《土壤质量评价》PPT课件.ppt

第七章 土壤退化、土壤质量与土壤环境影响评价,教学目标,掌握土壤退化的概念，深刻认识我国土壤退化的基本态势； 了解我国土壤退化的主要类型及其防治措施; 掌握土壤质量的基本概念; 了解土壤质量评价的指标。,第一节 土壤退化 第二节 土壤质量 第三节 土壤环境影响评价,内容,据统计：因水土流失、盐渍化、沼泽化、土壤肥力衰减和土壤污染及酸化等造成的土壤退化总面积约 4.6 亿公顷，占全国土地总面积的 40% ，是全球土壤退化总面积的 1/4 ！。,第一节 土壤退化,一、概念 土壤退化又称土壤衰弱，是指土壤肥力衰退导致生产力下降的过程。是土壤环境和土壤理化性状恶化的综合表征，有机质含量下降，营养元素减少，土壤结构遭到破坏；土壤侵蚀，土层变浅，土体板结；土壤盐化、酸化、沙化等。其中，有机质下降，是土壤退化的主要标志。在干旱、半干旱地区，原来稀疏的植被受破坏，土壤沙化，就是严重的土壤退化现象。,盐碱地,水土流失,1、土壤退化面积广，强度大，类型多,全国总水土流失面积： 1.5 亿公顷，占1/6 国土； 荒漠化面积： 262 万平方公里，占国土 27.3% 草地退化面积： 8700 万公顷，占全部草地 30% ； 全国受污染农田 2000万亩,二、我国土壤退化的特点,2、土壤退化速度快，影响深远,目前每年损失耕地达 300-600 万亩； 荒漠化面积发展速度： 2640 平方公里/年。,过去 30 年中，土壤侵蚀面积的增长速率为 1.22.5% ，致使长江成为中国的第二条“黄河” 。 我国每年流失土壤 50 亿吨，流失的土壤养分 4000 万吨化肥，流失的土壤相当于 10mm 的土层。,我国土壤退化类型的发展速度,3、局部改善而总体继续恶化 治理速度比退化速度慢,向上级回报工作时，大谈治理效果 向上级要钱时，大谈问题和危害；,三、土壤退化主要类型及其防治,（一）土壤沙化和土地沙漠化 （二）土壤流失 （三）土壤盐渍化与次生盐渍化 （四）土壤潜育化与次生潜育化 （五）土壤污染,（一）土壤沙化和土地沙漠化,1.土壤（地）沙化和沙漠化的类型,（1）干旱荒漠地区的土壤沙化 （2）半干旱地区土壤沙化 （3）半湿润地区土壤沙化,沙化：指土壤在风蚀作用下，表层土壤细颗粒减少而粗质砂粒增多的过程。 沙漠化：是土壤在风蚀作用下，向沙漠生境演化的过程。沙漠是沙漠化的顶极状态。,干旱沙区：内蒙狼山宁夏贺兰山甘肃乌鞘岭以西 半干旱沙区：内蒙中西部、河北北部、陕北及宁夏东南部。 半湿润沙区：东北地区。,中国土壤风沙化分级,2.荒漠化,根据联合国防治荒漠化公约的定义： “荒漠化”是指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。,荒漠化的发展现状,世界荒漠化,造成土壤荒漠化的因素,1、自然因素 干旱程度；全球气候变化；地质因素 2、人为因素 水资源的过渡开采； 生态环境的恶化； 滥垦、滥牧、滥伐。,土壤荒漠化的防治,1 、营造防沙林带 2 、实施生态工程 3 、建立生态复合经营模式 4 、合理开发水资源 5 、控制农垦,防风固沙,（二）土壤流失,流水侵蚀为例，分面蚀和沟蚀两种主要方式。 前者含溅蚀、片蚀和细沟侵蚀等不同发展阶段； 后者为径流集中为股流而对地面土壤的冲刷，表现为细沟、浅沟、切沟、冲沟和河沟等形式。,土壤流失是土壤物质由于水力及水力加上重力作用而搬运移走的侵蚀过程，也称水土流失作用,主要类型有：流水侵蚀、重力侵蚀和冻融侵蚀,我国水土流失的现状,黄土高原,长江中上游丘陵,东北平原,水土流失重灾区,水土流失面积43万平方公里，严重的11万平方公里,南方12省水土流失面积达150万平方公里,发展速度快，30-50万平方公里。,全国总水土流失面积约300万平方公里。,土壤流失（侵蚀）的因素 1、植被破坏 光板地的侵蚀模数 26901 kg/hm2.a 桉林地 6210 kg/hm2.a 针阔混交林 31 kg/hm2.a,2、坡地耕作 土壤流失量与坡度呈指数关系,3、季风气候的影响 4、地形地势的影响,对于现代土壤侵蚀来说，人为因素是主要影响因素。,这就是李自成的家乡 米脂,红 壤 水 土 流 失,土壤流失的防治,一、 要宣传和树立全民的“国土危机”意识 二、 以防为主，标本兼治 严禁乱砍乱伐，加大植被保护的力度 尽快退耕还林和退耕还草，严格限制利用强度； 按自然规律利用和开发土壤资源； 宜耕则耕，宜林则林，宜草则草。 实施科学的耕作法，如土壤保护耕作法。 加大水土保护的工程投入 水利工程、生态工程、农田工程、生物工程等,小流域治理,（三）土壤盐渍化与次生盐渍化,土壤盐渍化主要发生在干旱、半干旱和半湿润地区，它是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程。,1.类型 （1）现代盐渍化 （2）残余盐渍化 （3）潜在盐渍化,我国盐渍土总面积约 1 亿公顷，其中 现代盐渍化土壤 0.37 亿公顷，残余盐渍化土壤 0.45 亿公顷，潜在盐渍化土壤 0.17 亿公顷。,滨 海 盐 土 景 观,1、滨海湿润半湿润海水浸渍盐渍区 2、东北半湿润半干旱草原草甸盐渍区 3、黄淮海半湿润半干旱耕作草甸盐渍区 4、蒙古高原干旱半漠境草原盐渍区 5、黄河中上游半干旱半漠境盐渍区 6、甘、蒙、新干旱漠境盐渍区 7、青、新极端干旱漠境盐渍区 8、西藏高寒漠境盐渍区,2.土壤次生盐渍化及其成因 土壤次生盐渍化是土壤潜在盐渍化的表象化。, 由于发展引水自流灌溉，导致地下水位上升超过其临界 深度，使地下水和土体中的盐分随土壤毛管水通过地 面 蒸发耗损而聚于表土。 利用地面或地下矿化水（尤其是矿化度大于 3g/L 时） 进行灌溉，而又不采取调节土壤水盐运动的措施，导 致灌溉水中的盐分积累于耕层中。 在开垦利用心底土积盐层的土壤过程中，过量灌溉的下 渗水流溶解活化其中的盐分，随蒸发耗损聚于土壤表层。,次生盐渍化的成因,50年代大搞平原水库导致我国平原地区次生盐碱化面积大增,3.土壤盐渍化的防治,土壤盐渍化和次生盐渍化的防治应重点围绕“水”字做文章,1 、合理利用水资源 合理灌溉 掌握灌溉时机，排盐而返盐，提高产量。 节水防盐技术 如滴灌、渗灌等，防止大水漫灌。 减少输水渗漏 井、灌、排相结合。,2 、因地制宜地建立生态农业结构 水改旱，可有效防止次生盐化； 3 、精耕细作 多施有机肥，控制灌溉水质。,1、高中低,2、二坡碱,3、低中高,水盐运动方向,积盐区,地形与土壤积盐关系,（四）土壤潜育化与次生潜育化,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 1m内的土体中某些层段Eh200mV，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常表现为 50cm土体内出现青泥层。,1、开沟排水； 2、多种经营； 3、合理施肥； 4、耐渍品种。,潜育化的治理,我国土壤潜育化与次生潜育化水稻田有400万亩。主要分布在南方的鄱阳湖平原、珠江,1、土壤污染的概念 人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。 2.土壤污染特性 （1）土壤污染的隐蔽性 （2）土壤污染的持久性 （3）土壤污染的间接有害性,（五）土壤污染,3.土壤污染物的主要种类 （1）重金属污染物 在当前环境污染研究中，重金属主要指汞、镉、铅、铬、铜、锌。类金属砷和非金属氟也包括其中。 （2）有机污染物 土壤中有机污染物主要有有机农药、三氯乙醛(酸)、矿物油类、表面活性剂、废塑料制品，以及工矿企业排放的含有机质的三废。 （3）固体废物与放射性污染物 工业固体废物、农业固体废物，放射性固体废物和城市垃圾四类。,4、污染土壤的治理措施 （1）通过农田的水分调控，调节水田土壤Eh值来控制土壤重金属的毒性 （2）施用石灰、有机物质等改良剂 （3）客土、换土法 对于严重污染土壤采用客土或换土是一种切实有效的方法。但此法的代价较高，对大面积治理难以推广。 （4）生物修复 对污染严重的土壤，尤其是那些矿山土壤的治理，在复垦前，采用超积累植物的生物修复技术是一个可取的方法。,20世纪科学与技术迅速进步， 但“人口粮食资源环境”仍是困扰人类社会发展的难题。,第二节 土壤质量,但是，土壤质量是影响粮食产量和品质的一个主要因素。,答案： 土壤和科技！,“老”问题： 21世纪怎么养活16亿中国人？,一、土壤质量与食品安全的关系,土壤质量：是土壤在生态系统界面内维持生产，保障环境质量，促进动物与人类健康行为的能力。,土壤质量内涵:不仅包括作物生产力，土壤环境保护，还包含食物安全及人类和动物健康。,1. 概念和内涵,土壤,植物,动物,人,土壤质量与食品安全的关系,2 、土壤质量的评价指标,物理指标,生物指标,化学指标,有机质、pH、速效氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量等,质地、容重 入渗速率、含水量、水吸力等,微生物量、C/N比、土壤呼吸量、土壤酶等,自然因素和人为因素: 1土壤侵蚀 2土壤沙化 3土壤盐渍化 4土壤肥力退化 5土壤污染 6. 耕地非农化,3 .土壤质量下降的原因,质量退化,数量退化,农产品和粮食安全,人的行为导致土壤污染，进而影响到食物的安全：,从卫星拍摄的图片，小麦到了收获前会发光。,检查时发现，发光是因为小麦上有各种病虫害。产生病虫的主要原因，竟是这些年大量使用化肥、农药造成的。,小麦为什么会发光,食用含过量重金属砷的蔬菜，导致人患皮肤病。,土壤健康对人类至关重要,第三节 土壤环境影响评价,一、土壤污染因素 1、建设项目类型-决定污染物类型 2、污染物性质-决定影响程度 3、污染源特点-决定影响范围大小 4、污染源排放强度-决定影响范围和程度 5、污染途径不同-影响范围和程度 6、土壤所在区域的环境条件、土壤类型决定环境容量,二、土壤环境影响识别分类 （1）按影响结果分-土壤污染型；土壤退化破坏型 （2）按时段分-建设阶段影响；运行阶段影响；服务期满后影响 （3）按影响性质分-可逆影响；不可逆影响；积累影响；协同影响,三、各种项目对土壤环境的影响 （1）工业项目-三废污染影响 （2）水利项目-退化破坏型影响为主 占用土地； 诱发土壤-地质环境灾害； 引发土壤盐碱化； 促进土壤沼泽化； 使河口地区土壤肥力下降，海岸后退,（3）矿业工程项目 损失土壤资源；污染土壤环境；引发土壤退化和破坏；引发次生地质灾害； （4）开发行动对土壤环境影响的识别 改变局地小气候； 改变生物分布； 改变成土母质； 改变土壤自然演化的时间；,四、土壤环境质量现状调查及评价,（一）现状调查 1、区域自然环境特征调查 地质地貌；气象气候；水文状况；植被状况； 2、区域社会经济状况调查 人口状况；经济状况；交通状况；文教卫生状况； 3、区域土壤特征调查 成土母质；土壤类型；土壤组成；土壤特性；,（二）土壤污染型土壤环境现状评价 1、土壤污染源调查 工业污染源；农业污染源；自然污染源； 2、土壤环境污染监测 （1）布点-确定采样地块 网格法（常用，布点多、均匀）； 土壤类型布点； 污染发生类型布点；,（2）采样： A、采样要求 不取田边、路边、肥料堆边的土壤； 表层取样应多点均匀混合；,B、常用取样选点方法有： a、对角线法：适宜污灌田块；取3-5点,梅花型法：面积小、地势平坦、土壤均匀的田块；取5-10点,棋盘式：中等面积、平坦、方形、土壤不均匀的水型污染田块；取10点以上,蛇型法：面积较大、地势不平、土壤不均； 多点采样,扇形法：工厂附近的大气型污染田快； 多点，布点数量依实际定,3、评价因子选择 依土壤污染物的类型和评价的目的要求来选择,（1）、土壤环境质量标准 （2）、区域土壤环境背景值作为标准 （一定区域、一定时期，未受人类活动影响的土壤中有毒物质的均含量） S标准差,4、评价标准的选择,（3）、以土壤临界含量为评价标准 植物中的化学元素的含量达到卫生标准， 或使植物显著减产时土壤中该化学元素的 含量。（即以土壤和作物中污染物质的相 关含量为评价标准） （4）在背景值与临界值之间根据评价要求确定的评价标准,5、土壤环境现状评价方法 （1）、单因子评价 A 分指数法 （广泛应用）P1污染,B 以土壤-作物系统污染物累积相关含量计算指数 土壤初始污染值 Xai 土壤轻度污染值 Xci 土壤临界值（食品卫生标准）Xpi,若：,(2)、多因子综合评价 A 叠加型： B 内梅罗： C 均方根：,D 加权型： E 取最大值 （3）分级： 求得P值后，进行质量分级，绘制评价图 指数分级。,（三）土壤退化与破坏型土壤环境现状评价（简介） 1、土壤沙化评价 2、土壤盐碱化评价 3、土壤沼泽化评价 4、土壤侵蚀评价 5、土壤破坏评价 采用选取评价因子-因子分级-赋分-求权-加权的分级评分法进行评价。,五、 土壤环境预测与评价,（一）土壤中污染物的运动及变化趋势预测 1、预测污染物在土壤中的累积和污染趋势的一般方法和步骤 （1）计算土壤污染物的输入量-通过工程分析来实现 （2）计算土壤污染物的输出量 计算方法包括4部分 （侵蚀；作物吸收；淋溶；降解）,（3）计算土壤污染物的残留率 （4）土壤污染趋势预测-比较输入量和输出量分析 2、土壤中的农药残留量预测 R-农药残留量 C-农药施用量 k常数 t时间,求残留率 C0-一次施用后土壤农药浓度； C-一年后残留浓度,3、土壤环境容量 C0标准值；B-背景值,4、废（污）水灌溉的 土壤影响的预测（累积、残留量预测） 当年残留 连续多年残留,对废水 M每公顷耕作土壤重=2250公斤（可实测） Q-每公顷污灌量 C-废水中某污染物浓度 B-背景值注：背景值也应计