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土壤退化
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开放分类：地理环境环境工程自然
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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。
土壤退化-概念　　

土壤退化问题早已引起国内外土壤学家的关注，但土壤(地)退化的定义，不同学者提出了多种不同的叙述。现在一般认为，土壤退化（soil degradation）是指在各种自然和人为因素影响下，导致土壤生产力、环境调控潜力和可持续发展能力下降甚至完全丧失的过程。简言之，土壤（地）退化是指土壤数量减少和质量降低。数量减少表现为表土丧失、或整个土体毁坏、或被非农业占用。质量降低表现为物理、化学、生物方面的质量下降。
土壤退化
为了正确理解土壤（地）退化的概念，可从以下三方面进行认识：①土壤(地)退化的原因：土壤退化虽然是一个非常复杂的问题，但引起其退化的原因是自然因素和人为因素共同作用的结果。自然因素包括破坏性自然灾害和异常的成土因素（如气候、母质、地形等），它是引起土壤自然退化过程(侵蚀、沙化、盐化、酸化等)的基础原因。而人与自然相互作用的不和谐即人为因素是加剧土壤(地)退化的根本原因。人为活动不仅仅直接导致天然土地的被占用等，更危险的是人类盲目的开发利用土、水、气、生物等农业资源(如砍伐森林、过渡放牧、不合理农业耕作等)，造成生态环境的恶性循环。例如人为因素引起的“温室效应”，导致气候变暖和由此产生的全球性变化，必将造成严重的土地退化。水资源的短缺也促进土壤退化。②土壤退化的本质：就是土壤(地)资源的数量减少和质量降低。土壤资源在数量上是有限的，而不是无限的。随着土壤退化的不断加剧，土壤地)数量逐渐减少。对于人多地少的中国，潜在危险较大的是土壤质量的降低。从这个意义上来看，改良和培肥土壤，保持“地力常新”，提高土壤质量，是一项具有战略地位的重要工作。由此可见，土壤退化和土壤质量是紧密相关的一个问题的两个侧面。因此，要正确认识人与自然的关系，按照自然规律搞好生态环境建设、区域开发、兴修水利、合理耕作、培肥土壤，以防止土壤质量的退化。③防治土壤退化的首要任务是保护耕地土壤：因为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，是农业增产技术措施的基础。耕地土壤退化虽然受不利自然因素的影响，但人类高强度的利用、不合理的种植、耕作、施肥等活动，是导致耕地土壤生态平衡失调、环境质量变劣、再生能力衰退、生产力下降的主要原因。因此，防治土壤退化，首先要切实保护好对农业生产有着特殊重要性的耕地土壤。
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。应该看到，土地是土壤和环境的自然综合体，它更多地强调土地属性，如地表形态(山地，丘陵等)、植被覆盖(林地，草地，荒漠等)、水文(河流．湖沼等)和土壤。而土壤是土地的主要自然属性，是土地中与植物生长密不可分的那部分自然条件。对于农业来说，土壤无疑是土地的核心。因此，土地退化应该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、水资源恶化与土壤退化。
土壤退化是土地退化中最集中的表现，是最基础和最重要的，且具有生态环境连锁效应的退化现象。土壤退化即是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。这就是说，土壤退化现象仍然服从于成土因素理论。考察土壤退化一方面要考虑到自然因素的影响，但另一方面要关注人类活动的干扰。土壤退化的标志是对农业而言的土壤肥力和生产力的下降及对环境来说的土壤质量的下降。研究土壤退化不但要注意量的变化(即土壤面积的变化)，而且更要注意质的变化(肥力与质量问题)。
土壤退化-分类

土壤(地)退化虽自古有之，但土壤(地)退化的科学研究一直是比较薄弱的。联合国粮农组织1971年才编写了《土壤退化》一书，中国80年代才开始研究土壤(地)退化分类。所以目前还没有一个统一的土壤(地)退化分类体系，仅有一些研究结果，现列举有代表性的二种分述如下。
（一）联合国粮农组织采用的土壤退化分类体系
1971年联合国粮农组织在《土壤退化》一书中，将土壤遏化分为十大类：即侵蚀、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。此外，后来又补充了旱涝障碍、土壤养分亏缺和耕地非农业占用三类。
（二）中国对土壤退化的分类
中国科学院南京土壤研究所借鉴了国外的分类，结合中国的实际，采用了二级分类。一级将中国土壤退化分为土壤侵蚀、土壤沙化、土壤盐化、土壤污染、土壤性质恶化和耕地的非农业占用等六大类，在这6级基础上进一步进行了二级分类。
一级
二级
A
土壤侵蚀
A1
水蚀
A2
冻融侵蚀
A3
重力侵蚀
B
土壤沙化
B1
悬移风蚀
B2
推移风蚀
C
土壤盐化
C1
盐渍化和次生盐渍化
C2
碱化
D
土壤污染
D1
无机物（包括重金属和盐碱类）污染
D2
农药污染
D3
有机废物(工业及生物废弃物中生物易降解有机毒物)污染
D4
化学肥料污染
D5
污泥、矿渣和粉煤灰污染
D6
放射性物质污染
D7
寄生虫、病原菌和病毒污染
E
土壤性质恶化
E1
土壤板结
E2
土壤潜育化和次生潜育化
E3
土壤酸化
E4
土壤养分亏缺
F
耕地的非农业占用

土壤退化-性质

土壤退化
土壤退化是土壤物理、化学、生物学性质恶化导致肥力下降的总称，因此可分为土壤物理退化、土壤化学退化、土壤生物退化，土壤荒漠化是土壤退化的终极形式。土壤退化的原因非常复杂，有些完全是由于人类不合理利用所引起的，大部分是人类活动与自然条件综合作用的结果，主要以土壤侵蚀的形式致使土壤退化。
①土壤物理退化：土壤物理退化主要有土层变薄、土壤沙化或砾石化、土壤板结紧实等，前三者主要是由土壤侵蚀引起的，而土壤板结紧实主要是耕作栽培措施不当所致，特别是随着农业机械化的提高，机械作业导致土壤压板也越来越严重。
土壤侵蚀也称水土流失，是指表层土壤或成土母质在水、风、重力等力量的作用下，发生各种形式的剥蚀、搬运和再堆积的现象。可见土壤侵蚀包括水力、风力、重力和冻融等类型。
水力侵蚀是指由于地表水的径流，导致土壤随水流走的现象，是最普遍、最广泛、最严重的一种土壤侵蚀，所以一般将土壤侵蚀视为水土流失。气候、地形、地貌等，降雨强度、降雨量、地形的坡度、地表覆盖状况等是影响土壤侵蚀的主要因素。中国是一个多山的国家，山地和丘陵占国土面积的1/3，中国也是一个季风气候的国家，一半以上的降雨集中在夏秋季节多以暴雨的形式出现，这就为土壤侵蚀创造了基本条件。一般说来，降雨多、强度大、坡度陡、土质松、植被稀少时，水土流失就非常容易发生。中国是农业古国，农耕历史悠久，加上不断战乱和历代的大兴土木，使开发较早的中原邻近地区树尽林光，水土流失非常严重。
泾渭分明这一成语的产生，就是华北地区历史上水土流失的真实写照。20世纪以来，随着人口的急剧增长，对农产品数量的要求越来越大，掠夺性经营，滥砍滥伐，自然植被遭受了严重的破坏，加剧了水土流失。目前，中国水土流失总的情况是点上治理、面上发展、治理赶不上破坏。全国水土流失面积在150万km2以上，约占总面积的1／6。以黄土高原地区最为严重，流失面积约43万km2，其中严重地区约28万km2，是黄河泥沙的主要来源。长江上游的西藏、青海、甘肃、陕西、四川、云南、贵州、湖北8个省区水土流失面积达到35万km2，其中30%多的面积水土流失相当严重。专家发出警告：如果不保护长江中上游环境，长江很快就会变成另一条黄河。
土壤退化
风力侵蚀是指风将表层土壤吹走的现象，一般当风速＞4~5米/秒时，就会产生风力侵蚀的现象，当风速达8米/秒时，风力侵蚀就很严重。风力侵蚀的结果往往导致表层土壤沙化或砾石化，最终成为沙漠。中国土壤沙漠化面积很大，每年约有400万亩农田和草场成为沙漠，主要分布在西北、华北北部和东北西部的干旱和半干旱地区，主要是由于干旱少水的气候和草原垦殖及过牧引起的。专家预测：如果继续保持中国现有的土地利用方式，土壤沙漠化将以平均每年3.5%的速度递增，中国土壤沙漠化的形势非常严峻。
重力侵蚀是指在重力的作用下，土体发生位置移动的现象，常常形成滑坡和泥石流等灾难。冻融侵蚀是指由于结冰和融化，使土体松散，并发生位移的现象。
②土壤化学退化：土壤化学退化包括土壤有效养分含量降低、养分不平衡、可溶性盐份含量过高、土壤酸化碱化等。长期单一的耕作种植制度，不仅过度消耗某些养分，造成土壤养分不平衡；而且有害有毒的物质增加，直接影响作物的生长。
过度依赖化学肥料，加上不合理的施用化学肥料，特别是单一地施用氮磷化肥，不仅不会提高作物产量，而且还会降低品质，还容易造成土壤养分不平衡，养分流失也会加剧，对水体等环境造成危害。中国上世纪六十年代每公斤氮一般增产小麦10～15公斤、水稻15～20公斤、玉米20～30公斤、皮棉3公斤，到了八十年代每公斤氮素只增产小麦10公斤、水稻9公斤、玉米13公斤、皮棉1公斤。
主要是由于土壤氮磷不平衡，因此，九十年代前后施用磷肥的效果格外显著，但不久又出现大面积缺钾，钾肥效果越来越好，特别是高产农田，钾肥已经成为不可缺少的肥料，微量元素肥料也有很好的效果。
长期施用生理酸性化学肥料会导致土壤酸化，相反，长期施用生理碱性肥料会提高土壤碱度。保护地长期大量施用肥料，还会导致土壤盐份增加，产生盐类浓度障碍。不合理灌溉也会提高地下水位，引起土壤次生盐渍化。
③土壤生物退化：土壤生物退化主要指土壤微生物多样性减少、有害生物增加、生物过程紊乱等。不同于土壤生物污染是由于人为地引入外来物种或基因，土壤生物退化主要是由于不科学的农业耕作措施，如单一的耕作制度、过度依赖化学肥料、大量施用农药等，导致土壤生物数量减少，群落结构改变，有害生物数量增加，而有益生物数量减少。西瓜、大豆等连作障碍就是最好的例子。
土壤退化-现状

土壤退化
全球土壤退化概况
当前，因各种不合理的人类活动所引起的土壤和土地退化问题，已严重威胁着世界农业发展的可持续性。据统计，全球土壤退化面积达1965万km2。就地区分布来看，地处热带亚热带地区的亚洲、非洲土壤退化尤为突出，约300万km2的严重退化土壤中有120万km2分布在非洲、110万km2分布于亚洲；就土壤退化类型来看，土壤侵蚀退化占总退化面积的84%，是造成土壤退化的最主要原因之一；就退化等级来看，土壤退化以中度、严重和极严重退化为主，轻度退化仅占总退化面积的38%。
全球土壤退化评价(Global Asses smentof Soil Degradation)研究结果显示，土壤侵蚀是最重要的土壤退化形式，全球退化土壤中水蚀影响占56%，风蚀占28%；至于水蚀的动因，43%是由于森林的破坏、29%是由于过度放牧、24%是由于不合理的农业管理，而风蚀的动因，60%是由于过度放牧、16%是由于不合理的农业管理、16%是由于自然植被的过度开发、8%是由于森林破坏；全球受土壤化学退化（包括土壤养分衰减、盐碱化、酸化、污染等）影响的总面积达240万km2，其主要原因是农业的不合理利用(56%)和森林的破坏(28%)；全球物理退化的土壤总面积约83万km2，主要集中于温带地区，可能绝大部分与农业机械的压实有关。
中国土壤退化状况
首先，中国水土流失状况相当严重，在部分地区有进一步加重的趋势。据统计资，1996年中国水土流失面积已达183万km2，占国土总面积的19%。仅南方红黄壤地区土壤侵蚀面积就达6153万km2，占该区土地总面积的1/4。同时，对长江流域13个重点流失县水土流失面积调查结果表明，在过去的30年中，其土壤侵蚀面积以平均每年1.2%～2.5%的速率增加，水土流失形势不容乐观。
中国土壤退化类型的发展速度
土壤退化
其次，从土壤肥力状况来看，中国耕地的有机质含量一般较低，水田土壤大多在1%～3%，而旱地土壤有机质含量较水田低，＜1%的就占31.2%；中国大部分耕地土壤全氮都在0.2%以下，其中山东、河北、河南、山西、新疆等5省（区）严重缺氮面积占其耕地总面积的一半以上；缺磷土壤面积为67.3万km2，其中有20多个省（区）有一半以上耕地严重缺磷；缺钾土壤面积比例较小，约有18.5万km2，但在南方缺钾较为普遍，其中海南、广东、广西、江西等省（区）有75%以上的耕地缺钾，而且近年来，全国各地农田养分平衡中，钾素均亏缺，因而，无论在南方还是北方，农田土壤速效钾含量均有普遍下降的趋势；缺乏中量元素的耕地占63.3%。对全国土壤综合肥力状况的评价尚未见报道，就东部红壤丘陵区而言，选择土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表层土壤厚度等11项土壤肥力指标进行土壤肥力综合评价的结果表明，其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影响，处于中、下等水平，高、中、低肥力等级的土壤的面积分别占该区总面积的25.9%、40.8%和33.3%，在广东丘陵山区、广西百色地区、江西吉泰盆地以及福建南部等地区肥力退化已十分严重。
此外，其它形式的土壤退化问题也十分严重。以南方红壤区为例，约20万km2的土壤由于酸化问题而影响其生产潜力的发挥；化肥、农药施用量逐年上升，地下水污染不断加剧，在部分沿海地区其地下水硝态氮含量已远远高于WHO建议的最高允许浓度10mg/l；同时，在一些矿区附近和复垦地及沿海地区土壤重金属污染也相当严重。
土壤退化-研究进展　　

土壤退化宏观检测
自1971年FAO提出土壤退化问题并出版“土壤退化”专著以来，土壤退化问题日益受到人们的关注。第一次与土地退化有关的全球性会议——联合国土地荒漠化(desertification)会议于1977在肯尼亚内罗毕召开。联合国环境署(UNEP)又分别于1990年和1992年资助了Oldeman等开展全球土壤退化评价(GLASOD)、编制全球土壤退化图和干旱土地的土地退化（即荒漠化）评估的项目计划。1993年FAO等又召开国际土壤退化会议，决定开展热带亚热带地区国家级土壤退化和SOTER（土壤和地体数字化数据库）试点研究。
在1994年墨西哥第15届国际土壤学大会上，土壤退化，尤其是热带亚热带的土壤退化问题倍受与会者的重视，不少科学家指出，今后20年热带亚热带将有1/3耕地沦为荒地，117个国家粮食将大幅度减产，呼吁加强土壤退化及土地退化恢复重建研究，并在土壤退化的概念、退化动态数据库、退化指标及评价模型与地理信息系统、退化的遥感与定位动态监测和模拟建模及预测、土壤复退性能研究、退化系统恢复重建的专家决策系统等研究方面有了新的发展。国际水土保持学会也于1997在加拿大多伦多组织召开了以流域为基础的生态系统管理的全球挑战国际研讨会，从生态系统、流域的角度探讨土壤侵蚀等土壤退化等问题。而且，国际土壤联合会于1996年和1999年分别在土耳其和泰国举行了直接以土地退化为主题的第一届和第二届国际土地退化会议，并在第一届会议上决定成立了土壤退化研究工作组专门研究土壤退化，在第二届会议上则对土壤退化问题更为重视，并有学者倡议将土壤退化研究提高到退化科学的高度来认识，并决定于2001年在巴西召开第三届国际土壤退化会议。同时，在亚洲，由UNDP和FAO支持的“亚洲湿润热带土壤保持网(ASOCON)”和“亚洲问题土壤网”也在亚太土地退化评估与控制方面开展了大量的卓有成效的研究工作。总的说来，国际上土壤退化研究在以下方面取得了重要进展：
①从土壤退化的内在动因和外部影响因子（包括自然和社会经济因素）的综合角度，研究土壤退化的评价指标及分级标准与评价方法体系；
②从土壤的物理、化学和生物学过程及其相互作用入手，研究土壤退化的过程与本质及机理；
③从历史的角度出发，结合定位动态监测，研究各类土壤退化的演变过程及发展趋向和速率，并对其进行模拟和预测；
④侧重人类活动（特别是土地利用方式和土壤经营管理措施）对土壤退化和土壤质量影响的研究，并将土壤退化的理论研究与退化土壤的治理和开发相结合，进行土地更新技术和土壤生态功能保护的试验示范和推广；
⑤注重传统技术（野外调查、田间试验、盆栽试验、实验室分析测试、定位观测试验等）与高新技术（遥感、地理信息系统、地面定位系统、模拟仿真、专家系统等）的结合；
⑥从社会经济学角度研究土壤退化对土壤质量及其生产力的影响。

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