1、1第十四章：土壤退化与土壤质量第一节 土壤退化概述一、土壤（地）退化的概念 1、土壤（地）退化：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。 2、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：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。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。防治土壤退化的首要任务是保护耕地土壤。二、土壤退化的分类 （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
2、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）我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，结合我国的实际，采用了二级分类。一级将我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，见下表。 表 1 中国土壤（地）退化二级分类体系（中国科学院南京土壤研究所） 一级 二级 A1 水蚀 A2 冻融侵蚀 A 土壤侵蚀 A3 重力侵蚀 B1 悬移风蚀 B 土壤沙
3、化 B2 推移风蚀 C1 盐渍化和次生盐渍化 C 土壤盐化 C2 碱化 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 D 土壤污染 D7 寄生虫、病原菌和病毒污染 E1 土壤板结 E2 土壤潜育化和次生潜育化 E3 土壤酸化 E 土壤性质恶化 E4 土壤养分亏缺 F 耕地的非农业占用 三、我国土壤资源的现状与退化的基本态势 （一）我国土壤（地）资源的现状与存在问题 1.我国人均土壤资源占有率低 我国国土面积达 960 万 km2，约占世界陆地面积的 1/
4、15，居世界第三位。耕地面积约 123 万 km2，约占国土面积 12.8%，居世界第四位。按照 13 亿人口计算，人均耕地 1.42 亩，仅占世界平均水平的 1/4。由此可见，我国土壤（地）资源总量虽较大，但人均占有量少，人地矛盾尖锐。 2.我国土地资源空间分布不均匀，区域开发利用压力大 一方面我国土地类型从东向西，由平原、丘陵到西藏高原，形成我国土地资源空间分布上的 3 个台阶，其中山地和高原占 59%，盆地和平原仅占 31%，土地资源配置不协调。另一方面，我国土地资源虽绝对数量较大，耕地总量居世界第四位，草地居世界第二位，林地居第八位，但人均耕地、草地、林地分别是世界平均水平的 1/4、
5、1/2 和 1/6。而且 90%以上的耕地和陆地水域分布在东南部，一半以上的林地集中在东北和西南山地，80%以上的草地在西北干旱和半干旱地区，这一特点决定了我国土地资源和耕地资源空间分布存在十分不均的矛盾，农业开发的压力大。 23.生态脆弱区域范围大 我国黄土高原、新疆绿洲、西南岩溶区、东北西部和内蒙地区均属生态脆弱带，土壤存在潜在退化危险。 4.耕地土壤质量总体较差，自维持能力弱 我国 123 万 km2耕地中，瘠薄地、干旱缺水地、坡耕地、风沙地、盐碱地、渍涝地、潜育化地等低产土壤占 2/3，肥力低下的超低产田土壤占 1/3。 5.耕地面积锐减，非农业占用逐渐增加 由于城镇化、工矿企业和民用
6、建设等占用了大量土地，耕地和可耕地面积逐渐减少，加剧了土壤资源紧缺的矛盾。目前，城市向郊区的扩张、乡镇企业和各项建设蚕食着土地，耕地面积锐减。为了满足众多人口对农产品总量的需求，必然造成现有土壤资源的高强度、超负荷开发利用，导致土壤质量下降。（二）我国土壤退化的现状与基本态势 1.土壤退化的面积广、强度大、类型多 据统计，我国土壤退化总面积达 460 万 km2，占全国土地总面积的 40%，是全球土壤退化总面积的1/4。其中水土流失总面积达 150 万 km2，几乎占国土总面积的 1/6，每年流失土壤 50 万吨，流失的土壤养分相当于全国化肥总产量的 1/2。沙漠化、荒漠化总面积达 110 万
7、 km2，占国土总面积的 11.4%。全国草地退化面积 67.7 万 km2，占全国草地面积的 21.4%。土壤环境污染日趋严重，90 年代初仅工业三废污染农田面积达 6 万 km2，相当于 50 个农业大县的全部耕地面积。我国土壤退化的发生区域广，全国各地都发生类型不同、程度不等的土壤退化现象。就地区来看，华北地区主要发生着盐碱化，西北主要是沙漠化，黄土高原和长江中、上游主要是水土流失，西南发生着石质化，东部地区主要表现为土壤肥力衰退和环境污染。总体来看，土壤退化已影响到我国 60%以上的耕地土壤。 2.土壤退化速度快，影响深远 我国土壤退化的速度十分惊人（表） 。仅耕地占用一项，在 80
8、年代的十年间达到 230 多万 hm2，近年仍在加快。其中国家和地方建设占地为 20%左右，农民建房占 5%-7%。土壤流失的发展速度也十分注目，水土流失面积由 1949 年的 150 万 hm2发展到 90 年代中期的 200 万 hm2。近十余年来土壤酸化不断扩展，例如在长江三角洲地区，宜兴市水稻土 pH 平均下降了 0.2-O.4 个单位，Cu、Zn、Pb 等重金属有效态含量升高了 30%-300%。并且有越来越多的证据表明土壤有机污染物积累在加速。 表 2 我国土壤退化类型的发展速度 土壤退化类型 发展速度（万 hm2/年） 耕地占用 15 耕地剥离 10 土壤流失 30-40 土壤沙
9、化 490 草地退化 130 四、土壤（地）退化的后果 土壤退化对我国生态环境和国民经济造成巨大影响。其直接后果有： （一）陆地生态系统的平衡和稳定遭到破坏，土壤生产力和肥力降低。 （二）破坏自然景观及人类生存环境，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。（三）水土流失严重，自然灾害频繁，特大洪水危害加剧，对水库构成重大威胁。 （四）化肥使用量不断增加，而化肥的报酬率和利用率递减，环境污染加剧；农业投入产出比增大，农业生产成本上升。 （五）人地矛盾突出，生存环境恶化，食品安全和人类健康受到严重威胁。第二节 土壤侵蚀及防治一、土壤侵蚀的概念 土壤侵蚀是指土壤或成土母质在外力（水
10、、风）作用下被破坏剥蚀、搬运和沉积的过程。广泛应用的“水土流失”一词是指在水力作用下，土壤表层及其母质被剥蚀、冲刷搬运而流失的过程。 二、土壤侵蚀的主要类型及其指标 划分土壤侵蚀类型的目的在于反映和揭示不同类型的侵蚀特征及其区域分异规律，以便采取适当措施防止或减轻侵蚀危害。土壤侵蚀类型的划分以外力性质为依据，通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和风力侵蚀等。其中水力侵蚀是最主要的一种形式，习惯上称为水土流失。水力侵蚀分为面蚀和沟蚀，重力侵蚀表现为滑坡、崩塌和山剥皮，风力侵蚀分悬移风蚀和推移风蚀。 （一）水力侵蚀 3水力侵蚀或流水侵蚀是指由降雨及径流引起的土壤侵蚀，简称水蚀。包括面蚀、潜蚀、沟蚀
11、和冲蚀。1.面蚀或片蚀：面蚀是片状水流或雨滴对地表进行的一种比较均匀的侵蚀，它主要发生在没有植被或没有采取可靠的水土保持措施的坡耕地或荒坡上。是水力侵蚀中最基本的一种侵蚀形式，面蚀又依其外部表现形式划分为层状、结构状、砂砾化和鳞片状面蚀等。面蚀所引起的地表变化是渐进的，不易为人们觉察，但它对地力减退的速度是惊人的，涉及的土地面积往往是较大的。 2.潜蚀：是地表径流集中渗入土层内部进行机械的侵蚀和溶蚀作用，千奇百怪的喀斯特溶岩地貌就是潜蚀作用造成的，另外在垂直节理十分发育的黄土地区也相当普遍。 3.沟蚀：沟蚀是集中的线状水流对地表进行的侵蚀，切入地面形成侵蚀沟的一种水土流失形式，按其发育的阶段和
12、形态特征又可细分为细沟、浅沟、切沟侵蚀。沟蚀是由片蚀发展而来的，但它显然不同于片蚀，因为一旦形成侵蚀沟，土地即遭到彻底破坏，而且由于侵蚀沟的不断扩展，坡地上的耕地面积就随之缩小，使曾经是大片的土地被切割得支离破碎。 4.冲蚀：主要指沟谷中时令性流水的侵蚀。 （二）重力侵蚀 重力侵蚀是指斜坡陡壁上的风化碎屑或不稳定的土石岩体在重力为主的作用下发生的失稳移动现象，一般可分为泻流、崩坍、滑坡和泥石流等类型，其中泥石流是一种危害严重的水土流失形式。重力侵蚀多发生在深沟大谷的高陡边坡上。 （三）冻融侵蚀 主要分布在我国西部高寒地区，在一些松散堆积物组成的坡面上，土壤含水量大或有地下水渗出情况下冬季冻结，
13、春季表层首先融化，而下部仍然冻结，形成了隔水层，上部被水浸润的土体成流塑状态，顺坡向下流动、蠕动或滑塌，形成泥流坡面或泥流沟。所以此种形式主要发生在一些土壤水分较多的地段，尤其是阴坡。如春末夏初在青海东部一些高寒山坡、晋北及陕北的某些阴坡，常可见到舌状泥流，但一般范围不大。 （四）风力侵蚀 在比较干旱、植被稀疏的条件下，当风力大于土壤的抗蚀能力时，土粒就被悬浮在气流中而流失。这种由风力作用引起的土壤侵蚀现象就是风力侵蚀，简称风蚀。风蚀发生的面积广泛，除一些植被良好的地方和水田外，无论是平原、高原、山地、丘陵都可以发生，只不过程度上有所差异。风蚀强度与风力大小、土壤性质、植被盖度和地形特征等密切
14、相关。此外还受气温、降水、蒸发和人类活动状况的影响。特别是土壤水分状况是影响风蚀强度的极重要因素，土壤含水量越高，土粒间的粘结力加强，而且一般植被也较好，抗风蚀能力强。 （五）人为侵蚀 人为侵蚀是指人们在改造利用自然、发展经济过程中，移动了大量土体，而不注意水土保持，直接或间接地加剧了侵蚀，增加了河流的输砂量。目前主要表现在采矿、修建各种建筑、公路、铁路、水利等工程过程中毁坏耕地、废弃物乱堆放，有的直接倒入河床，有的堆积成小山坡，再在其他营力作用下产生侵蚀。人为侵蚀在黄土高原所产生的危害是不容忽视的，特别是一大批露天煤矿的开采等，使个别地区的水土流失近年来又有明显加剧的趋势。 表 3 土壤流失
15、强度分级指标（水电部，1984） 土壤流失强度分级 土壤平均侵蚀模数（t/km 2.年） 年平均流失厚度（mm） 1.无明显侵蚀 200 或 500 或 1000(不同地区) 0.16 或 0.4 或 0.8 2.轻度侵蚀 200 或 500 或 1000(不同地区)-2500 0.16 或 0.4 或 0.8-2 3.中度侵蚀 2500-5000 2-4 4.强度侵蚀 5000-8000 4-6 5.极强度侵蚀 8000-15000 6-12 6.剧烈侵蚀 15000 12 衡量土壤侵蚀的数量指标主要采用土壤侵蚀模数，即每年每平方公里土壤流失量。根据土壤侵蚀模数对区域划分土壤流失强度。 对于
16、重力侵蚀，一般按地表破碎程度进行分级。 表 4 土壤重力侵蚀分级指标（水电部，1984） 重力侵蚀分级 侵蚀形态面积占沟坡面积% 1. 轻度侵蚀 10 2. 中度侵蚀 10-25 3. 强度侵蚀 25-35 44. 极强度侵蚀 35-50 5. 剧烈侵蚀 50 三、影响土壤侵蚀的因素 影响壤侵蚀的因素分为自然因素和人为因素。自然因素是水土流失发生、发展的先决条件，或者叫潜在因素，人为因素则是加剧水土流失的主要原因。 （1）自然因素 1.气候：气候因素特别是季风气候与土壤侵蚀密切相关。季风气候的特点是降雨量大而集中，多暴雨，因此加剧了土壤侵蚀。最主要而又直接的是降水，尤其是暴雨的引起水土流失最突
17、出的气候因素。所谓暴雨是指短时间内强大的降水，一日降水量可超过 50mm 或 1 小时降水超过 16mm 的都叫做暴雨。一般说来，暴雨强度愈大，水土流失量愈多。 2.地形：地形是影响水土流失的重要因素，而坡度的大小、坡长、坡形等都对水土流失有影响，其中坡度的影响最大，因为坡度是决定径流冲刷能力的主要因素。坡耕地植使土壤暴露于流水冲刷是土壤流失的推动因子。一般情况下，坡度越陡，地表径流流速越大，水土流失也越严重。 3.土壤：土壤是侵蚀作用的主要对象，因而土壤本身的透水性、抗蚀性和抗冲性等特性对土壤侵蚀也会产生很大的影响。土壤的透水性与质地、结构、孔隙有关，一般地，质地沙、结构疏松的土壤易产生侵蚀
18、。土壤抗蚀性是指土壤抵抗径流对它们的分散和悬浮的能力。若土壤颗粒间的胶结力很强，结构体相互不易分散，则土壤抗蚀性也较强。土壤的抗冲性是指土壤对抗流水和风蚀等机械破坏作用的能力。据研究，土壤膨胀系数愈大，崩解愈快，抗冲性就愈弱，如有根系缠绕，将土壤团结，可使抗冲性增强。4.植被：植被破坏使土壤失去天然保护屏障，成为加速土壤侵蚀的先导因子。据中国科学院华南植物研究所的试验结果，光板的泥沙年流失量为 26902kg/hm2，桉林地为 6210kg/hm2，而阔叶混交林地仅 3 kg/hm2。因此，保护植被，增加地表植物的覆盖，对防治土壤侵蚀有着极其重要意义。 （2）人为因素 人为活动是造成土壤流失的
19、主要原因，表现为植被破坏（如滥垦、滥伐、滥牧）和坡耕地垦植（如陡坡开荒、顺坡耕作、过度放牧） ，或由于开矿、修路未采取必要的预防措施等，都会加剧水土流失。 四、土壤侵蚀对生态环境的影响和危害 我国是世界上土壤侵蚀最严重的国家之一，主要发生在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，水土流失严重。其主要危害包括以下方面： （一）破坏土壤资源 由于土壤侵蚀，大量土壤资源被蚕食和破坏，沟壑日益加剧，土层变薄，大面积土地被切割得支离破碎，耕地面积不断缩小。随着土壤侵蚀年复一年的发展，势必将人类赖以生存的肥沃土层侵蚀殆尽。据统计全国水土流失总面积达 150 万 km2（不包括风蚀面积）
20、，几乎占国土总面积的 1/6。黄土高原总面积为53 万 km2，水土流失面积达 43 万 km2，占总面积的 81%。据资料介绍，在晋、陕、甘等省内，每平方公里有支、干沟 50 多条，沟道长度可达 5-10km 以上，沟谷面积可占流域面积的 50-60%。 （二）土壤肥力和质量下降 土壤侵蚀使大量肥沃表土流失，土壤肥力和植物产量迅速降低。如吉林省黑土地区，每年流失的土层厚达 0.5-3cm，肥沃的黑土层不断变薄，有的地方甚至全部侵蚀，使黄土或乱石遍露地表。四川盆地中部土石丘陵区，坡度为 150-200的坡地，每年被侵蚀的表土达 2.5cm,黄土高原强烈侵蚀区，平均年侵蚀量6000t/km2以上
21、，最高可达两万吨以上。南方红黄壤地区以江西兴国县为例，平均年流失量 5000 8000t/km2，最高达 13500t/km2，裸露的花岗岩风化壳坡面，夏季地表温度高达 70，被喻为南方“红色沙漠” 。目前珠江三角洲每年以 50-lOOm 的速度向海推进。全国每年流失土壤超过 50 万吨，占世界总流失量的 20%，相当于剥去 10mm 厚的较肥沃的土壤表层，流失的土壤氮磷钾等养分相当于 5000 多万吨化肥量。通过水土流失的土壤，一般是较肥沃的土壤表层，造成大量土壤有机质和养分损失，土壤理化性质恶化，土壤板结，土质变坏，土壤通气透水性能降低，使土壤肥力和质量迅速下降。 （三）生态环境恶化 由于
22、严重的水土流失，导致地表植被的严重破坏，自然生态环境失调恶化，洪、涝、旱、冰雹等自然灾害接踵而来，特别是干旱的威胁日趋严重。据资料介绍，黄土高原地区每 10 年有 5-7 年是旱年。频繁的干旱严重威胁着农林业生产的发展。由于风蚀的危害，致使大面积土壤砂化，并在我国西北地区经常形成沙尘暴天气，造成严重的大气环境污染。 （四）破坏水利、交通工程设施 水土流失带走的大量泥沙，被送进水库、河道、天然湖泊，造成河床淤塞、抬高，引起河流泛滥，这是平原地区发生特大洪水的主要原因。据其中 20 个修建 20 年的重点水库统计，淤积量已达 77 亿 m3，为总库容的近 20%，大大缩短了水利设施的使用寿命。同时
23、大量泥沙的淤积还会造成大面积土壤的次生盐5渍化。由于一些地区重力侵蚀的崩塌、滑坡、或泥石流等经常导致交通中断，道路桥梁破坏，河流堵塞，已造成巨大的经济损失。 由此可见，土壤侵蚀所造成的危害是十分严重的，必须予以高度的重视和采取有效措施加以防治。 五、土壤侵蚀的防治 防治水土流失，保护和合理利用水土资源是改变山区、丘陵区、风沙区面貌，治理江河、减少水、旱、风沙灾害，建立良好生态环境，走农林业生产可持续发展的一项根本措施，是国土整治的一项重要内容。水土保持是山区生态建设的生命线，必须采取行之有效的水土保持综合治理措施。国内外通过大量的生产实践和科学研究，总结出了以水利工程、生物工程和农业技术相结合
24、的水土保持综合治理经验，经推广应用取得了良好的效果。 （一）水利工程措施 1.坡面治理工程 按其作用可分为梯田、坡面蓄水工程和截流防冲工程。梯田是治坡工程的有效措施，可拦蓄 90%以上的水土流失量。梯田的形式多种多样，田面水平的为水平梯田，田面外高里低的为反坡梯田，相邻两水平田面之间隔一斜坡地段的为隔坡梯田，田面有一定坡度的为坡式梯田。坡面蓄水工程主要是为了拦蓄坡面的地表径流，解决人畜和灌溉用水，一般有旱井、涝池等。截流防冲工程主要指山坡截水沟，在坡地上从上到下每隔一定距离，横坡修筑的可以拦蓄、输排地表径流的沟道，它的功能是可以改变坡长，拦蓄暴雨，并将其排至蓄水工程中，起到截、缓、蓄、排等调节
25、径流的作用。 2.沟道治理工程 主要有沟头防护工程、谷坊、沟道蓄水工程和淤地坝等。沟头防护工程是为防止径流冲刷而引起的沟头前进、沟底下切和沟岸扩张，保护坡面不受侵蚀的水保工程。首先在沟头加强坡面的治理，做到水不下沟。其次是巩固沟头和沟坡，在沟坡两岸修鱼鳞坑、水平沟、水平阶等工程，造林种草，防止冲刷，减少下泻到沟底的地表径流。在沟底从毛沟到支沟至干沟，根据不同条件，分别采取修谷坊、淤地坝、小型水库和塘坝等各类工程，起到拦截洪水泥沙，防止山洪危害的作用。 3.小型水利工程 主要为了拦蓄暴雨时的地表径流和泥沙，可修建与水土保持紧密结合的小型水利工程，如蓄水池、转山渠、引洪漫地等。 （二）生物工程措施
26、 生物工程措施是指为了防治土壤侵蚀、保持和合理利用水土资源而采取的造林种草，绿化荒山，农林牧综合经营，以增加地面覆被率，改良土壤，提高土地生产力，发展生产，繁荣经济的水土保持措施，也称水土保持林草措施。林草措施除了起涵养水源、保持水土的作用外，还能改良培肥土壤，提供燃料、饲料、肥料和木料，促进农、林、牧、副各业综合发展，改善和调节生态环境，具有显著的经济、社会和生态效益。生物防护措施可分两种：一种是以防护为目的的生物防护经营型，如黄土地区的塬地护田林、丘陵护坡林、沟头防蚀林、沟坡护坡林、沟底防冲林、河滩护岸林、山地水源林、固沙林等。另一种是以林木生产为目的的林业多种经营型，有草田轮作、林粮间作
27、、果树林、油料林、用材林、放牧林、薪炭林等。 （三）农业技术措施 水土保持农业技术措施，主要是水土保持耕作法，是水土保持的基本措施。它包括的范围很广，按其所起的作用可分为三大类： 1.以改变地面微小地形，增加地面粗糙率为主的水土保持农业技术措施：拦截地表水，减少土壤冲刷，主要包括横坡耕作、沟垄种植、水平犁沟、筑埂作垄等高种植丰产沟等。 2.以增加地面覆盖为主的水土保持农业技术措施：其作用是保护地面，减缓径流，增强土壤抗蚀能力，主要有间作套种、草田轮作、草田带状间作、宽行密植、利用秸秆杂草等进行生物覆盖、免耕或少耕等措施。 3.以增加土壤入渗为主的农业技术措施：疏松土壤，改善土壤的理化性状，增加
28、土壤抗蚀、渗透、蓄水能力，主要有增施有机肥、深耕改土、纳雨蓄墒、并配合耙耱、浅耕等，以减少降水损失，控制水土流失。 防治土壤侵蚀，必须根据土壤侵蚀的运动规律及其条件，采取必要的具体措施。但采取任何单一防治措施，都很难获得理想的效果，必须根据不同措施的用途和特点，遵循如下综合治理原则：治山与治水相结合，治沟与治坡相结合，工程措施与生物措施相结合，田间工程与蓄水保土耕作措施相结合，治理与利用相结合，当前利益与长远利益相结合。实行以小流域为单元，坡沟兼治，治坡为主，工程措施、生物措施、农业措施相结合的集中综合治理方针，才可收到持久稳定的效果。第三节 土壤沙化及防治一、土壤沙化的基本概念 6土壤沙化和
29、土地沙漠化泛指良好的土壤或可利用的土地变成含沙很多的土壤或土地甚至变成沙漠的过程。土壤沙化和土地沙漠化的主要过程是风蚀和风力堆积过程。在沙漠周边地区，由于植被破坏或草地过渡放牧或开垦为农田，土壤因失水而变得干燥，土粒分散，被风吹蚀，细颗粒含量降低。而在风力过后或减弱的地段，风沙颗粒逐渐堆积于土壤表层而使土壤沙化。因此，土壤沙化包括草地土壤的风蚀过程及在较远地段的风沙堆积过程。 我国沙漠化土地面积约 33.4 万 km2，按照土壤发生层次 A、B、C 各层被风蚀破坏的程度分为若干种发展状态，其相对分布见表。 表 5 我国土壤风沙化分级及其比例 （见黄昌勇主编土壤学 ，2000） 类 型 吹蚀深度
30、 风沙覆盖(cm) 0.01mm 损失(%) 生物生产力 下降(%) 分布面积(万 km2) 占全部 (%)轻度风蚀沙化(潜在沙漠化) A 层剥蚀 1/2 10 5-10 10-25 15.8 47.31中度风蚀沙化(发展中沙漠化) A 层剥蚀 1/2 10-50 10-25 25-50 8.1 24.25重度风蚀沙化(强烈沙漠化) A 层殆失 50-100 25-50 50-75 6.1 18.26严重风蚀沙化(严重沙漠化) B 层殆失 100 50 75 3.4 10.18二、土壤（地）沙化和沙漠化的类型 根据土壤沙化区域差异和发生发展特点，我国沙漠化土壤（地）大致可分为三类： （一）干旱
31、荒漠地区的土壤沙化 主要分布在内蒙古的狼山-宁夏的贺兰山-甘肃的乌鞘岭以西的广大干旱荒漠地区，沙漠化发展快，面积大。该地区气候极端干旱，沙化后很难恢复。 （二）半干旱地区的土壤沙化 主要分布在内蒙古中西部和东部、河北北部、陕西及宁夏东南部。该地区属于农牧交错的生态脆弱带，由于过渡放牧、农垦，沙化呈大面积区域化发展，人为因素影响很大，土壤沙化有逆转可能。 （三）半湿润地区的土壤沙化 主要分布在黑龙江、嫩江下游，其次是松花江下游、东辽河中游以北地区，呈狭带状断续分布在河流沿岸。沙化面积小，发展程度较轻，并与土壤盐渍化交错分布，属林-牧-农交错地区，降水量在 500mm左右。这类沙化可控制和修复。
32、三、影响土壤沙化的因素 （一）干旱气候引起的风沙 第四纪以来，随着青藏高原的隆起，西北地区干旱气候日益加剧，雨水稀少，风大沙多，使土壤沙化逐渐发展。 （二）人为活动引起的风沙 人为活动是土壤沙化的主导因素，原因是：人类活动使水资源短缺，加剧干旱和风蚀；农垦和过渡放牧，植被覆盖降低。据统计，人为因素引起的土壤沙化占总沙化面积的 94.5%，其中农垦不当占25.4%，过渡放牧占 28.3%，森林破坏占 31.8，水资源利用不合理占 8.3%，开发建设占 0.7%。 四、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。首先，土壤沙化使大面积土壤失去农、林、牧生产能力，使有限的土壤资源面临更为严
33、重的挑战。我国从 1979 年到 1989 年 10 年间，草场退化每年约 130 万hm2，人均草地面积由 O.4hm2下降到 0.36hm2。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。20 世纪 30 年代在美国，60 年代在前苏联均发生过强烈的黑风暴。70 年代以来，我国新疆发生过多次黑风暴。土壤沙化的发展，造成土地贫瘠，环境恶劣，威胁人类的生存。我国汉代以来，西北的不少地区是一些古国的所在地，如宁夏地区是古西夏国的范围，塔里木河流域是楼兰古国的地域，大约在 1500 年前还是魏晋农垦之地，但现在上述古文明已从地图上消失了。
34、从近代时间看，1961 年新疆生产建兵团 32 团开垦的土地，至 1976 年才 15 年时间，已被高 1-1.5m 的新月形沙丘所覆盖。 五、土壤沙化的防治途径 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的过程。防治重点应放在农牧交错带和农林草交错带，在技术措施上要因地制宜。主要防治途径如下。 （一）营造防沙林带 我国沿吉林白城地区的西部一内蒙古的兴安盟东南一哲里木盟和赤蜂市一古长城沿线是农牧交错带7地区，土壤沙化正在发展中。我国已实施建设“三北”地区防护林体系工程，应进一步建成为“绿色长城” 。一期工程已完成 600 万 hm2植树造林任务。目前已使数百万公顷农田得到保护
35、，轻度沙化得到控制。（二）实施生态工程 我国的河西走廊地区，昔日被称为“沙窝子” 、 “风库” ，当地因地制宜，因害设防，采取生物工程与石工程相结合的办法，在北部沿线营造了 1220 多 km 的防风固沙林 13.2 万 hm2，封育天然沙生植被 26.5万 hm2，在走廊内部营造起约 5 万 hm2农田林网，河西走廊一些地方如今已成为林茂粮丰的富蔗之地。 （三）建立生态复合经营模式 内蒙古东部、吉林白城地区、辽西等半干旱、半湿润地区，有一定的降雨量资源，土壤沙化发展较轻，应建立林农草复合经营模式。 （四）合理开发水资源 这一问题在新疆、甘肃的黑河流域应得到高度重视。塔里木河建国初年径流量 1
36、00108m3，50 年代后上游站尚稳定在 40108-50108m3。但在只有 2 万人口、2000 多 hm2土地和 30 多万只羊的中游地区消耗掉约 40108m3水，中游区大量耗水致使下游断流，300 多公里地段树、草枯萎和残亡，下游地区的 4万多人口、1 万多 hm2土地面临着生存威胁。因此，应合理规划，调控河流上、中、下游流量，避免使下游干涸、控制下游地区的进一步沙化。 （五）控制农垦 土地沙化正在发展的农区，应合理规划，控制农垦，草原地区应控制载畜量。草原地区原则上不宜农垦，旱粮生产应因地制宜控制在沙化威胁小的地区。印度在 1.7 亿 hm2草原上放牧 4 亿多头羊，使一些稀疏干
37、草原很快成为荒漠。内蒙古草原的理论载畜量应为 O.49 只羊/hm 2，而实际载畜量每公顷达 0.65 只羊，超出 33%。因此，从牧业持续发展看必须减少放牧量。实行牧草与农作物轮作，培育土壤肥力。 （六）完善法制，严格控制破坏草地 在草原、土壤沙化地区，工矿、道路以及其他开发工程建设必须进行环境影响评价。对人为盲目垦地种粮、樵柴、挖掘中药等活动要依法从严控制。第四节 土壤盐渍化及防治土壤盐渍化是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程，也称盐碱化。我国盐渍土或称盐碱土的分布范围广、面积大、类型多，总面积约 1 亿 hm2。主要发生在干旱、半干旱和半湿润地区。盐碱土的可溶性盐主要包括钠、钾、钙、
38、镁等的硫酸盐、氯化物、碳酸盐和重碳酸盐。硫酸盐和氯化物一般为中性盐，碳酸盐和重碳酸盐为碱性盐。 一、盐渍化的危害 （一）引起植物“生理干旱” 当土壤中可溶性盐含量增加时，土壤溶液的渗透压提高，导致植物根系吸水困难，轻者生长发育受到不同程度的抑制，严重时植物体内的水分会发生“反渗透” ，招致凋萎死亡。 （二）盐分的直接毒害作用 当土壤中盐分含量增多，某些离子浓度过高时，对一般植物直接产生毒害。特别是碳酸盐和重碳酸盐等碱性盐类对幼芽、根和纤维组织有很强的腐蚀作用，会产生直接危害。同时，高浓度的盐分破坏了植物对养分的平衡吸收，造成植物某些养分缺乏而发生营养紊乱。如过多的钠离子，会影响植物对钙、镁、钾
39、的吸收，高浓度的钾又会妨碍对铁镁的摄取，结果会导致诱发性的缺铁和缺镁症状。 （三）降低土壤养分的有效性 盐渍化土壤中的碳酸盐和重碳酸盐等碱性盐在水解时，呈强碱性反应，高 pH 条件会降低土壤中磷、铁、锌、锰等营养元素的溶解度，从而降低了土壤养分对植物的有效性。 （四）恶化土壤物理和生物学性质 当土壤中含有一定量盐分时，特别是钠盐，对土壤胶体具有很强的分散能力，使团聚体崩溃，土粒高度分散，结构破坏，导致土壤湿时泥泞干时板结坚硬，通气透水性不良，耕性变差。同时，不利于微生物活动，影响土壤有机质的分解与转化。 二、土壤盐渍化的形成条件 气候干旱、地势低洼、排水不畅、地下水位高、地下水矿化度大等是盐渍
40、化形成的重要条件，母质、地形、土壤质地层次等对盐渍化的形成也有重要影响。 （一）半干旱半湿润季风气候是土壤盐渍化的前提 无论从全球还是从我国来看，大部分的盐碱土都分布在雨水稀少的干旱、半干旱和半湿润季风气候地区，干湿季节明显，旱季漫长湿季短暂，蒸发量大于降雨量。我国主要的盐碱土地区，如华北和东北地区，年降水量只有 400-700mm，而年蒸发量则远超过 1000mm；西北地区的内蒙古、宁夏、青海和新疆等地，年降雨量仅为 100-350mm，有些地区更低，年蒸发量却高达 2000-3000mm，为降雨量的 10-15 倍，8甚至 300 倍。这种气候特点为盐分聚集地表，土壤返盐提供了条件。成土母
41、质风化释放出的可溶性盐分，无法淋溶，只能随水搬运至排水不畅的低平地区，在强烈的蒸发作用下，盐分便聚积于表层土壤内，导致土壤盐渍化。 （二）地形地貌是盐分累积分异的重要条件 地形地貌引起水盐的分配和运动，所以盐碱土总是分布于特定的地形地貌部位上。陆地上盐分移动和集聚的基本趋势是盐分地面和地下径流由高处向低处汇集，积盐状况由高处到低处逐渐加重。因此，就大地形而言，盐碱土多分布在地形低平的内陆盆地、山间洼地和平坦、排水不畅的平原地区，地面水和地下水汇集，地下水经常维持较高水位，容易形成盐碱土。地势较高的地区和坡地不会形成盐碱土。从小地形来看，在低平地区中的局部高处，由于蒸发快，水和盐分由低处向高处聚
42、积，有时往往相距几十米或几米，高差仅为十几厘米的地方，高处的盐分含量可比低平处高出几倍。 （三）地下水状况是土壤盐渍化的主导因素 含盐的地下水，借土壤毛管作用上升至土壤表层，水分蒸发后盐分便积聚起来，这是土壤盐碱化很普遍的过程。而地下水位高低、地下水矿化度的大小与土壤盐碱化有着密切的关系，故地下水影响是现代积盐的根本原因。地下水位与土壤积盐的关系：地下水位越高，含盐地下水越易通过毛管上升至地表，水分蒸发后，盐分便遗留在土壤表层，引起土壤盐渍化。生产上为保证植物根系活动层土壤不发生盐渍化，所要求的地下水最小埋藏深度称为地下水临界深度。临界深度并非常数，它受气候、土壤质地、地下水矿化度和人为因素等
43、的影响较大。地下水矿化度与土壤积盐的关系：地下水矿化度是指每升地下水中含盐的克数（g/L） ，生产上将开始引起土壤盐渍化的地下水矿化度称为临界矿化度。地下水矿化度越高，则土壤容易发生盐碱化。反之，则不易发生盐碱化。因此，地下水位的高低和地下水矿化度的大小影响着土壤盐渍化的程度，一般地下水位越高，矿化度越大，土壤积盐程度越严重。 （四）母质和生物也是土壤盐渍化的形成条件 母质对土壤盐渍化形成的影响有两个方面：一是母质本身含盐：在经过漫长地质年代聚集下来的盐分，形成古盐土、含盐地层、盐岩或盐层，在漠境极端干旱的条件下，盐分得以残留下来成为目前的残积盐土。二是含盐母质在滨海或盐湖形成新的沉积物，经地
44、壳运动将这些新沉积物暴露出来成为陆地，从而使土壤含盐。 有些盐地植物的耐盐力很强，能在土壤溶液渗透压很高的土壤上生长，这些植物根系发达，能从深层土壤或地下水中吸取大量的水溶性盐类。吸收积累的盐分可达植物干重的 20%-30%，甚至高达 40%-50%，植物死亡后，就把盐分留在表层土壤中或地面上，从而加速土壤的盐碱化。新疆盐渍土上生长的红柳和胡杨等都具有这种作用。另外，某些盐生植物在生长过程中，能把体内的盐分分泌出来（称为泌盐植物） ，就地累积于植株的附近，日积月累大大地增加土壤表层中的盐分。 （五）人类活动是引起土壤次生盐渍化的主因 在干旱、半干旱和半湿润的平原灌区，不合理的人类活动是引起土壤
45、次生盐渍化的主要原因。如灌排、轮作等措施不当，会使土壤发生盐碱化。这种由于人为生产措施不当而造成的土壤盐渍化，称为次生盐渍化。土壤次生盐渍化的发生，从内因来看，土壤具有潜在盐渍化。从外因来看，主要是人类活动所致。归纳起来有：灌排系统不配套：有灌无排或排水不畅，地下水位上升，导致土壤积盐。大水漫灌、串灌：土地不平整，灌水量不加节制，大量水分入渗提高了地下水位，带来了次生盐渍化。渠道渗漏：长期引水后，提升了渠道两侧的地下水位，引起水道两侧的次生盐渍化。平原蓄水不当：平原水库的水位一般都接近于地面，如在水库周围不修建截渗设施，则由于水库水体的静水压，势必导致水库周围地下水位的升高，使土壤发生次生盐渍
46、化。利用矿化度较大的地面水或地下水进行灌溉所致。不合理的耕种方式：有些灌区水旱插花种植，水田周围又无截渗措施，使四周旱田区的地下水位因稻田灌水而抬高，造成旱田土壤发生次生盐渍化。此外，在灌区耕作粗放、施肥不合理、土地不平整等，都易造成土壤次生盐渍化的加重。 三、土壤盐渍化的类型 （一）现代盐渍化：在现代自然环境下，积盐过程是主要的成土过程。 （二）残余盐渍化：土壤中某一部位含一定数量的盐分而形成积盐层，但积盐过程不再是目前环境条件下主要的成土过程。 （三）在盐渍化：心底土存在积盐层，或者处于积盐的环境条件(如高矿化度地下水、强 蒸发等等)，有可能发生盐分表聚的情况。 我国盐渍土总面积约 1 亿
47、 hm2，其中现代盐渍化土壤约 0.37 亿 hm2，残余盐渍化土壤约 0.45 亿 hm2，潜在盐渍化土壤约 0.17 亿 hm2。由于受气候及水资源条件的限制，以及科学技术开发能力的限制，很多盐渍土尤其是现代盐渍土及残余盐渍土尚不可能得到有效利用。 第五节 土壤潜育化及其防治一、土壤潜育化与次生潜育化的概念 9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 lm 内的土体中某些层段氧化还原电位（Eh）在 200mv 一下，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。土壤次生潜育化是指因耕作或灌溉等人为原因，土壤(主要是水稻土)从非
48、潜育型转变为高位潜育型的过程。常表现为 50cm 土体内出现青泥层。 我国南方有潜育化或次生潜育化稻田 400 多万 hm2，约有一半为冷浸田，是农业发展的又一障碍。广泛分布于江、湖、平原，如鄱阳平原、株江三角州平原、太湖流域、洪泽湖以东的里下河地区，以及江南丘陵地区的山间构造盆地，以及古海湾地区等。 二、次生潜育化稻田的形成原因 其形成与土壤本身排水条件不良，水过多以及耕作利用不当有关。 （一）排水不良 土壤处于洼地、比较小的平原、山谷涧地等地区，排水不良是形成次生潜育化的根本原因。 （二）水过多 首先是水利工程，沟渠水库周围由于坝渠漏水。其次可能是潜水出露，如湖南的“滂泉田” ，排灌不分离
49、，串灌造成土壤长期浸泡。 （三）过度耕垦 我国南方 20 世纪 60-70 年代大力推广三季稻，复种指数大大提高，干湿交替时间缩短，犁底层加厚并更紧实，阻碍了透水、透气，故易诱发次生潜育化。另外，次生潜育化与土壤质地较粘、有机质含量较高也有关。 三、潜育化和次生育化土壤的障碍因素 （一）还原性有害物质较多 强潜育性土壤的 Eh 大多在 250mV 以下。Fe 2+含量可高达 4103mg/kg，为非潜育化土壤的数十至数百倍，易受还原物质毒害。 （二）土性冷 潜育化或次生潜育化土壤的水温、土温在 3-5 月间，比非潜育化土壤分别低 3-8和 2-3，是稻田僵苗不发、迟熟低产的原因。 （三）养分转化慢 土壤的生物活动较弱，有机物矿化作用受抑制，有机氮矿化率只有正常土壤的 50%-80%。土壤钾释放速率低，速效钾、缓效钾均较缺乏，还原作用强，有较高的 CH4、N 20 源。 四、改良和治理 潜育化和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、因地制宜、综合利用。主要方法措施如下： （一）开沟排水，消除渍害 在潜育化和次生潜育化土壤周围开沟，排灌分离，防止串灌。明沟成本较低，但暗沟效果较好，沟距以 6-8m(重粘土)和 lO-15m(轻粘土)为宜。 （二）多种经营，综合利用 潜育化和次
