第十四章 土壤退化与质量.ppt(下载附件 3.27 MB)

 

 

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       要点

[1] 土壤退化：理解土壤退化的概念、主要土壤退化类型、土壤退化的后果及土壤退化的防治途径与措施等。

[2] 土壤质量：正确理解土壤质量概念的内涵。

[3] 土壤质量评价：了解土壤质量评价的指标体系及其评价方法。

第十四章  土壤退化与土壤质量

14.1土壤退化概述

14.1.1  土壤退化（soil degradation）的概念

土壤退化是指在各种自然和人为因素影响下，导致土壤生产力、环境调控潜力和可持续发展能力下降甚至完全丧失的过程。简言之，土壤退化是指土壤数量减少和质量降低。数量减少表现为表土丧失、或整个土体毁坏、或被非农业占用。质量降低表现为物理、化学、生物方面的质量下降。

为了正确理解土壤退化的概念，可从以下三方面进行认识：

①土壤退化的原因：自然因素和人为因素共同作用的结果。自然因素包括破坏性自然灾害和异常的成土因素（如气候、母质、地形等），它是引起土壤自然退化过程(侵蚀、沙化、盐化、酸化等)的基础原因。而人与自然相互作用的不和谐即人为因素是加剧土壤退化的根本原因。

②土壤退化的本质：就是土壤资源的数量减少和质量降低。

③防治土壤退化的首要任务是保护耕地土壤。

14.1.2  土壤退化的分类

14.1.2.1 联合国粮农组织采用的土壤退化分类体系

1971年联合国粮农组织在《土壤退化》一书中，将土壤退化分为十大类：即侵蚀、盐碱、有机废料、传染性生物、工业无机废料、农药、放射性、重金属、肥料和洗涤剂。此外，后来又补充了旱涝障碍、土壤养分亏缺和耕地非农业占用三类。

14.1.2.2 我国对土壤退化的分类

中国科学院南京土壤研究所借鉴了国外的分类，结合我国的实际，采用了二级分类。一级将我国土壤退化分为土壤侵蚀(soil erosion)、土壤沙化（图1）(soil desertification)、土壤盐化（图2）(soil salinization)、土壤污染(soil pollution)、土壤性质恶化和耕地(cropland)的非农业占用等六大类，在这6级基础上进一步进行了二级分类，见表1。

表1  中国土壤（地）退化二级分类体系（中国科学院南京土壤研究所）

一级		二级
A	土壤侵蚀	A1	水蚀
		A2	冻融侵蚀
		A3	重力侵蚀
B	土壤沙化	B1	悬移风蚀
		B2	推移风蚀
C	土壤盐化	C1	盐渍化和次生盐渍化
		C2	碱化
D	土壤污染	D1	无机物（包括重金属和盐碱类）污染
		D2	农药污染
		D3	有机废物(工业及生物废弃物中生物易降解有机毒物)污染
		D4	化学肥料污染
		D5	污泥、矿渣和粉煤灰污染
		D6	放射性物质污染
		D7	寄生虫、病原菌和病毒污染
E	土壤性质恶化	E1	土壤板结
		E2	土壤潜育化和次生潜育化
		E3	土壤酸化
		E4	土壤养分亏缺
F	耕地的非农业占用

14.1.3  我国土壤资源的现状与退化的基本态势

3.1我国土壤（地）资源的现状与存在问题

A  我国人均土壤资源占有率低

B  我国土地资源空间分布不均匀，区域开发利用压力大

C  生态脆弱区域范围大如我国黄土高原、新疆绿洲、西南岩溶区、东北西部和内蒙地区均属生态脆弱带，土壤存在潜在退化危险。

D  耕地土壤质量总体较差，自维持能力弱我国123万km2耕地中，瘠薄地、干旱缺水地、坡耕地、风沙地、盐碱地、渍涝地、潜育化地等低产土壤可到2/3。

E  耕地面积锐减，非农业占用逐渐增加

3.2我国土壤退化的现状与基本态势

土壤退化的面积广、强度大、类型多

据统计，我国土壤退化总面积达460万km2，占全国土地总面积的40%，是全球土壤退化总面积的1/4。华北地区主要发生着盐碱化，西北主要是沙漠化，黄土高原和长江中、上游主要是水土流失，西南发生着石质化，东部地区主要表现为土壤肥力衰退和环境污染。总体来看，土壤退化已影响到我国60%以上的耕地土壤。

土壤退化速度快（表2），影响深远

表2：我国土壤退化类型的发展速度

土壤退化类型	发展速度（万hm2/年）
耕地占用	15
耕地剥离	10
土壤流失	30-40
土壤沙化	490
草地退化	130

14.1.4  土壤（地）退化的后果

A 陆地生态系统的平衡和稳定遭到破坏，土壤生产力和肥力降低。

B 破坏自然景观及人类生存环境，诱发区域乃至全球的土被破坏、水系萎缩、森林衰亡和气候变化。

C 水土流失严重，自然灾害频繁，特大洪水危害加剧，对水库构成重大威胁。

D 化肥使用量不断增加，而化肥的报酬率和利用率递减，环境污染加剧；农业投入产出比增大，农业

生产成本上升。

E 人地矛盾突出，生存环境恶化。

F 食品安全和人类健康受到严重威胁。

14.2土壤侵蚀及其防治

14.2.1  土壤侵蚀的概念

土壤侵蚀是指土壤或成土母质在外力（水、风）作用下被破坏剥蚀、搬运和沉积的过程。广泛应用的“水土流失”一词是指在水力作用下，土壤表层及其母质被剥蚀、冲刷搬运而流失的过程。

14.2.2土壤侵蚀的主要类型及其指标（表3）

【表3】【衡量土壤侵蚀的数量指标主要采用土壤侵蚀模数，即每年每平方公里土壤流失量。根据土壤侵蚀模数对区域划分土壤流失强度。

土壤流失强度分级指标（水电部，1984）

土壤流失强度分级	土壤平均侵蚀模数（t/km2.年）	年平均流失厚度（mm）
1.无明显侵蚀	＜200或500或1000(不同地区)	＜0.16或0.4或0.8
2.轻度侵蚀	200或500或1000(不同地区)-2500	0.16或0.4或0.8-2
3.中度侵蚀	2500-5000	2-4
4.强度侵蚀	5000-8000	4-6
5.极强度侵蚀	8000-15000	6-12
6.剧烈侵蚀	＞15000	＞12

    对于重力侵蚀，一般按地表破碎程度进行分级。

土壤重力侵蚀分级指标（水电部，1984）

重力侵蚀分级		侵蚀形态面积占沟坡面积%
1.	轻度侵蚀	＜10
2.	中度侵蚀	10-25
3.	强度侵蚀	25-35
4.	极强度侵蚀	35-50
5.	剧烈侵蚀	＞50

】

14.2.2.1 水力侵蚀(water erosion)

水力侵蚀或流水侵蚀是指由降雨及径流引起的土壤侵蚀，简称水蚀。包括面蚀、潜蚀、沟蚀和冲蚀。

面蚀或片蚀：面蚀是片状水流或雨滴对地表进行的一种比较均匀的侵蚀，主要发生在没有植被或没有采取可靠的水土保持措施的坡耕地或荒坡上，是水力侵蚀中最基本的一种侵蚀形式。面蚀所引起的地表变化是渐进的，不易为人们觉察，但它对地力减退的速度是惊人的，涉及的土地面积往往是较大的。

潜蚀：是地表径流集中渗入土层内部进行机械的侵蚀和溶蚀作用，千奇百怪的喀斯特溶岩地貌就是潜蚀作用造成的，另外在垂直节理十分发育的黄土地区也相当普遍。

沟蚀（图3）(gully erosion)：沟蚀是集中的线状水流对地表进行的侵蚀，切入地面形成侵蚀沟的一种水土流失形式。一旦形成侵蚀沟，土地即遭到彻底破坏，由于侵蚀沟的不断扩展，使曾经是大片土地被切割得支离破碎。

 冲蚀：主要指沟谷中时令性流水的侵蚀。

14.2.2.2 重力侵蚀(gravitational erosion)

重力侵蚀是指斜坡陡壁上的风化碎屑或不稳定的土石岩体在重力为主的作用下发生的失稳移动现象，重力侵蚀多发生在深沟大谷的高陡边坡上。一般可分为泻流、崩坍（图4）、滑坡（图5）(slip ersion)和泥石流（图6）(block glacier)等类型。

2.3 冻融侵蚀(freezing and thawing erosion)

 

 

主要分布在我国西部高寒地区，在一些松散堆积物组成的坡面上，土壤含水量大或有地下水渗出情况下冬

 

季冻结，春季表层首先融化，而下部仍然冻结，形成了隔水层，上部被水浸润的土体成流塑状态，顺坡向下流动、蠕动或滑塌，形成泥流坡面或泥流沟。

14.2.2.4 风力侵蚀(deflation)

在比较干旱、植被稀疏的条件下，当风力大于土壤的抗蚀能力时，土粒就被悬浮在气流中而流失，这种由风力作用引起的土壤侵蚀现象就是风力侵蚀，简称风蚀。

14.2.2.5 人为侵蚀(artificial shift erosion)

人为侵蚀是指人们在改造利用自然、发展经济过程中，移动了大量土体，而不注意水土保持，直接或间接地加剧了侵蚀，增加了河流的输砂量。目前主要表现在采矿、毁坏耕地、废弃物乱堆放等。

14.2.3  影响土壤侵蚀的因素

影响±壤侵蚀的因素分为自然因素和人为因素。自然因素是水土流失发生、发展的先决条件，或者叫潜在因素，人为因素则是加剧水土流失的主要原因。

14.2.3.1自然因素

气候：气候因素特别是季风气候与土壤侵蚀密切相关。季风气候的特点是降雨量大而集中，多暴雨，因此加剧了土壤侵蚀。最主要而又直接的是降水，尤其是暴雨的引起水土流失最突出的气候因素。

地形：地形是影响水土流失的重要因素，而坡度的大小、坡长、坡形等都对水土流失有影响，其中坡度的影响最大，坡度越陡，地表径流流速越大，水土流失也越严重。

土壤：土壤是侵蚀作用的主要对象，因而土壤本身的透水性、抗蚀性（土壤抵抗径流对它们的分散和悬浮的能力）和抗冲性（土壤对抗流水和风蚀等机械破坏作用的能力）等特性对土壤侵蚀也会产生很大的影响。

质地砂、结构疏松的土壤易产生侵蚀。土壤颗粒间的胶结力强，结构体相互不易分散，则土壤抗蚀性也较强。土壤膨胀系数愈大，崩解愈快，抗冲性就愈弱。

植被：植被破坏使土壤失去天然保护屏障，成为加速土壤侵蚀的先导因子。

14.2.3.2人为因素

人为活动是造成土壤流失的主要原因，表现为植被破坏（如滥垦、滥伐、滥牧）和坡耕地垦植（如陡坡开荒、顺坡耕作、过度放牧），或由于开矿、修路未采取必要的预防措施等，都会加剧水土流失。

14.2.4  土壤侵蚀对生态环境的影响和危害

我国是世界上土壤侵蚀最严重的国家之一，主要发生在黄河中上游黄土高原地区、长江中上游丘陵地区和东北平原地区，水土流失严重。其主要危害包括以下方面：

14.2.4.1 破坏土壤资源

由于土壤侵蚀，大量土壤资源被蚕食和破坏，沟壑日益加剧，土层变薄，大面积土地被切割得支离破碎，耕地面积不断缩小。

黄土高原总面积为53万km2，水土流失面积达43万km2，占总面积的81%。据资料介绍，在晋、陕、甘等省内，每平方公里有支、干沟50多条，沟道长度可达5-10km以上，沟谷面积可占流域面积的50-60%。

14.2.4.2 土壤肥力和质量下降

土壤侵蚀使大量肥沃表土流失，土壤肥力和植物产量迅速降低。

吉林省肥沃的黑土层不断变薄，有的地方甚至全部侵蚀。四川盆地中部土石丘陵区，坡度为150-200的坡地，每年被侵蚀的表土达2.5cm,黄土高原强烈侵蚀区，平均年侵蚀量6000t/km2以上，最高可达两万吨以上。南方红黄壤地区以江西兴国县为例，平均年流失量5000  8000t/km2，最高达13500t/km2，裸露的花岗岩风化壳坡面，夏季地表温度高达70℃，被喻为南方“红色沙漠”。珠江三角洲每年以50-lOOm的速度向海推进。

全国每年流失土壤超过50万吨，占世界总流失量的20%，相当于剥去10mm厚的较肥沃的土壤表层，流失的土壤氮磷钾等养分相当于5000多万吨化肥量。通过水土流失的土壤，一般是较肥沃的土壤表层，造成大量土壤有机质和养分损失，土壤理化性质恶化，土壤板结，土质变坏，土壤通气透水性能降低，使土壤肥力和质量迅速下降。

14.2.4.3 生态环境恶化

由于严重的水土流失，导致地表植被的严重破坏，自然生态环境失调恶化，洪、涝、旱、冰雹等自然灾害接踵而来，特别是干旱的威胁日趋严重，致使大面积土壤砂化，并在我国西北地区经常形成沙尘暴天气，造成严重的大气环境污染。

14.2.4.4 破坏水利、交通工程设施

水土流失带走的大量泥沙，被送进水库、河道、天然湖泊，造成河床淤塞、抬高，引起河流泛滥，这是平原地区发生特大洪水的主要原因。重力侵蚀的崩塌、滑坡、或泥石流等经常导致交通中断，道路桥梁破坏，河流堵塞，已造成巨大的经济损失。

14.2.5  土壤侵蚀的防治

14.2.5.1 水利工程措施

（1）坡面治理

（2）沟道治理

（3）小型水利工程

14.2.5.2 生物工程措施

生物工程措施是指为了防治土壤侵蚀、保持和合理利用水土资源而采取的造林种草，绿化荒山，农林牧综合经营，以增加地面覆被率，改良土壤，提高土地生产力，发展生产，繁荣经济的水土保持措施，也称水土保持林草措施。

14.2.5.3 农业技术措施

（1）以改变地面微小地形，增加地面粗糙率为主的水土保持农业技术措施：拦截地表水，减少土壤冲刷，主要包括横坡耕作、沟垄种植、水平犁沟、筑埂作垄等高种植丰产沟等。

（2）以增加地面覆盖为主的水土保持农业技术措施：其作用是保护地面，减缓径流，增强土壤抗蚀能力，主要有间作套种、草田轮作、草田带状间作、宽行密植、利用秸秆杂草等进行生物覆盖、免耕或少耕等措施。

（3）以增加土壤入渗为主的农业技术措施：疏松土壤，改善土壤的理化性状，增加土壤抗蚀、渗透、蓄水能力，主要有增施有机肥、深耕改土、纳雨蓄墒、并配合耙耱、浅耕等，以减少降水损失，控制水土流失。

综合治理原则：治山与治水相结合，治沟与治坡相结合，工程措施与生物措施相结合，田间工程与蓄水保土耕作措施相结合，治理与利用相结合，当前利益与长远利益相结合。实行以小流域为单元，坡沟兼治，治坡为主，工程措施、生物措施、农业措施相结合的集中综合治理方针。