第5章农田土壤生态与保护2013

1、第一节第一节 土壤培肥土壤培肥第二节第二节 土壤污染与治理土壤污染与治理第三节第三节 农田土壤生态与保护农田土壤生态与保护第四节第四节 土壤资源评价土壤资源评价第五节第五节 土壤清洁生产土壤清洁生产 我国耕地总量我国耕地总量1.31.3亿公顷亿公顷左右，高、中、低产田左右，高、中、低产田各占各占1/31/3； 第二次土壤普查资料显示第二次土壤普查资料显示0.70.7亿公顷耕地中：亿公顷耕地中：优优质地只占质地只占21%21%；土壤有机质；土壤有机质3g/kg3g/kg占占5%5%；潜育化；潜育化水稻土占水稻土占3%3%。 总的看来，耕地土壤肥力水平不高。培肥土壤总的看来，耕地土壤肥力水平不高。

2、培肥土壤是今后一个战略措施。是今后一个战略措施。土壤净化：土壤净化：从外界环境进入土壤中的各种污染从外界环境进入土壤中的各种污染物质，被土壤胶体所吸附，使其毒性降低，或物质，被土壤胶体所吸附，使其毒性降低，或土壤微生物和小动物对污染物质的分解，使有土壤微生物和小动物对污染物质的分解，使有毒变为无毒的过程。毒变为无毒的过程。土壤污染：土壤污染：当外界污染物质在土壤的积累量达当外界污染物质在土壤的积累量达到一定程度，超过了土壤自净能力的限度或者到一定程度，超过了土壤自净能力的限度或者超过了土壤环境基准或土壤环境标准时，导致超过了土壤环境基准或土壤环境标准时，导致了土壤生产力的下降、破坏，构成了对植

3、物和了土壤生产力的下降、破坏，构成了对植物和人畜直接或间接的危害人畜直接或间接的危害 无机物：重金属、酸、碱、盐；无机物：重金属、酸、碱、盐； 有机农药：如杀虫剂、杀菌剂、除草剂；有机农药：如杀虫剂、杀菌剂、除草剂； 有机废弃物：如油、酚等有机物；有机废弃物：如油、酚等有机物； 化学肥料：如氮、磷肥等，污泥、矿渣、化学肥料：如氮、磷肥等，污泥、矿渣、粉煤灰等；粉煤灰等； 放射性物质及寄生虫、病原菌和病毒等放射性物质及寄生虫、病原菌和病毒等 以植物从土壤中吸收污染物后，其可食以植物从土壤中吸收污染物后，其可食部分污染物含量达到食品卫生标准或产量因部分污染物含量达到食品卫生标准或产量因污染而减少污

4、染而减少1010时的土壤污染物浓度为时的土壤污染物浓度为土壤土壤污染的临界值污染的临界值，低于该值为无污染土壤，超，低于该值为无污染土壤，超过该值时为污染土壤。过该值时为污染土壤。根据土壤一生物系统的基础建立起来的，根据土壤一生物系统的基础建立起来的，它是利用它是利用“土壤污染临界值土壤污染临界值”的概念，直接取的概念，直接取其其“临界值临界值”的测定方法与指标，判断土壤是的测定方法与指标，判断土壤是否受污染。否受污染。元素元素作物作物元素含量元素含量酸性土酸性土中性土中性土石灰性土石灰性土Cu莴苣莴苣中毒时土壤全量中毒时土壤全量20130300中毒时土壤有效浓度中毒时土壤有效浓度0.50.4

5、5辣椒辣椒中毒时土壤全量中毒时土壤全量80150940中毒时土壤有效浓度中毒时土壤有效浓度2.62.52.7水稻水稻中毒时土壤全量中毒时土壤全量5085120中毒时土壤有效浓度中毒时土壤有效浓度31.032.535.0As小白菜小白菜中毒时土壤全量中毒时土壤全量27.010.09.0中毒时土壤有效浓度中毒时土壤有效浓度1.71.051.26Pb萝卜萝卜中毒时土壤全量中毒时土壤全量13109中毒时土壤有效浓度中毒时土壤有效浓度0.821.291.26水稻水稻中毒时土壤全量中毒时土壤全量230.5411.8407.0中毒时土壤有效浓度中毒时土壤有效浓度71.9126.7102.7Cr莴苣莴苣中毒时

6、土壤全量中毒时土壤全量1821011354中毒时土壤有效浓度中毒时土壤有效浓度5.75.84.5背景值法背景值法又称土壤本底值，是指在未受到或又称土壤本底值，是指在未受到或少受人类活动少受人类活动(特别是人为污染特别是人为污染)影响下，土壤影响下，土壤环境本身化学元素和化合物的含量。环境本身化学元素和化合物的含量。1背景值的表示法背景值的表示法 常用有以下几种：用土壤常用有以下几种：用土壤样品平均值样品平均值(X)表示；用平均值加减表示；用平均值加减个或两个个或两个标准差表示。标准差表示。2.污染指标判定污染指标判定 土壤污染临界值背景值土壤污染临界值背景值(算算术平均值术平均值)十十2S 根

7、据土壤污染途径的不同，可分以下根据土壤污染途径的不同，可分以下四种：四种： 水质污染水质污染：由污水：由污水( (包括工业污水包括工业污水与生活污水与生活污水) )灌溉而引起的土壤污灌溉而引起的土壤污染。染。 大气污染：大气污染：即工业废气、家庭燃气即工业废气、家庭燃气以及汽车尾气对土壤造成的污染。以及汽车尾气对土壤造成的污染。 固体废弃物污染固体废弃物污染：包括工业废弃物、：包括工业废弃物、城市生活垃圾、污泥及农业污染等。城市生活垃圾、污泥及农业污染等。肥料污染：肥料污染：未腐熟的有机肥未腐熟的有机肥农药污染：农药污染：有机氯，有机磷农药有机氯，有机磷农药其它途径的污染：其它途径的污染：包括

8、石油污染、包括石油污染、放射性物质污染放射性物质污染土壤质量调查与监测土壤质量调查与监测 彻底消除污染源彻底消除污染源 增施有机肥料及其他肥料增施有机肥料及其他肥料 工程措施：客土改良工程措施：客土改良 生物措施：生物措施：在污染区种植木本植物、工业用植在污染区种植木本植物、工业用植物、种子物、种子 改良剂措施：改良剂措施：（1 1）施用化学改良剂使重金属）施用化学改良剂使重金属转为难溶性物质，如石灰、硫化钠、硫磺；（转为难溶性物质，如石灰、硫化钠、硫磺；（2 2）植物修复，如羊齿类铁角蕨属；（植物修复，如羊齿类铁角蕨属；（3 3）控制氧化）控制氧化还原条件；（还原条件；（4 4）改变耕作条件

9、）改变耕作条件基岩基岩土土壤壤生生态态系系统统生生物物带带近地大气层近地大气层植被层植被层土壤层土壤层岩石风化层岩石风化层ABCR植植物物残残茬茬细菌细菌真菌真菌蚯蚓蚯蚓线虫线虫线蚓线蚓螨螨节节肢肢动动物物田田鼠鼠蛇蛇类类农田生态系统的食物网农田生态系统的食物网1 1、土壤生态系统中能量的传递、分配与消耗、土壤生态系统中能量的传递、分配与消耗光合作用光合作用植物生产植物生产动物生产动物生产呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用土壤、大气、土壤、大气、水域水域微生物分解微生物分解2 2、农田生态系统中能量的转换、农田生态系统中能量的转换无机能：化无机能：化肥、农药、肥、农药、燃油、电力、燃油、电力、机

10、械折旧机械折旧有机能：有有机能：有机肥、劳畜机肥、劳畜力、种子力、种子土壤土壤- -生物生物- -大气大气- -水域系统中的物质在食物链各营养级之水域系统中的物质在食物链各营养级之间的传递和转化就构成土壤生态系统的物质流，这些物质间的传递和转化就构成土壤生态系统的物质流，这些物质在土壤生态系统的垂直结构和营养结构中的循环过程就是在土壤生态系统的垂直结构和营养结构中的循环过程就是土壤生态系统的物质循环土壤生态系统的物质循环，一般称为生物循环或生物地球，一般称为生物循环或生物地球化学循环，包括生物营养循环、水循环、各种化学元素的化学循环，包括生物营养循环、水循环、各种化学元素的生物地球化学循环。生

11、物地球化学循环。生物营养循化生物营养循化主要是生物与土壤之间的营养元素交换循环主要是生物与土壤之间的营养元素交换循环过程，范围小，时间短，对研究土壤肥力和土壤资源利用过程，范围小，时间短，对研究土壤肥力和土壤资源利用有直接关系；有直接关系；生物地球化学循化生物地球化学循化是化学元素在土壤圈及其相关圈层之间是化学元素在土壤圈及其相关圈层之间的物质循化和转化过程，范围广，时间长，对研究土壤的的物质循化和转化过程，范围广，时间长，对研究土壤的发生演化和生态环境有重要意义。发生演化和生态环境有重要意义。1 1、农业氮素循环、农业氮素循环N2NO3-NO2-NH3有机氮有机氮植物植物动物动物空气空气土壤

12、土壤反硝化作用反硝化作用化学合成化学合成硝化硝化还原还原还原还原亚硝化亚硝化氨化作用氨化作用合成作用合成作用灼烧或生物遗体分解灼烧或生物遗体分解流流失失吸收吸收吸吸收收分分解解生物生物吸收吸收分解分解2 2、农业磷素循环、农业磷素循环含磷土壤母质含磷土壤母质易溶性磷酸盐易溶性磷酸盐水溶性磷酸盐水溶性磷酸盐江河湖海中磷江河湖海中磷酸盐酸盐有机磷有机磷化物化物难溶性难溶性磷酸盐磷酸盐生物吸收生物吸收溶解溶解固定固定溶解溶解径流径流溶溶解解固固定定固固定定分分解解岩石岩石河海河海固定固定生物活化生物活化生物吸收生物吸收分解分解风化风化土土壤壤沉积沉积分解分解径流径流流失流失吸收吸收3 3、农业钾素循

13、环、农业钾素循环含钾土壤母质含钾土壤母质代换性钾代换性钾有机体有机体难溶性钾难溶性钾水溶性钾水溶性钾溶解溶解吸吸收收固固定定分分解解岩石岩石生物生物风化作用风化作用固定作用固定作用土土壤壤径流径流分解分解固定固定吸收吸收分解分解固定固定代换代换分分解解生物吸收生物吸收4 4、土壤水分循环、土壤水分循环大气水大气水土壤水土壤水植物水植物水地表水地表水地下水地下水蒸发蒸腾蒸发蒸腾截截流流降降水水降水降水蒸发蒸发径流径流渗渗入入上升上升上上升升渗渗漏漏根吸水根吸水透冠水透冠水土壤水量平衡：土壤水量平衡：指一定时间和一定空间的土壤生指一定时间和一定空间的土壤生态系统中水分的收支状况。态系统中水分的收支

14、状况。土壤贮水量变化土壤贮水量变化= 收入水量收入水量-支出水量支出水量=（降水量（降水量+灌溉水量灌溉水量+地下水补给量）地下水补给量）-（蒸发量（蒸发量+蒸腾量蒸腾量+径流量径流量+渗漏量）渗漏量）土地资源评价土地资源评价土壤资源评价土壤资源评价土壤资源的开发与利用土壤资源的开发与利用土地资源：土地资源：具有农、林、牧业生产能力的各具有农、林、牧业生产能力的各种土壤类型的总称。是人类生存最基本、最种土壤类型的总称。是人类生存最基本、最广泛、最重要、不可代替的自然资源。广泛、最重要、不可代替的自然资源。土地土地类型类型中国中国世界人均世界人均量量hm2总量总量人均量人均量hm2耕地耕地1.3

15、-1.4亿亿0.120.31林地林地1.15亿亿0.110.65草地草地2.87亿亿0.270.76一、土地资源评价一、土地资源评价土地资源评价是指在特定目的下对土地生产土地资源评价是指在特定目的下对土地生产力高低的鉴定、评定和估价；是对土地的自力高低的鉴定、评定和估价；是对土地的自然属性及社会经济要素的综合鉴定。包括数然属性及社会经济要素的综合鉴定。包括数量评价和量评价和质量评价质量评价。1、土地质量评价、土地质量评价p土地的适宜性土地的适宜性 p土地的限制性土地的限制性p土地利用现状土地利用现状p土地生产水平及潜力土地生产水平及潜力2、土地评价的内容、土地评价的内容p土地评价因素和指标土地

16、评价因素和指标p土地质量的评级土地质量的评级p土地评价图的编制土地评价图的编制p 土地评价因素和指标土地评价因素和指标 根据地区特点，有所侧重，力求准确反映土根据地区特点，有所侧重，力求准确反映土地地自然属性的差异自然属性的差异； 注意选择影响土地生产力的注意选择影响土地生产力的稳定性评价因素稳定性评价因素，一般不选择动态因素作为评价指标；一般不选择动态因素作为评价指标； 对于不同的土地类型，要选择相应的评价因对于不同的土地类型，要选择相应的评价因素和指标；素和指标； 不仅要选择土地差异的自然因素，还要注意不仅要选择土地差异的自然因素，还要注意选择选择经济因素经济因素，全面评价土地质量；，全面

17、评价土地质量； 采用采用相对指标相对指标区分土地质量差异，并要简单区分土地质量差异，并要简单易行。易行。p 土地质量的评级土地质量的评级一级地：质量好、适宜性广一级地：质量好、适宜性广二级地：土地质量较好，对作物有选择性二级地：土地质量较好，对作物有选择性三级地：土地质量中等，对作物选择性较强三级地：土地质量中等，对作物选择性较强四级地：土地质量较差，适于林业、牧业四级地：土地质量较差，适于林业、牧业五级地：土地质量差，不适于农业五级地：土地质量差，不适于农业六级地：只能用于牧业和林业，适宜树种少六级地：只能用于牧业和林业，适宜树种少七级地：放牧、造林困难七级地：放牧、造林困难八级地：不适宜于

18、生产性利用八级地：不适宜于生产性利用p 土地评价图的编制土地评价图的编制国家重点生态功能区示意图国家重点生态功能区示意图中国地形图中国地形图人均可利用土地资源评价图人均可利用土地资源评价图生态脆弱性评价图生态脆弱性评价图人均可利用水资源评价图人均可利用水资源评价图自然灾害危险性评价图自然灾害危险性评价图目前开发强度示意图目前开发强度示意图农业战略格局示意图农业战略格局示意图生态安全战略格局示意图生态安全战略格局示意图国家禁止开发区域示意图国家禁止开发区域示意图水资源开发利用率评价图水资源开发利用率评价图多年平均降水量分布图多年平均降水量分布图二氧化硫排放分布图二氧化硫排放分布图化学需氧量排放分

19、布图化学需氧量排放分布图生态重要性评价图生态重要性评价图人口集聚度评价图人口集聚度评价图地均地区生产总值分布图地均地区生产总值分布图交通优势度评价图交通优势度评价图二、土壤资源评价二、土壤资源评价依据土壤类型及其理化性质等各种因素的依据土壤类型及其理化性质等各种因素的差异进行的土壤等级的评定。是土地评价差异进行的土壤等级的评定。是土地评价中不可分割的重要组成部分。中不可分割的重要组成部分。1、首要任务、首要任务：评定土壤质量，统计数量，：评定土壤质量，统计数量，借以确定土壤的利用方向和土宜，并提出借以确定土壤的利用方向和土宜，并提出土壤的有利因素和不利因素，目的在于充土壤的有利因素和不利因素，

20、目的在于充分发挥土壤潜力，合理利用土壤资源。分发挥土壤潜力，合理利用土壤资源。2、主要依据：、主要依据：土壤生产力，包括质和量土壤生产力，包括质和量3、土壤资源评价原则、土壤资源评价原则（1）土壤属性是土壤资源评价的基础）土壤属性是土壤资源评价的基础（2）土壤的利用方向和适宜性是土壤资）土壤的利用方向和适宜性是土壤资源评价的中心；源评价的中心；（3）土壤生产力是土壤资源评价的标准）土壤生产力是土壤资源评价的标准4、土壤资源评价方法、土壤资源评价方法具体方法：具体方法： （1）土壤资源的类型评价）土壤资源的类型评价 （2）区域土壤资源评价）区域土壤资源评价基本方法：基本方法： （1）野外调查与总

21、结经验相结合）野外调查与总结经验相结合 （2）主导因素与综合分析相结合）主导因素与综合分析相结合三、土壤资源的开发利用三、土壤资源的开发利用1、我国土壤资源的特点及开发利用现状、我国土壤资源的特点及开发利用现状 土壤资源极其丰富；土壤资源极其丰富； 山区土壤资源占的比重大；山区土壤资源占的比重大； 地区分布不平衡；地区分布不平衡； 人均耕地面积小；人均耕地面积小； 低产土壤占耕地的低产土壤占耕地的1/3； 土地利用不合理。土地利用不合理。2、我国土壤资源的合理开发利用、我国土壤资源的合理开发利用 宜农荒地资源的开发利用：西北干旱区，宜农荒地资源的开发利用：西北干旱区，东北及内蒙古东部，南方山区、青藏高原和东北及内蒙古东部，南方山区、青藏高原和沿海滩涂；沿海滩涂； 山地资源的开发利用；山地资源的开发利用； 水土流失区域土壤资源