第十三章土壤退化與土壤質(zhì)量課件

第十三章土壤退化與土壤質(zhì)量

第十三章土壤退化與土壤質(zhì)量土壤退化的概念和類型主要類型土壤退化態(tài)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(zhì)量的概念土壤質(zhì)量評價的指標體系及其評價方法。內(nèi)容提要土壤退化的概念和類型內(nèi)容提要第一節(jié)土壤退化概述第一節(jié)土壤退化概述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(huán)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(guī)律和后果，通過土壤質(zhì)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(zhì)量的對策，對保持農(nóng)業(yè)及國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)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(chǎn)力、環(huán)境調(diào)控潛力和可持續(xù)發(fā)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(shù)量減少和質(zhì)量降低。

數(shù)量減少表現(xiàn)為表土喪失、或整個土體毀壞、或被非農(nóng)業(yè)占用。質(zhì)量降低表現(xiàn)為物理、化學、生物學性質(zhì)方面的質(zhì)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1.土壤退化的原因：自然因素和人為因素共同作用的結(jié)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(zhì)、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(zhì)：就是土壤資源的數(shù)量減少和質(zhì)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(jié)果。自然因二、土壤退化的分類1.聯(lián)合國糧農(nóng)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(yè)無機廢料、農(nóng)藥、放射性、重金屬、肥料、洗滌劑、旱澇障礙、土壤養(yǎng)分虧缺和耕地非農(nóng)業(yè)占用土壤退化概述二、土壤退化的分類1.聯(lián)合國糧農(nóng)組織采用的土壤退化分類體系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分類，結(jié)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(zhì)惡化和耕地的非農(nóng)業(yè)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中國土壤退化分類一級二級A土壤侵蝕A1水蝕A2凍融侵蝕A3重力侵蝕B土壤沙化B1懸移風蝕B2推移風蝕C土壤鹽化C1鹽漬化和次生鹽漬化C2堿化土壤退化概述中國土壤退化分類一級二級A土壤侵蝕A1水蝕A2凍融侵蝕A3D土壤污染D1無機物（包括重金屬和鹽堿類）污染D2農(nóng)藥污染D3有機廢物污染D4化學肥料污染D5污泥、礦渣和粉煤灰污染D6放射性物質(zhì)污染D7寄生蟲、病原菌和病毒污染E土壤性質(zhì)惡化E1土壤板結(jié)E2土壤潛育化和次生潛育化E3土壤酸化E4土壤養(yǎng)分虧缺F耕地的非農(nóng)業(yè)占用中國土壤退化分類（續(xù)）土壤退化概述D土壤污染D1無機物（包括重金屬和鹽堿類）污染D2農(nóng)藥污染三、我國土壤資源的現(xiàn)狀與退化的基本態(tài)勢1.我國土壤資源的現(xiàn)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(qū)域開發(fā)利用壓力大生態(tài)脆弱區(qū)域范圍大耕地土壤質(zhì)量總體較差，自維持能力弱耕地面積銳減，非農(nóng)業(yè)占用逐漸增加土壤退化概述三、我國土壤資源的現(xiàn)狀與退化的基本態(tài)勢1.我國土壤資源的現(xiàn)狀2.我國土壤退化的現(xiàn)狀與基本態(tài)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(shù)集中在經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)。中國沙化土地已經(jīng)達到1.7x106km2，占國土面積的18.12％，影響著近4億人口的生產(chǎn)和生活；土壤退化概述2.我國土壤退化的現(xiàn)狀與基本態(tài)勢土壤退化的面積廣、強度大、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(xù)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，耕地面積凈四、土壤退化的后果陸地生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定遭到破壞，土壤生產(chǎn)力和肥力降低；破壞自然景觀及人類生存環(huán)境，誘發(fā)區(qū)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(gòu)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(huán)境污染加劇；農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出比增大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本上升。人地矛盾突出，生存環(huán)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(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定遭到破壞，土壤生產(chǎn)第二節(jié)土壤退化主要類型及其防治第二節(jié)土壤退化主要類型及其防治一、土壤侵蝕及其防治土壤侵蝕是指土壤或成土母質(zhì)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(zhì)為依據(jù)，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(zhì)在外力（水、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2.影響土壤侵蝕的因素自然因素：水土流失發(fā)生、發(fā)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(fā)生、發(fā)展的先決條件3.土壤侵蝕對生態(tài)環(huán)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(fā)生在黃河中上游黃土高原地區(qū)、長江中上游丘陵地區(qū)和東北平原地區(qū)，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(zhì)量下降生態(tài)環(huán)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(tài)環(huán)境的影響和危害我國是世界上土壤侵蝕最嚴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（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（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(nóng)林牧綜合經(jīng)營，以增加地面覆被率，改良土壤，提高土地生產(chǎn)力，發(fā)展生產(chǎn)，繁榮經(jīng)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(jīng)營型：黃土地區(qū)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(chǎn)為目的的林業(yè)多種經(jīng)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水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)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(nóng)業(yè)技術(shù)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(nóng)業(yè)技術(shù)措施，主要是水土保持耕作法，是水土保持的基本二、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1.土壤（地）沙化和沙漠化的類型（1）干旱荒漠地區(qū)的土壤沙化主要分布在內(nèi)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(qū)，沙漠化發(fā)展快，面積大。該地區(qū)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(qū)的土壤沙（2）半干旱地區(qū)土壤沙化主要分布在內(nèi)蒙古中西部和東部、河北北部、陜北及寧夏東南部。該地區(qū)屬農(nóng)牧交錯的生態(tài)脆弱帶，由于過度放牧、農(nóng)墾，沙化成大面積區(qū)域化發(fā)展，這一沙化類型區(qū)人為因素很大，土壤沙化有逆轉(zhuǎn)可能。土壤退化類型與防治（2）半干旱地區(qū)土壤沙化主要分布在內(nèi)蒙古中西部和東部、河北北（3）半濕潤地區(qū)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(qū)。呈狹帶狀斷續(xù)分布在河流沿岸。沙化面積較小，發(fā)展程度較輕，并與土壤鹽漬化交錯分布，屬林-牧-農(nóng)交錯的地區(qū)，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(qū)土壤沙化主要分布在黑龍江、嫩江下游，其次是松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（3.土壤沙化的防治途徑（1）營造防沙林帶（2）實施生態(tài)工程（3）建立生態(tài)復合經(jīng)營模式（4）合理開發(fā)水資源（5）控制農(nóng)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(xiàn)象或過程，也稱鹽堿化。主要發(fā)生在干旱、半干旱和半濕潤地區(qū)。由于土壤鹽化與堿化往往相伴發(fā)生,所以長期以來人們將土壤可溶性鹽分的增加籠統(tǒng)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?shù)睦茫節(jié)撛邴}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(zhì)、地形、土壤質(zhì)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(guī)律和鹽分溶解度規(guī)律支配。“鹽隨水來，鹽隨水去，水散鹽留”為鹽堿土區(qū)水鹽運行的基本規(guī)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(zhì)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3.土壤鹽漬化類型現(xiàn)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(xiàn)代鹽漬化土壤退化類型與防治4.土壤鹽漬化的防治水利工程措施：給排水農(nóng)業(yè)措施：農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、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(tài)下，在1m內(nèi)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(zhuǎn)變?yōu)楦呶粷撚偷倪^程。表現(xiàn)為50cm土體內(nèi)出現(xiàn)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(huán)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(jīng)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(huán)境治理第三節(jié)土壤質(zhì)量及其評價第三節(jié)土壤質(zhì)量及其評價一、土壤質(zhì)量的概念20世紀70年代初，土壤質(zhì)量一詞出現(xiàn)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(zhì)量是維持地球生物圈最重要的因子之一，可以從生產(chǎn)力、可持續(xù)性、環(huán)境質(zhì)量、對人類營養(yǎng)健康的影響等多方面來定義土壤質(zhì)量。土壤質(zhì)量是土壤在生態(tài)系統(tǒng)的范圍內(nèi)，維持生物的生產(chǎn)能力、保護環(huán)境質(zhì)量及促進動植物與人類健康的能力。土壤質(zhì)量及其評價一、土壤質(zhì)量的概念20世紀70年代初，土壤質(zhì)量一詞出現(xiàn)在土壤生產(chǎn)力土壤維持植物和動物持續(xù)生產(chǎn)的能力環(huán)境質(zhì)量土壤降低環(huán)境污染物和病菌損害，調(diào)節(jié)新鮮空氣和水質(zhì)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(zhì)量是土壤肥力質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量及土壤健康質(zhì)量的綜合量度。土壤質(zhì)量土壤質(zhì)量及其評價生產(chǎn)力環(huán)境質(zhì)量動物和人類健康土壤質(zhì)量是土壤肥力質(zhì)量、土壤環(huán)境土壤肥力質(zhì)量是土壤滿足植物養(yǎng)分和生產(chǎn)生物物質(zhì)的能力、抗御土壤侵蝕，維持永續(xù)生產(chǎn)所需的水分、養(yǎng)分、空氣和熱量的能力。土壤環(huán)境質(zhì)量是土壤容納、吸收、凈化污染物質(zhì)，維護水和空氣潔凈，調(diào)節(jié)水、氣質(zhì)量適于人畜和其他生物生長和繁衍的能力。土壤健康質(zhì)量是土壤生產(chǎn)安全和營養(yǎng)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(zhì)量及其評價土壤肥力質(zhì)量是土壤滿足植物養(yǎng)分和生產(chǎn)生物物質(zhì)的能力、抗御土壤二、土壤質(zhì)量評價的指標體系土壤質(zhì)量是土壤中退化性過程和保持性過程的平衡結(jié)果，評價土壤質(zhì)量要考慮土壤的多重功能。土壤質(zhì)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(zhì)和過程，眾多的土壤質(zhì)量評價指標組成最小數(shù)據(jù)集，用來間接的評價土壤功能。目前對土壤質(zhì)量評價指標的研究較多，人們普遍認為土壤質(zhì)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(zhì)量，所以評價土壤質(zhì)量必須借助一定的評價指標體系。土壤質(zhì)量及其評價二、土壤質(zhì)量評價的指標體系土壤質(zhì)量是土壤中退化性過程和保持性為了建立一個合適的土壤質(zhì)量評價指標體系，需要了解土壤質(zhì)量的廣泛內(nèi)涵，以便揭示不同自然和管理生態(tài)系統(tǒng)邊界內(nèi)土壤質(zhì)量的變化或演化。從多方面來考察土壤質(zhì)量：土壤系統(tǒng)組分、結(jié)構(gòu)及功能過程；土壤物理、化學及生物學性質(zhì)；土壤質(zhì)量隨時間、空間及狀態(tài)等的變化。土壤質(zhì)量及其評價為了建立一個合適的土壤質(zhì)量評價指標體系，需要了解土壤質(zhì)量的廣土壤質(zhì)量參數(shù)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(zhì)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(tài)系統(tǒng)功能與行為變化；通用性：能適用于不同生態(tài)系統(tǒng)，也能適用于時間和空間的變化；經(jīng)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(zhì)量參數(shù)指標的原則土壤質(zhì)量及其評價土壤質(zhì)量參數(shù)指標的選擇應符合如下條件：代表性：一個指標能代表2.土壤質(zhì)量評價的指標土壤質(zhì)量評價參數(shù)指標包括物理、化學和生物學三方面：物理指標：土壤質(zhì)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。化學指標：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(zhì)量及其評價2.土壤質(zhì)量評價的指標土壤質(zhì)量評價參數(shù)指標包括物理、化學和生3.土壤質(zhì)量評價的指標參數(shù)選擇根據(jù)土壤質(zhì)量參數(shù)選擇條件原則，對土壤質(zhì)量評價的參數(shù)指標：吳啟堂等（1995）選用了10個參數(shù)：①質(zhì)地；②耕層厚度；③pH；④有機質(zhì)；⑤全氮；⑥堿解氮；⑦速效磷；⑧速效鉀；⑨密度；⑩CEC。土壤質(zhì)量評價的農(nóng)藝與經(jīng)濟學指標土壤質(zhì)量及其評價3.土壤質(zhì)量評價的指標參數(shù)選擇根據(jù)土壤質(zhì)量參數(shù)選擇條件原則，土壤質(zhì)量的微生物學指標美國土壤微生物學家（Kemedy等，1995）根據(jù)當時可接受的測定項目和方法，提出了下面土壤質(zhì)量微生物學指標體系：①有機碳；②微生物生物量（A總生物量，B細菌生物量，C真菌生物量，D微生物生物量碳、氮比）；③潛在可礦化氮；④土壤呼吸；⑤酶活性（A脫氫酶，B磷酸酶，C精氨酸酶，D芳基硫酸酯酶）；⑥生物量碳與有機碳比；⑦呼吸量與生物量比；⑧微生物群落（A基質(zhì)利用，B脂肪酸分析，C核酸分析）。土壤質(zhì)量及其評價土壤質(zhì)量的微生物學指標美國土壤微生物學家（Kemedy等，1土壤質(zhì)量的碳氮指標通常把土壤有機質(zhì)和全氮量作為土壤質(zhì)量評價的一個重要指標。其實，更合適的指標是生物活性碳和生物活性氮。土壤質(zhì)量的生態(tài)學指標種群豐富度，多樣性指數(shù)，均勻度指數(shù)，優(yōu)勢性指數(shù)。土壤質(zhì)量及其評價土壤質(zhì)量的碳氮指標通常把土壤有機質(zhì)和全氮量作為土壤質(zhì)量評價的三、土壤質(zhì)量的評價方法首先要確定有效、可靠、敏感、可重復及可接受的指標，建立全面評價土壤質(zhì)量的框架體系。隨著地統(tǒng)計學、GIS技術(shù)、模糊數(shù)學、計量經(jīng)濟學等在土壤質(zhì)量評價的應用，土壤質(zhì)量評價方法已呈多樣化發(fā)展，可以根據(jù)評價對象、功能以及評價范圍選擇相適宜的評價方法。土壤質(zhì)量及其評價三、土壤質(zhì)量的評價方法首先要確定有效、可靠、敏感、可重復及可土壤質(zhì)量綜合評分法可根據(jù)不同的評價目標和技術(shù)水平選擇或設計合適的評價方法。國際上比較常用的評價方法有以下幾種:土壤質(zhì)量動力學方法土壤質(zhì)量多變量指標方法土壤相對質(zhì)量評價法土壤質(zhì)量及其評價土壤質(zhì)量綜合評分法可根據(jù)不同的評價目標和技術(shù)水平選擇或設計合第十三章土壤退化與土壤質(zhì)量

第十三章土壤退化與土壤質(zhì)量土壤退化的概念和類型主要類型土壤退化態(tài)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(zhì)量的概念土壤質(zhì)量評價的指標體系及其評價方法。內(nèi)容提要土壤退化的概念和類型內(nèi)容提要第一節(jié)土壤退化概述第一節(jié)土壤退化概述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(huán)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(guī)律和后果，通過土壤質(zhì)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(zhì)量的對策，對保持農(nóng)業(yè)及國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)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(chǎn)力、環(huán)境調(diào)控潛力和可持續(xù)發(fā)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(shù)量減少和質(zhì)量降低。

數(shù)量減少表現(xiàn)為表土喪失、或整個土體毀壞、或被非農(nóng)業(yè)占用。質(zhì)量降低表現(xiàn)為物理、化學、生物學性質(zhì)方面的質(zhì)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1.土壤退化的原因：自然因素和人為因素共同作用的結(jié)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(zhì)、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(zhì)：就是土壤資源的數(shù)量減少和質(zhì)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(jié)果。自然因二、土壤退化的分類1.聯(lián)合國糧農(nóng)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(yè)無機廢料、農(nóng)藥、放射性、重金屬、肥料、洗滌劑、旱澇障礙、土壤養(yǎng)分虧缺和耕地非農(nóng)業(yè)占用土壤退化概述二、土壤退化的分類1.聯(lián)合國糧農(nóng)組織采用的土壤退化分類體系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分類，結(jié)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(zhì)惡化和耕地的非農(nóng)業(yè)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中國土壤退化分類一級二級A土壤侵蝕A1水蝕A2凍融侵蝕A3重力侵蝕B土壤沙化B1懸移風蝕B2推移風蝕C土壤鹽化C1鹽漬化和次生鹽漬化C2堿化土壤退化概述中國土壤退化分類一級二級A土壤侵蝕A1水蝕A2凍融侵蝕A3D土壤污染D1無機物（包括重金屬和鹽堿類）污染D2農(nóng)藥污染D3有機廢物污染D4化學肥料污染D5污泥、礦渣和粉煤灰污染D6放射性物質(zhì)污染D7寄生蟲、病原菌和病毒污染E土壤性質(zhì)惡化E1土壤板結(jié)E2土壤潛育化和次生潛育化E3土壤酸化E4土壤養(yǎng)分虧缺F耕地的非農(nóng)業(yè)占用中國土壤退化分類（續(xù)）土壤退化概述D土壤污染D1無機物（包括重金屬和鹽堿類）污染D2農(nóng)藥污染三、我國土壤資源的現(xiàn)狀與退化的基本態(tài)勢1.我國土壤資源的現(xiàn)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(qū)域開發(fā)利用壓力大生態(tài)脆弱區(qū)域范圍大耕地土壤質(zhì)量總體較差，自維持能力弱耕地面積銳減，非農(nóng)業(yè)占用逐漸增加土壤退化概述三、我國土壤資源的現(xiàn)狀與退化的基本態(tài)勢1.我國土壤資源的現(xiàn)狀2.我國土壤退化的現(xiàn)狀與基本態(tài)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(shù)集中在經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)。中國沙化土地已經(jīng)達到1.7x106km2，占國土面積的18.12％，影響著近4億人口的生產(chǎn)和生活；土壤退化概述2.我國土壤退化的現(xiàn)狀與基本態(tài)勢土壤退化的面積廣、強度大、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(xù)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，耕地面積凈四、土壤退化的后果陸地生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定遭到破壞，土壤生產(chǎn)力和肥力降低；破壞自然景觀及人類生存環(huán)境，誘發(fā)區(qū)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(gòu)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(huán)境污染加?。晦r(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出比增大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本上升。人地矛盾突出，生存環(huán)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(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定遭到破壞，土壤生產(chǎn)第二節(jié)土壤退化主要類型及其防治第二節(jié)土壤退化主要類型及其防治一、土壤侵蝕及其防治土壤侵蝕是指土壤或成土母質(zhì)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(zhì)為依據(jù)，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(zhì)在外力（水、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2.影響土壤侵蝕的因素自然因素：水土流失發(fā)生、發(fā)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(fā)生、發(fā)展的先決條件3.土壤侵蝕對生態(tài)環(huán)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(fā)生在黃河中上游黃土高原地區(qū)、長江中上游丘陵地區(qū)和東北平原地區(qū)，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(zhì)量下降生態(tài)環(huán)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(tài)環(huán)境的影響和危害我國是世界上土壤侵蝕最嚴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（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（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(nóng)林牧綜合經(jīng)營，以增加地面覆被率，改良土壤，提高土地生產(chǎn)力，發(fā)展生產(chǎn)，繁榮經(jīng)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(jīng)營型：黃土地區(qū)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(chǎn)為目的的林業(yè)多種經(jīng)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水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)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(nóng)業(yè)技術(shù)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(nóng)業(yè)技術(shù)措施，主要是水土保持耕作法，是水土保持的基本二、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1.土壤（地）沙化和沙漠化的類型（1）干旱荒漠地區(qū)的土壤沙化主要分布在內(nèi)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(qū)，沙漠化發(fā)展快，面積大。該地區(qū)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(qū)的土壤沙（2）半干旱地區(qū)土壤沙化主要分布在內(nèi)蒙古中西部和東部、河北北部、陜北及寧夏東南部。該地區(qū)屬農(nóng)牧交錯的生態(tài)脆弱帶，由于過度放牧、農(nóng)墾，沙化成大面積區(qū)域化發(fā)展，這一沙化類型區(qū)人為因素很大，土壤沙化有逆轉(zhuǎn)可能。土壤退化類型與防治（2）半干旱地區(qū)土壤沙化主要分布在內(nèi)蒙古中西部和東部、河北北（3）半濕潤地區(qū)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(qū)。呈狹帶狀斷續(xù)分布在河流沿岸。沙化面積較小，發(fā)展程度較輕，并與土壤鹽漬化交錯分布，屬林-牧-農(nóng)交錯的地區(qū)，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(qū)土壤沙化主要分布在黑龍江、嫩江下游，其次是松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（3.土壤沙化的防治途徑（1）營造防沙林帶（2）實施生態(tài)工程（3）建立生態(tài)復合經(jīng)營模式（4）合理開發(fā)水資源（5）控制農(nóng)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(xiàn)象或過程，也稱鹽堿化。主要發(fā)生在干旱、半干旱和半濕潤地區(qū)。由于土壤鹽化與堿化往往相伴發(fā)生,所以長期以來人們將土壤可溶性鹽分的增加籠統(tǒng)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?shù)睦?，使?jié)撛邴}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(zhì)、地形、土壤質(zhì)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(guī)律和鹽分溶解度規(guī)律支配?！胞}隨水來，鹽隨水去，水散鹽留”為鹽堿土區(qū)水鹽運行的基本規(guī)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(zhì)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3.土壤鹽漬化類型現(xiàn)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(xiàn)代鹽漬化土壤退化類型與防治4.土壤鹽漬化的防治水利工程措施：給排水農(nóng)業(yè)措施：農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、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(tài)下，在1m內(nèi)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(zhuǎn)變?yōu)楦呶粷撚偷倪^程。表現(xiàn)為50cm土體內(nèi)出現(xiàn)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(huán)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(jīng)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(huán)境治理第三節(jié)土壤質(zhì)量及其評價第三節(jié)土壤質(zhì)量及其評價一、土壤質(zhì)量的概念20世紀70年代初，土壤質(zhì)量一詞出現(xiàn)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(zhì)量是維持地球生物圈最重要的因子之一，可以從生產(chǎn)力、可持續(xù)性、環(huán)境質(zhì)量、對人類營養(yǎng)健康的影響等多方面來定義土壤質(zhì)量。土壤質(zhì)量是土壤在生態(tài)系統(tǒng)的范圍內(nèi)，維持生物的生產(chǎn)能力、保護環(huán)境質(zhì)量及促進動植物與人類健康的能力。土壤質(zhì)量及其評價一、土壤質(zhì)量的概念20世紀70年代初，土壤質(zhì)量一詞出現(xiàn)在土壤生產(chǎn)力土壤維持植物和動物持續(xù)生產(chǎn)的能力環(huán)境質(zhì)量土壤降低環(huán)境污染物和病菌損害，調(diào)節(jié)新鮮空氣和水質(zhì)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(zhì)量是土壤肥力質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量及土壤健康質(zhì)量的綜合量度。土壤質(zhì)量土壤質(zhì)量及其評價生產(chǎn)力環(huán)境質(zhì)量動物和人類健康土壤質(zhì)量是土壤肥力質(zhì)量、土壤環(huán)境土壤肥力質(zhì)量是土壤滿足植物養(yǎng)分和生產(chǎn)生物物質(zhì)的能力、抗御土壤侵蝕，維持永續(xù)生產(chǎn)所需的水分、養(yǎng)分、空氣和熱量的能力。土壤環(huán)境質(zhì)量是土壤容納、吸收、凈化污染物質(zhì)，維護水和空氣潔凈，調(diào)節(jié)水、氣質(zhì)量適于人畜和其他生物生長和繁衍的能力。土壤健康質(zhì)量是土壤生產(chǎn)安全和營養(yǎng)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(zhì)量及其評價土壤肥力質(zhì)量是土壤滿足植物養(yǎng)分和生產(chǎn)生物物質(zhì)的能力、抗御土壤二、土壤質(zhì)量評價的指標體系土壤質(zhì)量是土壤中退化性過程和保持性過程的平衡結(jié)果，評價土壤質(zhì)量要考慮土壤的多重功能。土壤質(zhì)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