十一土壤退化及生态恢复

1、四川省精品课程第十一章第十一章 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复 Soil Degradation and Ecological Restoration四川省精品课程主要内容主要内容教学目标教学目标与要求与要求1.1.土壤退化的概念与分类；土壤退化的概念与分类； 2.2.我国我国土壤退化的背景与基本态势；土壤退化的背景与基本态势； 3.3.土壤退化的主要类型与防治；土壤退化的主要类型与防治；4.4.土壤退化的生态恢复；土壤退化的生态恢复；5.5.我国农业面临的挑战。我国农业面临的挑战。 1.掌握土壤退化的概念；掌握土壤退化的概念；2.了解土壤我国土壤退化的基本态势；了解土壤我国土壤退化的基

2、本态势；3.了解我国土壤退化的主要类型及防了解我国土壤退化的主要类型及防治方法；治方法；4.了解土壤退化的生态恢复；了解土壤退化的生态恢复；5.了解我国农业面临的了解我国农业面临的挑战。挑战。 第一节第一节 土壤退化的概念及分类土壤退化的概念及分类一、土壤退化一、土壤退化（soil degradation）的概念的概念（一）土壤（地）退化（一）土壤（地）退化指土壤（地）数量减少和质量降低指土壤（地）数量减少和质量降低。数量减少可以。数量减少可以表现为表土丧失，或整个土体的毁失，或土地被非农表现为表土丧失，或整个土体的毁失，或土地被非农业占用。质量降低表现在土壤物理、化学、生物学方业占用。质量降

3、低表现在土壤物理、化学、生物学方面的质量下降。面的质量下降。土壤（地）退化是一个非常复杂的问题，它是由自然因素土壤（地）退化是一个非常复杂的问题，它是由自然因素和人为因素共同作用的结果。和人为因素共同作用的结果。土壤（地）资源从数量上是无再生能力的，因而具有土壤土壤（地）资源从数量上是无再生能力的，因而具有土壤（地）数量有限性的特点，但从质量上，可以改良培肥土壤，（地）数量有限性的特点，但从质量上，可以改良培肥土壤，保持保持“地力常新地力常新”。耕地土壤是人类赖以生存最珍贵的土壤（地）资源，是农耕地土壤是人类赖以生存最珍贵的土壤（地）资源，是农业生产最基本的生产资料。业生产最基本的生产资料。（

4、二）土地退化与土壤退化（二）土地退化与土壤退化1、土地退化土地退化 (land degradation)：是指人类对土地的不合是指人类对土地的不合理开发利用而导致土地质量下降乃至荒芜的过程。理开发利用而导致土地质量下降乃至荒芜的过程。包括森林的包括森林的破坏及衰亡、草地退化、水资源恶化与土壤退化。破坏及衰亡、草地退化、水资源恶化与土壤退化。土地退化的直接后果：土地退化的直接后果：直接破坏陆地生态系统的平衡及其生产力；直接破坏陆地生态系统的平衡及其生产力；破坏自然景观及人类生存环境；破坏自然景观及人类生存环境；通过水分和能量的平衡与循环的交替演化诱发区域乃至全通过水分和能量的平衡与循环的交替演化

5、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。球的土被破坏、水系萎缩、森林衰亡和气候变化。2 2、土壤退化土壤退化(soil degradation)： 在自然环境的基础上，因在自然环境的基础上，因人类开发利用不当而加速的土壤质量和生产力下降的现象和过人类开发利用不当而加速的土壤质量和生产力下降的现象和过程。程。二、土壤退化的分类二、土壤退化的分类土壤退化土壤面积萎缩城镇化占地工矿土壤剥离不合理利用中废弃与转移土壤性质恶化物质损失型土壤流失土壤沙化与沙漠化过程干扰型土壤贫瘠化土壤板结化土壤酸化、盐渍化、潜育化环境污染型土壤农药污染土壤重金属污染土壤放射性污染第二节第二节 我国土壤退

6、化的背景与基本态势我国土壤退化的背景与基本态势 一、我国土壤退化的自然和社会因素一、我国土壤退化的自然和社会因素 （一）土壤（地）资源短缺，空间分布不均（一）土壤（地）资源短缺，空间分布不均 1、人均土壤资源占有率低、人均土壤资源占有率低 2、土地资源空间分布不均匀，区域开发压力大、土地资源空间分布不均匀，区域开发压力大 3、生态脆弱区范围大、生态脆弱区范围大 4、耕地土壤质量总体较差，自维持能力弱、耕地土壤质量总体较差，自维持能力弱 （二）人口增长与社会经济发展对土壤的压力（二）人口增长与社会经济发展对土壤的压力（三）水资源短缺与土壤退化（三）水资源短缺与土壤退化二、我国土壤退化的现状与态势

7、二、我国土壤退化的现状与态势1 1、土壤退化的面积广，强度大，类型多、土壤退化的面积广，强度大，类型多 2 2、土壤退化的发展迅速、影响深远、土壤退化的发展迅速、影响深远第三节第三节 土壤退化的主要类型及防治土壤退化的主要类型及防治一、土壤沙化和土地沙漠化一、土壤沙化和土地沙漠化(desertification)二、土壤流失二、土壤流失(soil loss) 三、土壤盐渍化三、土壤盐渍化(salinization)与次生盐渍化与次生盐渍化(secondary salinization) 四、土壤潜育化四、土壤潜育化(gleyization)与次生潜育化与次生潜育化(secondary gley

8、ization)五、土壤肥力衰退五、土壤肥力衰退(soil fertility diminution)和土和土壤污染壤污染(soil pollution)防治防治 大海子在干涸大海子在干涸过度开采地下水，导致百年的树林死亡过度开采地下水，导致百年的树林死亡二月春风似尖刀！风啸啸沙龙舞！大漠漫漫归何处？内蒙古草原的理论载畜量应为内蒙古草原的理论载畜量应为 0.49 0.49 只羊只羊/ha/ha，而实际，而实际载畜量每公顷达载畜量每公顷达 0.650.65只羊只羊, ,超出超出 33% 33% 。背井离乡背井离乡沙进人退我国荒漠化现状我国荒漠化现状红壤水土流失红壤水土流失四川盆地山地侵蚀四川盆地

9、山地侵蚀黄土高原水土流失黄土高原水土流失黄河在哭泣黄河在哭泣.lyz.lyz 黄河在哭、在流泪， 那是黄帝的泪-浑浊的伤心泪; 黄河在流血； 那是龙的血-浓浓的动脉血. 远古的硝烟淡去，浓浓的血迹将干； 千年的风在吹，吹不去你的泪痕斑斑。 大地张开干裂的嘴唇， 历史变成牛皮癣的梦魇. 黄河，不见昔日的倩影！ 长江，也不是清清的水乡！ 齐鲁大地，天上之水何处觅？ 江南水乡，滚滚的洪水年年让人心悸！ 长江，黄河，那是母亲的乳汁啊！ 如果没有黄河，没有长江， 我们的子孙可怎么活？！滨海盐土景观滨海盐土景观白碱土危害第四节第四节 土壤退化的生态恢复土壤退化的生态恢复一、退化生态系统与土壤退化一、退化生

10、态系统与土壤退化退化生态系统退化生态系统指生态系统在自然或认为干扰下形成指生态系统在自然或认为干扰下形成的偏离自然状态的系统。的偏离自然状态的系统。二、生态恢复与恢复生态学（二、生态恢复与恢复生态学（P287-290）生态恢复生态恢复是帮助退化、受损或毁坏的生态系统的恢是帮助退化、受损或毁坏的生态系统的恢复过程，它是一种旨在启动及加快对生态系统健康、复过程，它是一种旨在启动及加快对生态系统健康、完整性及可持续性进行恢复的主动行为。完整性及可持续性进行恢复的主动行为。三、土壤退化的生态恢复实例（三、土壤退化的生态恢复实例（P290-292）（一）农田土壤退化的生态恢复（一）农田土壤退化的生态恢复

11、（二）森林土壤土壤退化的生态恢复（二）森林土壤土壤退化的生态恢复农业发展面临的挑战农业发展面临的挑战 20世纪80年代年代增长的极限增长的极限，90年代美国布朗的著作年代美国布朗的著作谁来养活中国人谁来养活中国人，使中国，使中国人不得不考虑人不得不考虑饥饿会再次敲响中国的大门吗？饥饿会再次敲响中国的大门吗？， （一）来自人口膨胀的挑战（一）来自人口膨胀的挑战如何保证粮食的持续增产如何保证粮食的持续增产中国目前以每年净增人口中国目前以每年净增人口16002000万速度增长，现已达万速度增长，现已达13亿多，迄今为止，人类粮食的来源仍主要来源于土壤，亿多，迄今为止，人类粮食的来源仍主要来源于土壤，

12、尽管设施农业发展迅速，但要大规模地进行粮食生产的工尽管设施农业发展迅速，但要大规模地进行粮食生产的工厂化是不太可能的。人类对粮食的需求仍必须通过土壤这厂化是不太可能的。人类对粮食的需求仍必须通过土壤这个载体来实现。个载体来实现。 以人均以人均400kg的消费水平，需要粮食的消费水平，需要粮食5.2亿吨，比亿吨，比1990年净增长年净增长1.1亿吨，平均每年要增加亿吨，平均每年要增加2000万吨，年增万吨，年增长率为长率为2.2%。我国耕地面积不到世界耕地的。我国耕地面积不到世界耕地的7%，粮，粮食产量已占世界产量的食产量已占世界产量的23.6%。而自。而自1984年以来，我年以来，我国粮食增产

13、速度变慢。如国粮食增产速度变慢。如1978年到年到1984年粮食产量年粮食产量由由3亿吨突破亿吨突破4亿吨，只用了亿吨，只用了6年时间，而年时间，而1984到到1993年近年近10年，粮食产量从年，粮食产量从4073亿公斤增长到亿公斤增长到4564.5亿公亿公斤，仅上升了半个台阶。化肥的效益下降，从斤，仅上升了半个台阶。化肥的效益下降，从1978年起，化肥用量几乎直线上升，产量增长速度远远年起，化肥用量几乎直线上升，产量增长速度远远低于化肥用量的增长，如低于化肥用量的增长，如1984年每公顷化肥的用量年每公顷化肥的用量是是1977年的年的3.69倍，而粮食产量仅是倍，而粮食产量仅是1977年的

14、年的1.67倍，倍，1984年后，虽然化肥每年仍以年后，虽然化肥每年仍以53kg/hm2的速度增加，的速度增加，而粮食年产却近乎停滞不前。而粮食年产却近乎停滞不前。0500100015002000250030003500400045005000197519771979198219841986198819901992199419961998200020022004Fertilizer consumption (10000 ton)Grain area (100000 ha)20000250003000035000400004500050000550006000065000700007500080

15、000Grain production (10000 ton)Grain yield (100g/ha)Fertilizer consumptionTotal grain productionGrain yieldGrain area我国肥料施用量、粮食播种面积与粮食总产量的变化趋势我国肥料施用量、粮食播种面积与粮食总产量的变化趋势1984-1994年，化肥增长年，化肥增长90，粮食增加，粮食增加9中国占有中国占有7%的世界耕地的世界耕地,用了约用了约30%的世界化肥的世界化肥水资源危机进入进入20世纪世纪80年代以来，由于城市和非农产业的迅猛年代以来，由于城市和非农产业的迅猛扩张，大量挤占农

16、业水资源和农用耕地；农业水资源扩张，大量挤占农业水资源和农用耕地；农业水资源和耕地资源，水土资源对农业发展的约束不断升级，和耕地资源，水土资源对农业发展的约束不断升级，人口和资源矛盾日渐突出。人口和资源矛盾日渐突出。19801996年农业供水耕年农业供水耕地分别减少地分别减少%、4%而同期人口增而同期人口增22。与此同时，。与此同时，水土环境恶化。根据水土环境恶化。根据1996年年中国环境状况公告中国环境状况公告，我国河流长度的我国河流长度的67被污染，约占监测河流长度的被污染，约占监测河流长度的2/3。七大水系污染程度由强到弱排序为：辽河、海河、淮七大水系污染程度由强到弱排序为：辽河、海河、

17、淮河、黄河、松花江、珠江、长江。其中辽河、海河、河、黄河、松花江、珠江、长江。其中辽河、海河、淮河污染最严重。淮河污染最严重。土壤危机SOSSave Our Soil21世纪，在当长时间内，我国农产品生产面临三个不可逆转的趋势：世纪，在当长时间内，我国农产品生产面临三个不可逆转的趋势： 一是土壤退化和耕地减少的趋势不可逆转一是土壤退化和耕地减少的趋势不可逆转 西北地区土壤荒漠化、黄土高原的水土流失、南方土壤酸西北地区土壤荒漠化、黄土高原的水土流失、南方土壤酸化等受自然因素控制的土壤退化不可能防止，也不能在短化等受自然因素控制的土壤退化不可能防止，也不能在短时期内受到抑制；由于工业化、城市化过程

18、的加速，耕地时期内受到抑制；由于工业化、城市化过程的加速，耕地流失不可避免。流失不可避免。 二是人口增长的总体趋势不可逆转二是人口增长的总体趋势不可逆转 虽然近年人口出生率不断下降，但由于人口基数不断增虽然近年人口出生率不断下降，但由于人口基数不断增长，致使总量增长速度不仅没有下降，反而有上升趋势。长，致使总量增长速度不仅没有下降，反而有上升趋势。 三是消费水平的提高不可逆转三是消费水平的提高不可逆转 人们消费的肉、蛋、鱼等越多，则需要的粮食更多，人们消费的肉、蛋、鱼等越多，则需要的粮食更多，1斤斤畜禽类蛋白质要消耗几斤的粮食，各种粮食加工业的发展畜禽类蛋白质要消耗几斤的粮食，各种粮食加工业的

19、发展也对粮食的需求增加。也对粮食的需求增加。 （二）（二） 来自全球生态环境的挑战来自全球生态环境的挑战如何保如何保 护水土资源，建立良好生态环境护水土资源，建立良好生态环境全球变化包括土壤退化及淡水资全球变化包括土壤退化及淡水资源短缺、森林锐减、物种灭绝、源短缺、森林锐减、物种灭绝、温室效应、臭氧破洞增加等。温室效应、臭氧破洞增加等。 大陆年径流量为大陆年径流量为37 105升，每年从陆地流失的化升，每年从陆地流失的化合物达合物达4000亿吨；土壤中的有机碳储量高达亿吨；土壤中的有机碳储量高达1500Gt，土壤碳库储量是大气碳库，土壤碳库储量是大气碳库2倍，土壤有倍，土壤有机碳储量的变动，可

20、向大气排放大量的机碳储量的变动，可向大气排放大量的CO2，使，使温室气体浓度上升，从而增强温室效应而影响全温室气体浓度上升，从而增强温室效应而影响全球的气候变化。同时由农业上大量施用化肥、反球的气候变化。同时由农业上大量施用化肥、反硝化作用产物硝化作用产物N2O及其它土壤气体如及其它土壤气体如CH4等释放，等释放，也产生温室效应；土被的空间变化也影响全球变也产生温室效应；土被的空间变化也影响全球变化。如森林的砍伐导致地表覆盖变化，将影响地化。如森林的砍伐导致地表覆盖变化，将影响地球的辐射平衡及气候模式。球的辐射平衡及气候模式。 我国目前面临生态环境问题也十分严峻，我国目前面临生态环境问题也十分

21、严峻，其中土壤荒漠化、水土流失、水资源紧缺、森其中土壤荒漠化、水土流失、水资源紧缺、森林滥伐、草原退化、温室气体的排放、土壤污林滥伐、草原退化、温室气体的排放、土壤污染、酸化、盐渍化的问题都十分严重染、酸化、盐渍化的问题都十分严重 如我国如我国CO2的排放量的排放量90年代初为年代初为6.2亿吨，亿吨，占全球排放量的占全球排放量的10.7%，居世界第，居世界第3，CH4排放排放量为量为2612万吨，占全球的万吨，占全球的4.7%，现在的排放数，现在的排放数量更大。量更大。 土壤污染土壤污染无声的定时炸弹无声的定时炸弹水土流失水土流失蠕动的灾难蠕动的灾难“吃祖宗的饭，断子孙的路，修自己的吃祖宗的

22、饭，断子孙的路，修自己的墓墓” 让地球上所有的让地球上所有的人快快惊醒吧！人快快惊醒吧！ 摆在我们面前的问题是一方面人口在以指数速度摆在我们面前的问题是一方面人口在以指数速度增长，而粮食产量目前的增产速度变慢，能否保证增长，而粮食产量目前的增产速度变慢，能否保证以及如何使粮食增长满足人口增长的需要不仅是一以及如何使粮食增长满足人口增长的需要不仅是一个十分头痛的社会问题，更是一个棘手的科学难题。个十分头痛的社会问题，更是一个棘手的科学难题。 这些问题让我们思考，我们是在发展还是在倒这些问题让我们思考，我们是在发展还是在倒退？我们真的能够实现持续的发展吗？我们是否真退？我们真的能够实现持续的发展吗

23、？我们是否真的在的在“吃祖宗的饭，断子孙的路，修自己的墓吃祖宗的饭，断子孙的路，修自己的墓”？因此，我们应该从正反两面充分认识到粮食问题对因此，我们应该从正反两面充分认识到粮食问题对土壤学的挑战的严肃性和意义。土壤学的挑战的严肃性和意义。当人口的洪峰向我国袭来时，当土壤退化成不毛之当人口的洪峰向我国袭来时，当土壤退化成不毛之地时，我们将地时，我们将何以为食，何以为生何以为食，何以为生？ 增长的极限性增长的极限性土壤资源的有限性土壤资源的有限性土壤肥力与承载力的极限性土壤肥力与承载力的极限性粮食单产增长的极限性粮食单产增长的极限性化肥资源的有限性化肥资源的有限性空间的有限性空间的有限性没有限制的

24、发展是灭亡之路，是末日的前夜。没有限制的发展是灭亡之路，是末日的前夜。 全世界任何一个国家实施可持续发展战略，无一例外地都全世界任何一个国家实施可持续发展战略，无一例外地都必须有序地通过三个基本台阶，才能真正地进入到可持续发展必须有序地通过三个基本台阶，才能真正地进入到可持续发展的门槛。中国现在还在门槛之外。的门槛。中国现在还在门槛之外。第一台阶第一台阶：实现人口数量和规模（自然增长率）的实现人口数量和规模（自然增长率）的“零增长零增长”， 同时在对应方向上实现人口质量的极大提高。同时在对应方向上实现人口质量的极大提高。第二台阶第二台阶：实现物质和能量消耗率的实现物质和能量消耗率的“零增长零增长”，同时在对应同时在对应方向上实现社会财富的极大提高。方向上实现社会财富的极大提高。第三台阶：第三台阶：实现生态和环境恶化速率的实现生态和环境恶化速率的“零增长零增长”，同时在对同时在对应方向上实现生态质量和生态安全的极大提高。应方向上实现生态质量和生态安全的极大提高。生态质量生态质量（防止长期性的生态退化）和（防止长期性的生态退化）和环境质量环境质量（防止短期性（防止短期性的环境污染）的变化，与人口数量的压力和资源消耗巨大的压的环境污染）的变化，与人口数量的压力和资源消耗巨大的压力息息相关。力