页数：50页文件大小：12.77 MB来源： 土壤地理学ppt课件
本章先说明土壤资源的概念、功能与世界及中国利用现状，再介绍土壤质量与健康的概念、评价指标体系、土壤质量指数法与多变量指标克立格法，随后系统讲述土壤侵蚀、风蚀沙化、盐碱化与土壤污染的退化机制及防治修复技术，并介绍土地开发整理。
第9章 土壤资源可持续利用对策：本章目录。
教学重点：
关键词：
知识结构：本章围绕三条主线展开。
近50年来随着世界人口增长、资源枯竭、环境恶化的加剧，土壤资源持续利用研究日益受到重视。1985年FAO、UNEP和国际土壤学会拟定了「世界土壤宪章」，其核心是研讨未来世界土壤资源与粮食安全、土壤圈与全球变化的相关性。
9.1 土壤资源及其特征 9.1.1 土壤资源的概念：土壤资源（soil resource）是指具有农业、林业、牧业生产力的各种土壤类型的总称，是人类生存与发展过程中最基本、最广泛、最重要的自然资源之一。土壤资源具有质（土壤肥力）和量（面积）两方面内容。
土壤资源的功能表现在：
9.1.2 世界土壤资源及其利用现状：在世界土壤资源中土壤肥力水平低、限制性因素多的土壤比重大；而土壤肥力水平高、适宜性强的土壤所占比重较小。土壤资源生产潜力仍然很大，如图9-1所示。世界土壤资源及其人均占有量差异巨大。世界人均占有耕地0.25 ha，大洋洲最多为1.75 ha，亚洲最少为0.15 ha，如表9-1所示。
图9-1 世界土壤资源开发利用状况示意图（据Miller G T，1996资料）：图示全球不同肥力水平与限制性土壤所占的比重及其开发状况。
表9-1 世界各大洲土壤资源利用状况表：表格列出各大洲耕地面积与人均占有耕地数量，其中大洋洲最多、亚洲最少。
说明：源文件本页为表格图片，未提取到表内数据，建议对照原图补录各大洲耕地面积与人均占有量。
9.1.3 中国土壤资源及其利用现状：从土壤形成的自然环境和社会历史条件，以及土壤诊断特性等方面来看，中国土壤资源具有以下特点：
9.2 土壤质量评价 9.2.1 土壤质量：土壤质量（soil quality）或称土壤健康（health of soil）是指土壤具有维持生态系统生产力和动植物健康而不发生土壤退化和其他生态环境问题的能力。土壤健康一般为农学家、生产者及大众媒体所采用，它强调土壤的生产性能，即健康的土壤能持续生产出品质优良、数量丰富的农产品。
美国土壤学会指出健康土壤具有以下功能：
土壤质量是土壤物理性状、化学组成和性质、生物群落组成及其结构，以及形成这些性状的物质能量迁移转化过程的综合体。在土壤质量评估过程中，需选取能代表土壤质量并能定量化的属性，然后将这些属性组成一简明数据集（Minimum Data Set＝MDS），如图9-2、9-3和表9-2所示。
图9-2 土壤质量指标体系与土壤功能的关系图式（据Doran，1994年资料改编）：图示土壤物理、化学与生物学指标与各项土壤功能之间的对应关系。
图9-3 美国乔治亚州土壤质量评价卡示意图：图示以评分卡方式对土壤质量指标进行田间快速评价的方法。
表9-2 土壤质量评价分析性指标及其土壤功能的联系：表格列出各项分析性指标及其对应的土壤功能。
说明：源文件本页为表格图片，未提取到表内数据，建议对照原图补录指标与功能对应关系。
土壤是一个复杂的动态系统，在土壤野外调查与采样分析过程中，必须按照土壤质量分析方案，采用标准化的调查观测、采样规程，并作必要的质量认证（quality assurance）和质量控制（quality control）。美国农业部（USDA）已建立了统一的土壤质量调查、采样、样品预处理与分析方法，如图9-4所示。
说明：源文件原文写作 USAD，按标准机构名称更正为 USDA（美国农业部）。
9.2.2 土壤质量评价：联合国粮农组织（FAO）于1976年运用Liebig的最小限制因子定律，建立了完整的土地评价体系，其基本原理和方法同样可应用于土壤质量的定性评价。美国农业部的专家Romig等（1995）总结了农民评判土壤质量的主要指标体系。
美国国家土壤保持局（SCS）建议在选取土壤质量评价指标时，一是应该重视在当前经济技术条件下易于测量的土壤属性参数，并建立相应的标准，以评价土壤质量的变化；二是考虑土地经营管理措施对土壤质量的影响，并用现有知识和数据以寻求适宜的评价参数和方法。
土壤质量指数法（SQI＝Soil quality index）：其土壤质量指数方程式为 SQI＝f(SP, P, E, H, ER, BD, FQ, MI)，式中：SQI为土壤质量指数；SP为土壤性状参数；P为作物潜在生产力；E为环境因子；H为动物和人群健康状况；ER为土壤可蚀性；BD为生物多样性；FQ为食品质量与安全状况；MI为管理投入。
多变量指标克立格法（MVIK）：美国农业部（USDA）组织相关专家建立了土壤质量与健康评价的多变量指标克立格法（MVIK＝multiple variable indicator kriging），它将土壤管理措施、经济和环境限制因子引入分析过程，其评价范围可以从农场到地区水平。
9.3 土壤资源可持续利用对策 9.3.1 土地开发整理简介：土地整理是针对特定行政区域，按土地利用总体规划所确定的目标和用途，采取行政、经济、法律或工程措施对土地利用现状进行调整改进、综合整治，以提高土地利用率和产出率，改善农村生产生活条件和生态环境过程的总和，如图9-5所示。
9.2.2 土壤退化的概念：土壤退化（soil degradation）则是指因自然环境不利因素和人为利用不当引起的土壤肥力下降、植物生长条件恶化和土壤生产力减退的过程。以土壤退化为核心的土地退化，已成为困扰人类社会持续发展的主要障碍，如图9-6和表9-3所示。中国也是土壤退化十分严重的国家，如图9-7所示。
说明：源文件本页节号标为 9.2.2，与「土壤质量评价」一节编号重复；按内容归入土壤退化部分，节号保留原样未改。
图9-6 世界土壤退化现状图：图示全球土壤退化的主要类型、强度及其空间分布格局。
图9-7 中国土壤退化现状图（据焦居仁，2003）：图示中国土壤侵蚀、沙化、盐碱化等退化类型的空间分布与强度。
本页经判定为表格图片页（表9-3 世界土壤退化状况），源文件未提取到表格数据，表体以图片呈现，待人工补录。
与土壤形成发育过程相类似，土壤退化过程也是在自然因素和人为因素共同作用下的一个复杂过程，其中形成因素的异常或人类不合理的土壤利用方式则是土壤退化的根本原因，如图9-8和图9-9所示。一般将土壤退化过程划分为土壤侵蚀、土壤风蚀沙化、土壤盐碱化、土壤污染等。
图9-8 影响土壤退化的主要因子关系图式：图示自然因素与人为利用方式对土壤退化过程的作用关系与路径。
图9-9 土壤剖面退化与发育的一般图式：图示土壤剖面在正常发育与退化条件下的层次分异差异。
9.2.3 土壤侵蚀：是在各种外营力的作用下，土壤物质被剥离、迁移、沉积的过程，如图9-10和9-11所示。自然状态下的土壤侵蚀速度缓慢，常与自然成土过程处于动态平衡状态；人类活动对自然生态环境的破坏，常导致土壤侵蚀过程急剧发展，称为加速侵蚀，其侵蚀速率巨大，这就是一般所讲的土壤侵蚀。
说明：源文件本页写作「如图9-10和9-10所示」，后一图号按序列更正为图9-11。
图9-10 土壤水力侵蚀过程图式：a 雨滴打击表土；b 雨滴溅蚀；c 坡面土壤水蚀过程。
图9-11 土壤侵蚀景观（据焦居仁，2003）：图示坡面侵蚀沟与表土流失后的土壤侵蚀景观。
美国农业部（1965）开发了反映土壤侵蚀量与各影响因子相互关系的通用土壤流失方程（USLE），如下：A=f(R, K, L, S, C, P)，式中：A是年均土壤流失量；R是降雨因子；K是土壤因子；L是坡长因子；S是坡度因子；C是作物因子，P是耕作管理因子。
9.2.4 土壤风蚀沙化：是指当风速超过4~5 m/s，地表疏松干燥的细小土壤颗粒被风吹而扬起，离开原地土壤表层的现象。它主要发生在干旱半干旱区。土壤风蚀沙化作为一种土壤退化现象，它不仅破坏土壤资源、减低土壤生产力，同时还污染生态环境、影响区域社会经济的发展和人民生活的改善。
根据土壤颗粒运动特点，可以将土壤风蚀沙化过程分解为吹蚀过程、搬运过程和堆积过程。沙粒开始起动的临界风速（Vp）与沙粒直径（D）、气温、土壤性状等因子有关。据R.A.拜格诺的研究，粒径大于0.1 mm的土粒，其起动临界风速（Vp）与土粒直径（D）有密切关系，如图9-12～9-16所示。
图9-12 临界启动风速与沙尘颗粒直径关系图（据Kennrth，1991年资料改编）：图示沙粒起动临界风速随颗粒直径变化的曲线关系。
图9-13 土壤风蚀颗粒搬运模式图（据Kennrth，1991年资料改编）：图示土壤颗粒在风蚀过程中的蠕动、跃移与悬浮搬运方式。
图9-14 土壤风蚀沙化过程的一般图式：图示地表风蚀从颗粒起动、吹蚀、搬运到堆积的完整过程。
图9-15 土壤风蚀沙化阶段示意图：图中a~e代表不同土壤风蚀沙化阶段，展示地表由轻微风蚀到严重沙化的形态演变。
图9-16 土壤风蚀沙化景观：图示风蚀地表粗化、砾面化及沙丘前移的土壤风蚀景观。
土壤风蚀预报是制定土壤风蚀防治措施的理论基础，也是土壤风蚀科学研究水平的重要标志。近50年来国际土壤学界在深入调查、观察、实验模拟的基础上，建立了一系列土壤风蚀预报模型，包括土壤风蚀方程（WEQ）、修正土壤风蚀方程（RWEQ）、土壤风蚀预报系统（WEPS）。
9.2.5 土壤盐碱化及其防治对策：是指土壤中可溶性盐分随水向表土层（0~20 cm）运移而累积至含量超过0.1%（或富含石膏土壤为0.2％）的过程。按对植物生长发育危害和表土层盐分含量，可将土壤盐碱化分为强度、中度、轻度。
9.2.6 土壤污染：土壤是人类最基本的生产资料和劳动的对象；土壤又是人类生产和生活的场所。这样人类活动可使来自外界的大量物质快速、集中地投入到土壤圈的局部，在土壤中累积，从而造成了土壤污染。土壤污染物归并为无机污染物和有机污染物两大类。
土壤作为一个开放系统，是地表各环境要素相互作用的枢纽，因而造成土壤污染的物质来源极为广泛。根据土壤污染物的来源可以将土壤污染划分为：水体污染型、大气污染型、农业污染型、固体废物污染型、生物污染型。
9.2.7 土壤污染防治与修复技术：利用生物技术修复被污染的土壤是当今国际学术界研究的热点。它包括：植物根系从土壤溶液中萃取污染元素（Phytoextraction）；植物在生理代谢过程催化土壤污染元素的挥发（Phytovolatilization）；植物生理代谢对土壤污染元素的固化（Phytostabilization）。
思考题与个案分析：
思考题与个案分析（续）：
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