一詞出現在土壤41生產力土壤維持植物和動物持續生產的能力環境質量土壤降低環境污染物和病菌損害，調節新鮮空氣和水質量的能力動物和人類健康土壤影響動植物和人類健康的能力土壤質量是土壤肥力質量、土壤環境質量及土壤健康質量的綜合量度。土壤質量土壤質量及其評價生產力環境質量動物和人類健康土壤質量是土壤肥力質量、土壤環境42土壤肥力質量是土壤滿足植物養分和生產生物物質的能力、抗御土壤侵蝕，維持永續生產所需的水分、養分、空氣和熱量的能力。土壤環境質量是土壤容納、吸收、凈化污染物質，維護水和空氣潔凈，調節水、氣質量適于人畜和其他生物生長和繁衍的能力。土壤健康質量是土壤生產安全和營養成分完全的食品、促進人畜（和其他生物）健康能力的量度。土壤質量及其評價土壤肥力質量是土壤滿足植物養分和生產生物物質的能力、抗御土壤43二、土壤質量評價的指標體系土壤質量是土壤中退化性過程和保持性過程的平衡結果，評價土壤質量要考慮土壤的多重功能。土壤質量評價指標可以被簡單的定義為對土壤功能變化最敏感的土壤性質和過程，眾多的土壤質量評價指標組成最小數據集，用來間接的評價土壤功能。目前對土壤質量評價指標的研究較多，人們普遍認為土壤質量是不能直接測定的指標，需要通過測定不同的土壤性狀來反映土壤質量，所以評價土壤質量必須借助一定的評價指標體系。土壤質量及其評價二、土壤質量評價的指標體系土壤質量是土壤中退化性過程和保持性44為了建立一個合適的土壤質量評價指標體系，需要了解土壤質量的廣泛內涵，以便揭示不同自然和管理生態系統邊界內土壤質量的變化或演化。從多方面來考察土壤質量：土壤系統組分、結構及功能過程；土壤物理、化學及生物學性質；土壤質量隨時間、空間及狀態等的變化。土壤質量及其評價為了建立一個合適的土壤質量評價指標體系，需要了解土壤質量的廣45土壤質量參數指標的選擇應符合如下條件：代表性：一個指標能代表或反映土壤質量的全部或至少一個方面的功能；靈敏性：能靈敏地指示土壤與生態系統功能與行為變化；通用性：能適用于不同生態系統，也能適用于時間和空間的變化；經濟性：測定或分析花費較少，測定過程簡便快速。1.選擇評價土壤質量參數指標的原則土壤質量及其評價土壤質量參數指標的選擇應符合如下條件：代表性：一個指標能代表462.土壤質量評價的指標土壤質量評價參數指標包括物理、化學和生物學三方面：物理指標：土壤質地、土層和根系深度、土壤密度和滲透率、田間持水量、土壤持水特征、土壤含水量和土壤溫度等?；瘜W指標：土壤有機碳和全氮、土壤pH、電導率、礦化氮、磷和鉀等。生物學指標：微生物生物量碳和氮，潛在可礦化氮、土壤呼吸量、生物量碳/有機總碳、呼吸量/生物量等。土壤質量及其評價2.土壤質量評價的指標土壤質量評價參數指標包括物理、化學和生473.土壤質量評價的指標參數選擇根據土壤質量參數選擇條件原則，對土壤質量評價的參數指標：吳啟堂等（1995）選用了10個參數：①質地；②耕層厚度；③pH；④有機質；⑤全氮；⑥堿解氮；⑦速效磷；⑧速效