土壤退化與防治

土壤退化與防治第1頁(yè)，共72頁(yè)。土壤退化土壤退化指數(shù)量的減少和質(zhì)量的降低，即在自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，因人類不合理開(kāi)發(fā)利用而加速的土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力下降的現(xiàn)象和過(guò)程。數(shù)量退化指具有農(nóng)林牧生產(chǎn)力的土壤面積的減少。質(zhì)量退化指土壤性質(zhì)的惡化、土壤肥力與環(huán)境質(zhì)量的下降。土地退化指人類對(duì)土地不合理還法利用而導(dǎo)致土地質(zhì)量下降甚至荒蕪的過(guò)程，包括森林的破壞及衰亡、草地退化、水資源惡化與土壤退化。第2頁(yè)，共72頁(yè)。土壤退化的分類土壤退化土壤侵蝕土壤沙化土壤鹽化土壤污染土壤性質(zhì)惡化耕地的非農(nóng)業(yè)占用水蝕凍融侵蝕重力侵蝕懸移風(fēng)蝕推移風(fēng)蝕鹽漬化和次生鹽漬化堿化重金屬、鹽堿、農(nóng)藥、有機(jī)廢物、化肥、廢礦物、放射性物質(zhì)、蟲菌病毒土壤板結(jié)、潛育化、酸化、養(yǎng)分虧缺第3頁(yè)，共72頁(yè)。土壤退化我國(guó)土壤退化的自然社會(huì)條件制約一、土壤資源短缺，空間分布不均1.人均占有率低2.土地資源空間分布不均，區(qū)域開(kāi)發(fā)壓力大3.生態(tài)脆弱區(qū)范圍大4.耕地土壤質(zhì)量總體差，2/3低產(chǎn)二、人口增長(zhǎng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)土壤退化的制約三、水資源短缺對(duì)土壤退化的制約我國(guó)土壤退化的現(xiàn)狀1.土壤退化的面積大，強(qiáng)度大、類型多2.土壤退化發(fā)展快、影響深遠(yuǎn)第4頁(yè)，共72頁(yè)。1.土壤沙化土壤沙化:主要是風(fēng)蝕和風(fēng)力堆積過(guò)程。1.1原因:極端干旱及大風(fēng)過(guò)渡放牧亂挖亂樵水資源萎縮過(guò)渡開(kāi)墾森林植被破壞第5頁(yè)，共72頁(yè)。土壤沙化第6頁(yè)，共72頁(yè)。1.2土壤沙化的危害土地貧瘠化第7頁(yè)，共72頁(yè)。1.2土壤沙化的危害植被退化，適宜性變差第8頁(yè)，共72頁(yè)。1.2土壤沙化的危害土地沙化，利用程度降低第9頁(yè)，共72頁(yè)。1.2土壤沙化的危害沙塵暴，環(huán)境惡略第10頁(yè)，共72頁(yè)。1.3土壤沙化的防治草方格沙障第11頁(yè)，共72頁(yè)。1.3土壤沙化的防治營(yíng)造防護(hù)林第12頁(yè)，共72頁(yè)。1.3土壤沙化的防治種植耐旱作物第13頁(yè)，共72頁(yè)。1.3土壤沙化的防治培育生物土壤結(jié)皮第14頁(yè)，共72頁(yè)。1.4土壤沙化的防治退牧還草第15頁(yè)，共72頁(yè)。1.5土壤沙化的防治減少耕作次數(shù)，少耕免耕第16頁(yè)，共72頁(yè)。1.6土壤沙化的防治選種適生植物第17頁(yè)，共72頁(yè)。1.7土壤沙化的防治秸桿覆蓋第18頁(yè)，共72頁(yè)。2.土壤（水土）流失2.1概念土壤由水力或水力加重力作用而搬移運(yùn)走的侵蝕類型。第19頁(yè)，共72頁(yè)。水土流失第20頁(yè)，共72頁(yè)。土壤（水土）流失2.2水土流失的指標(biāo)

土壤侵蝕模數(shù)，即每年每平方公里的土壤流失量。水土流失的主因：

1.植被破壞2.坡地耕種3.年降雨分配不均土壤流失分級(jí)土壤侵蝕模數(shù)年均流失厚度（mm）無(wú)明顯侵蝕小于200或500或1000小于0.16或0.4或0.8輕度侵蝕200或500或1000—25000.16或0.4或0.8—2中度侵蝕2500—50002—4重度侵蝕5000—80004—6極強(qiáng)度侵蝕8000—150006—12劇烈侵蝕大于15000大于12第21頁(yè)，共72頁(yè)。水土流失洪水引起的沖刷降雨對(duì)裸土產(chǎn)生的溝蝕第22頁(yè)，共72頁(yè)。2.3水土流失的危害2.3.1土壤薄層化2.3.2土壤質(zhì)量下降2.3.3生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化第23頁(yè)，共72頁(yè)。2.4水土流失的防治:水土保持Forestterracesuitableforreforestationindegradedmountainzones

Diversionditch?effectivefordrainingsteepslopesAlgerianterrace?第24頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持等高種植第25頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持沿等高線營(yíng)造防護(hù)林第26頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持陡坡地退耕還林第27頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持沿溝建淤地壩第28頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持修水窖雨季蓄水第29頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持生物工程第30頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持生物措施第31頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持生物措施第32頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持工程措施與生物措施結(jié)合第33頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持修建梯田第34頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持溝道種植灌木防切溝發(fā)展第35頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持修隔坡梯田第36頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持梯田及培肥第37頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持糧食作物與水保林間作第38頁(yè)，共72頁(yè)。水土保持沿等高線修梯田第39頁(yè)，共72頁(yè)。3.土壤鹽漬化概念:土壤地表面積鹽的過(guò)程.3.1土壤鹽漬化的三條件3.1.1蒸發(fā)量大于降水量;3.1.2地下水位超過(guò)臨界水位;3.1.3地下水礦化度高.3.2土壤鹽漬化類型3.2.1現(xiàn)代土壤鹽漬化;3.2.2殘余土壤鹽漬化;3.2.3潛在土壤鹽漬化.第40頁(yè)，共72頁(yè)。3.3土壤次生鹽漬化概念:由于不恰當(dāng)?shù)睦?使?jié)撛邴}漬化土壤中鹽分趨向于表土層積聚的過(guò)程.原因:超量用水導(dǎo)致地下水位上升超過(guò)臨界深度;高礦化度水灌溉(>3g/L);灌排不配套,排水不暢;開(kāi)墾利用本身含鹽高的土壤.第41頁(yè)，共72頁(yè)。3.4土壤次生鹽漬化的防治合理利用水資源;灌排配套發(fā)展,實(shí)施合理的灌溉制度;采用節(jié)水灌溉技術(shù);減少渠系滲漏損失;改變種植制度,因地制宜建立生態(tài)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu);精耕細(xì)作.第42頁(yè)，共72頁(yè)。4.土壤污染4.1概念:指進(jìn)入土壤的有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽、能源物質(zhì)等導(dǎo)致土壤質(zhì)量的變化，可能影響土壤的正常使用，或危及人類健康和生態(tài)環(huán)境。第43頁(yè)，共72頁(yè)。4.土壤污染土壤污染概念的相對(duì)性和絕對(duì)性絕對(duì)性概念:人類活動(dòng)向土壤添加有害物質(zhì),土壤即受到污染;數(shù)量相對(duì)性概念:土壤污染物濃度超過(guò)背景值加兩倍標(biāo)準(zhǔn)差的臨界濃度;現(xiàn)實(shí)相對(duì)性概念:不僅加入土壤的污染物濃度超過(guò)土壤的自凈能力,或污染物在土壤中的累積量超過(guò)土壤基準(zhǔn)量,從而給生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)危害.土壤污染的最大危害性在于:不僅毒害土壤,降低其生產(chǎn)能力,而且可以通過(guò)食物鏈傳遞,對(duì)動(dòng)植物及人類產(chǎn)生危害.第44頁(yè)，共72頁(yè)。4.2土壤背景值與環(huán)境容量土壤背景值:土壤在自然成土過(guò)程中,構(gòu)成土壤自身的化學(xué)元素的組成和含量,即土壤未受人類活動(dòng)影響的土壤本身的化學(xué)元素組成和含量.土壤環(huán)境容量:土壤環(huán)境單元在一定時(shí)限內(nèi)遵循環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),既保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和生物學(xué)質(zhì)量,同時(shí)也不使環(huán)境污染時(shí),土壤所能承納污染物的最大容量.即土壤污染物的起始值和最大負(fù)荷量的差.第45頁(yè)，共72頁(yè)。4.3土壤的自凈作用概念:指進(jìn)入土壤的污染物,在土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和土壤微生物的作用下,經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)及生物化學(xué)過(guò)程,降低其濃度或改變其形態(tài),從而消除或降低污染物毒性的現(xiàn)象.類型:物理自凈作用:進(jìn)入土壤的污染物隨水遷移,通過(guò)滲濾作用排出土體,或有機(jī)污染物通過(guò)揮發(fā)、擴(kuò)散進(jìn)入大氣;只能降低濃度或遷移并可能造成地下水或大氣污染;化學(xué)和物理化學(xué)自凈作用:土壤中污染物通過(guò)吸附、配合、沉淀、氧化還原作用使其毒性濃度降低的過(guò)程;實(shí)際是土壤緩沖性能的發(fā)揮,未排除并可能積累起來(lái),最終仍可能被生物吸收;生物化學(xué)凈化作用:有機(jī)污染物在微生物及酶作用下,通過(guò)生物降解,被分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物而消散的過(guò)程.真正實(shí)現(xiàn)凈化.第46頁(yè)，共72頁(yè)。4.4土壤污染物的來(lái)源工業(yè)“三廢”，即廢氣、廢水、廢渣，農(nóng)藥、化肥、城市垃圾、污泥、放射性微粒等。

第47頁(yè)，共72頁(yè)。土壤污染第48頁(yè)，共72頁(yè)。土壤污染物的來(lái)源交通事故（車、飛機(jī)）后燃料及其它有機(jī)物添加到土壤中。第49頁(yè)，共72頁(yè)。土壤污染物的來(lái)源人為增加的有毒物質(zhì)如溶劑、油漆、顏料、家用清潔劑等。第50頁(yè)，共72頁(yè)。4.5土壤污染物的分類一、重金屬污染物汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）、絡(luò)（Cr）、銅（Cu）、鋅（Zn），類金屬砷（As）和非金屬氟（F）也包含其中。第51頁(yè)，共72頁(yè)。4.5土壤污染物的分類二、有機(jī)污染物（二）三氯乙醛（重多化工產(chǎn)品、藥物、農(nóng)藥的合成原料。（三）油類污染物（四）表面活性劑污染物（五）廢塑料制品第52頁(yè)，共72頁(yè)。二、有機(jī)污染物（一）農(nóng)藥：1.農(nóng)藥直接施入土壤或拌種、浸種2.噴灑農(nóng)藥落到地面或作物上的農(nóng)藥被淋洗到地表3.大氣中懸浮農(nóng)藥以氣態(tài)或經(jīng)雨水溶解和淋洗到地面4.隨死亡動(dòng)物或污水灌溉進(jìn)入土壤4.5土壤污染物的分類第53頁(yè)，共72頁(yè)。4.5土壤污染物的分類三、固體廢物與放射性污染物1.工業(yè)固體廢物2.城市垃圾3.放射性物質(zhì)第54頁(yè)，共72頁(yè)。4.6土壤性質(zhì)對(duì)污染物毒性的影響污染物進(jìn)入土壤后的物理、化學(xué)及生物化學(xué)反應(yīng)主要包括:吸附解吸附、沉淀溶解、絡(luò)合解絡(luò)合、同化礦化、降解轉(zhuǎn)化等過(guò)程.粘粒礦物對(duì)污染物毒性的影響:鋁硅酸鹽對(duì)重金屬和離子態(tài)有機(jī)農(nóng)藥及氧化物對(duì)氟、鉬、砷、鉻等含氧根的吸附,起到固定或暫時(shí)失活的減毒效應(yīng);有機(jī)質(zhì)對(duì)污染物毒性的影響:通過(guò)靜電吸附或絡(luò)合(螯合)降低毒性;土壤酸堿性對(duì)污染物毒性的影響:通過(guò)影響物質(zhì)的電荷性、沉淀溶解平衡、吸附解吸附平衡及絡(luò)合平衡來(lái)改變污染物的毒性;酸性下毒性強(qiáng),堿性下易生成氫氧化物沉淀,毒性降低;土壤氧化還原狀況對(duì)污染物毒性的影響:氧還交替利于有機(jī)物降解,還原條件下,硫可導(dǎo)致重金屬產(chǎn)生沉淀,降低毒性;第55頁(yè)，共72頁(yè)。農(nóng)藥和化肥的污染W(wǎng)hennotusedbytheplantsthenutrientscanenterstreamsandlakesduringtherun-offorleachingevents.Onceinabodyofwater,thesechemicalscontinuetopromotethegrowthofplants,theresultingplantdetritusisfoodformicro-organisms,andasthepopulationofsuchorganismsgrows,thesupplyofoxygeninthewaterisdepleted.

第56頁(yè)，共72頁(yè)。富營(yíng)養(yǎng)化"BiochemicalOxygenDemand",or"BOD".Thismeansthatthewateriscapableofsupportingalargepopulationofbacteriathatwillhaveahighdemandforoxygen.

第57頁(yè)，共72頁(yè)。生物控制—減少農(nóng)藥施用Chooseacovercropasabio-controlforaspecificpestTimetillagetogivecropsthebestadvantagefromtheresultingbiologicalactivityManagehabitatsattheedgeoffieldstosupportpredatorsofpests第58頁(yè)，共72頁(yè)。生物控制Choosepesticidespartiallybasedonthenon-targetorganismstheyaffectChooseasourceofcompostandmanurebasedonhowitimpactsdiseaseorcrop-enhancingorganisms第59頁(yè)，共72頁(yè)。土壤污染的防治Informationneededtocleanupmaterialsaddedtosoilinclude:

1)

Kindofmaterial-organicorinorganic-isthematerialbiodegradable,isthematerialdangeroustoanimalsandhumans,2)

howmuchmaterialwasaddedtothesoil,willitoverloadtheorganismsinthesoil;3)

C:Nratioofthematerial,areadditionalnutrientsneeded(N&P)第60頁(yè)，共72頁(yè)。土壤污染的防治

4)

KindofSoil-willthesoilbeabletohandlethematerialbeforegroundwateriscontaminated,5)

Growingconditionsforthesoilorganisms-isittoocold,toowetetc.6)

Howlonghasthematerialbeenonthesite-isthereevidenceofenvironmentalproblems,isitundergoingdecomposition.7)

Immediatedangertopeopleandtheenvironment-Urgencyofthesituation.第61頁(yè)，共72頁(yè)。污染土壤的生物修復(fù)Atreatmentprocessthatusesmicroorganisms(yeast,fungi,orbacteria)tobreakdown,ordegrade,hazardoussubstancesintolesstoxicornontoxicsubstances(carbondioxideandwater)第62頁(yè)，共72頁(yè)。生物修復(fù)的條件TemperaturefavorablefororganismsWateravailable(nearfieldcapacity)Nutrients(N,P,K)inadequatesupplyC:Nratioofmaterial<30:1MaterialaddedissimilartonaturallyoccurringorganicmaterialOxygeninsufficientquantity第63頁(yè)，共72頁(yè)。生物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用Biostimulation(stimulatesbiologicalactivity)Bioventing

(Injectair/nutrientsintounsaturatedzone–goodformidweightpetroleum,jetfuel)Biosparging（噴、淋、鼓泡）

(Injectair/nutrientsintounsaturatedandsaturatedzones)Bioaugmentation

(inoculatessoilwithmicrobes)LessexpensiveCreateslessdustLesspossibilityofcontaminantreleaseintoenvironmentGoodforlargevolumesSlowerDoesn’tworkwellinclaysorhighlylayeredsubsurfaces第64頁(yè)，共72頁(yè)。生物刺激加速修復(fù)Biosparging第65頁(yè)，共72頁(yè)。生物修復(fù)的后處理Slurry-phase（泥漿、淤泥、殘?jiān)㏒oilcombinedwith

water/additivesintank,microorganisms,nutrients,

oxygenaddedSolid-phaseLand-farming:soilputonpad,leachate（淋洗液）collectedSoilbiopiles:soilheaped,airaddedComposting:biodegradablewastemixedwithbulkingagentEasiertocontrolUsedtotreatwiderrangeofcontaminantsandsoiltypesCostlyFaster第66頁(yè)，共72頁(yè)。生物修復(fù)濃縮階段固態(tài)堆放第67頁(yè)，共72頁(yè)。影響有機(jī)化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過(guò)程

光降解吸附與排出

揮發(fā)生物降解淋失化學(xué)分解流失作物收獲移走解毒可能轉(zhuǎn)化為有毒或無(wú)第68頁(yè)，共72頁(yè)。土壤pH對(duì)重金屬吸附的影響AdsorptionSoilpH33.544.555.566.57.0PbCuZnCd第69頁(yè)，共72頁(yè)。污水灌溉5年后土壤中測(cè)出的重金屬形態(tài)%ofElementsineachformForms

CdCrCuNiPbZnExchangeable/adsorbed11251