第八章 土壤退化过程与环境质量.ppt

第八章 土壤退化过程与环境质量 S = f (cl, o, r, p, t,…..) 土壤变化：①土壤与环境 ②土壤内部 ?S = ?Se + ?Si 土壤发育：有序化－熵减 环境：熵增加－混乱度增加－负熵（太 阳能） 人为导致的土壤退化 土壤退化：一个或多个功能不能发挥 农业生产力＋环境调节能力 土壤退化的类型： ①自然土壤形成过程 ②人为活动：农业、城市化、工业化 土壤侵蚀、荒漠化、酸化、盐渍化 第二节 土壤侵蚀与环境质量 一、土壤水蚀及其影响因子： 降雨、水流（沟蚀、沟间侵蚀） 气候因素：降雨、生物生长、物质分解 地表覆盖：减少沟间侵蚀、减少径流 地形：坡地平地 人为管理：耕作、梯田 二、土壤水蚀的估计和预测 Wischmeier等（1978） USLE Laflen等（1991） WEPP USLE: A = RKLSCP R:降雨因子 K:土壤可蚀性因子 LS:坡度和坡长的复合因子 C:覆盖度 P:人为管理措施 三、土壤水蚀对环境质量的影响 原位影响： 耕作层丧失、土壤肥力、有机质下降、植物有效水库容的下降、土壤热反射能力增加及结壳和压实等 评价： ①估计侵蚀量； ②侵蚀量－作物产量 异位影响： ①径流高峰增大，加剧洪水灾害； ②泥沙沉积影响河道、库容 黄河、三门峡水库 ③受纳水体养分增高，产生富营养化 库湾、河口、湖泊水库 磷：颗粒态磷(PAP)、溶解态磷(DP) ④土壤有机碳流失 对大气影响 0.15％ 我国水土流失情况 水土流失治理 建设高标准基本农田，促进退耕还林 加大植被建设力度，从数量型向质量型转变 机修梯田，推行生物经济复式埂 经济林建设走产业化发展的路子 有计划地发展畜牧业，减少植被破坏 第三节 荒漠化过程及其环境影响 我国情况 荒漠化面积2.62×108hm2 ，占国土面积27.3％ 风蚀荒漠化：全国分布 水蚀荒漠化：黄土高原北部、黄河中上游地区 盐渍荒漠化：西北、华北产粮区 冻融荒漠化：青藏高原 荒漠化概念 指干旱、半干旱、干旱的半湿润地区在自然和人为活动影响下造成的土地退化。 ① 土壤退化：侵蚀、盐碱化、肥力衰竭等 ② 土壤生态与环境退化：植被覆盖度降低、生 物量减少、生物多样性下降等 （一）荒漠化过程的特点 植被退化 生产力下降、群落结构简单、植物生物多样性降低、植被再生能力下降 土壤退化 土壤侵蚀、土壤性质恶化 植被与土壤退化相互作用 （二）荒漠化过程的影响因子 主要原因：水分短缺 干旱、半干旱 人为活动的影响：加速荒漠化 （1）土地滥垦与不适宜的种植业发展 （2）过度放牧与不当的草场管理 （3）森林滥伐与地表植被的破坏 （三）荒漠化评价的土壤和环境指标 潜在产量损失：田间实验方法 植被指标、土壤指标和人类活动指标 沙地草场：植被盖度、表土层厚度、 风蚀模数、土壤有机质 植被群落类型 （四）荒漠化治理 1. 植物固沙 建立人工植被或恢复天然植被 2. 工程治沙  利用地形地物设置障碍物或铺压遮蔽 3. 化学固沙  在流动沙地上喷洒化学胶结物质 4. 旱地节水 低压管道输水、喷灌微灌 5. 退化地开发 沙地衬膜水稻栽培 第四节 土壤酸化与环境质量 进入土壤的H+的来源： ①CO2的溶解 H2CO3、生物体分泌 ②SOx、NOx 全球范围内pH5的土壤占全球土壤面积的1/3。我国？ 一、土壤酸化过程的形成和实质 （1）矿物分解，盐基淋溶－自然酸化过程 2MgAl7Si16O40(OH)8.Na + 45H2O 2Mg2+ + 2Na+ + 6OH- + 18Si(OH)4 + 7Al2Si2O5(OH)4 Al3++Si(OH)4 + 0.5H2O H++ 0.5Al2Si2O5(OH)4 Al3+ + 3H2O H+ + Al(OH)3 （2）H+与土壤胶体吸附的阳离子发生交换作用 NaKMgCaHAl （3）植物凋落物产生具有强酸性的有机物 （二）铝的活化 矿物的溶解－沉淀理论 Al(OH)3 + 3H+ Al3+ +3H2O log[Al3+] = logKsp -3pH+14 有机质吸附理论