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面对土地退化我们应该怎么做(我国土壤退化现状及修复措施)

面对土地退化我们应该怎么做(我国土壤退化现状及修复措施)

土壤资源是人类赖以生存和发展的物质基础。土壤资源的数量和质量是影响一个地区的经济发展和人民的生活水平的重要因素。但是,各种因素造成的土壤退化严重地威胁着全球社会经济的可持续发展。

土壤退化是指在各种自然因素,特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降(包括暂时性的和永久性的)甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程,包括过去的、现在的和将来的退化过程,是土地退化的核心部分。土壤质量则是指土壤的生产力状态或健康状况,特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力。土壤质量的核心是土壤生产力,其基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力,它一方面是五大自然成土因素,即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果,带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性;另一方面,人类活动也深刻影响着自然成土过程,改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。因此,土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。

2 我国土壤退化现状

2.1 我国土壤退化概况

我国虽然土地面积广博,但人均占有土壤资源数量却不足,耕地、林地及草地的人均占有量分别仅为世界人均的1/3、1/5和1/4。全国水土流失面积为3.67亿公顷(占总面积的38.2%),其中水蚀面积近1.80亿公顷(30年前仅为1.50亿公顷),年流失表土达60亿吨;近50年来,我国新形成的沙化土壤达500万公顷;21世纪初期,沙化面积将由20世纪末的1.76亿公顷增加到2.51亿公顷;我国土壤盐渍化面积2600万公顷,还有1700万公顷土地有次生潜在盐渍化威胁;有2/3耕地属中低产田(年产130-200kg/亩);约4400万公顷土壤普遍缺N,59.1%缺P,22.9%缺K,50%的耕地土壤有机质在0.5-2.0%之间;我国沼泽化面积1200万公顷;污染面积1300万公顷;土壤受酸化影响的面积达2500万公顷。

2.2 我国土壤退化类型

根据我国实际情况,可将我国土壤退化大致分为7种类型,即土壤侵蚀、土壤荒漠化、土壤盐碱化、土壤贫瘠化、土壤潜育化、土壤污染以及土壤非农业利用等。

2.3 我国土壤退化的特点

我国土壤退化发生广,发展快,后果严重,问题亟待解决。

2.3.1范围广

土壤退化在我国的发生很广,在不同地区有不同的表现形式:(1)江南农林区土壤退化的类型主要是土壤侵蚀、养分亏缺和土壤潜育化等;(2)华北平原农业区有较大面积的盐碱化土壤、风沙土、低产贫瘠的变性土和漂白土壤;(3)内蒙古农牧区主要是荒漠化和盐碱化;(4)黄土高原主要是土壤侵蚀;(5)西北牧区主要是干旱、荒漠化和盐碱化;(6)青藏高原则是冷冻和土壤贫瘠化。

2.3.2发展快

在我国,土壤退化现象发展十分快,有一些更是在很短的时间内就形成并迅速发展,如土壤污染、土壤侵蚀等,许多土壤退化的现象几乎到了日常可以观察到的程度。按这样的退化速度发展下去,后果将不堪设想。

2.3.3对生态环境影响严重

土壤退化会对生态造成严重的影响。首先,土壤退化直接影响农业生产,如土壤侵蚀造成土壤耕层的恶化(土层变薄、板结、有效肥力降低、有效水分也降低等),导致作物减产。其次,土壤退化对林牧业产生负面影响。第三,土壤退化也影响了生态环境,甚至造成突发性灾害,威胁人类的生存。

面对土地退化我们应该怎么做(我国土壤退化现状及修复措施)

2.4 我国土壤退化的基本趋势

(一)水土流失仍是中国土壤退化的主要形式,在一些地区得到一定的控制。

(二)在农牧交错地带,由于过度放牧造成的风蚀作用也较严重,退牧还草初见成效。

(三)由于改良措施的得当,黄淮海地区土壤盐碱化问题得到很大程度的缓解,土壤盐碱化面积不断减小,但在黄河河套地区,土壤盐碱化的形势不容乐观。

(四)尽管少数地区有例外,但土壤肥力下降在全国范围较为普遍。

(五)总的来讲,由于恰当的排水条件的改善,土壤潜育化过程也得以改善。

(六)土壤污染状况日趋严重,而且有由点到面、由城市到农村发展的趋势。

(七)由于工业化和城市化过程的影响,非农业占地呈不断增加的趋势。

3 土壤退化的原因及防治

3.1 土壤侵蚀

土壤侵蚀是陆地表面,在水力、风力、冻融和重力等外营力作用下,土壤、土壤母质和其他地面组成物质被破坏、剥蚀、转运和沉积的全过程。土壤侵蚀类型的划分以外力性质为依据,通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和风力侵蚀等。其中水力侵蚀是最主要的一种形式,习惯上称为水土流失。水力侵蚀分为面蚀和沟蚀,重力侵蚀表现为滑坡、崩塌和山剥皮,风力侵蚀分悬移风蚀和推移风蚀。土壤侵蚀会造成土壤肥力的下降和生态环境的恶化。黄河流域、中国南方红色土壤丘陵地区和东北地区是我国土壤侵蚀最严重的地区。

3.1.1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。自然因素包括气候、地形、土壤、植被四大因素。人为活动造成土壤流失则主要表现为植被破坏(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。

3.1.2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,其主要危害包括以下方面:

(一)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。随着土壤侵蚀年复一年的发展,势必将人类赖以生存的肥沃土层侵蚀殆尽。

(二)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。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。

(三)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。

(四)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。同时,一些地区由于重力侵蚀引发的崩塌、滑坡、或泥石流等经常导致交通中断、道路桥梁破坏、河流堵塞等,造成了巨大的经济损失。

3.1.3土壤侵蚀的防治

防治水土流失,保护和合理利用水土资源是改变山区、丘陵区、风沙区面貌,治理江河、减少水、旱、风沙灾害,建立良好生态环境,走农林业生产可持续发展的一项根本措施,是国土整治的一项重要内容。水土保持是山区生态建设的生命线,必须采取行之有效的水土保持综合治理措施。国内外通过大量的生产实践和科学研究,总结出了以水利工程、生物工程和农业技术相结合的水土保持综合治理经验,并取得了良好的效果。

防治土壤侵蚀,必须根据土壤侵蚀的运动规律及其条件,采取必要的具体措施。但采取任何单一防治措施,都很难获得理想的效果,必须根据不同措施的用途和特点,遵循如下综合治理原则: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,才可收到持久稳定的效果。

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3.2 土壤荒漠化

土壤沙化和土地沙漠化泛指良好的土壤或可利用的土地变成含沙很多的土壤或土地甚至变成沙漠的过程。造成土壤荒漠化的原因是多方面的,主要包括不当的土地利用方式(如森林破坏、无远见的垦殖、过度放牧等)和由于移动沙丘占据农用地或牧场使之丧失生产功能这两大方面。我国土壤荒漠化严重的地区基本上分布在北部和西北部,特别是农牧交错地带。正是这些地区多存在过度开垦、过度放牧、过度砍伐等现象,导致了生态平衡的破坏,使得整个荒漠地区面积的65.4%是由土壤荒漠化造成的。

3.2.1影响土壤荒漠化的因素

(一)干旱气候引起的风沙

第四纪以来,随着青藏高原的隆起,西北地区干旱气候日益加剧,雨水稀少,风大沙多,使土壤沙化逐渐发展。

(二)人为活动引起的风沙

人为活动是土壤沙化的主导因素,原因是:人类活动使水资源短缺,加剧干旱和风蚀;农垦和过渡放牧,植被覆盖降低。据统计,人为因素引起的土壤沙化占总沙化面积的94.5%,其中农垦不当占25.4%,过渡放牧占28.3%,森林破坏占31.8,水资源利用不合理占8.3%,开发建设占0.7%。

3.2.2土壤荒漠化的危害

土壤荒漠化对经济建设和生态环境危害极大。首先,土壤荒漠化使大面积土壤失去农、林、牧生产能力,使有限的土壤资源面临更为严重的挑战。其次,使大气环境恶化。由于土壤大面积沙化,使风挟带大量沙尘在近地面大气中运移,极易形成沙尘暴,甚至黑风暴。土壤荒漠化的发展,造成土地贫瘠,环境恶劣,将威胁人类的生存。

3.2.3土壤荒漠化的防治途径

土壤荒漠化的防治必须重在防。从地质背景上看,土壤荒漠化是不可逆的过程。防治重点应放在农牧交错带和农林草交错带,在技术措施上要因地制宜。主要防治途径包括:营造防沙林带、实施生态工程、建立生态复合经营模式、合理开发水资源、控制农垦、完善法制,严格控制破坏草地。

3.3 土壤盐碱化

土壤盐碱化是指土壤含盐量太高(超过0.3%),而使农作物低产或不能生长。通常指由于人为灌溉造成的土壤次生盐碱化。盐碱土的可溶性盐主要包括钠、钾、钙、镁等的硫酸盐、氯化物、碳酸盐和重碳酸盐。我国受盐碱化影响的耕地主要分布在黄淮海平原、东北平原西部、黄河河套地区、西北内陆地区,东部沿海地区也有小面积的分布。

3.3.1土壤盐碱化的形成条件

形成盐碱土要有两个条件:一是气候干旱和地下水位高(高于临界水位);另一是地势低洼,没有排水出路。 地下水都含有一定的盐份,如其水面接近地面,而该地区又比较干旱,由于毛细作用上升到地表的水蒸发后,便留下盐分;日积月累,土壤含盐量逐渐增加,形成盐碱土;如是洼地,且没有排水出路,则洼地水份蒸发后,即留下盐份,也形成盐碱地。

3.3.2土壤盐碱化的危害

(一)引起植物“生理干旱”

当土壤中可溶性盐含量增加时,土壤溶液的渗透压提高,导致植物根系吸水困难,轻者生长发育受到不同程度的抑制,严重时植物体内的水分会发生“反渗透”,招致凋萎死亡。

(二)盐分的直接毒害作用

当土壤中盐分含量增多,某些离子浓度过高时,对一般植物直接产生毒害。特别是碳酸盐和重碳酸盐等碱性盐类对幼芽、根和纤维组织有很强的腐蚀作用,会产生直接危害。同时,高浓度的盐分破坏了植物对养分的平衡吸收,造成植物某些养分缺乏而发生营养紊乱。如过多的钠离子,会影响植物对钙、镁、钾的吸收,高浓度的钾又会妨碍对铁、镁的摄取,结果会导致诱发性的缺铁和缺镁症状。

(三)降低土壤养分的有效性

盐渍化土壤中的碳酸盐和重碳酸盐等碱性盐在水解时,呈强碱性反应,高pH条件会降低土壤中磷、铁、锌、锰等营养元素的溶解度,从而降低了土壤养分对植物的有效性。

(四)恶化土壤物理和生物学性质

当土壤中含有一定量盐分时,特别是钠盐,对土壤胶体具有很强的分散能力,使团聚体崩溃,土粒高度分散,结构破坏,导致土壤湿时泥泞干时板结坚硬,通气透水性不良,耕作性变差。同时,不利于微生物活动,影响土壤有机质的分解与转化。

3.3.3土壤盐碱化的防治措施

(一)水利工程措施

通过排水和灌水措施,排出多余的盐分,控制地下水位,达到改良土壤盐渍化的目的。其措施主要有:1、排水措施;2、灌溉洗盐措施; 3、采用节水防盐的灌溉技术;4、引洪放淤改良。

(二)农业措施:1、种稻改良;2、增施有机肥;3、耕作改良。

(三)生物措施

利用植物和微生物的生命活动累积土壤有机质,改善土壤理化性质,增加覆盖,减少蒸发,调节气候,降低地下水位,达到延缓土壤积盐和改良盐碱地的作用。为此,可以植树造林或种植绿肥牧草。

(二)化学改良措施

化学改良盐碱地的主要途径和原理可以归纳为两个方面:一是改变土壤胶体吸附性阳离子的组成,如以钙离于取代土壤胶体上吸附的钠离子,使亲水胶体变成疏水胶体,从而促进团粒结构的形成,改善土壤的通透性,加速土体脱盐,防止返盐。二是调节土壤的酸碱度,改变土壤溶液反应,改善营养状况,防止碱害。其措施主要有:1、施用钙剂或钙的活化剂;2、施用其他改良剂。

总之,土壤盐碱化的形成是气候、地形、母质、人为等多种因素共同作用的结果。因此,盐碱地的改良必须是水利、农业、生物、化学等多种措施密切配合,进行综合治理,方可达到彻底脱盐、培肥土壤、稳产高产的目的。

3.4 土壤贫瘠化

土壤贫瘠化是由于过度垦殖和土壤的强化利用及有机肥施用量不足,使土壤因有机质匮乏而导致养分状况失衡,肥力下降。土壤养分长期的低投入、高支出造成了我国全国范围土壤肥力的下降。土壤肥力的降低导致农业生产后劲不足,农作物产量降低。第二次全国土壤普查表明,全国耕地土壤的平均有机质质量分数低于1.5%,甚至有占全国总耕地面积11%的土壤的有机质质量分数低于0.7%。从普查结果可以看出,我国土地肥力状况局部提高,但是整体下降,土地的贫瘠化几乎发生在全国各地。全国缺磷土壤的面积由1953 年的2.7×107 hm2,增加到1995 年的6.7×107hm2 ,在微量元素方面,中国南方和西南地区有占土壤总面积90%的土壤缺硼和钼;华北平原和黄土高原有占土壤总面积80%的土壤缺锌和钼;中国西北干旱地区有超过土壤总面积80%的土壤缺锌和锰。

3.4.1土壤贫瘠化成因及防治措施

土壤贫瘠化的影响机制较为复杂,可分成自然和人为两种,其中人为影响机制占主导地位。根本原因是人口一资源一环境一粮食之间日益尖锐的矛盾,导致人类对各种自然资源的不合理利用,其中社会的和生态经济的机制占主导地位,包括陡坡开荒、种植制度不合理、施肥不当、森林植被破坏等几个主要方面。因此,在土壤贫瘠化防治过程中,必须因灾因时,采取针对性措施和对策。

(一)、可以因地制宜地采用耕还林外、采用生物措施与工程措施相结合的方法。生物措施主要是采用合理的种植制度,增加地面覆盖,保持水土。

(二)、种植制度不合理、耕作单一也会导致土壤养分供应失调,长期单一种植会使某种土壤养分严重损耗。研究和发展各种防止或减少土壤侵蚀和恢复退化生态系统生产力的各种水土保型持续耕作制度和模式,可以减少、防止土壤贫瘠化。

(三)、合理施肥,保持养分平衡,大力发展绿肥,广辟有机肥源,重视有机无机复混肥的开发利用。

3.5 土壤潜育化

土壤潜育化是土壤处于地下水和饱和、过饱和水长期浸润状态下,在lm内的土体中某些层段氧化还原电位(Eh)在200mv以下,并出现因Fe、Mn还原而生成的灰色斑纹层、或腐泥层、或青泥层、或泥炭层的土壤形成过程。土壤次生潜育化是指因耕作或灌溉等人为原因,土壤(主要是水稻土)从非潜育型转变为高位潜育型的过程。常表现为50cm土体内出现青泥层。我国南方有潜育化或次生潜育化稻田400多万hm2,约有一半为冷浸田,是农业发展的又一障碍。广泛分布于江、湖、平原,如鄱阳平原、株江三角州平原、太湖流域、洪泽湖以东的里下河地区,以及江南丘陵地区的山间构造盆地,以及古海湾地区等。

3.5.1土壤潜育化和次生育化土壤的障碍因素

(一)还原性有害物质较多

强潜育性土壤的Eh大多在250mV以下。Fe2+含量可高达4×103mg/kg,为非潜育化土壤的数十至数百倍,易受还原物质毒害。

(二)土性冷

潜育化或次生潜育化土壤的水温、土温在3-5月间,比非潜育化土壤分别低3-8℃和2-3℃,是稻田僵苗不发、迟熟低产的原因。

(三)养分转化慢

土壤的生物活动较弱,有机物矿化作用受抑制,有机氮矿化率只有正常土壤的50%-80%。土壤钾释放速率低,速效钾、缓效钾均较缺乏,还原作用强,有较高的CH4、N20源。

3.5.2改良和治理

潜育化和次生潜育化土壤的改良和治理应从环境治理做起,治本清源、因地制宜、综合利用。主要方法措施如下:

(一)开沟排水,消除渍害

在潜育化和次生潜育化土壤周围开沟,排灌分离,防止串灌。明沟成本较低,但暗沟效果较好,沟距以6-8m(重粘土)和lO-15m(轻粘土)为宜。

(二)多种经营,综合利用

潜育化和次生潜育化土壤可以施行与养殖系统结合,如稻田一鱼塘、稻田一鸭一鱼系统。或者开辟为浅水藕、荸荠等经济作物田。有条件的实施水旱轮作。

(三)合理施肥

潜育化和次生潜育化土壤氮肥的效益大大降低,宜施磷、钾、硅肥以获增产。

(四)开发耐渍植物品种

这是一种生态适应性措施。探索培育耐潜育化水稻良种,已收到一定的增产效果。

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3.6 土壤污染

随着化学农业(化肥、农药、杀虫剂等使用)、乡镇企业的发展和城市化对农田的影响,土壤中的有毒物质积累并超标,对土壤性状、环境和人类健康产生严重的影响。社会经济的快速发展给环境带来了巨大的压力,越是经济发达的地区,土壤受污染的程度越高。

3.6.1土壤污染的成因

土壤污染主要来自工业“三废”和肥料、农药等,主要有污水灌溉污染、施肥污染、使用农药污染、工业废气污染、工业废渣和城市垃圾污染。

土壤污染物质大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括:①重金属;②酸、碱、盐、硒、氟、氰化物等;③化学肥料、污泥、矿渣、粉煤灰等;④工业三废,包括废气、废渣、污水;⑤放射性污染物。有机污染物主要包括:①有机农药,如杀虫剂、杀菌剂、除草剂等;②有机废弃物,如矿物油类、表面活性剂、废塑料制品、酚、三氯乙酸(是许多化工产品的原料)、有机垃圾等。③有害微生物,如寄生虫、病原菌、病毒等。

3.6.2土壤污染的危害

随着现代工业化和城市化的不断发展,环境中有毒有害物质日趋增多,环境污染日益严重。当外界环境进入土壤中的各种污染物质,其含量超过土壤本身的净化能力,使土壤微生物和植物生长受到危害时,称其为土壤遭受污染。土壤是人类和动植物赖以生存的自然环境,污染物质通过土壤-植物-动物-人体系统的食物链,使人类和动植物遭受危害。土壤污染的危害主要表现如下:①土壤(土地)生产力下降;②环境污染加剧;③食品质量受到威胁。

3.6.3土壤污染的防治

(一)土壤污染的预防措施

1、依法预防;

2、建立土壤污染监测、预报与评价系统;

3、发展清洁生产,彻底消除污染源

(1)控制“三废”的排放;

(2)加强污灌管理;

(3)控制化肥农药的使用;

(4)植树造林,保护生态环境。

(二)污染土壤的综合治理措施

对于被污染的土壤或进入土壤的污染物,可采用以下措施进行综合治理:

1、生物修复;

2、施用化学物质;

3、增施有机肥料;

4、调控土壤氧化还原条件;

5、改变轮作制度;

6、换土和翻土;

7、实施针对性措施。

3.7 土壤非农业利用

耕地是有限的资源,一旦被城市、工矿、交通所占用,将不能或很难复得,这就意味着非农业占地也是土壤退化的一种形式。近年来,乡镇企业发展,用地规模扩大,占用耕地较多,沿海经济技术开发区耕地锐减。有的土地利用不合理,盲目征用,实际开发率低。交通用地、基础设施等占地也较突出。这些都使得原本就已十分有限的耕地资源更加不足。规范国家在这方面的政策法规,合理规划用地,是解决由于土壤非农业利用而造成的土壤退化的根本所在。

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