近年来土壤学发展的特点篇1
关键词耕地；土壤修复；循环经济
中图分类号S156文献标识码a文章编号1007-5739（2017）09-0210-04
abstractSoilpollutionisthekeyfactorthatrestrictsthedevelopmentofagricultureinChina.ithasgreatpracticalsignificancetostrengthenthesoilremediationandtreatmentofcultivatedland.inthispaper，thesituationofChina′sagriculturallandwasanalyzed，basedonthebriefreviewofthepresentmethodsofsoilremediation，theideasofcirculareconomyforsoilremediationandthecasetakingtheideasofcirculareconomyastheguidancewereelaborated，andsomesuggestionswereputforwardtopromotethedevelopmentoffarmlandsoilremediation.
Keywordscultivatedland；soilremediation；circulareconomy
土地在人发展中的作用举足轻重。人们的生产和生活均需要土地资源的支撑，土地是人类赖以生存的基础，也是经济社会发展的最基本要素资源，加强土地资源保护对于人类社会发展至关重要。
1我国耕地形势
耕地是土地的核心组成部分，耕地的数量和质量对于一个国家的粮食安全、食品安全、人民健康水平、生态环境乃至整个经济发展均具有决定性作用。近年来，由于我国经济粗放型发展的特点较为突出，加之工业化、城市化的快速推进，耕地资源的破坏情况相当严重，农业可持续发展面临严峻挑战。
1.1耕地资源相对稀缺
我国地域广阔，土地资源总量较大，但由于人口众多，人均土地资源不足，2014年我国年中人口为13.6亿人，人口密度为145人/km2，是世界平均人口密度的2.59倍。另一方面，我国地形较为复杂，高原、山地较多，适合耕种的土地相对较少，耕地资源稀缺。2013年我国人均耕地面积为0.078hm2，是世界平均水平的39.62%，是耕地资源较为稀缺的东亚及太平洋地区平均水平的75.4%，即使与同样人口大国的印度相比也有较大差距（表1）。
我国耕地资源平均质量水平偏低。国土资源部《2014中国国土资源公报》显示，根据土地评定级别划分，我国优等地面积仅占全国耕地评定总面积的2.9%；高等地面积占全国耕地评定总面积的26.5%；中、低等地面积占全国耕地评定总面积的70.6%。
1.2耕地资源保护任务艰巨
近年来，我国政府积极采取各种严厉措施，严格保护耕地数量。2006年，《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》将1.2亿hm2耕地保有量作为具有法律效力的约束性指标；2008年，《全国土地利用总体规划纲要（2006―2020年）》进一步明确2020年我国耕地保有量1.203亿hm2的目标；2013年底中央农村工作会议再次强调，耕地红线要严防死守，1.2亿hm2耕地红线仍然必须坚守。但由于工业化、城市化快速发展，开发区、工业园区、房地产项目建设如火如荼，特别是部分地方盲目追求经济增长速度，竞相攀比开发项目，耕地资源受到不同程度的侵害。根据国土资源部《2014中国国土资源公报》显示，在政策严格控制的背景下，近年来我国耕地面积整体仍呈现微弱减少态势。2013年，我国耕地面积为1.35亿hm2（图1），较2009年减少26.67万hm2。
1.3耕地污染状况相当严重
改革开放以来，我国农业活力得到了释放，农作物产量大幅提高。2014年，我国粮食产量达到6.07亿t，是1978年的1.99倍；棉花总产量617.8万t，是1978年的2.85倍。在温饱问题得到解决的同时，单纯追求产量，生产方式粗放，农业生产呈现出化肥、农药过度依赖特征。化肥的不合理施用不仅可以导致土壤酸化，降低微生物活性，而且还会增加土壤中的重金属和有毒元素。同时，由于土壤肥力和化肥施用效率的下降，往往会陷入不断进一步过量施肥的恶性循环[1-2]。2014年，我国化肥施用量达到5995.9万t（表2），是1978年的6.78倍。部分发达国家公认的单位土地化肥施用合理上限约为225kg/hm2，2014年我国单位土地化肥施用量已经为362.4kg/hm2，是上述标准的1.61倍。农药的危害更为突出，有研究指出，只有30%～40%农药被利用，真正作用于靶标生物的仅为0.1%，绝大部分农药对土壤、水、大气等环境介质产生严重污染[3-4]。目前，我国是世界最大的农药生产和使用国，2013年农药施用强度为10.95kg/hm2，是1991年的2.1倍，为世界平均水平的2.5倍。
除此之外，污水灌溉、地膜大量使用以及工矿企业和城市的间接污染，我国耕地污染状况已经相当严重[5]。2005―2013年，环保部和国土资源部联合开展了首次全国土壤污染状况调查，2014年了调查公报。调查结果显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧。耕地土壤点位超标率为19.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。
1.4耕地污染负面效果逐步显现
改革开放以来，经过30多年的努力，我国农业发展成效卓著，基本解决了世界最多人口的温饱问题。党的十提出到2020年全面建成小康社会，对农业发展提出了更高的要求。然而，耕地污染已经成为制约我国农业发展的关键问题。耕地污染不仅降低农作物产量，危及我国的粮食安全，而且农作物吸收和残留的污染物将通过食物链对人体健康造成不利影响。2013年，广东“镉大米”事件受到了广泛关注，食品安全已经成为全社会高度关注的话题。
除了“显性影响”之外，近年来“隐性饥饿”现象也越来越受重视。“隐性饥饿”是指机体由于营养不平衡或者缺乏某种维生素及人体必需的矿物质，同时又存在其他营养成分过度摄入，从而产生隐蔽性营养需求的饥饿症状。营养不平衡所形成的“隐性饥饿”将导致人类多种疾病，对人们健康需求构成了极大威胁。目前，普遍认为，农作物的“隐性饥饿”是人类“隐性饥饿”的主要原因，而耕地污染是造成农作物营养缺失的主要诱因。
如何探寻一条适合我国特色的耕地土壤修复和治理之路，不仅对促进农业持续发展具有重要意义，而且也是我国建成小康社会的重要保障。针对土壤调查所展现出的问题，2013年初国务院办公厅印发了《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》，提出力争到2020年，建成国家土壤环境保护体系，使全国土壤环境质量得到明显改善。
2耕地土壤修复与治理典型技术
目前，我国耕地土壤污染途径呈现多样化的态势，既有传统农业生产方式所形成的内生性污染，也有工业企业和城市生活产生废弃物所造成的转移性污染，污染物包括有机污染物和无机污染物，持续性污染和非持续性污染相结合。在这种背景下，我国耕地土壤修复面临较大挑战。
2.1休耕与轮作
休耕是指在土地耕种一段时期后，停止一段时期作物种植，以保证耕地营养成分的恢复以及污染物的降解。世界上许多国家均设立了休耕制度，20世纪80年代中期美国就开始实施“土地休耕保护计划”，重点补贴土壤极易腐蚀和环境敏感的作物用地。轮作是利用不同作物的特点，在不同时间段有顺序地轮换种植不同作物，以实现土地肥力的保护。轮作无论是在我国还是在欧洲，都有很长的发展历史。休耕和轮作不仅对于保护地力有重要作用，而且也对土壤污染的治理有积极作用[6-7]。有研究显示，休耕和轮作对缓解土壤酸化、增强土壤对酸碱的缓冲性能、降低土壤酸化速度均具有积极作用。近年来，我国政府也积极尝试开展休耕轮作制度，农业部引发的《2016年种植业工作要点》中明确指出，在玉米非优势产区、河北地下水漏斗区和南方重金属污染区，分别开展轮作和休耕试点。
休耕和轮作虽然对于土壤恢复具有积极作用，但土壤修复的作用有限，特别是对于持续性污染的治理很难发挥效果，而且也无法阻止新污染物的产生。同时，由于休耕和轮作均对农业生产造成一定的限制，在我国耕地资源稀缺的背景下，大范围应用和推广难度较大。
2.2重金属污染修复
重金属是耕地土壤污染的主要组成部分，近年来随着来自工业和机动车的污染增加，耕地重金属污染状况有所加剧。重金属不仅通过食物链对人健康产生影响，而且也会对地下水及生态环境造成破坏。重金属污染治理一直是土壤修复的重点，目前已经形成了一系列修复方法[8-10]。
2.2.1物理修复技术。物理修复技术是通过物理方法进行重金属污染修复的技术总称。传统方法有客土、换土、去表土和深耕翻土法，其基本思路是通过土壤混合和置换来降低污染。热脱附法是通过对土壤加热，去除具有挥发性的重金属，该方法工艺简单，但操作成本高，去除重金属的种类有限。
2.2.2化学修复技术。与物理修复不同，化学修复往往涉及重金属或土壤的化学反应。土壤淋洗是采用淋洗剂去处重金属污染，该方法可以应用于重度污染的土壤，但淋洗液成本较高，同时易造成地下水污染和植物营养缺失。化学改良剂修复是通过添加改良剂改变土壤特性，促使重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附等作用，降低重金属的生物有效性，面对不同的h境该方法尚待研究。
2.2.3物理化学法。物理化学法是综合采用物理和化学的方法。电动修复是在土壤中构建电场梯度，促进重金属迁移和聚集，再采用适当的物理或化学方法处理，该技术目前还处于研制阶段。稳定/固化修复技术是通过物理或者化学方法阻止重金属的释放、迁移和扩散，从而降低重金属对于农作物及生态环境的影响，但该方法并未实现重金属的根本性去除，仍存在潜在风险。离子拮抗技术是通过元素之间相关作用降低重金属毒性，例如硒对部分重金属具有显著的拮抗作用。
2.2.4生物修复技术。生物修复技术是利用动物、微生物和植物降低重金属含量和毒性。就本质而言，生物修复技术也是将重金属吸附或固定。植物修复主要分为植物提取、植物挥发和植物固定，提取和挥发是通过植物作用将重金属从土壤中去除，而固定则是降低重金属的移动性和毒性。微生物修复是利用微生物对重金属吸附、沉淀、氧化-还原作用降低重金属的毒性。动物修复是利用低等动物吸收土壤中的重金属，该方法具有一定的局限性。总体来看，生物技术成本低、风险小，是土壤修复的重要方向。植物修复技术虽然具有费用低和环境优化的特点，但处理重金属能力有限，单一植物修复范围较小，同时需要较长的种植周期，对农业生产具有一定的影响。相比较而言，微生物修复技术更具发展潜力和应用前景，是耕地修复技术的研究重点。
2.3有机污染修复
化肥、农药的大量使用使我国耕地面临较为严重的有机污染，有机污染是土壤酸化和板结的重要原因，同时也对人类健康和生态环境构成巨大威胁[11-12]。有机污染修复是土壤治理研究中的重要领域，有机污染修复技术得到世界各国的重视。综合来看，有机污染修复主要理念和途径与重金属修复相同，各种方法均具有各自的优缺点（表3）。随着微生物技术的发展，微生物修复在处理有机污染方面展现出较好的发展前景。
3耕地土壤修复循环经济理念
经过几十年的探索，尽管部分技术还未成熟，但土壤污染修复已经形成了多种技术路线并行发展的技术体系，为耕地污染治理奠定了基础。综合来看，目前土壤修复技术仍秉承了线性思维，即以问题为导向的解决方法。这种思维方式存在如下主要问题：一是将污染修复与污染防治分离，无论是物理法、化学法还是生物法，修复主要是降低污染物含量或毒性，而无法对新增污染物进行控制；二是将污染修复与农业生产分离，目前修复技术基本上是事后处理，即延续了传统的先污染后治理的思路，而且修复过程往往与农业生产过程脱节，修复过程或多或少对农业生产造成影响，部分修复技术还需要停止农业生产活动，在我国耕地资源稀缺的背景下，现有修复技术大幅推广面临挑战。
与传统的线性思维不同，循环经济强调经济活动与自然生态的统一，最大限度地降低人类生产活动对生态环境的影响。自21世纪初引入我国以来，循环经济在各个领域的实践发展迅速，取得了显著成效。农业是重要的基础性行业，也是循环经济发展的重点领域。2013年，国务院印发的《循环经济发展战略及近期行动计划》提出了构建循环型农业体系的总体要求。立足生态环境发展，以循环经济理念引导耕地土壤修复对于提升耕地治理水平具有重要现实意义。
3.1耕地土壤修复中的“减量化”原则
在减少土壤中污染物存量的同时，最大限度地减少污染物增量，实现污染物存量“减量化”和污染物增量“减量化”的统一。一方面，在土壤修复过程中严格避免对土壤的二次污染；另一方面，积极探讨与农业生产过程相融合的土壤修复新方法，将农业生产与土壤修复、土壤保护相结合。
3.2耕地土壤修复中的“资源化”原则
一般而言，经济活动都将伴随废弃物的产生，转变传统方式，积极开发废弃物的再生利用是循环经济的核心内容。目前，国内外研究表明，禽畜粪便、生物有机肥不仅有利于土壤改良，增加土壤肥力，而且也对于修复土壤重金属污染、减少污染物的生态风险具有显著作用，成为相关领域的研究前沿。畜禽粪便属于典型的农业废弃物，其在耕地修复领域的应用为耕地治理资源化利用农业废弃物奠定了基础、开辟了道路。
耕地土壤修复中的“再利用”原则。农业生产是一个复杂的系统，经过多年的摸索，目前已经形成了多种种植、养殖、加工的循环经济体系，这些循环经济产业链代表了现代农业发展的方向。作为农业生产的重要环节，将耕地土壤修复纳入农业循环经济体系，积极推进适应循环经济要求的耕地土壤修复方法和途径，实现整个农业生产过程的循环再利用是现代农业发展的必然要求。
4基于循环经济理念的耕地土壤修复案例
安徽一企业采用了生物有机肥、微生物、微量元素相结合的方法进行土壤修复，在基于循环经济理念的耕地土壤修复方面进行了有益的探索[13-14]。该方法的核心思路是将土壤修复技术引入生物有机肥之中，从而实现农业生产与土壤修复过程的统一，降低土壤修复对农业生产的影响，降低新污染物的增加。
4.1主要技术原理
该技术的载体为生物有机肥，主要原料为禽畜粪便和沼气池沼液，以此为基础可以构建“养殖―沼气―生物有机肥―种植”的农业循环经济体系。土壤修复主要来自2个方面：一是通过提取和培育区域性土壤原生态益生菌，对土壤微生物环境进行修复和改善。微生物环境的改善，有利于促进农作物对养分的平衡吸收，减少生长对化学肥料的依赖性，同时还由于生防微生物的参与，提高植物自身免疫功能和对抗多种病虫害的综合抗性水平，减少化学农药的施用。此外，该方法还有助于保护区域土壤的多样性，由于采取区域代表性的原生菌群落，促进区域土壤原生微生物环境的修复，对于区域特色农产品的种植具有积极作用。二是通过微量元素的补充，对土壤中的重金属污染物产生一定的拮抗作用，降低重金属的毒性。另外，土壤微量营养元素（如锌、硒、硅等）的平衡补充也对于农作物生长、产品品质提高具有促进作用。
4.2应用实践效果
整体而言，该方法仍处于探索阶段，但在相关领域的应用已经展现出一定的实践效果。2013年开始，相关机构在安徽省金寨县以六安瓜片的种植为基础开展了一系列土壤修复技术应用研究。目前，已经完成了对作物和土壤的初步检测。
在茶叶叶片对比分析之中，该方法培育出的茶叶叶片栅栏组织相对厚度、栅栏组织细胞平均数、叶面背后平均气孔数均要多于普通方法种植和野生环境生长的茶叶。在茶叶成分比较中，该方法培育出的茶叶微量元素和营养成分含量均远高于市场上销售的主要茶叶品种。
对土壤进行微生物基因组Dna分析，结果显示该方法对茶园真菌群落构成的影响是使之向原生态环境“趋近”，并由此带来整个土壤微生物环境的改变，使土壤细菌群落构成有异于传统茶园。
5推进耕地土壤修复的建议
目前，我国耕地土壤污染问题已经相当突出，由此造成的经济社会问题也日益凸显，加强耕地土壤修复和治理已经迫在眉睫。耕地土壤修复既是一个技术问题，也是一个经济问题，具有很强的复杂性，合理选择耕地土壤修复方法和路径对于我国农业健康发展具有重要意义。
5.1树立耕地土壤修复系统观，积极引入循环经济理念
充分认识农业生产的系统性，综合考虑各种影响因素，特别是在我国耕地资源相对不足、粮食安全面临挑战的背景下，注重耕地土壤修复与治理的整体效应，尽可能降低对农业生产的影响。作为系统理论的重要体现，经过多年努力循环经济已经在农业领域中得到了较快发展，并取得了@著效果，代表了现代农业的发展方向。耕地土壤修复与治理要积极融入农业循环经济体系，加强循环经济理念对技术路径选择的指导，从而切实解决我国土壤污染问题。
5.2完善土壤治理相关政策，促进耕地土壤修复与农业循环经济融合发展
目前，我国还没有耕地土壤修复的专项政策和规划，耕地土壤修复缺乏整体的指导。根据目前我国耕地污染状况，应加快相关政策的制订，科学评估现有土壤修复的技术和方法，制订切实可行的耕地土壤修复总体战略。耕地土壤治理和循环经济发展涉及多个主管部门，国家发改委、环保部、农业部等有关部门应加强沟通交流，增强相关政策之间的衔接，加强循环经济理念对耕地土壤修复的指导，积极探索耕地土壤修复循环经济新模式。
5.3加强技术研发，积极推广先进的土壤修复技术
耕地土壤修复具有很强的技术性，土壤污染问题治理有赖于技术创新的支撑。支持科研院所、高校开展相关研究，基于我国土壤特点创新土壤修复技术。根据农业生产和农业循环经济的特点，重点突破关键技术，为耕地土壤修复与农业循环经济融合发展创造条件。鼓励有条件的企业开展基于循环经济的土壤修复模式的试验和示范，完善相关技术的服务支撑体系，加强对相关技术的评估，积极推广和应用先进技术，探索适合我国国情的耕地土壤治理途径。
6参考文献
[1]肖军，秦志伟，赵景波.农田土壤化肥污染及Σ[J].环境保护科学，2005（5）：32-34.
[2]张锋.中国化肥投入的面源污染问题研究：基于农户施用行为的视角[D].南京：南京农业大学，2011：1.
[3]潘攀.土壤-植物体系中农药和重金属污染研究现状及展望[J].农业环境科学学报，2011（12）：2389-2398.
[4]陈晓明，王程龙，薄瑞.中国农药使用现状及对策建议[J].农药科学与管理，2016（2）：4-8.
[5]韩冬梅，金书秦.我国土壤污染分类、政策分析与防治建议[J].经济研究参考，2014（43）：42-48.
[6]刘嘉尧，吕志祥.美国土地休耕保护技术及借鉴[J].商业研究，2009（8）：134-136.
[7]邓琳璐.休耕轮作对黑土酸化的影响[J].水土保持学报，2013（6）：184-188.
[8]樊霆，叶文玲，陈海燕，等.农田土壤重金属污染状况及修复技术研究[J].生态环境学报，2013（10）：1727-1736.
[9]黄益宗，郝晓伟，雷鸣，等.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].农业环境科学学报，2013（3）：409-417.
[10]孙鹏轩.土壤重金属污染修复技术及其研究进展[J].环境保护与循环经济，2012（11）：48-51.
[11]刘惠，陈奕.有机污染土壤修复技术及案例研究[J].环境工程，2015，33（增刊1）：920-923.
[12]陈健，胡筱敏，姜彬慧.种植基地有机磷农药污染土壤的微生物修复[J].环境保护与循环经济，2012（5）：35-38.
近年来土壤学发展的特点篇2
关键词：农业用地；土壤污染；污染防治；法律问题
前言
农业用地是指农、林、牧等各种土地资源的总称，是人类赖以生存和发展的自然物质的基础。1我国是农业用地资源极其匮乏的国家，随着土壤污染问题的不断恶化，农业用地资源质量和数量的匮乏已成为限制农业可持续发展的重大障碍。近年来，随着经济建设和城镇建设的迅速发展、农业化进程的不断加快、化学制品在农业生产中的集约使用，以及农业生产经营活动中的“短期行为”的不断增多，我国的农业用地污染情况日趋严重，并呈发展之势。日益严重的土壤污染直接导致农产品品质不断下降，同时也给我国农产品出口遭遇绿色贸易壁垒埋下了严重隐患，直接造成巨大经济损失。
一、我国农业用地土壤污染的现状及危害
（一）我国农业用地污染的现状
据报道，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近12000万公顷，约占总耕地面积的1/5；其中工业"三废"污染耕地1000万公顷，污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。
污水灌溉等废弃物对农田已造成大面积的土壤污染。如沈阳张士灌区用污水灌溉20多年后，污染耕地2500多公顷，造成了严重的镉污染，稻田含镉5-7mg/kg。天津近郊因污水灌溉导致2.3万公顷农田受到污染物。广州近郊因为污水灌溉而污染农田2700公顷，因施用含污染物的底泥造成1333公顷的土壤被污染，污染面积占郊区耕地面积的46%。80年代中期对北京某污灌区进行的抽样调查表明，大约60%的土壤和36%的糙米存在污染问题。另一方面，全国有1300-1600万公顷耕地受到农药的污染。除耕地污染之外，我国的工矿区、城市也还存在土壤（或土地）污染问题。
（二）我国农业用地污染的危害
总的来说，农业用地土壤污染是由两个方面的原因形成，一个是人为因素，发生在农业生产过程中如不当使用农药以及其他人类活动中如工业污水流经的土地引起的土壤污染或用工业废水灌溉，不合理的使用地膜等；另一个就是自然因素所造成的污染，自然因素造成的土壤污染其因果关系和机理较为复杂，就我国农业用地的污染主要来自不当的农业种植方式如滥用农药、化肥等和工业污染所带来的土壤重金属含量超过国家和世界标准许可的范围。
农业用地土壤污染的危害主要有以下几点：
1．一是粮食及农产品安全受到威胁，进而影响人类自身健康；二是耕地的生产能力下降，造成产量、效益的下滑；三是耕地的复种能力下降，部分耕地有可能丧失耕作能力；四是对我国生态环境质量造成严重损害，耕地的生态功能和农村景观会受到侵害。
2．土壤污染会使污染物在植(作)物体中积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人畜健康,引发癌症和其他疾病等。
3．耕地被放射性物质污染后，通过放射性衰变，能产生a、β、γ射线，这些射线能穿透人体组织，对机体既可造成外照射损伤，又可通过饮食或呼吸进入人体，造成内照射损伤。
4．被有机废弃物污染的土壤还容易腐败分解，散发出恶臭，污染空气。有机废弃物或有毒化学物质又能阻塞土壤孔隙，破坏土壤结构，影响土壤的自净能力；有时还能使土壤处于潮湿污秽状态。
二、我国农业用地土壤污染防治的立法现状及问题
目前我国已制定有关环境保护、治理污染的国家法律有6部，资源保护的法律有9部，国家有关环境资源保护的行政法规30多部，环境资源保护方面的行政规章有400多个。其中农业用地土壤污染防治立法主要有法律、法规和规章的有关规定，包括农业环境保护、防治环境（包括土地）污染的规定和特殊区域的特别保护措施等方面。但是，目前在此方面不仅没有专门性单行法律、法规，而且在《环境保护法》、《固体废物污染环境防治法》、《农业法》、《土地管理法》和《基本农田保护条例》等也只有些零散规定，防治土壤污染的法律基本上是一项空白，缺乏系统的、可操作性的具体法律制度。具体问题如下：
1．现行土壤污染防治的法律条款都是原则性、概括性的规定，虽成体系但缺乏对农业用地土壤污染防治的专门性，针对性和系统性规定。现行有关土壤污染防治的法律条款只是概括性地指出要“防止土壤污染”、“改良土壤”。对于如何保障土壤不被污染，如何对污染的土壤进行改良,并未作出明确而完善的规定。
2．不能满足保障公众健康和经济、社会与环境可持续发展的需要。目前，我国农业用地土壤污染问题日益严重并呈现出加剧的趋势，充分说明了我国防治农业用地土壤污染的法律、法规没有达到法律的目的。
3．对土壤污染防治的预防性措施缺乏规范化、可操作性强的规定，主要倚重事后救济。现行的与环境资源保护相关的法律规定对于土壤污染的预防作用并不明显，事后性突出，这样一来就很难真正达到立法的目的。有学者就土壤污染的现状提出了土壤污染的预警制度，这是一个极好的创制，但如何实施，特别是如何以法律的形式作为可操作的制度加以明确仍有一定困难。
4．现行农业用地土壤污染防治的法律规范中缺乏法律责任的规定。法律责任是实现农业用地土壤污染防治目标的重要保障。现行有关的法律规范中没有规定法律责任主体，也没有设定相应的法律责任，致使一些严重污染土壤的行为得不到法律追究。
三、农业用地土壤污染防治法律制度的构建
（一）制定《土壤污染防治法
》，完善土壤污染防治的法律、法规体系
为了使土壤污染防治有法可依，需要健全和完善土壤污染防治法律、法规体系。在这个体系中，应当中央立法和地方立法相结合、综合性立法与单行性立法相结合、土壤环境保护与土壤污染防治立法相结合、实体性立法与程序性立法相结合，各层次、各部分的土壤污染防治立法相互联系、相互补充，共同达到土壤污染防治立法的总体目标。
（二）树立农业用地保护同经济建设、社会发展相协调的原则
这一原则和国际环境组织提出的“可持续发展”的指导思想是一致的。“协调发展”着重从横向关系上，即制约发展的基本因素的相互关系上对发展提出要求，“可持续发展”则是从纵向历史发展过程，即当前需要与未来需要的关系上提出要求。两者的目的都是为了保证社会的持续发展，既满足当代人的需要，又不对后代人构成危害。
近年来土壤学发展的特点篇3
关键词：土壤污染;现状;危害;治理措施
1土壤污染概念
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物[1-2]。
当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。
2我国土壤污染现状与危害
2.1土壤污染的现状
目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。
2.2土壤污染的危害
2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1000万hm2,有机污染物污染农田达3600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1000万t,造成各种经济损失约200亿元。
2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。
2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。
2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
3造成土壤污染的原因
3.1过量施用化肥
我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。
3.2农药是土壤的主要有机污染物
全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。
3.3重金属元素引起的土壤污染
全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。
3.4污水灌溉对土壤的污染
我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。
3.5大气污染对土壤的污染
大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3km范围的点状污染。
3.6固体废物对土壤的污染
污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。
3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染
禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。
3.8放射性物质对土壤的污染
土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90Sr、137Cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。
4我国土壤污染的治理措施
4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力
向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。
增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。
4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产
控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批部级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。
增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。
大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。
针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤pH值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。
根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。
4.3调控土壤氧化还原条件
调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。
4.4改变耕作制度,实行翻土和换土
改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
4.5采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。
4.6工程治理
利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。
5参考文献
[1]徐月珍.防止土壤污染和地下水污染的措施[J].环境与可持续发展,1989(1):29-31.
[2]任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[J].环境保护科学,1999,25(5):31-33.
[3]陈晶中,陈杰,谢学俭,等.土壤污染及其环境效应[J].土壤,2003,35(4):298-303.
近年来土壤学发展的特点篇4
关键词：短伐桉树林；非短伐桉树林；椰林；土壤理化性状
中图分类号：S151.9文献标识码：aDoi编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.10.014
ComparativeStudyoftheSoilphysicalpropertiesoneucalyptusplantationsandCocosplantation
CHenHao1，4，ZHaoCong-ju1，niUYong-qiang2，ZHUoZhi-qing1，wUZhe-ying3，XUwen-xian1
（1.SchoolofGeographyandtourism，HainannormalUniversity，Haikou，Hainan571158，China；2.DanzhouForestFarmofHainanprovince，Danzhou，Hainan571748，China；3.SchoolofLifeScience，HainannormalUniversity，Haikou，Hainan571158，China；4.CollegeofResourcesandenvironmentalScience，nanjingagriculturalUniversity，nanjing，Jiangsu210095，China）
abstract：twoeucalyptusplantationsandoneCocosplantationwerechosenasstudysampleplotsinDanzhouForestFarm，whichliesinwestHainanisland.throughmonitoringandsamplinginthefixedsites，differencesinsoilphysicalpropertiesofplantationsmanagedindifferentwayswereanalyzed.theresultsshowedthat：（1）Soilseparateswereobviously"coarsening"in0～10cmsoillayerofshort-rotationeucalyptusplantationandCocosplantation，andthechangewaslittleinthelayerofnon-short-rotationeucalyptusplantation；（2）thesoilbulkdensitiesin0～10cmsoillayerofshort-rotationeucalyptusplantation，non-short-rotationeucalyptusplantationandCocosplantationwere1.65，1.69and1.56g・cm-3respectively，whichwerehigherthanotherwoodlands；（3）Capillaryporositywasalmostequalofshort-rotationeucalyptusplantation，non-short-rotationeucalyptusplantationandCocosplantation，about33%.non-capillaryporositywas8.66%，4.95%and5.99%andtotalporosity，41.89%，38.62%，39.05%，respectively；（4）thecompactionofnon-short-rotationeucalyptusplantationwasobviouslyhigherthanshort-rotationeucalyptusplantationandCocosplantation，andthevaluesofwhichwereverysimilar.
Keywords：short-rotationeucalyptusplantation；non-short-rotationeucalyptusplantation；Cocosplantation；soilphysicalproperty
用方式的不同，土壤质地、结构以及土壤肥力等性质也会有明显差异[5]。因此，研究不同土地利用方式下土壤物理性状的差异性，对优化土地利用类型、实现土地资源可持续经营具有重要意义。
由于桉树生长快，耗水耗肥大，桉树人工林的生态问题备受关注[6]。已有的研究主要集中在桉树人工林蒸腾耗水、林下生物多样性以及林地土壤地力衰退等方面[7-9]，而关于桉树人工林生产与经营方式对林地土壤质地、结构影响的研究目前还较少。海南西部为我国热带半湿润、半干旱特殊生境区，也是我国重要的桉树浆纸林栽植区之一。为此，本研究选择海南西部儋州连片种植的桉树林为研究靶区，对短伐、非短伐两种经营方式下的桉树林与人工椰林样地定点采样，分析不同经营方式下林地的土壤质地、土壤孔隙、土壤紧实度、土壤容重等土壤物理性状差异，旨在揭示桉树人工林不同生产与经营方式对林地土壤物理的影响，为桉树人工林的生态管理和持续发展提供科学依据。
1研究区与研究方法
1.1自然环境
儋州林场位于海南岛西北部，地势较为和缓，土壤以砂质砖红壤为主，土层较薄，土壤肥力较低。年平均温度23.8℃，年均降水800～1600mm，蒸发量1200～2500mm，属热带季风气候类型[10]。旱雨两季分明，季节性干旱严重，为一独特的热带疏林干草原植被类型区[11]。这里引种桉树已有90多年，植被以经营人工林为主，是我国重要的桉树浆纸林分布地区。
1.2研究方法
1.2.1样地选择按照空间环境一致性要求，在儋州林场选取3块位置相近、自然条件一致且具有代表性的3a短伐桉树林、20a桉树林和12a椰林作为研究样地。
1.2.2样品采集与测定（1）土壤容重、土壤孔隙度采用环刀法测定。每个样地取3组平行样，并将原状土带回实验室完成试验，并通过计算得出。
（2）土壤质地采用英国mastersizer2000激光粒度分析仪测定。用多点法取样，每个样地取3组平行样（即行间一个点，两侧株间各取一个点），采样深度0～150cm，除表层0～10cm外，其余均为20cm取样间隔。各层样品均匀混合装入密封塑料袋带回实验室，经预处理，上机测试。
（3）土壤紧实度用SC-900数显式土壤紧实度仪现场测定。每个样地选取4个株间点和3个行间点共7个点进行测量，测量深度为0～45cm，每2.5cm读1次数。
2结果与分析
2.13类林地的土壤质地
短伐连栽桉树林地、非短伐桉树林地、椰林地表层的0～10cm土层各粒级百分数与0～150cm土层各粒级百分数之间存在较大差异（表1）。与0～150cm土层相比，短伐林、椰林0～10cm土层的黏粒、粉粒减少，砂粒增多；而非短伐林黏粒、粉粒增加，砂粒减少。
短伐林、椰林土壤表层0～10cm粒级组成“粗化”的原因不同。短伐林因机械松土，土壤松散，缺少植被保护，才导致表土细颗粒物质流失。椰林林下草本层盖度达95%以上，根系极其发达，根系和枯枝落叶层增加了土壤的疏松性、通气性及透水性，土壤黏粒（包括物理性粘粒）随土壤水分向下淋失，致使表层黏粒、粉粒减少，砂粒增多。非短伐林表层土壤紧实，并形成一层硬结皮，对土壤水分下渗以及黏粒向下淋失具有阻碍作用。这一点从土壤剖面黏粒分布观测实验得以证实。短伐林0～150cm土层黏粒（
2.23类林地的土壤容重
短伐连栽桉树林地、非短伐桉树林地、椰林地表层的0～10cm的土壤容重介于1.55～1.70g・cm-3之间，较一般土壤容重要大（图1）。其容重由大到小依次为：非短伐林地（1.69g・cm-3）、短伐林地（1.65g・cm-3）、椰林地（1.56g・cm-3）。土壤容重除与母质有关外，还与耕作方式、土地利用类型密切相关。椰林地草本层发育，根系发达，是其黏粒含量较高与土壤容重较小的重要原因。非短伐林土壤多年受扰动较少，加之雨水对地面的冲击等因素影响，表层土壤逐渐紧实，土壤容重增大；而短伐林的土壤因翻耕松土，土壤容重稍低。
土壤容重是土壤的一个基本物理性质，是土壤肥力状况的重要参数。土壤容重小，则表明土壤疏松多孔，结构性良好；而土壤容重大，表明土壤紧实、板结，土壤退化趋势愈强。耕地因受农业耕作的影响，土壤容重多在1.30g・cm-3以下，而林地土壤容重稍高；但过大的土壤容重不利于林木生长，需要采取相应措施降低土壤容重[12]。
2.33类林地的土壤孔隙度
短伐连栽桉树林土壤表层0～10cm的总孔隙度最大，为41.89%，非短伐桉树林和椰林的总孔隙度略小，前者为38.62%，后者为39.05%（图2）。
短伐林、非短伐林、椰林土壤表层0～10cm的毛管孔隙度相差很小，平均为33.32%。土壤的毛管孔隙的当量孔径很小，基本上由土壤质地、土粒排列方式等内部因素决定，受外界因素的影响较小。3个样地距离较近，土壤质地较为接近，所以3块林地的毛管孔隙度也非常接近。
非毛管孔隙较毛管孔隙要少得多。短伐林、非短伐林、椰林土壤表层0～10cm的非毛管孔隙度分别为8.66%、4.95%和5.99%。短伐桉树林土壤非毛管孔隙分别比非短伐桉树林和椰林多75%和45%。短伐桉树林土壤非毛管孔隙相对较多，与桉树超短轮伐以及土地翻耕次数相对较多密切相关。
土壤孔隙是土壤中容纳水分、空气的空间，也是土壤物质与能量交换的场所。土壤孔隙数量、大小及比例适当，有利于水、肥、气、热的协调，有助于改善土壤的结构和肥力，有利于植物生长与根系活动。3块林地的毛管孔隙度与原始林与次生林基本相当，而总孔隙度、非毛管孔隙度明显小于原始林与次生林[13-14]。人为耕作、根系切割以及落叶降解合成的土壤有机质是影响土壤非毛管孔隙的重要因素[15]。因而，需要采取合理措施，增加非毛管孔隙，使总孔隙度接近或达到45%～50%，以促进植物生长与林业增产。
2.43类林地的土壤紧实度
短伐连栽桉树林、非短伐桉树林、椰林地土壤紧实度均随深度增加而波状上升，即表层土壤紧实度偏小，随着深度增加，土壤紧实度增大（图3）。
短伐林在30cm处土壤紧实度达到最大值1803kpa，非短伐林在37.5cm处达到最大值2405kpa，椰林在30cm处土壤土壤紧实度达到1539kpa。短伐桉树林土壤紧实度略高于椰林，而与非短伐桉树林差别较大；非短伐桉树林土壤紧实度明显高于短伐林和椰林。从总体上讲，椰林的土壤紧实度较小，而种植桉树以后会有不同程度地增大，非短伐桉树林土壤紧实度最大。
土壤紧实度是重要的土壤物理指标，影响着植物根系穿透。土壤的紧实程度是土壤本身属性与耕作、管理以及环境因素共同作用的结果，也是土壤质量退化的主要标志[16]。在不存在发生学差异的情况下，人为管理与土地利用方式的不同无疑是土壤紧实度差异产生的主要原因。因此，适当深耕松土，增加土壤孔隙，改善土壤持水保肥性能，对林业增产与持续经营具有重要作用。
3结论
（1）短伐桉树林、椰林土壤的表层0～10cm粒级组成“粗化”明显，而非短伐桉树林的变化较小；短伐林、椰林土壤剖面黏粒淋失明显，尤其椰林黏粒峰值出现于70～80cm深土层，而非短伐桉树林土壤剖面黏粒（
（2）短伐桉树林、非短伐桉树林、椰林表层0～10cm的土壤容重较大，分别为1.65，1.69，1.56g・cm-3。
（3）短伐林地、非短伐林地、椰林地的土壤表层0～10cm的毛管孔隙度非常接近，而非毛管孔隙度分别为8.66%，4.95%，5.99%；其土壤总孔隙度分别为41.89%，38.62%，39.05%，明显小于原始林与次生林。
（4）短伐林地、非短伐林地、椰林地表层的土壤紧实度较小，随着深度增加，土壤紧实度呈增加趋势。非短伐林的土壤紧实度明显高于短伐林和椰林，而0～25cm土层短伐桉树林的土壤紧实度与椰林相近，25cm以下土层短伐桉树林的土壤紧实度高于椰林。
综上所述，3类林地的土壤物理指标都较差，相对来讲，椰林稍好，短伐林又略好于非短伐林。在控制水土流失前提下，适当深耕松土，增加土壤孔隙，降低土壤容重，改善土壤持水保肥性能，对林业增产与林地持续发展具有重要意义。
参考文献：
[1]任婷婷，王，孙雪彤，等.不同土地利用方式土壤物理性质特征分析[J].水土保持学报，2014，28（2）：123-126.
[2]连纲，郭旭东，傅伯杰，等.黄土高原小流域土壤容重及水分空间变异特征[J].生态学报，2006，26（3）：647-654.
[3]陈强，孙涛，宋春雨.免耕对土壤物理性状及作物产量影响[J].草业科学，31（4）：650-658.
[4]李民义，张建军，王春香，等.晋西黄土区不同土地利用方式对土壤物理性质的影响[J].水土保持学报，2013，27（3）：125-130，137.
[5]尹刚强，田大伦，方晰，等.不同土地利用方式对湘中丘陵区土壤质量的影响[J].林业科学，2008，44（8）：9-15.
[6]黄承标.桉树生态环境问题的研究现状及其可持续发展对策[J].桉树科技，2012，29（3）：44-47.
[7]DavidsonJ.ecologicalaspectofeucalyptusplantation[C]//proceedingsofregionalexpertconsultationoneucalyptus.Bangkok，thailand：Rapa/Fao，1993.
[8]陈秋波.桉树人工林生物多样性研究进展[J].热带作物学报，2001，22（4）：82-90.
[9]徐大平，张宁南.桉树人工林生态效应研究进展[J].广西林业科学，2006，35（4）：179-187.
[10]海南省儋州市地方志编纂委员会.儋县志[m].北京：新华出版社，1996：46-78.
[11]侯宽昭，徐祥浩.海南岛的植物和植被与广东大陆植被概况[m]//植物生态学与地植物学资料丛刊：第4号.北京：科学出版社，1955：1-52.
[12]孙纪杰，李新举，李海燕，等.不同复垦工艺土壤物理性状研究[J].土壤通报，2013，44（6）：1332-1336.
[13]骆土寿，李意德，陈德祥，等.海南岛热带山地雨林皆伐后不同更新方式对土壤物理性质的影响及恢复研究[J].林业科学研究，2008，21（2）：227-234.
[14]吴长文，王礼先.林地土壤孔隙的贮水性能分析[J].水土保持研究，1995，2（1）：7-9.
近年来土壤学发展的特点篇5
关键词：土壤—水稻系统；重金属空间迁移；农用地景观指数；粮食质量安全
中图分类号：X53；X825文献标识码：aDoi编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.04.016
effectofagriculturalLandscapepatternChangeonthemigrationofHeavymetalsinSoil-riceSysteminZhangjiagangCity
HUXiao-xiao1，LiJian-long1，GanGCheng-cheng1，CHenYi-zhao1，panBin2，HeZheng-yue2
（1.CollegeofLifeScience，nanjingUniversity，nanjing，Jiangsu210093，China；2.agriculturalServiceCenterofFenghuangtownZhangjiagangCity，Zhangjiagang，Jiangsu215613，China）
abstract：theagriculturallandscapepatternandtheheavymetalsspatialmigrationinsoilandgrainwereresearchedforevaluatingheavymetaldistributionofsoil-ricesysteminZhangjiagang.LandscapeindexofagriculturallandwasalsofurtherlystudiedbycombiningsatelliteremotesensingimageandtheindexofpLanD、pD、LpiandeD.meanwhile，randomsamplingwasusedtoanalysetheheavymetaldistributionofsoil-ricesysteminZhangjiagang.theresultsshowedthattheintegrityofagriculturallandinZhangjiagangwaswell，buttheanti-interferenceabilitywasweak.ingeneral，soilinagriculturallandwasgoodforgrainqualitysecurity.
Keywords：soil-ricesystem；heavymetalspatialmigration；landscapeindexofagriculturalland；grainqualitysecurity
伴随着高分辨率卫星遥感技术的不断成熟与发展，景观生态学将生物学与地理学相结合，以景观指数作为定量分析指标[1]，已经被广泛地运用到城市景观格局演化及城市化进程的生态效应研究中[2-3]。通过分析由多年遥感影像解译得到的景观指数数据，可以明显地反映出土地景观类型种类的变化[4-5]。农业用地作为一种重要景观类型，有着非常重要的生态服务功能。合理的农业用地景观格局分布，对于从面上减少城市地区的农业污染具有重要作用[6]。农业景观具有容易受人类活动干扰的特点，人类活动的变化常常是农业景观波动的主要因素[7-8]。随着经济的发展，农业用地的数量持续下降，在城市中的空间格局分布情况也随之发生相应变化[9]。作为一个生态城市，张家港市的城市规模、城镇、建设用地正伴随着城市化进程而快速扩张，与此同时，农业生产所必须的土地面积则日趋缩小[10]。农业景观格局的研究，重点关注景观指标对农业景观标度的合理程度及其时空变化特点，为农业生态规划和农业生产提供科学依据[11-12]。有学者采用GiS分析技术对土壤重金属浓度进行分析研究，这可以从时间和空间分布的角度反映土壤的污染状况[13-14]。鉴于不同地区的土壤环境、气候、作物品种及周边环境的差异，还需将土壤、作物作为一个整体，通过多期试验，掌控和探索研究区的重金属沿土壤—作物系统的积累、转移特点[15-16]。学术界对张家港市农业景观格局现状、农区农业重金属的污染情况，及重金属沿土壤—作物系统的积累、转移规律的研究程度尚不够深入，基于土壤—作物系统的重金属污染及粮食安全研究尚有待继续开展。土壤—水稻系统中的重金属污染具有延迟性、隐蔽性、累积性、不可逆转等特点，土壤污染发生后，即便控制住污染源也很难在短时间内恢复，治理难度大、周期长[17]，研究土壤—水稻系统的重金属空间分布特点具有重要意义。本研究以土壤—水稻系统为研究对象，采用GiS手段对张家港市重金属的空间分布进行分析，并探索研究重金属的污染趋势及其对粮食质量安全的影响。
本研究参考覆盖张家港全市的tm遥感影像，解译得到土地利用分类图，并在GiS相关分析软件的支持下，对土地利用分类图进行景观格局分析，以揭示张家港市各类型特别是农业用地类型空间格局变化的特征与细节，并探讨其变化的趋势与规律，为进一步对城市化压力下的农业土地格局规划与优化，提供科学依据。
1材料和方法
1.1采样时间与地点
在2010年12月、2011年10月分别在张家港市采样2次。前次采样共设20个采样点，主要采集土壤样品；后次采样共设15个采样点，采集土壤及水稻籽粒样品。
1.2采样方法与样品分析
在每个采样点先记录坐标，在该处取样并分别向4个不同的方向辐射50m采样，并混合制成1kg左右该样点点样。采集的土壤样品为0～20cm的表层土壤。经过实验室处理风干后，过0.15mm尼龙网筛并最终称量约200g土壤粉末，密封保存作为待测样品。2011年采集的水稻籽粒样品也依照上述野外采样流程获取，并经过实验室风干、脱壳后粉碎、烘干保存备用。
样品均送南京大学现代分析中心，利用等离子体原子发射光谱仪、电感耦合等离子直读光谱仪（iCp）等仪器，采用标准方法测量样品的重金属含量。2010年测量的重金属元素为Hg、as、pb、Cu；2011年测量的重金属元素为Cr、Cu、pb、Zn。
1.3研究方法
1.3.1tm影像与分类选用包含张家港市全域的2010年的tm卫星影像，并结合GiS软件经过训练工作区、几何精校正、典型地物反射波谱分析、图像特征概貌分析、统计特征分析、重点子区处理、图像增强处理与分类（包括非监督分类和监督分类）、区域处理、复合处理等步骤，得到了土地利用分类图。图像按研究需要划分为农业用地、园林用地、建筑用地、道路用地、水域、裸地和其它用地7类，如图1。
1.3.2景观指数的选择本研究所选用的景观指数及其含义如表1所示。
1.3.3反距离权重插值为了便于比较土壤及水稻籽粒重金属含量的空间分布及综合污染状况，在arcGiS10环境下采用反距离权重插值方法进行空间插值。
1.3.4内梅罗综合污染指数评价法内梅罗综合污染指数评价法突出了高浓度污染物的作用，可以用来反映多种污染物的综合污染情况，其计算公式为：pn=[（p2max+p2avg）/2]1/2。式中：pn为综合污染指数；pmax为各单项污染指数的最大值；pavg为各单项污染指数的平均值。参照土壤环境监测技术规范评价标准如表2。
1.3.5数据处理与作图采用Fragstats3.3软件计算景观指数；采用arcGiS10对土壤—水稻生态系统的重金属含量的分布情况，以及各样点土壤和水稻籽粒综合污染指数计算结果，进行空间插值并进行作图。
2结果与分析
2.12010年农业用地在张家港市景观格局空间分布现状
对2010年的张家港市土地利用现状图的分析，反映出张家港市农用地在当前景观空间分布的现状（图2）。
2.1.1斑块所占景观面积比例（pLanD）在所划分的七大类别中，农业用地占比23.172%，园林用地占比3.4907%，两者合占比26.6627%，构成了张家港市主要的绿色斑块。建筑用地占比已经超过了农业用地和园林用地的总和。
2.1.2斑块密度（pD）与其它用地类型相比，农业用地的斑块密度值较低，说明农业用地的破碎度较低，更加容易受到外界环境变化的影响，抗干扰能力相对较弱。
2.1.3最大斑块占景观面积比例（Lpi）农业用地的最大斑块占景观面积比例值相对较低，仅0.16，这可能是因为农田被农用道路分割的结果。
2.1.4边缘密度（eD）农业用地的边缘密度值达到了89.9，说明农业用地的边缘破碎程度较高，农业用地呈较为零碎的分布。
2.1.5斑块凝聚度（ContaGion）农业用地的斑块凝聚度值高达95.7，目前农业用地的空间连通性程度较高。建筑用地的斑块凝聚度值比农业用地的值略高，说明建筑用地的空间连通度性程度较高，也处于较高水平。
城市建设资金的投入、人口压力和产业结构化调整等外在驱动力推动着土地利用类型的转化。随着城市化的扩张以及经济发展的需要，农业用地特别是靠近道路、接近城镇的部分容易向经济价值更高的城市类用地转化。而这些损失的农业用地往往是比较肥沃、质量较高的土地，城市化对农业用地的影响不仅仅表现在数量上的损失，也表现在质量上的降低。从景观分析的结果来看，张家港市农业用地的边缘破碎程度较高，随着城市类用地的扩张，极易受人类活动影响的农业用地的生态服务功能也有逐渐衰弱的可能。
2.2土壤—水稻系统重金属的时空分布与比较
城市化对农业用地的影响不仅表现在景观类型向城市类用地转化上，也表现在因为工业渗透导致的工业区与农业区接近甚至混杂的局面。这一现象不可避免地将重金属引入农业用地及土壤—作物系统。
从2010年、2011年的农地土壤Cu、pb的反距离权重插值结果（图3）来看，2011年土壤的Cu、pb含量较2010年全面上升。从全局上看，近两年内Cu在研究区南部地区、pb在南部和东部地区的土壤中含量较低。但仅有这2年的空间插值结果尚未明显反映出研究区Cu、pb在土壤中的空间演变规律。
比较土壤与水稻籽粒中的Cr、Cu与Zn的插值结果（图4）来看，Cr并未表现出空间分布上的相似性。土壤中较高浓度的Cr在研究区内呈分散分布，而在水稻籽粒中Cr仅在北部地区有明显集中。Cu在空间分布上表现出一定的相似性，土壤和水稻籽粒中都表现为西部、东部浓度较高。在研究区西部，土壤和水稻籽粒中的Zn浓度较低；土壤中的Zn浓度中部地区比东部地区总体略高，且高浓度区分布分散；水稻籽粒中的Zn浓度东部地区比中部地区总体略高，且在中部偏东南区域有一个相对高浓度区的集中。
比较Cr、Zn两种元素在土壤和水稻籽粒的空间插值结果（图4）发现，无论是在土壤还是在水稻籽粒中，Cr与Zn的空间分布情况都十分相似，高浓度区的位置也比较接近。另外，无论是在土壤还是在水稻籽粒中，对各种重金属元素的插值结果都反映出研究区南部地区的浓度普遍较其他地区要低。
2.3张家港市农地土壤与水稻籽粒综合污染指数评价分析
2011年土壤与水稻籽粒的综合污染指数的空间插值结果（图5），直观地反映出研究区的土壤和粮食污染的分布现状。其中，土壤没有显著综合污染指数高值聚集区域，而水稻籽粒除在中东部地区综合污染指数的插值结果略高外，其它地区的结果值也较低。从全局上来看，研究区农地土壤及粮食安全状况比较理想。由于重金属污染物的不可降解性，重金属一旦造成污染将会造成持续性的影响。虽然当前重金属尚未在研究区构成污染，但对于空间上局部化工、钢铁等污染企业集中的区域仍需密切监测，以防止这些区域形成重金属的积累，进而造成污染，危害农地土壤以及粮食作物的质量安全。
3结论与讨论
城市化过程中城镇建设用地的扩张使得农业用地逐年下降。到2010年，农业用地占比为23.172%，低于建筑用地的28.28%；农业用地的斑块密度仅为6.04%，破碎度较低，处于较易受到干扰的状态。
2010年采样点土壤中，Cu的浓度范围为12.5～22.9mg·kg-1，pb的浓度范围为11.8～17.8mg·kg-1；2011年采样点土壤中的Cu的浓度范围为13.8～35.6mg·kg-1，pb的浓度范围为14.1～42.8mg·kg-1。从时间上看，Cu、pb元素在土壤中的含量范围有向上浮动的倾向。Cu在土壤和水稻籽粒中的插值结果在空间上表现出一定的相似性，Cr、Zn两种元素在土壤和水稻籽粒中的空间分布都十分相似，这两种元素可能有共同的途径进入土壤环境中。研究区南部地区各类重金属的含量普遍较其它地区要低，该区域的综合评价结果也最理想。
研究区土壤和粮食安全综合评价结果理想，土壤环境良好，粮食质量安全可以得到保障。张家港市作为一个处于快速城市化时期的中小城市，人们对于粮食产品要求的不断提升，水稻生产应逐渐开始从数量型向质量型转化。鉴于近年来张家港市工业发展迅速，城市扩张导致的潜在污染威胁不断增大，应继续研究当地农业用地景观格局的变化趋势，了解重金属在土壤—作物系统中的迁移规律，从而进一步认识当地农业生态系统的运转规律，以确保当地粮食作物的质量安全。
本研究探索了研究区农业景观格局变化及土壤重金属的时空演变趋势，对维持当地农业生态系统的良好运转提供了有益参考，同时为帮助当地生产部门进行科学决策，从绿色、生态农业的角度，以土壤—粮食生态系统为着手点，积极寻求降低重金属污染、保障粮食作物安全生产的有效途径。
参考文献：
[1]陈文波，肖笃宁，李秀珍.景观指数分类、应用及构建研究[J].应用生态学报，2002，13（1）：121-125.
[2]Luckm，wuJ.agradientanalysisofurbanlandscapepattern：acasestudyfromthephoenixmetropolitanregion，arizona，USa[J].Landscapeecology，2002，17（4）：327-339.
[3]臧卓，张亚男.不同尺度下城市绿地景观格局与连通性研究[J].中国农学通报，2011，27（25）：49-55.
[4]张荣，姚孝友，刘霞，等.桐柏大别山区土地利用景观格局与动态[J].中国农学通报，2009，25（22）：311-315.
[5]赵世元，陈济丁，孔亚平，等.环长白山旅游公路改扩建对景观格局的影响[J].公路交通科技，2010，27（12）：152-158.
[6]章家恩，饶卫民，肖红生，等.基于RS与GiS的城市化过程中农业用地景观格局变化研究[J].华南农业大学学报，2005，26（4）：106-109.
[7]魏建兵，肖笃宁，解伏菊，等.黑土区县域生态工程建设对农业景观的调控[J].农业工程学报，2005，2（8）：52-57.
[8]田莉，丁圣彦.豫东平原1980—2000年农业景观生态系统格局动态[J].河南大学学报：自然科学版，2009，39（1）：57-62.
[9]岳德鹏，王计平，刘永兵，等.京郊西北地区农地利用与景观格局时空特征[J].农业工程学报，2008，24（6）：89-95.
[10]陈奕兆，黄家生，李建龙，等.利用景观梯度法分析张家港市城市景观变化[J].生态与农村环境学报，2011，27（1）：104-108.
[11]LiangGF，DingSY.StudyontheregionalagriculturallandscapepatternschangealongtheYellowRiverinHenanprovincefrom1987to2002[J].JournalofGeographicalSciences，2005，15（4）：415-422.
[12]程炯，吴志峰，刘平，等.基于GiS的农业景观格局变化研究——以福建省漳浦县马坪镇为例[J].中国生态农业学报，2005，13（4）：184-186.
[13]孙超，陈振楼，毕春娟，等.上海市崇明岛农田土壤重金属的环境质量评价[J].地理学报，2009，64（5）：619-628.
[14]严加永，吕庆田，葛晓立.GiS支持下的土壤重金属污染预测预警研究[J].吉林大学学报：地球科学版，2007，37（3）：592-596.
[15]ZhaoKL，Zhangww，ZhouL，etal.modelingtransferofheavymetalsinsoil-ricesystemandtheirriskassessmentinpaddyfields[J].environearthSci，2009，59（3）：519-527.
近年来土壤学发展的特点篇6
关键词石漠化治理土壤动物功能类群
中图分类号：Q958.2文献标识码：a
土壤是一切陆生生物的载体，土壤动物是终生或某一发育阶段在土壤中度过，且对土壤有一定影响的动物，对土壤的形成、发育、物理结构、化学性质和有机物的分解等起着重要的作用。土壤动物既是消费者，又是分解者，它们的生存、取食对土壤有机质的形成、土壤结构及理化性质的变化都有一定的影响，它们可作为土壤有机质层的生物活性显示指标，研究土壤动物与环境要素的关系，为维持生态系统平衡，防止土壤退化，具有重要的现实意义。
1国内外土壤动物研究进展
1.1国外土壤动物研究进展
1840年达尔文发表的“ontheFormationofmould”一文，被公认是土壤动物科学研究的开始。
20世纪意大利人Berlese（1905）发明了烘虫漏斗，tullgren（1917）对该漏斗进行了改良，提高了土壤动物采集效果及对中小型土壤动物的分离效率，极大地推动了土壤动物新种类的发现和记述，扩大了土壤动物的概念，促进了土壤动物区系的综合研究，被称为“种类技术时代”。
20世纪40年代期间，学者们开始对土壤动物的不同类群进行系统研究，土壤动物研究进入“系统研究时期”。土壤动物的研究成为一门独立的分支学科――土壤动物学。1955年在英国诺丁汉（nottingham）大学召开了第一次土壤动物学术讨论会，标志着土壤动物学正式成为一门独立学科。
20世纪后半叶，世界上许多国家都在土壤动物学中投入了相当数量的人力和物力，各国相继成立了专门的组织或机构，出版了专门性期刊和专著，土壤动物学的研究进入了崭新阶段，即从简单抽象描述阶段发展到了群落生态学研究阶段，进而发展成为生产力和人类与环境关系的研究阶段。近年来随着生物科学技术的飞速发展，土壤动物学在土壤形成和能量转换等机理的研究使土壤动物研究进入了实用性阶段。
1.2中国土壤动物研究进展
我国土壤动物学的研究起步较晚。提到记载土壤动物的文字，可追溯到河南安阳出土的3000多年前殷墟甲骨文（蝉和蝗虫等）。1979年中科院地理所张荣祖研究员领导成立了长白山森林生态系统定位站，在我国首次开展了土壤动物区系、生态地理的综合性研究，标志着我国土壤动物生态学研究真正开始起步。20多年来，中国的土壤动物学主要涉及和完成以下几个方面的工作：
（1）土壤动物的分类学：尹文英（1981）上海东佘山竹林土壤中原尾虫区系和生态调查，谢荣栋（1987）我国甲螨七个新纪录种，张云美（1989）我国根结线虫的种类、分布等，都做了大量的工作，并取得了可喜的成绩。
（2）土壤动物多样性和地带特征的调查研究：尹文英主持的两项国家自然科学基金重点项目，在各地理区典型地带设点周年逐月采集，共获标本50多万头（不包括原生动物数量），鉴定出土壤动物3千多种，充分显示出我国土壤动物丰富的物种多样性，同时对各不同地带、不同类群的种类组成、区系组成、分布类型和特点、生活习性等作了系统研究和分析，基本搞清了我国各类生境土壤动物的优势类群和某些常见类群及其数量分布规律等问题（尹文英，2000）。
（3）土壤动物生态学的试验研究：于长福、杨效东、陈鹏、廖崇惠等分别对不同地区森林土壤动物群落进行研究；何冬梅等对草原土壤动物的生态学进行研究；王振中、王宗英等对农业生态系统土壤动物群落的研究；傅荣恕等对山地丘陵生态系统土壤动物群落的研究。尤其是尹文英等在我国不同气候带进行的土壤动物群落结构、演替及其动态变化等的研究，期望揭示森林土壤生态系统物质能量流动的复杂过程。
（4）人类活动与土壤动物的关系研究：王振中等研究了土壤污染对土壤动物群落结构的影响；李云瑞等和胡敦孝等对甲螨与土壤肥力关系的研究。
（5）土壤动物的功能性研究：高云超等研究土壤原生动物群落及其生态功能；陈海燕等研究大型土壤动物在沙漠生态系统物质循环中的作用；胡蜂对蚯蚓活动对稻麦轮作系统中土壤微生物量碳的影响。
（6）土壤动物培育与保护研究：土壤动物培育方面，邱江平（1999）提到在试验样点的选择上提出了三条要求，并建议在试验前对土壤的化学药品残留进行分析；司岸恒（2011）实验中对蚯蚓的培养及取样有所提及。土壤动物保护领域，高云超（2000）提到土壤水分是影响原生动物生存的重要因子，大多数原生动物在中性或者略偏酸性的条件下生长良好。
归纳起来，国内外关于土壤动物的动物功能和作用的研究内容较多，在喀斯特地区对土壤动物的研究主要集中在多样性、群落结构等方面，关于土壤动物培育和保护研究基本很少。近些年来随着各种先进仪器和研究方法的出现和完善，土壤动物研究已经进入到生物生产力和人类与环境关系的研究阶段，因此，运用前人研究成果，结合喀斯特生态系统脆弱性的特点，在喀斯特地区进行代表性土壤动物功能类群选择以及田间培育和保护的研究，为喀斯特地区综合治理提供一种新的手段，具有现实意义。
2喀斯特地区研究进展
喀斯特石漠化地区在地质地貌、土壤、水文等方面具有其独特性，对该地区土壤动物的研究起步较晚，虽然取得了丰富的科研成果，但研究的深度和广度还有待进一步的发掘和拓展。石漠化生态恢复中主要经济作物土壤动物的保护和培育方面的研究还未见报道，因而依据国内外土壤动物研究理论，结合喀斯特地区生态脆弱性的特点，选择在毕节撒拉溪、花江示范区经济林地进行土壤动物培育与保护方面研究，通过土壤动物培育、保护及监测，建立土壤动物培育与土壤理化性质改变之间的相关性，为喀斯特土壤环境的恢复提供适合培育的代表性土壤动物功能类群和土壤动物培育与保护方面的资料。在对毕节石桥小流域、清镇菠萝小流域和贞丰顶坛小流域的土壤动物有一定的研究，通过对这三个研究区中土壤动物的区系组成、数量与分布、多样性、水平分布、垂直分布以及年度变化等的研究，对贵州喀斯特地区土壤动物的功能类群情况有了初步的研究进展。
3尚待研究之处
目前，缺乏土壤动物田间培育方法，在石漠化治理区对土壤动物的田间培育，只能根据石漠化生态系统的特点进行初步探究。由于对土壤动物的田间培育时间较短，对石漠化恢复现状有一定的反馈，但是能完全揭示土壤动物生态系统的变化规律需要多年的研究，对于石漠化恢复程度作出科学判断，保护好生物多样性，土壤动物功能类群的田间培育需要进一步的深入开展研究。
参考文献
[1]尹文英.中国土壤动物[m].北京：科学出版社，2000.
[2]朱永恒，赵春雨，王宗英，等.我国土壤动物群落生态学研究综述[J].生态学杂志，2005，24（12）.
[3]张志罡，孙继英，胡波，等.土壤动物研究综述[J].生命科学研究，2006，10（4）.
[4]尹文英.土壤动物学研究的回顾与展望[J].生物学通报，2001，36（8）.
[5]尹文英，等.中国亚热带土壤动物[m].北京：科学出版社，1992.
[6]尹文英，等.中国土壤动物检索图鉴[m].北京：科学出版社，1988.
近年来土壤学发展的特点篇7
关键词稻田土壤；有机碳；碳固定；展望
中图分类号S153.6文献标识码a文章编号1007-5739（2011）11-0257-02
StudyandprospectoforganicCarbonSequestrationinpaddySoils
ZHanGHong-xiang1XiaoQun2LiXiao-jun3*wanGShao-xian4
（1HedongagriculturaltechnologyextensionStationofQingyuanDistrictinJi′anCityinJiangxiprovince，Ji′anJiangxi343009；2tianyutowneconomicmanagementStationofQingyuanDistrictinJi′anCity；3QingyuanagriculturalBureauinJi′anCity；4ZhejiangUniversity）
abstractSoilorganiccarbon（SoC）hasbeenshownasoneofthelargestandmostmobilecarbonpoolsoftheearthsurfaceecosystem.Forthelastdecade，inChina，increasingattentionhasbeengiventotheSoCpool（especiallyinpaddysoils）changeinrelationtothesinkorsourceeffectofairCo2，tothewaterquality，tothesoilfertility，andtothedynamicsunderglobalchangescenarios.inthispaper，theissuesofpaddysoilcarbonsequestrationdifferencesfromdryland，organiccarbondistribution，mechanismofsoilcarbonsequestration，itsfertilizationfactorandprospectresearcheswerediscussed.
Keywordspaddysoil；organiccarbon；carbonsequestration；prospect
土壤碳库为地球表层系统中最大的碳储库。土壤中的有机碳库与无机碳库都是陆地生态系统重要的碳库，对于温室效应与全球气候变化同样有着重要的控制作用。全球土壤有机碳库（SoCpool）达到1500～2000pg，是大气碳库750pg的2倍以上，是陆地生物量500～600pg的2~3倍；无机碳库（SiCpool）也达700~1000pg。但由于土壤无机碳存在更新周期，有资料表明为8500多年，因此土壤有机碳库在全球变化研究中显得更为重要。1850―1995年，全球Co2释放总量约为270pgC。其中，由于砍伐森林和土地利用方式的改变所造成Co2释放量约达136pgC。全球每年因土壤呼吸作用释放到大气的总碳量约为68pg，全球每年因焚烧燃料释放到大气的碳远低得多，仅为6pg。土壤贡献于大气Co2的年通量是燃烧化石燃料贡献量的10倍。因此，土壤呼吸的变化能显著地减缓或加剧大气中Co2的数量，进而影响气候变化。据估计，如果全球范围内土壤有机质下降1%、2%、3%，将导致大气Co2浓度分别增加5.0、12.5、20.0mg/kg。在过去的150年期间，由于土壤有机碳下降贡献于大气Co2浓度升高80mg/kg的6%～25%[1]。
中国水稻土面积约3000万hm2，植稻有7000年的历史，水稻种植面积占世界水耕土面积的23%，占全国耕地总面积的25%。水耕土壤（广义的水稻土）是特殊的人为湿地土壤，是自然土壤在人为水耕熟化过程中形成的，具中国特色。对中国土壤有机碳库的统计表明，中国表层土壤有机碳库约20pg，主要土壤类型之一是水稻土，为1.1pg，共有6个表层土壤有机碳库在1.0pg以上。有机碳的积累是水稻土水耕熟化过程中的普遍趋势。要使中国争取更多温室气体排放量，进行稻田土壤有机碳监测尤为重要。20世纪80年代以来，中国大多数水稻土碳固定效应十分显著，土壤有机碳库呈现增长的趋势[2]。因此，研究稻田土壤有机碳固定意义重大，为中国外交斡旋提供基础。
1水稻土与旱作土固碳效益差异
中国大面积农业土壤保持有机碳的主要途径之一是灌溉及其水耕熟化作用。据全国第二次土壤普查资料，中国水田土壤共3000万hm2，与旱地土壤相比，全国水田土壤有机碳含量普遍较高。据计算，水田保存表层碳密度是旱地土壤的137.7%，有机碳量达0.9pg。在长江中下游、华南、黄土高原和华北地区，有机碳固定最为显著，我国灌溉农业的发展相当于增加有机碳固定达0.3pg。据江苏省第二次土壤普查，水田土壤平均有机碳含量接近12g/kg，而旱地土壤约6g/kg。1949年时全省水田面积为93.47万hm2，1998年达266.97万hm2，40年间的碳固定速率达到20g/（m2・年），碳固定效应可达17tg。湖南省第二次土壤普查资料表明，旱地土壤与水田土壤的平均有机碳含量分别为10.22g/kg和18.36g/kg。同样，江西省是南方土壤有机碳十分缺乏的省份，截至1980年，该省旱地削减到46万hm2，水田则发展到300万hm2。水田土壤有机碳的平均含量达16.6g/kg，旱地土壤为9g/kg，不同母质起源的土壤中，水田土壤有机碳均显著高于旱地土。荒漠地区土壤水分条件较差，但这种水田土壤的碳固定作用也十分明显。甘一新干旱平原区资料表明，在引水灌溉和耕垦培肥后，不同荒漠土壤有机碳的升高幅度在1~3g/kg。与普通灌淤土相比，宁夏植稻历史较长的灌淤土的有机碳含量显著较高。根据第二次全国土壤普查中面积、耕层厚度和容重等资料计算，中国灌溉农业下的水田土壤累计碳固定效应达0.22pg[3]。因此，水耕熟化作用可稳定和提高水田土壤中有机碳。
2稻田土壤有机碳的分布
土壤的有机碳剖面分布明显存在差异，耕层以下土层的有机碳含量较上层低，耕层、犁底层等耕作活动层积累有机碳显著。某些自然森林1m厚度的土壤碳库储存量较大，为20~30kg/m2；与红壤、白浆土等低产土壤相比，乌泥土、黄泥土和白土1m厚度的土壤碳库储存量分别为11.72、9.88、6.77kg/m2，更高于江苏省耕作土壤的SoC平均值[4]。
关于有机碳在团聚体的分布及其变化备受关注。土壤团聚体有机碳分配是土壤中的重要地球化学性质之一。对水稻土中有机碳团聚体分布的资料不多，对土壤团聚体有机碳分布的研究集中于旱地土壤、植被改变的土壤以及有机物料处理后的土壤。太湖地区土壤的团聚体及其有机碳含量分析结果如表1所示。由表1可知，往深层以0.02～0.25mm的微团聚体为主，黄泥土耕层中0.25～2.00mm和0.02～0.25mm粒组含量相近，乌泥土、白土中0.25～2.00mm粗砂级团聚体占50%以上。不同土壤团聚体粒级分异明显。淮北白浆土中以0.02～0.25mm粒组为主，大于0.02mm的团聚体粒组占60%～80%。富含氧化铁的江西红壤团聚体粒组以0.25～2.00mm粒组为主，黄泥土在全剖面中小于0.002mm颗粒占30%左右，大于0.02mm粒级的团聚体却占70%左右，而检测到的黏粒级团聚体甚微。白土的母质以粉砂（0.002～0.020mm）为主，其次是0.02～0.20mm粒级，约占全土1/3。因此，肥力较高的太湖水稻土团聚体分布的特点是0.02～0.25mm微团聚集较多。
土壤有机质的主要性质之一是土壤有机质的活泼性，即有机质易氧化性，是土气交换的主体部分。Blair等评价农业活动对自然土壤有机碳影响，将1/3moL/L的Kmno4可氧化碳的比例作为参数。可氧化SoC含量随着Kmno4浓度的不同，浸提的差异较大。1/3moL/L的Kmno4可氧化66%，1/6moL/L的Kmno4可氧化50%，1/30moL/L的Kmno4可氧化浸提SoC占11%左右。majumder等（2008年）用K2Cr2o7和H2So4氧化SoC。
3稻田土壤碳固定的可能机制
20世纪70年代以来，对水稻土中有机碳的分布、含量及其微团聚体分配、有机―无机结合的性质与数量进行了较多研究[5]。最近对太湖地区3种水稻土的培养试验表明，不同发生起源与土壤矿物组成的水稻土，其有机碳在升温下的碳损失规律迥异，渗育型富晶质氧化高铁的黄泥土的有机碳在升温下仍然十分稳定，而沼泽起源与贫氧化铁矿物的水稻土有机碳损失较快。近年的研究表明[6]，太湖地区黄泥土中新增加的有机碳主要固定在0.25～2.00mm粒组的微团聚体中，提示不同粒径团聚体中有机碳的组成与活泼性存在差异。土壤中氧化铁是水稻土中活跃的化学成分，它通过水稳性团聚体的形成促进有机碳的复合，作为水稻土高度熟化标志的鳝血（一种有机氧化铁络合物）是否可以代表某种固定机制尚不得而知。水耕过程中土壤有机碳的增加还伴随有机质的腐殖酸组成与结构的演变。最近的资料显示，无论是江西红壤起源的水稻土，还是西北灌淤土，水耕熟化过程Ha/Fa升高。对于水稻土中有机质的研究，过去较多是腐殖质的C/o、C/H和e4/e6的分析，认为水耕熟化过程中，腐殖质光密度降低、C/H减小而C/o提高，羧基含量降低。促进水稻土中有机碳的固定机制尚不清楚。对于相同类型的水稻土来说，运用重液区分法得到的有机碳复合量一般与全土有机碳呈线性相关，但复合度与有机碳含量无关，说明有机碳在水稻土中与不同物质的结合关系是复杂的。有机碳复合度在不同粒径的团聚体中的分布因土壤类型与肥力状况而异。但对于团聚体中有机碳的形态与化学结构、有机碳的化学活泼性的研究还很少，除了用G0、G1、G2等分组区分团聚体稳定性，用松结态、稳结态和紧结态区分结合程度外。对这种固定效应还无法仅用物理保护作用来解释。何云峰等[7]提出采用不同的络合浸提剂提取土壤中和不同黏土矿物结合的腐殖质，与不同酸性土壤用碱性焦磷酸钠提取的结合态腐殖质的稳定性相似，可能意味着这些土壤的结合态腐殖质的化学特点类似，化学保护机制相同。水稻土有机碳固定是一个复杂的问题，不但必须要从有机碳的微团聚体分配及其与土壤矿物的结合方式进行研究，而且这需要现代分子水平的研究技术[7]，还必须从有机碳的化学结构与反应性（有机质组成与基团结构）的改变进行深入研究。
4稻田土壤有机碳固定的施肥影响
施用有机肥可使稻田土壤固定更多的碳，施用化肥也有一定影响。周萍等[8]研究了长期不同施肥处理（化肥与秸秆配施、化肥与猪粪配施、单施化肥和不施肥）下，水稻土总有机碳和颗粒态有机碳含量变化，指出不同的施肥处理主要影响耕层土壤的toC（总有机碳）和poC（颗粒态有机碳）含量，化肥与猪粪配施处理，由于有机物质的输入toC和poC含量显著高于其他3种处理，不施肥处理的poC含量显著高于单施化肥和秸秆配施化肥。陈义等[9]对浙江省（下转第270页）
（上接第258页）
黄岩水稻土开展的26年长期施肥定位试验表明，长期施用有机肥可以促使土壤有机质持续增长，增长幅度随有机肥用量增加而增加。袁颖红等[10]对江西红壤性水稻土研究发现，长期施用无机肥、有机肥、无机肥与有机肥配施能显著增加0.002～0.020mm微团聚体的含量，而降低
5结语
对于稻田土壤有机碳的研究，提出以下展望。一是稻田土壤碳饱和。水田土壤有机碳含量普遍高于旱地土壤，固定碳更多。而王绪奎等[11]在研究近20年江苏省环太湖稻田土壤有机碳动态特征后提出，该区土壤有机碳饱和。有待进一步研究如何提高稻田土壤固碳潜力切实可行的技术途径，从而建立稻田土壤碳的新平衡。二是稻田土壤固碳机制。有机碳一般与土壤中的矿物颗粒结合，或形成有机无机复合体。但究竟是什么机制促进了水稻土中有机碳的固定尚不清楚。值得进一步深入研究[12-14]。三是稻田土壤固碳影响因素。施肥和耕作对稻田土壤固碳影响较大，并可较好调控。施用有机肥可显著增加稻田土壤固碳量，施用化肥也有一定影响。以往着重于土壤有机质及肥力的研究很多[15-18]，现在研究碳在土壤中的固定及其对环境的影响成为热点。频繁耕作显然提高了有机碳的氧化，不利于土壤固碳，欧美在旱地广泛推广免耕少耕，原因就在于此。但免耕使表层土壤紧实，不利于作物生长，主要还不能通过耕作将表层较多有机碳混入到较下层，从总量上看，可能也不利于土壤固碳。耕作对稻田土壤固碳影响还需研究[19]。
6参考文献
[1]SHimeLDS.terrestrialecosystemandthecarboncycle[J].GlobalChangeBiology，1995（1）：77.
[2]王树涛，门明新，刘微，等.农田土壤固碳作用对温室气体减排的影响[J].生态环境，2007，16（6）：1775.
[3]许信旺，潘根兴.中国水稻土碳循环研究进展[J].生态环境，2005，14（6）：961-966.
[4]李恋卿，潘根兴，龚伟，等.太湖地区几种水稻土的有机碳储存及其分布特性[J].科技通报，2000，6（16）：421-426，432.
[5]潘根兴，李恋卿，张旭辉.土壤有机碳库与全球变化研究的若干前沿问题――兼开展中国水稻土有机碳固定研究的建议[J].南京农业大学学报，2002，25（3）：100-109.
[6]潘根兴，李恋卿，龚伟，等.太湖地区几种水稻土的有机碳储存及其分布特性[J].科技通报，2000，16（6）：421-432.
[7]何云峰，徐建民，侯惠珍，等.有机无机复合作用对红壤团聚体组成及腐殖质稳定性的影响[J].浙江农业学报，1998，10（4）：197-200.
[8]周萍，张旭辉，潘根兴.长期不同施肥对太湖地区黄泥土总有机碳及颗粒态有机碳含量及深度分布的影响[J].植物营养与肥料学报，2006，12（6）：765-771.
[9]陈义，吴春艳，水建国，等.长期施用有机肥对水稻土Co2释放与固定的影响[J].中国农业科学，2005，38（12）：2468-2473.
[10]袁颖红，李辉信，黄欠如，等.不同施肥处理对红壤性水稻土微团聚体有机碳汇的影响[J].生态学报，2004，24（12）：2961-2966.
[11]王绪奎，张林钱，芮雯奕，等.近20年江苏省环太湖稻田土壤碳氮及速效磷钾含量的动态特征[J].江苏农业科学，2007（6）：287-292.
[12]周萍，潘根兴，李恋卿，等.南方典型水稻土长期试验下有机碳积累机制V.碳输入与土壤碳固定[J].中国农业科学，2009，42（12）：4260-4268.
[13]王树涛，门明新，刘微，等.农田土壤固碳作用对温室气体减排的影响[J].生态环境，2007，16（6）：1775-1780.
[14]段华平，牛永志，李凤博，等.耕作方式和秸秆还田对直播稻产量及稻田土壤碳固定的影响[J].江苏农业学报，2009，25（3）：706-708.
[15]许信旺，潘根兴，汪艳林，等.中国农田耕层土壤有机碳变化特征及控制因素[J].地理研究，2009（3）：601-612.
[16]李星.Unep报告：应向保护碳捕获和碳存储的自然生态系统投资[J].世界林业动态，2009（25）：2-3.
[17]孟磊，漆智平，何秋香，等.海南水田土壤有机质分布规律及碳固定潜力[J].热带作物学报，2008，29（6）：757-761.
[18]马红亮，朱建国，谢祖彬，等.大气Co2浓度升高对陆地生态系统土壤固碳的可能影响[J].土壤通报，2008，39（5）：1184-1191.
近年来土壤学发展的特点篇8
关键词土壤；重金属；分布；调查；上海市；老港镇
中图分类号X131.3文献标识码a文章编号1007-5739（2014）15-0235-01
土壤是城市环境的重要组成部分，它直接影响到城市生态环境的质量和人体健康。随着我国工业化和城市化进程的日益加快，工业、交通等所产生的大量污染物进入土壤，使得城市土壤的各种性质都发生了变化。重金属作为一种持久性有毒污染物，进入土壤后不能被生物降解，可以通过淋洗和径流等作用污染地表水和地下水，并能通过食物链循环和直接接触等途径进入人体，在人体内积累，危害人体的健康。因此，城市土壤重金属污染日益受到人们的重视[1-3]。近年来，国内外学者在这方面做了大量工作，对城市土壤重金属污染及其修复进行了较为详细的研究。
上海市老港镇拥有全亚洲最大的垃圾填埋场，而垃圾填埋场对周边的环境有很大的影响，因此对老港周边土壤的重金属含量和分布进行研究，具有非常重要的意义。目前，已有学者对上海市土壤背景值进行了研究，这对于研究垃圾填埋场对于周边的土壤重金属含量变化所造成的影响将起到一定的帮助。
1材料与方法
1.1土壤样品的采集
从距离老港镇垃圾填埋场1km处开始，按照距离的远近，依次采集5组75份土壤样品，样品采取“S”型多点采样，样品采集时去除表层植物覆盖物和表层土，采样深度为5～20cm。
1.2土壤样品处理与测试
土壤样品自然风干，剔除其中的植物根系、垃圾和石子，用塑料碾磨棒在玛瑙碾磨盘中碾磨，过120目尼龙筛。所有样品经过标准方法处理后，分别使用安捷伦（石墨炉-火焰）原子吸收仪和海光原子荧光仪进行测定，采用SaS统计软件进行数据分析。
1.3评价标准
土壤污染评价标准分别以《国家土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中的二级标准以及上海市土壤背景值为参照标准（表1）。
2结果与分析
2.1老港镇土壤中8种重金属的平均含量
测试结果表明，5组样品中汞、镍、铬、砷、镉、铅、铜、锌的平均含量分别为0.15、9.73、25.6、1.51、0.04、120.03、69.76、74.83mg/kg，均未超过《国家土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中的二级标准。与上海市土壤背景值比较，汞、铅、铜均超标，而且铅超出背景值约5倍，铜超出背景值2倍以上。
2.2老港镇土壤中8种重金属分布特征
所有测试化验的土壤均为水稻田，pH值呈弱碱性。通过5组样品的测试数据，可以得出，汞、镍、铬、铅、锌5种元素在土壤中的含量都随着距离垃圾场距离的增加明显递减，而砷、镉、铜3种金属元素则无明显变化（表2）。
3结论
3.1老港镇土壤中8种重金属与上海市土壤背景值的差异来源
上海市土壤背景值反映的是上海市所有土壤背景值的平均值，而且版本较为陈旧，随着上海市的发展和不断开发，土壤的理化性质在短时间内会有较大的变化。因此，首先需要考虑重新测算并及时修订上海市土壤背景值；其次，应根据上海市不同区位的分工不同，合理地分区域对上海市土壤的背景值进行系统校正，而不是笼统的土壤背景值。
3.2老港镇垃圾填埋场对土壤中8种重金属分布的影响
老港垃圾场是亚洲最大的垃圾填埋场，虽然对垃圾的处理非常规范，但是对周边土壤的理化性质依然产生了很大的影响，汞、铅、铜3种较为常见并且容易转移的重金属[4-6]均超出上海市背景值，其中铅超出背景值约5倍，并且铅、汞、镍、铬、锌等5种重金属出现了距离垃圾填埋场越近含量越高的分布情况，这也说明了垃圾填埋场对周边的土壤有一定的影响[7-8]。
4参考文献
[1]王丽英，陈丽莉，张彦才，等.河北省设施蔬菜土壤微量金属元素状况评价及来源分析[J].华北农学报，2009（S2）：268-272.
[2]庞丽蓉，张福金，李秀萍，等.内蒙古农牧交错区土壤重金属含量及其分异[J].内蒙古农业科技，2010（4）：71-72.
[3]董悦，刘晓群，李翠兰，等.土壤重金属污染研究进展[J].现代农业科技，2009（4）：143-145.
[4]肖能文，赵彩云，王学霞，等.用于土壤污染生态毒理诊断的蚯蚓生物标志物研究[J].江西农业学报，2012（1）：137-143.
[5]王平，林长青，王志.典型农业土壤中金属元素及砷的污染特征研究[J].环境保护与循环经济，2008（4）：41-43.
[6]张虹，白红丽，刘杰，等.金属冶炼厂区附近土壤和果树重金属元素含量分析[J].安徽农业科学，2009（15）：7162-7163.
近年来土壤学发展的特点篇9
【摘要】 目的研究土荆芥生长土壤地球化学特征，为土荆芥gap管理提供环境因素的依据。方法通过对地道药材土荆芥生长环境的实地调查，并采集其生境土壤样品进行元素分析及研究适宜的肥力条件。结果土荆芥适宜生长土壤为中性或弱碱性沙质土壤，其生长土壤肥力较高，而且分析发现其中al2o3，k2o，ni，zn，rb，ba的含量明显高于福建省及全国土壤中的平均值，含有丰富的微量元素，na2o，k2o含量高于非生境土壤，而al2o3，fe2o3，cao，tio2低于非生境土壤，且土荆芥对p、ca有选择性的富集作用。结论土壤的地球化学特征对土荆芥的生长有影响。
【关键词】 土荆芥；土壤；地球化学特征
土荆芥为藜科植物土荆芥chenopadiumambrosioidesl.带有果穗的干燥全草，为一年生或多年生直立草本，为常用苗药，主要分布于我国的中南、华东和西南等地，通常生长在村落周围的山坳、道路及河岸两侧，福建、广东是我国土荆芥生长的主要地区。土荆芥具有驱风除湿、驱虫、通经、止痛之功效，主治肠道寄生虫病，外用治湿疹、脚癣，并能杀蛆和驱除蚊蝇［1］。现代医学研究表明，小剂量的土荆芥叶的水醇提取物具有明显的抗肿瘤作用，对人体内的结核杆菌生长有抑制作用，对抗真菌则有良好的抑制作用［2，3］。文献报道［4］，不同产地土荆芥中黄酮成分的含量有一定的差异，表明环境因素对土荆芥的生长有一定的影响。植物生长、形态和品质好坏的因素不仅是气候条件，更重要的是地质环境、土壤营养元素组成、含量及其存在形态。土壤中元素与植物生长和人体健康有密切的关系［5～7］。由于成土因素和过程的不同使每种土壤具有自身的理化和地球化学特征，也就形成了特有的土壤生物作用，而土壤矿质元素作为植物的营养库，它们对植物的生长发育，产量，初生和次生代谢产物的种类数量均有很大的影响，所以研究道地药材生长的环境因素，首先要研究支持它们赖以生存的土壤的理化性质及其地球化学特征。目前，关于土荆芥化学成分及药理作用方面的研究较多，而关于其生长的环境因素及其地球化学特征方面的研究未见报道。作者选取土荆芥主要生长区——福建、广东地区生长的土荆芥，对其生境土壤地球化学基本特征（矿物组成，理化性质等）进行了研究，旨在为其规范生产，gap管理提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 研究区概况
福建、广东位于我国东南沿海，隔台湾海峡与台湾省相望。样品采自福建省、广东省中亚热带季风性湿润气候及南亚热带海洋性季风性湿润气候2个不同自然地带，福建漳州、广东汕头属南亚热带海洋性季风性湿润气候区，位于东经116°14′～118°08′、北纬23°02′～25°15′。光热资源丰富，雨量偏少，受台风影响显著为本带气候的3个主要特征，年平均气温19～22℃，平均最低气温在0℃以上，年日照时数1800～2500h，年雨量约1000～1600mm，阳光充足，无霜期长，冬无严寒，地貌类型以花岗岩丘陵及冲击平原为主，由于背靠大山，又有许多支脉伸向海边，紧靠北回归线，以及地形上的特点，来自西北和东北方向的冷气流对本区影响轻微，加之地势相对开阔平坦，利于充分接受光照。这种地貌空间结构，宜于避寒、避风，是多种热作的理想种植地，农作物年可3熟。
福建三明地区位于东经116°22'～118°39'、北纬25°30'～27°07'，地处闽江流域上游，正好介于闽西北武夷山脉与闽西南戴云山脉之间，该地区属中亚热带季风性湿润气候，平均海拔高，地势起伏大，山地丘陵占绝对优势，盆谷比重较小，光照资源较漳州、汕头差，但水分资源丰富，气候垂直变化显著，四季分明，冬季长1～4月有霜雾及结冰现象，夏季长3～5个月，气温高，盆谷内常出现酷暑天气，年平均气温15～20℃，日照时数1600～2000h，耕作制度以一年二熟为主，水资源丰富，年平均降水量1500～2200mm；基本上为多水带或丰水带。
研究区属华南低山丘陵区，植被茂盛，土层较深厚，土壤类型主要为红壤、黄壤，还有黄棕壤、水稻土等，一般呈酸性，铁铝氧化物含量很高。成土母质主要为岩石（花岗岩，火山岩等）风化的产物，是土壤矿物质和植物营养的最初来源，是土壤形成的物质基础，它影响着土壤的发育方向和肥力状况。
1.2 样品采集分析方法
样品采自福建漳州（zzsj）、三明（smsj），广东省汕头（stsj）土荆芥生境根际的土壤及其药材，采用随机多点采样法，收集根际土壤时先除去表面土壤，然后采用抖落法收集根际土壤，充分混合，用4分法缩分，为了进行土壤元素比较，同时采集500m以外（或附近山坡）无土荆芥生长的非生境土壤样品，分别为福建漳州（zzfsj）、三明（smfsj），广东汕头（stfsj）作为对照。样品在室内自然风干，去除石块﹑植物根茎等杂质。
1.3 土壤理化分析方法
1.3.1 ph值电位法测定，土壤样品过10目尼龙网筛，水土比为1∶1。
1.3.2 土壤颗粒组成采用ms2000型激光粒度分析仪测定。
1.3.3 土壤元素分析土壤样品用玛瑙研钵研磨样品至200目以下，利用日本3080esx射线荧光光谱仪对土壤样品中的常量元素al2o3，sio2，mgo，cao，na2o，k2o，fe2o3等组分及微量元素zn，sr，ba，ni，cu，pb，v等进行了全量分析，元素分析在中国科学院兰州地质所国家重点实验室分析测试中心完成。1.3.4 土壤营养物质分析采用常规分析方法。土壤阳离子交换采用醋酸铵法；土壤盐基饱和度采用氯化钾法；土壤速效钾采用火焰光度法；土壤有机质采用重铬酸钾法；土壤速效磷采用氢氧化钠（碳酸氢钠）浸提－钼锑抗比色法。
1.3.5 土荆芥药材黄酮类成分含量测定采用日本岛津lc20a高效液相色谱仪测定。
2 结果
2.1 土荆芥生境土壤与非生境土壤质地与理化特性分析
2.2.1 土壤ph
ph值是土壤重要的基本性质，直接反映了土壤溶液中氢离子和氢氧根离子的相对浓度，是土壤中影响范围极为广泛的一个化学指标，它是土壤中各种养分的存在状态，有效性和土壤中生物过程，土壤微量元素含量分布的重要影响因素［8，9］。由表1可知土荆芥生长的土壤为中性至弱碱性，其不同生长区生境土壤的ph值比较接近，分别为7.63，7.20，6.77，而非生境土壤ph值相差较大，分别为4.55，5.95，6.65，为中性至酸性。表明土荆芥适宜在ph值中性至弱碱性的土壤中生长。
2.2.2 土壤肥力及盐基饱和度（bs）
从表1中可以看出土荆芥生境土壤肥力均较高，其有机质，速效钾，速效磷比较高，阳离子交换量(cec)均＞10cmol/kg，福建漳州的稍高，为20.473cmol/kg，广东汕头的略低，为11.070cmol/kg。而非生境土壤阳离子交换量略低，福建三明非生境土壤对比样仅为7.309cmol/kg。土荆芥生境土壤盐基饱和度接近且较高，均在85％以上，而非生境土壤肥力相差较大，福建三明非生境对比样速效磷仅为1.48mg/kg，且盐基饱和度为35.56％。说明土荆芥适宜于较高盐基饱和度的土壤。
2.2.3 土壤肥力与药材质量关系的比较
土壤作为生态环境中最为重要的一部分，其肥力状况直接决定了土荆芥的生长、品质、初生和次生代谢产物的形成。由表1及表2可以看出福建三明土壤有机质、速效钾、速效磷等肥力较高，其黄酮类化合物的含量也较高。福建漳州与广东汕头生态环境，气候条件，土壤肥力相近，其黄酮类化合物的含量也接近。表明土荆芥在生长过程中土壤因素是保证其质量的主要因素之一。表1 土荆芥土壤样品理化特性（略）表2 药材样品黄酮含量测定结果（略）
2.2.4 土壤颗粒组成土壤颗粒组成在植物生长，土壤的利用中具有重要意义，直接影响土壤水、肥、气、热的保持和运动，并与植物的生长发育有密切的关系。植物生长的土壤砂粒过多易漏水漏肥，土壤黏粒过多持水性强，透水性差，研究区雨量充沛，若黏粒过多易烂根。对土荆芥土壤机械组成研究，由表1可知，土荆芥生境土壤质地以砂质壤土为主，砂砾较多，泥质，粉沙质，矿物质并存，不但带给土壤较丰富的矿质元素，而且使土壤质地适中，通透性好，多种元素有效性高，有利于植物生长。而非生境土壤机械组成相差较大，福建三明非生境对比样黏粒含量较高＞30％。研究表明含砂砾较多的砂质壤土有利于土荆芥生长。
2.3 土荆芥生长土壤地球化学特征
2.3.1 土荆芥生境土壤与非生境土壤元素比较土壤大量营养元素，微量元素是研究土壤环境质量的重要特征，也是土壤农业地球化学评价的主要指标［10］。由表2可知，土荆芥生境土壤样品中元素的含量特征，土荆芥生境土壤中常量元素主要以al、si为主，二者含量之和达70％以上。al2o3，k2o，mg0，cao显著的高于福建土壤中的平均值，fe2o3，tio2接近于福建土壤中的平均值。与全国土壤中元素含量相比，al2o3，k2o，fe2o3的含量明显高于全国土壤中的平均值；na2o，cao低于全国土壤中的平均值。生境土壤中na2o，k2o均高于非生境土壤中的含量，al2o3，fe2o3，cao，tio2显著低于非生境土壤中的含量。生境土壤中微量元素ba，zn，zr，rb，mn等元素含量较高。其顺序为ba﹥mn﹥zr﹥zn﹥rb，其中ni，zn，rb，ba明显高于福建省及全国土壤中的平均值；co，cr，cu接近福建省及全国平均含量。sr明显高于非生境土壤中的含量。v，cr，co，ni，cu显著低于非生境土壤中的含量。
研究结果表明土荆芥生境土壤与非生境土壤元素特征有一定差异，从我国土壤区域的划分研究区均属于硅铝区域，但其地球化学特征还有较大的差异，造成这种差异的主要原因是其成土母质和成土过程不同，这种差异是土荆芥道地性形成的主要土壤生态因子，表明研究其地球化学特征具有一定的意义。
2.3.2 药材与土壤中元素相关性分析
从表3中可看出土荆芥药材中p，zn，mn，ca的含量较高，尤其是p、ca元素含量高，而土荆芥生境土壤中p、ca的含量接近或相对低于非生境土壤，土荆芥药材对p，ca具有富集作用，p，ca平均吸收系数分别为3.4478，2.4026。表明p，ca对土荆芥的生长具有相关性，这种对部分元素的依赖是土荆芥生长的重要特征之一。表3 土荆芥根际土壤样品中元素的含量特征（略）
生命的生长发育过程中，矿物元素起着重要的作用。如钾具有促进植物体内代谢，提高植物抗病能力，提高光合作用强度，加强碳水化合物的合成与运输，以及能促进植物对氮素的吸收，加速含氮化合物的形成等都有重要作用，土壤中的钾主要来源于土壤母质中钾矿物的分化，分解，释放，铁是形成叶绿素必需的成分，土壤缺铁，则叶呈淡黄色，甚至白色，铁对植物呼吸作用和代谢过程有重要作用；锌在植物叶绿素及糖类形成过程中是必不可少的，是某些酶的组成部分；磷是植物生长重要元素之一，磷能促进植物生殖器官的形成，保持优良的遗传特性，增强植物的抗旱，抗寒，抗病能力，对细胞的分裂和分生组织的发展，以及对糖，脂肪，蛋白质等物质的形成和转换有重要作用。磷在近中性的微酸性到微碱性的范围内，其有效性较高，该土壤为中性至微碱性土壤，磷的有效性较高，其土壤中钾，锌等含量较丰富，这些因素是土荆芥生长的必要条件。
3 结论
土荆芥生长的适宜ph值为6.5～8，属中性偏弱碱性土壤。生长土壤质地为通透性良好的含有少量黏土的砂质壤土。
土荆芥适宜于85％以上较高盐基饱和度的土壤。有机质1.38～3.71％，速效磷111.9～242.8mg/kg，速效钾109.5～168.8mg/kg肥力较高的土壤中，有利于土荆芥生长及其有效成分的积累。
土荆芥对p，ca具有选择性富集作用，其生长土壤中大量元素na2o，k2o，cao，p的含量应较高，这种同一基因植物对元素吸收的差异，以及生态环境，气候条件，土壤肥力相近，其有效成分黄酮类化合物的含量也接近。提示外因—地球化学作用对其生长、有效成分的积累具有重要的意义。
只有在上述条件有机的结合在一起，形成其特有的生态系统才有利于地道土荆芥的生长，因此对药用植物进行规范生产，gap基地建设与管理，不仅要研究药材有效成分含量，还应对其生长的生态环境，尤其对其赖以生存的重要因子之一——土壤进行研究。
致谢：在土荆芥样品采集的过程中，福建省将乐县万安卫生院的官瑞医生给予了热情的帮助，特此表示衷心的感谢。
【参考文献】
1］林泉，王景祥，范文涛，等.浙江植物志［m］.杭州：浙江科学技术出版社，1982:182.
［2］nascimentofrf,cruzgv,pereirapvs,etal.asciticandsolidehrlichtumorinhibitionbychenopodiumambrosioidesl.treatment［j］.lifesciences，2006，78:2650.
［3］lalln,meyerjjm.invitroinhibitionofdrugresistantanddrugsensitivestrainsofmycobacteriumtuberculosisbyethnobotanicallyselectedsouthafricanplants［j］.journalofethnopharmacology,1999,66:347.
［4］刘志红，庄世和，宋之光.hplc测定土荆芥药材中槲皮素、山柰素、异鼠李素含量［j］.中草药,2008，39(增刊):123.
［5］范俊安，易尚平，张爱军，等.川产道地药材受gbs制约效应［j］.中国中药杂志，1996，21(1):12.
［6］朱定祥，倪守斌.地道药材的生物地球化学特征研究进展［j］.微量元素与健康研究，2004，21(2):44.
［7］龚子同，黄标，欧阳洮.我国土壤地球化学及其在农业生产中的意义［j］.地理科学，1998，18(1):1.
［8］周启星.健康土壤学－土壤健康质量与农产品安全［m］.北京:科学出版社，2005：114.
近年来土壤学发展的特点篇10
关键词土肥技术推广；现状；问题；对策；湖北潜江
中图分类号S14；S15文献标识码a文章编号1007-5739（2013）15-0257-02
土肥技术包括土壤技术和肥料技术，土壤技术包括土壤资源合理种植利用、深耕精耕和免耕、坡改梯和坡地沟种垄作、降潜去渍与蓄水保墒、砂掺泥与粘掺砂、水田半旱式耕作等技术；肥料技术包括配方施肥、化肥深施、灌溉施肥、绿肥高产种植与应用、增施有机肥等技术；土壤肥料综合技术包括秸秆还田与旱作秸秆覆盖、节水农业、无公害农产品生产、测土配方施肥、耕地土壤肥力调查监测与质量评估、各种类型肥料、植物生长调节剂及土壤调理剂等新技术及产品的应用等。土壤肥料技术是推动高产、优质、高效农业发展的重要因素。因此，笔者对潜江市土肥技术推广工作的现状进行总结，分析了存在的问题，提出适合当地土肥技术推广的新思路，以最大程度地发挥土肥技术在农业生产中的作用。
1潜江市土肥技术推广工作的特点及现状
1.1土肥技术在农业技术推广中的地位
农业“八字宪法”中把“土肥”摆在第1、第2位，可见土肥技术推广工作的重要性；近年来随着国家测土配方施肥项目和土壤有机质提升项目的实施，土肥技术得到了社会普遍认识；《潜江市耕地地力评价》已广泛用于潜江市现代农业生产发展规划的制定与耕地质量监测。但潜江市农业发展存在三大制约因素，即人多、耕地少、地力下降，导致当地土肥水资源仍未最大限度地发挥其作用，农业生产效益及资源利用率较低。因此，必须重视土壤的合理利用管理及配方施肥，并大力推广土肥技术。
1.2土肥技术推广面对的主体对象
虽然耕地和作物是土肥技术推广面对的对象，但是因为其缺乏能动性，需要通过人为来完成此应用过程，归根结底，土肥技术推广的对象是从事耕作的农民以及农村经合组织。但目前我国农民整体呈现文化层次低、从事农作经营分散等特点，这在一定程度上增加了土肥技术推广的难度。
1.3土肥技术推广体系相对不稳定
土肥技术推广体系即各级政府农业技术推广部门及从事此项工作的个人，其为农业政策与法规、农业生产提供专业技术及信息服务。当前计划经济体制向市场经济转轨，相关政府投资建设项目少、规模小、经费不足，导致土肥技术推广体系相对不稳定，人员流失严重，技术力量也有所减弱。
1.4土肥技术推广具有公益性特点
土肥技术推广作为一项公益性事业，其所创造的是社会效益和生态效益，对农业农村经济稳定及国民经济的发展有着重要意义。因此，政府及相关部门应加大土肥技术推广的经费投入并加强监督和管理，大力开展推广普及与专题项目实施工作，以确保此项工作正常运转，发挥其应有的作用。
1.5土肥技术推广与土壤肥力的变化
相关研究表明，潜江市土壤中的养分出现了变化，以运粮湖农场为例，1981—2007年土壤有机质含量持续下降（1998—2007年速度减缓）、土壤中速效磷含量持续增加、碱解氮和速效钾含量表现为“V”字形变动：1981—1998年下降，1998—2007年上升[1-2]。此种土壤养分的变化可能由以下原因引起：一是种植模式及施肥模式的改变，2000年后逐步实现了稻草麦秆还田；二是开沟排水，降低了地下水位，土壤微生物的生态环境被改变，使得土壤中有机质分解加快，土壤速效钾、速效磷的有效性降低。因此，应合理地调整作物的布局，根据地块及作物的不同完善配方施肥规程，以改变微生物活动的小环境，调节土壤肥力与作物需肥的矛盾。
2潜江市土肥技术推广存在的问题
2.1农村知识结构制约着土肥技术的推广
土壤肥料是农业的基础，其技术推广受土壤的影响较大，而土壤又受不同环境、气候、灌溉、施肥等因素的影响，土肥技术的掌握需要农民掌握一定的文化知识。近几年，随着打工经济的发展，农村青壮年外出务工较多，在家务农文化层次相对较弱，导致土肥技术更新困难，农民接受新技术较慢。
2.2外部环境条件限制着土肥技术的推广
目前，我国农村的耕作方式仍以分散为主，规模经营较少，对土肥技术的推广造成不利影响。同时，农产品价格低、农业生产资料价格高，导致农业生产者对农业投入的积极性不高，也在一定程度上制约了土肥技术的推广。此外，土肥技术推广隐秘性较强，不像病虫害那样受人关注，这也使土肥推广工作受到一定的影响[3-4]。
2.3技术力量缺乏影响了土肥技术的推广
农技推广体系改革后，越是到基层，其专业技术人员越少，加之受人员编制限制、以钱养事的影响，真正了解土壤肥料专业知识的人更少，这大大阻碍了土壤肥料技术推广进程。此外，作为土壤肥料技术推广的眼睛——测试手段，镇处一级根本没有，县市一级近几年随着测土配方施肥补贴项目全覆盖，化验建设基本能满足日常土壤、肥料样品的检测，但由于化验人员缺乏、运行成本高，常年往往集中测试时候多，随时检测、单个样品检测少，此种状况难以适合土壤肥料技术推广的要求。
2.4不同作物及土类需要不同土肥技术
潜江市自从测土配方施肥项目实施以来，主要作物通过不同方式肥料效应试验，初步分析建立了主要作物小麦、油菜、棉花、水稻及部分蔬菜作物配方施肥技术体系，由此表明，每一项土肥技术的推广都必须通过不同土壤类型几年的试验后，才能进行示范推广。
3潜江市土肥技术推广的对策
土肥技术推广工作呈现投入多、工作量大、见效慢等特点，当前情况下，潜江市土肥技术推广工作应以优势农产品、无公害农产品为中心，提高农产品的质量和市场竞争力，将其作为此项工作的切入点[5]。
3.1强化自身推荐是土肥技术推广的根本保障
必须加强宣传推广土壤肥料技术重要性，促使各级政府加大资金投入力度，这是土肥技术推广的根本保障。通过土肥新技术试验示范、项目的实施、申报科技进步奖等多种途径，宣传土壤肥料技术对提高农产品品质、无公害农产品生产中重要作用。潜江市作为省级测土配方施肥示范创建项目区，配方施肥覆盖率提升较快，一个重要原因就是各级领导重视、社会关注。
3.2强化基础地位是土肥技术推广的发展方向
土肥是农业的基础，土肥技术推广必须与当前农业、农村经济的发展紧密结合，才能使土壤肥料技术的推广具有强大的生命力。在当前，土壤肥料技术推广必须与潜江市“十二五”现代农业发展紧密地结合起来，必须与当前农业结构调整、优质农产品开发、保证粮食安全等方面结合起来，才能使土肥技术不断创新，才能使土肥技术得到领导的重视、农民的认可，从而促进土肥技术的推广。例如：蔬菜测土配方施肥技术推广、水稻应变式高效肥水管理模式推广等技术应用对提高水稻、蔬菜的产量，以及改善作物的品质作用重大。此2项技术分别获潜江市科技进步一、二等奖，扩大了社会影响力，提高了广大农民对土肥技术的认知度[6-7]。
3.3强化研推结合是土肥技术推广的重要手段
土肥技术的推广必须经过不同类型土壤、不同肥料类型、不同作物多年试验示范才能形成成熟的土肥应用技术。要以实施国家测土配方施肥补贴及土壤有机质提升项目为契机，大力开展不同土壤类型、不同肥料品种、不同作物的肥料效应试验，初步建立土壤肥料丰缺指标和不同作物施肥指标体系。同时与省农科院协作开展潜江市浩口生态环境实验站建设，充分发挥科研院所的技术优势，不断完善农作物施肥技术。
3.4强化配方施肥是土肥技术推广的主要目标
土肥技术推广的重要目的之一是配方肥下地，配方肥生产离不开肥料生产企业，因此土肥技术推广开展农企对接是土肥技术推广的新路子。近年来，潜江市根据主要作物小麦、油菜、棉花、水稻肥料效应试验，拟定推荐12个配方，分别与湖北富来地金润肥业有限公司等4家企业签订了配方生产供应对接协议，确保配方施肥“大配方、小调整”落到实处。2012年全市配方施肥面积8.8万hm2，使用配方肥（纯量）1.72万t，通过配方肥下田，降低了肥料的使用成本，改良了土壤结构，改善了产品的品质，增加了作物的产量。
3.5强化培训指导是土肥技术推广的工作基础
因地制宜地开展田间巡回指导和现场指导服务，加强田间实际操作技能和肥水管理技术的培训，提高农民科学施肥的技术水平，是土肥技术推广的重要手段。印发配方施肥建议单，上墙公示测土配方施肥技术，“测土配方施肥专家咨询系统”进肥料经营店，建设“潜江市农业信息视频咨询”平台是推广土肥技术的具体措施。通过这些措施的实施，农民既学到了土肥技术知识，又直接“按方”购肥施肥。同时，还可利用电视台、农技情报、施肥通知单、现场会、流动宣传车等多种形式宣传土肥技术，扩大了土肥技术的普及率。
4参考文献
[1]丁亨虎，艾天成，苏运河，等.运粮湖农场土壤肥力及施肥技术的演变[J].湖北农业科学，2009（9）：2090-2094.
[2]张德才，胡劲红，徐争娴，等.湖北省土肥技术推广特点与方法创新实践[J].湖北农业科学，2006，45（4）：400-402.
[3]郑惠典，张育灿，林日强，等.广东省土壤肥料技术推广体系创新的思考[J].生态环境，2004，13（1）：127-128，131.
[4]朱洪国.土肥技术推广中应解决的几个问题[J].现代化农业，2006（7）：20-21.
[5]宋国有，孙凤海，金正久，等.土肥技术推广中应解决的问题[J].科技传播，2012（23）：80，85.