2012土壤学 第十四章 土壤退化与生态恢复ppt

1、 主主 讲讲: : 黄宝圣黄宝圣联系方式联系方式: 电话电话-3191456;3191456;Email- Email-授课班级授课班级: 2012 2012 级级-生态学专业生态学专业 1 1 班班学学 期期: 20132013 - - 20142014学年第一学期学年第一学期 开课单位开课单位: : 城市与环境系城市与环境系下午12时25分214 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复学习目标学习目标 掌握有关掌握有关“土壤退化土壤退化”、“我国土壤退化的我国土壤退化的背景与基本态势背景与基本态势”和和“土壤退化的主要类型及防土壤退化

2、的主要类型及防治治”等的重要概念和基本原理；了解土壤退化的等的重要概念和基本原理；了解土壤退化的生态恢复技术及实例。生态恢复技术及实例。下午12时25分314-1 14-1 土壤退化的概念及分类土壤退化的概念及分类 一、土壤退化的概念一、土壤退化的概念 二、土壤退化的分类二、土壤退化的分类14-2 14-2 我国土壤退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 二、我国土壤退化的现状与态势二、我国土壤退化的现状与态势14-3 14-3 土壤退化主要类型及其防治土壤退化主要类型及其防治 一、土壤沙化和土地沙漠化一、土壤沙化和土

3、地沙漠化14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复 二、土壤流失二、土壤流失 三、土壤盐渍化与次生盐渍化三、土壤盐渍化与次生盐渍化 四、土壤潜育化与次生潜育化四、土壤潜育化与次生潜育化 五、土壤肥力衰退和污染五、土壤肥力衰退和污染14-4 14-4 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、退化生态系统与土壤退化 二、生态恢复与恢复生态学二、生态恢复与恢复生态学 三、土壤退化的生态恢复实例三、土壤退化的生态恢复实例下午12时25分414 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复14-1 14-1 土壤退化的概念及分类土壤退化的概念及分类 土壤退化的认识土壤退化

4、的认识自然作用和人自然作用和人为作用为作用数量和质量数量和质量人用和天用，合人用和天用，合理开发利用理开发利用下午12时25分5一、土壤退化的概念一、土壤退化的概念(一)土壤土壤( (地地) )退化的概念退化的概念 土壤土壤( (地地) )退化：退化：土壤土壤( (地地) )数量减少和质量降低。数量减少和质量降低。 土壤土壤( (地地) )数量减少：可以表现为表土丧失，或整个土体的毁失，或土地数量减少：可以表现为表土丧失，或整个土体的毁失，或土地 被非农业占用。被非农业占用。 土壤土壤( (地地) )质量降低：土壤质量降低：土壤( (地地) )物理物理、化学化学、生物学方面的质量下降。生物学方

5、面的质量下降。 (1)(1)土壤土壤( (地地) )退化是一个非常复杂的问题，它是由退化是一个非常复杂的问题，它是由自然因素自然因素和和人为因素人为因素共同共同作用的结果。作用的结果。 (2)(2)土壤土壤( (地地) )资源从数量上是资源从数量上是无再生能力无再生能力的，因而具有土壤的，因而具有土壤( (地地) )数量有限性数量有限性的特点，但从质量上，可以改良培肥土壤，保持的特点，但从质量上，可以改良培肥土壤，保持“地力常新地力常新”。 (3)(3)耕地土壤是人类赖以生存最珍贵的土壤耕地土壤是人类赖以生存最珍贵的土壤( (地地) )资源，是农业生产资源，是农业生产最基本的最基本的生产资料。

6、生产资料。 14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复下午12时25分614 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复( (二二) )土地退化与土壤退化土地退化与土壤退化(1)(1)土地退化土地退化 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。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。 包括森林的破坏及衰亡、草地退化、水资源恶化与土壤退化。包括森林的破坏及衰亡、草地退化、水资源恶化与土壤退化。土地退化的直接后果是：土地退化的直接后果是： 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

7、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球的土被破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球的土被破坏、水系萎缩、森林衰亡和气候变化。坏、水系萎缩、森林衰亡和气候变化。(2)(2)土壤退化土壤退化 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程。降的现象和过程。下午12时25分714 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复二、土壤退化的分类二、土壤退化的分类1971 1971 年，联合国粮农组织出版年，联合国粮农组织出版土壤退化土壤退化一书。土壤退化包

8、括一书。土壤退化包括1212类：类：l侵蚀、盐碱、有机废料、传染性生物、工业无机废料、农药、放射性、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、旱涝障碍、养分亏缺、非农占用重金属、肥料和洗涤剂、旱涝障碍、养分亏缺、非农占用我国对土壤退化的分类：我国对土壤退化的分类：l1 1级级6 6类类(A(A、B B、C C、D D、E E、F) 2F) 2级级1818种种下午12时25分8 14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复 数量退化与质量退化数量退化与质量退化下午12时25分914 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复14-2 14-2 我国土

9、壤退化的背景与基本态势我国土壤退化的背景与基本态势 ( (一一) )土壤土壤( (地地) )资源短缺，空间分布不均资源短缺，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 (二二)人口增长与社会经济发展对土壤退化的制约人口增长与社会经济发展对土壤退化的制约 (三三)水资源短缺对土壤退化的制约水资源短缺对土壤退化的制约 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下午1

10、2时25分10 14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复二、我国土壤退化的现状与态势二、我国土壤退化的现状与态势( (一一) )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 ( (二二) )土壤退化的发展快、影响深远土壤退化的发展快、影响深远我国土壤退化类型的发展速度我国土壤退化类型的发展速度 土壤退化类型土壤退化类型发展速度（千公顷发展速度（千公顷/年年)耕地占用耕地占用 150耕地剥离耕地剥离100土壤流失土壤流失300-400土壤沙化土壤沙化4900草地退化草地退化1300下午12时25分1114 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复一、土壤沙化和土地沙

11、漠化一、土壤沙化和土地沙漠化14-3 14-3 土壤退化主要类型及其防治土壤退化主要类型及其防治 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。粒增多的过程。 沙漠化沙漠化：是土壤在风蚀作用下，向沙漠生境演化的过程。沙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。漠是沙漠化的顶极状态。风蚀和风积交错进行( (一一) )土壤土壤( (地地) )沙化和沙漠化的类型沙化和沙漠化的类型 1. 1.干旱荒漠地区的土壤沙化干旱荒漠地区的土壤沙化 2. 2.半干旱地区土壤沙化半干旱地区土壤沙化 3. 3.半湿润地区土

12、壤沙化半湿润地区土壤沙化下午12时25分12 14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复 ( (二二) )影响土壤沙化的因素影响土壤沙化的因素 人为活动是土壤沙化的主导因子人为活动是土壤沙化的主导因子: : 人类经济的发展使水资源进一步萎缩，加剧了土壤的干旱化，促进人类经济的发展使水资源进一步萎缩，加剧了土壤的干旱化，促进了土壤的可风蚀性；了土壤的可风蚀性； 农垦和过度放牧，使干旱、半干旱地区植被覆盖率大大降低。农垦和过度放牧，使干旱、半干旱地区植被覆盖率大大降低。( (三三) )土壤沙化的危害土壤沙化的危害 土壤沙化对经济建设和生态环境危害极大土壤沙化对经济建设和生态环境危害极大: :

13、 首先，土壤沙化使大面积土壤失去农、牧生产能力，使有限的土壤资源首先，土壤沙化使大面积土壤失去农、牧生产能力，使有限的土壤资源面临更为严重的挑战。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。地面大气中运移，极易形成沙尘暴，甚至黑风暴。下午12时25分13 14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复 ( (四四) )土壤沙化的防治土壤沙化的防治 土壤沙化的防治必须重在防。从地质背景上看，土壤沙化的防治必须重在防。从地质背景上看，土地沙漠化是不可逆

14、的过程。主要防治途径是土地沙漠化是不可逆的过程。主要防治途径是: : 1. 1.营造防沙林带营造防沙林带 2.2.实施生态工程实施生态工程 3.3.建立生态复合经营模式建立生态复合经营模式 4.4.合理开发水资源合理开发水资源 5.5.控制农垦控制农垦 6.6.完善法制，严格控制破坏草地完善法制，严格控制破坏草地 下午12时25分1414 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复二、土壤流失二、土壤流失( (一一) )土壤流失的类型及其表征土壤流失的类型及其表征 土壤流失：土壤流失：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

15、程，也称水土流失作用。在自然界广泛存在，称作自然侵蚀。称水土流失作用。在自然界广泛存在，称作自然侵蚀。 人为活动尤其是森林破坏与不合理农业开发加速了自然侵蚀。人为活动尤其是森林破坏与不合理农业开发加速了自然侵蚀。 土壤流失指标：土壤流失指标：土壤侵蚀模数，即每年每平方公里土壤流失量。土壤侵蚀模数，即每年每平方公里土壤流失量。 美国土壤保持局提出了一个通用土壤流失方程以对侵蚀进行预测预报：美国土壤保持局提出了一个通用土壤流失方程以对侵蚀进行预测预报： A = RKLSCPA = RKLSCPA-土壤流失量， R-降雨侵蚀能量指标， K-为土壤可蚀性因子， L-坡长因子， S-坡度因子C-为指标因

16、子， P-为土壤保持因子 这些因子需要根据具体情况进行测定或估算。( (二二) )我国土壤流失状况我国土壤流失状况 我国的水土流失发生范围仅次于土壤沙化和沙漠化，主要发生地区是黄河中上我国的水土流失发生范围仅次于土壤沙化和沙漠化，主要发生地区是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。土壤流失主要发生在黑土、游黄土高原地区、长江中上游丘陵地区和东北平原地区。土壤流失主要发生在黑土、黑钙土地区，尤其是丘陵漫岗地形，以片蚀为主。黑钙土地区，尤其是丘陵漫岗地形，以片蚀为主。下午12时25分15 14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复( (三三) )土壤流失土壤流失( (侵蚀

17、侵蚀) )的因素的因素1.1.植被破坏植被破坏光板地的侵蚀模数光板地的侵蚀模数 26901 kg/hm26901 kg/hm2 2.a.a桉林地桉林地 6210 kg/hm6210 kg/hm2 2.a.a针阔混交林针阔混交林 31 kg/hm31 kg/hm2 2.a.a2.2.坡地耕作坡地耕作-土壤流失量与坡度呈指数关系土壤流失量与坡度呈指数关系3.3.季风气候的影响季风气候的影响4.4.地形地势的影响地形地势的影响对于现代土壤侵蚀来说，人为对于现代土壤侵蚀来说，人为因素是主要影响因素。因素是主要影响因素。( (四四) )土壤流失对农业生产及生态环境的影响土壤流失对农业生产及生态环境的影响

18、 1. 1.土壤薄层化土壤薄层化 2. 2.土壤质量下降土壤质量下降 3. 3.生态环境进一步恶化生态环境进一步恶化 ( (五五) )土壤流失的防治土壤流失的防治下午12时25分16 14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复三、土壤盐渍化与次生盐渍化三、土壤盐渍化与次生盐渍化 土壤盐渍化土壤盐渍化: :主要发生在主要发生在干旱、半干旱和半湿润干旱、半干旱和半湿润地区，它是指地区，它是指易易溶性盐分溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程。在土壤表层积累的现象或过程。( (一一) )土壤盐渍化的类型土壤盐渍化的类型 1. 1.现代盐渍化现代盐渍化 2.2.残余盐渍化残余盐渍化 3.3.潜在盐渍

19、化潜在盐渍化( (二二) )土壤次生盐渍化及其成因土壤次生盐渍化及其成因 土壤次生盐渍化：土壤次生盐渍化：是土壤潜在盐渍化的表象化。由于不恰当的利是土壤潜在盐渍化的表象化。由于不恰当的利用，使潜在盐渍化土壤中盐分趋向于表层积聚的过程。用，使潜在盐渍化土壤中盐分趋向于表层积聚的过程。下午12时25分17 14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复土壤次生盐渍化成因土壤次生盐渍化成因 由于发展引水自流灌溉，导致由于发展引水自流灌溉，导致地下水位上升地下水位上升超过其临界深度超过其临界深度, ,使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。地下水和土体中的盐分随土壤毛管水通过

20、地面蒸发耗损而聚于表土。 利用地面或地下矿化水（尤其是矿化度大于利用地面或地下矿化水（尤其是矿化度大于3g/L3g/L时）进行灌溉，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。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。溶解活化其中的盐分，随蒸发耗损聚于土壤表层。下午12时25分1814 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复( (三三) )土壤盐渍化的防治土壤盐渍化的防治1.1.

21、合理利用水资源合理利用水资源 * *实施合理灌溉制度实施合理灌溉制度 * *采用节水防盐的灌溉技术采用节水防盐的灌溉技术 * *减少输配水系统的渗漏损失减少输配水系统的渗漏损失 * *处理好蓄水与排水及引灌与井灌的关系处理好蓄水与排水及引灌与井灌的关系2.2.因地制宜地建立生态农业结构因地制宜地建立生态农业结构3.3.精耕细作精耕细作下午12时25分19 14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复四、土壤潜育化与次生潜育化四、土壤潜育化与次生潜育化 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，在是土壤处于地下水和饱和、过饱和水长期浸润状态下，在1m1m内的土体

22、中某些层段内的土体中某些层段EhEh200mV200mV，并出现因，并出现因FeFe、MnMn还原而生成的灰色斑纹层，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。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：土壤次生潜育化：是指因耕作或灌溉等人为原因，土壤是指因耕作或灌溉等人为原因，土壤( (主要是水稻土主要是水稻土) )从非潜育型转变为高位潜育型的过程。常表现为从非潜育型转变为高位潜育型的过程。常表现为50cm50cm土体内出现青泥层。土体内出现青泥层。改良和治理改良和治理 潜育化潜育化和和次生潜育化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

23、、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：因地制宜、综合利用。主要方法措施如下： 1.1.开沟排水，消除渍害开沟排水，消除渍害 2.2.多种经营，综合利用多种经营，综合利用 3.3.合理施肥合理施肥 4.4.开发耐渍水稻品种开发耐渍水稻品种下午12时25分20 14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复 五、土壤肥力衰退和污染五、土壤肥力衰退和污染 土壤肥力退化主要是土壤养分衰退。土壤肥力退化主要是土壤养分衰退。 全世界养分退化面积为全世界养分退化面积为1.51.5亿公顷左右，占世界耕地面积亿公顷左右，占世界耕地面积20%20%。我国土壤的肥力退

24、化也十分严重，全国无论南方还是北。我国土壤的肥力退化也十分严重，全国无论南方还是北方，农田速效钾含量普遍呈下降趋势我国土壤养分退化面积为方，农田速效钾含量普遍呈下降趋势我国土壤养分退化面积为0.440.44亿公顷，占我国耕地的亿公顷，占我国耕地的60%60%，其中南方红壤养分退化面积，其中南方红壤养分退化面积为为0.20.2亿公顷，占全国的亿公顷，占全国的45%45%，占南方耕地，占南方耕地66%66%。在我国。在我国44004400万万公顷的中低产田中，普遍缺公顷的中低产田中，普遍缺N N占占59.1%59.1%、缺磷占、缺磷占22.9%22.9%，缺钾占，缺钾占50%50%，耕地有机质在，耕地有机质在5-20g/kg5-20g/kg之间，南方低产田之间，南方低产田N N、P P、K K养分养分缺乏更严重，而缺乏更严重，而90%90%缺缺B B和和MoMo，49%49%缺锌（赵艺园，缺锌（赵艺园，19961996）。）。 下午12时25分21 14 14 土壤退化与生态恢复土壤退化与生态恢复14-4 14-4 土壤退化