土壤资源的合理利用.ppt

第六章 土壤资源合理利用,土壤资源：是指具有农、林牧业生产性能的土壤类型的总称。,土壤资源的特点：1、具有一定肥力；2、具有可更新性和可培育性；3、具有地域分异规律。,第一节 土壤资源的现状,一、世界土壤资源的现状,1、低质量的土壤资源比例大可耕地占陆地总面积的23%已耕地占陆地总面积的10.7%,2、类型繁多，利用差异大,3、耕地面积小，分布不均，开发有一定潜力耕地面积1400万Km2，占陆地总面积的10.7%已耕地面积占可耕地的42%，尚有1600万Km2可耕地待开发但开发难度大，难以利用分布不平衡，与人口分布不相适应，非洲、南美洲，大洋洲人口少，但可开发耕地多,二、我国土壤资源的特点,1、土壤资源丰富、类型多样,按第二次全国土壤普查，土地总面积占世界陆地总面积的1/15，居第三位。,据统计，在我国土壤资源中，适于发展农业或农林结合的土壤约263.33万Km2，占全国土壤资源总面积27.4%，适于发展林业和林农结合的土壤约243.33万Km2，占总面积25.38%；适于发展牧业或牧农、牧林结合的土壤面积为234.47万Km2，占总面积24.42%，仅部分适于林业或牧业的高山及亚高山土壤，面积为198.66万Km2，占总面积20.7%；尚难开发利用的石质山地及其他土地，共约20.24万Km2，占总面积2.1%。,2、山地面积多，平原面积少,地区差异大山地 33%高原 26%盆地 19%平原 12%丘陵 10%90%以上的耕地和陆地水域分布在东南部50%以上的林地集中在东北和西南80%以上的草地分布在西北山地丘陵及高山的土壤占全国总面积的65%，,3.人均土地少，分布不均,总耕地面积为 1.23 亿 hm2，人均不到 0.1km2。,表 14 1 我国与一些国家的土地资源占有情况对比,如中国北方的农牧交错带、黄土高原、西部绿洲、卡斯特地区、荒漠化地区等。,4、耕地质量总体较差，自持能力弱 中低产田占 2/3，其中亩产低于 150kg/亩的低产田占 1/3.低产田的种类有：缺水地、坡地、风沙地、盐碱地、涝地、水浸地等。如南方低产红壤的面积约为1200万公顷,国土面积大而耕地少，分布不均衡且优质土壤少，人均水平低且后备资源少，山地多平原少旱涝灾害多。,总而言之：,三、土壤资源存在的问题,1、耕地面积减少，人地矛盾突出2、土壤侵蚀严重，危害巨大3、土壤资源退化，肥力下降4、土壤盐碱化，沙化加剧5、土壤污染日益严重，农田生态环境恶化。,四、土壤退化,土壤退化概念,土地退化概念,土壤退化指的是土壤数量减少和质量降低。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。质量降低表现在土壤物理、化学、生物学方面的质量下降。,土地退化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。其主要内容包括森林的破坏及衰亡、草地退化、水资源恶化与土壤肥力下降等。,土地退化与土壤退化 在讨论土地退化或土壤退化时，两者常常混为一谈，许多情形下，把土壤退化简单地作为土地退化来讨论，反之亦然。,土地退化的直接后果是：（1）直接破坏陆地生态系统的平衡及其生产力；（2）破坏自然景观及人类生存环境；（3）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,火,水,金,土,木,相生相克、物竟天择、自然平衡,土壤退化的分类,1971 年，联合国粮农组织出版土壤退化一书。土壤退化包括类：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,土壤退化主要表现,1.土壤（地）沙化和沙漠化,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。,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。,杞人忧天，谁人忧地！呜呼！先天下之忧而忧，后天下之乐而乐！何人何时何地！,我国土壤退化,我国从 1979 年到 1989 年 10 年间，草场退化每年约 130 万公顷，人均草地面积由 0.4 公顷下降到 0.36 公顷。,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。,过度开采地下水，导致百年的树林死亡,土壤退化原因,二月春风似尖刀！,土壤退化原因,风啸啸沙龙舞！大漠漫漫归何处？,土壤退化原因,内蒙古草原的理论载畜量应为 0.49 只羊/ha，而实际载畜量每公顷达 0.65 只羊,超出 33%。,沙进人退,五、荒漠化,1.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。联合国防治荒漠化公约,荒漠化 一词最早是有法国的科学家A.Abreville与1949年提出，原意是指中非和西非年降水量在700-1500mm之间的半湿润、湿润地区的热带森林，由于人类滥伐、烧荒和耕作导致森林的稀树草原化和干旱环境的出现以及类似的荒漠化景观的演变模式。1959年由法国科学家提出，一般指沙质荒漠化或沙漠化。主要是强调在沙漠边缘的干旱、半干旱地区、由于人为活动作用，制造了“新沙漠”，气候因素则是一个适宜的环境条件。,直到1977年内罗毕国际荒漠化大会才确定了使用Desertification来表示荒漠化。,2.荒漠化的发展现状,世界荒漠化,据 1 991年有关资料,全球荒漠化面积3592万2,相当于全球陆地面积的 1/4,广泛分布于各大洲 100多个国家,但主要分布在亚洲(占37.45%)、非洲(占29.20%)的发展中国家。全球10亿人口受到荒漠化影响,有1.35亿人目前正面临耕地丧失、背井离乡的困境。全球荒漠化每年仍以 5万 7万2 的速度扩展,使世界每年为此而蒙受42 3亿美元的损失。,我国荒漠化现状,我国是荒漠化分布大国,现已发生荒漠化面积 262.2万2,占该范围面积的79.0%,占国土总面积27.2%。其中风蚀荒漠化 1 60.7万2,水蚀荒漠化 20.5万2,冰融荒漠化 36.3万2,土壤盐渍化 23.3万2。主要分布在华北、西北地区,涉及18个省(区、市)470个县(旗、市)。我国荒漠化土地面积占干旱、半干旱、亚湿润干旱地区总面积的比例与全球及各大洲相比,不仅高于世界69.0%的平均水平,而且高出各大洲的最高比例5个百分点,比最低的占地比例高出近50%。,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。,荒漠化(desertification)的危害,发展态势严峻，扩展速度快,导致生态环境恶化，影响人民生存条件,破坏建设工程，是阻碍经济腾飞的重要因素,毁坏生产生活设施，是致贫的根源,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,土壤流失(soil erosion),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,土壤侵蚀模数，即每年每平方公里土壤流失量,美国的土壤流失允许值是，耕地为 1250 吨/平方公里年,牧场为 500 吨/平方公里年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=R K L S C P 这里，A为土壤流失量，R 为降雨侵蚀能量指标，K 为土壤可蚀性因子，L 为坡长因子，S 为坡度因子，C 为指标因子，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。,近 1 0年,国外在土壤侵蚀机理、土壤流失方程、土壤侵蚀与土地生产力关系的评价方法、小流域水土保持规划等 4方面也取得新进展。,土壤流失方程(RUSLE)和预报模型（如EPIC模型）都取得长足的发展和应用。,现状,土壤流失的分级指标,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,过渡樵采导致土壤侵蚀,-贫穷是落后与愚昧的根源,红 壤 水 土 流 失,四川盆地山地侵蚀,我国每年流失土壤超过 50 亿 t，占世界总流失量的 1/5，受危害严重的耕地约占全国 1/3，相当于耕地削去 10mm 厚的土层，损失 N，P,K 养分相当于 4000 多万 t 化肥。全国水土流失面积到达 150 万平方公里！相当与 50 个台湾省！,多可怕！你还睡得着吗？,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,护坡植被,以色列的水土保持,以色列的水土保持,以色列的水土保持,黄 土 高 原 水 土 流 失,黄河在哭泣.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？！,土壤流失对农业生产及生态环境的影响,思考一：土壤流失有什么危害？思考二：如果你是当地的官员，您将如何治理当地的水土流失，还人 民一个秀美的山川？,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。,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,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,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。,曲 周 盐 碱 土,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。,治理方法：开沟排水，消除渍害,第二节 土壤资源的利用与保护,一、利用和保护相结合，防治土壤的侵蚀二、采用多种措施，改良盐碱土及沙土三、培肥土壤，提高单位面积产量四、防治结合，减少土壤污染五、扩大耕地面积，限制乱占农业用地六、综合整治，合理布局,第三节 土壤质量及评价,一、土壤质量的概念,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（Doran&Parkin 1994）。美国土壤学会（1995）把土壤质量定义为：在自然或管理的生态系统边界内，土壤具有动植物生产持续性，保持和提高水、气质量以及支撑人类健康与生活的能力。,土壤质量？,土壤健康？,earth soil,土壤质量是根据土壤的主要功能来定义 三大功能：生产力（生产功能）环境质量（环境功能）动物健康（健康功能）,土壤肥力,动物健康,环境质量,生态平衡,二、土壤质量的评价,（一）如何选择土壤质 量参数指标 1、代表性 2、灵敏性 3、通用性 4、经济性,（二）土壤质量的评价指标,物理指标,生物指标,化学指标,OM、pH、EC、N、P、K、Eh等,质地、容重入渗速率、田持、含水量、水吸力等,微生物量碳和氮、潜在可矿化氮、土壤呼吸量、土壤酶等,土壤质量评价的农艺指标：质地；耕层厚度；pH；有机质 全氮；碱解氮；速效磷；速效钾；容重；CEC.,土壤质量评价的生态学指标：种群丰富度；多样性指数；均匀度指数；优势性指数；,美国土壤学家提出的土壤质量分析的最小指标矩阵：团聚性；容重；至硬盘的距离；渗滤性；电导率；持水率；pH；有机质；可矿化氮；呼吸作用。,土壤质量指标体系,（三）土壤质量的评价方法,美国SCS（土壤保持局）的土壤质量评价目标,农业发展面临的挑战,80年代增长的极限，90年代美国布朗的著作谁来养活中国人，使中国人不得不考虑饥饿会再次敲响中国的大门吗？，,（一）来自人口膨胀的挑战如何保证粮食的持续增产中国目前以每年净增人口16002000万速度增长，现已达13亿左右，迄今为止，人类粮食的来源仍主要来源于土壤，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个载体来实现。,以人均400kg的消费水平，需要粮食5.2亿吨，比1990年净增长1.1亿吨，平均每年要增加2000万吨，年增长率为2.2%。我国耕地面积不到世界耕地的7%，粮食产量已占世界产量的23.6%。而自1984年以来，我国粮食增产速度变慢。如1978年到1984年粮食产量由3亿吨突破4亿吨，只用了6年时间，而1984到1993年近10年，粮食产量从4073亿公斤增长到4564.5亿公斤，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，产量增长速度远远低于化肥用量的增长，如1984年每公顷化肥的用量是1977年的3.69倍，而粮食产量仅是1977年的1.67倍，1984年后，虽然化肥每年仍以53kg/hm2的速度增加，而粮食年产却近乎停滞不前。,（二）来自全球生态环境的挑战如何保 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源短缺、森林锐减、物种灭绝、温室效应、臭氧破洞增加等,我国目前面临生态环境问题也十分严峻，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、土壤污染、酸化、盐渍化的问题都十分严重,如我国CO2的排放量90年代初为6.2亿吨，占全球排放量的10.7%，居世界第3，CH4排放量为2612万吨，占全球的4.7%，现在的排放数量更大。,一、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，几乎 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,西部荒漠化,东部肥力退化,西南石质化,华北、东北盐碱化,黄土高原水土流失,长江第二黄河,二、土壤退化速度快，影响深远,1980 1996 年农业供水耕地分别减少 3、4%而同期人口增 22。年前耕地占用总规模达.万公顷。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,三、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；沙越治越多，树越种越少！有灾易致富，救灾升官快。,执行者,管理者,资金,问题,谁来救救地球！谁来救救人类？谁来救救中国？,1、增加耕地面积,我国是一个后备土地资源贫乏的国家，我国目前未开垦的荒地共有3300万公顷，荒坡7100公顷，可利用的草原2亿公顷，可利用的沿海滩涂1300万公顷，总量十分有限，而且开垦这些后备资源的投入和代价很高，据估算本世纪开发1100万公顷的宜农荒地和90万公顷的滩涂，需要投资7401060亿元，而且要付出巨大的生态代价。,2、是提高现有资源的利用率。,我国现有耕地中中低产田约占2/3，对中低产田进行综合治理，提高化肥等投入的利用率，发展节水农业提高耕的集约化程度，则有可能使我国粮食产量在一定时期内不断增长。1.制定严厉的水、土资源法，切实保护好现有的水土资源。2.推动高技术在农业上的利用，提到水土资源的利用效率。（1）中低产田的改良（2）发展节水农业，沙漠农业（3）土壤信息系统的建立及精确农业的实现（4）生物工程的应用,希望总是有的，希望来源与对生活的热爱。未来的路就在我们自己的脚下！,