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对土壤学的认识范文1
[关键词]多媒体 土壤学 课堂教学最优化
土壤学在高等农林院校的教学体系中是一门重要的专业基础课,它以数学、化学、物理、生态学和地质学等课程为基础,是农业资源与环境、土地管理、农学、林学、园林、园艺及植物保护等专业的基础课,是一门理论性和实践性较强的课程。上世纪50年代土壤学课程为120~180学时(土化),80~120学时(其它专业)。如今,由于教改的不断深入,新兴和交叉学科的兴起,已将土壤学课程压缩为30~60学时,而各学科培养的专业人才既要有一定广度又要有一定深度的理论知识和解决生产实践问题的能力。因此,如何在有限的学时内,不断提高土壤学教学质量,以激发学生的学习兴趣,实现土壤学课堂教学最优化是值得我们思考的问题。
随着信息时代的到来,科学技术的飞速发展加快了教育领域知识的更新,多媒体课堂教学作为计算机多媒体技术与现代教育技术相结合的产物,以其鲜明的教学特点,丰富的教学内容,形象生动的教学形式,在高校教学中得到了广泛地使用。但是,在实际使用多媒体教学中,还存在一系列问题,因此也很难实现课堂教学的最优化。
一、多媒体在实现土壤学课堂教学最优化中的作用
(一)课堂教学最优化理论
前苏联著名的教育家、教学论专家尤里・康斯坦丁诺夫・巴班斯基最早提出最优化教学理论。它的大意是:根据培养目标和具体的教学任务,考虑学生、教师和教学条件的实际,按教学规律设计最好的教学方案,获得人力物力消耗最低、效益最高的结果。这个结果反映在学生身上就是全班每个人都能获得最合理的教育和发展。这个理论的核心是要综合地解决教育和个性一般发展的任务,包括发展创造性才能。其关键在于处理好时间、精力耗费和教育效果的关系,也就是要低消耗高产出。为此,必须弄清,什么样的教学方法、教学形式和教学手段,在什么样的具体条件下,才能保证出色的完成一定的教学任务,实现课堂教学最优化。
(二)多媒体与课堂教学最优化的联系
目前,随着计算机技术的迅速发展,多媒体技术正在日益成为教学现代化的一种重要手段,传统的教学系统是由教师、学生和教材三个要素构成的,在现代教学环境下还要多增加一个要素,这就是教学媒体。
在土壤学教学方面,我们经常发现讲到“不同土壤类型的特性和变化过程等”,用传统的教学手段只能是“纸上谈兵”,学生很难直观感受到土壤类型间特性的差别,难以达到理想的教学效果。如果我们利用自制的多媒体课件将不同土壤类型的图片及其形成过程以形象、生动直观的方式演示出来,有利于学生理解记忆,提高课堂时间的利用率,能大大丰富和完善教学内容,为学生创造真实、生动、形象的语言环境,从而提高了学习的效率,优化了学习过程。因此,现代多媒体技术使课堂教学最优化的可能性变得越来越明显,多媒体技术与课堂教学最优化有着密切的联系。
(三)多媒体促进教学内容的最优化
在课堂这个充满活力的情境中,学生获取知识的多少以及运用知识的能力强弱,很大程度上取决于教学内容的优化。传统课堂教学中,学生学习的信息源主要来自教师和书本,学生对书本知识的理解和接受基本上也取决于教师对书本知识的教学规划和设计。在教学过程中教师传输的信息量很有限。例如在讲到土壤养分一章,对于不同缺素症的诊断,很难用语言描述,而利用多媒体学生可以通过图片对每一种缺素症进行诊断,并加以区别,这样学生从中获得的信息量是很大的。因此多媒体对教学内容的最优化主要表现在对信息的优化。教材内容加以充实,才能增强其教育和发展的作用。
(四)多媒体促进教学方法最优化
选择对某节课最有效的教学方法,是教学过程中最优化的核心问题之一。要掌握选择教学方法的方法,就要熟悉多种多样的教学方法并有效地运用其中的每一种方法。不同教学方法的运用,能为学生认识能力的顺利发展创造良好的条件。多媒体作为一种教学方法,可以和各种教学方法相结合,促进教学方法最优作用的发挥。如前面提到的土壤分类的讲授,可以将启发教学法、直观教学法、问题教学法和多媒体教学相结合。首先提出问题让学生思考,为什么在地球表面会出现不同的土壤类型?然后在利用图表的同时,可把与不同土壤类型相关的自然地理现象、旅游胜地等内容加以补充,也可请同学讲一讲自己所在地的典型土壤及其特征。同时利用多媒体教学将讲授的重点及在野外拍摄到的不同类型土壤的照片或相关 短片介绍制成幻灯片,通过多媒体让大家观看。这样使教学直观、形象、生动、简洁,既提高了学生的学习兴趣,又提高了教学质量,使实现土壤学课堂教学最优化不致成为一句空话。所以在信息化时代,对利用多媒体多种教学方法的研究和实践,对于教学最优化越来越显示出它的重大意义。
由此可见,多媒体教学是实现土壤学课堂教学最优化的关键环节,恰当运用多媒体教学也必将成为今后课堂教学发展的必然趋势。但是在目前利用多媒体进行土壤学教学,实现课堂教学最优化过程中还存在一定的问题。
二、利用多媒体在实现土壤学课堂教学最优化中存在的主要问题
(一)多媒体课件容纳的信息量过多,影响学生的理解和掌握
为了讲好土壤学课程,在准备多媒体课件的过程中总是想让课程的内容丰富一些,不仅有书本上的知识,也会有一定的扩展,这样常常导致多媒体课件容纳的信息量过多。同时由于学时有限,课堂的授课速度相对加快,使授课内容在学生眼里和头脑中停留的时间短,造成学生只是机械地看和听,而没有足够的时间去理解所学的内容。这样导致向学生输入的信息很多,但真正能在学生头脑中留下印象的并不多,也可能造成学生不愿再听。另外,课件的大量信息也淡化了教学的重点和难点,学生难以从大量的细节中区分出哪些是重点哪些是非重点。导致在课堂上只是看到学生在不停地记笔记,最后不得不常常需要提醒同学们,哪些内容是必要要掌握的,而哪些内容只是希望他们了解的。因此不恰当的使用多媒体教学,过分的扩大课件内容量,势必会产生事倍功半的效果,严重影响了课堂教学效果的最优化。所以,在准备多媒体课件的过程中不是内容越多越好,而是要使课件的内容实现最优化,这也是实现课堂教学效果最优化的基础。
(二)多媒体课件限制了学生动脑能力
在利用多媒体进行土壤学的课堂教学过程中,多媒体课件取代了教师的板书,有时甚至一节课不写一个粉笔字。很多问题的答案随问题一起出现在幻灯片上,表现出强大的呈现式功能。这样就在一定程度上使学生失去了动脑的机会,久而久之就养成了一种惰性和依赖性,不愿动脑思考,不分重点和难点只是一味地记笔记。由于多媒体具有形象、生动、直观的特点,使得教师在过分的运用多媒体教学时,只是吸引了学生的“眼球”,学生只是被那些五颜六色的动画和图片所吸引,也就没有时间去思考和想象,进而影响了课堂教学效果的最优化。因此,在利用多媒体教学这种教学方法的同时,应同其他的教学方法相结合,如加入问题教学法,在讲授一些内容之前先提出问题,给学生一定思考的时间,再结合学生的回答把问题讲解透彻。这时可以加入一些扩展的内容,加深学生对问题的理解和掌握,以实现教学效果的最优化。
(三)多媒体教学弱化教师的作用,有碍师生间的情感交流
我国学者于海霞曾说,“多媒体只是教学的辅助手段,其目的也只能是弥补教师授课时一支粉笔、一本书、一块黑板、一张嘴的不足,只能是发挥教师主导作用的辅助手段。”而现实的课堂教学过程中却往往不一样,教师把一堂课的所有环节、所有知识点统统纳入课件中,从而造成多媒体独霸课堂的局面。在多媒体教学过程中,有些教师仅坐于电脑前操纵鼠标,对着屏幕讲解,整个过程在学生和教师之间几乎没有交流,只是教师的嘴在动,而学生的手在动。殊不知在传统教学中教师充满感情的讲词,对学生鼓励的眼神是电脑永远替代不了的。通过眼神的交流你能感受到学生对这个问题掌握的程度,和他们对课堂内容是否有兴趣。所以我们一定要记住多媒体只是我们教学的一种方法,教师才是掌控整个课堂教学的主体。这样也能实现教与学,实现课堂教学的最优化。
总之,多媒体教学是实现土壤学课堂教学最优化的关键环节,恰当运用多媒体教学也必将成为今后土壤学教学发展的必然趋势,这就需要讲授土壤学的每位教师不断分析、研究多媒体教学中出现的问题、总结多媒体教学的经验、探索多媒体教学的新方法,多媒体教学才会更好的促进土壤学课堂教学最优化,更好地为教育教学服务。
[参考文献]
[1]孟瑞.关于大学教学中多媒体运用的几点思考[J].江西金融职工大学学报,2008,21(4):128~130.
[2]郎妍,万军.多媒体在优化英语课堂教学中的作用[J].延边教学学院学报,2007,21(5):96~98.
[3]胡丽竹.高校多媒体教学存在的问题与改进措施[J].广西科学院学报,2007,23(3):205~208.
对土壤学的认识范文2
关键词 项目教学法 课程实践 探索
中图分类号:G424 文献标识码:A
Practice and Exploration of Project Teaching in Soil
Science and Agricultural Science Curriculum
LIU Qiaozhi, ZHANG Yan
(Xinjiang Shihezi Vocational Technical College, Shihezi, Xinjiang 832000)
Abstract Combine vocational education training mode, use the project teaching to put students into simulated work environment, through knowledge transfer, practical guidance, discuss cooperation to complete the study of knowledge and skills master, so that students better "Learning by Doing , doing in learning".
Key words project teaching; course practice; exploration
20世纪90年代以来,世界各国的课程改革都把学习方式的转变视为重要内容。要使职业教育专业课的教学能“以技能为核心,以服务为宗旨”,与相关生产活动无缝对接,正确选择教学内容――即项目内容是项目教学法产生有效作用的前提。结合目前职业教育的人才培养模式,为了给学生提供更多获取知识的渠道和实际操作能力,笔者以职业院校灌溉与排水技术专业(节水方向)中的专业核心课程土壤学与农作学为例,研究探索项目教学法的具体运用,使学生在项目实践过程中,理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的思想和方法。
1 项目教学法在土壤学与农作学课程教学中的具体运用模式
将土壤学与农作学课程按照工作任务与职业能力、课程教学目标、教学组织与课程分配管理、教学内容与能力要求、教学方法与手段、考核与评价六大模块的组织形式,进行项目教学法的具体运用。
1.1 工作任务与职业能力
按照该课程的内容特点,将工作任务与能力可根据实际教学的需要可按照如下模式进行(表1):
表1 土壤学与农作学课程工作任务与职业能力分析表
1.2 课程教学目标
以土壤――农作物为主线,指导学生掌握土壤学、农作学方面的知识。同时通过实验、实训提高学生的动手能力,培养学生独立思考和解决问题的能力。
1.3 教学组织与课时分配管理
根据本课程的工作任务和职业能力分析,课程教学内容以提高学生综合技能为宗旨,以行业领域发展趋势为导向,遵循“依照行业标准、突出职业技能”的原则,采用项目教学法,将学习领域内容组织成为五个项目。在项目的实施过程中,将每个项目进一步细分为具体的学习型工作任务。具体教学组织形式参见表2。
表2 教学组织表
1.4 教学内容与能力要求
教学内容与能力要求按照每个项目的名称、学习任务、教学目标、教学任务与实施过程、项目成果、行业标准技术规范、学生角色、教师能力、参考评价等具体内容进行,在进行土壤学的理论知识的项目讲解中,可做如下设计(表3)。
1.5 教学方法与手段
按照工学结合、理实一体的教学模式,按照不同的教学内容和实训条件可分别运用案例分析法、实物讲解法、多媒体演示法、任务驱动等多种具体的教学方法与手段,让学生通过各个项目的实战演练,完成各学习任务,提高对知识的理解和对技能的掌握能力。
1.6 考核与评价
该课程按项目分别进行考核,考核成绩则是项目考核成绩的累计。每个项目成绩都是从知识、技能、态度三方面考核,依据预习情况、表格的填写情况、操作情况、实训总结等完成情况进行打分,最后得出该课程考核成绩。
2 结论
本课程中,学生结合工作任务与职业能力,按照学习目标,完成实践项目,掌握本课程要求的各项专业知识及操作技能,充分体现了“项目教学法”最显著的特点即“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”被动的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式,有效地建立了课堂和社会生产的联系,有效地提升学生的多种能力,为学生今后的职业发展奠定基础。
对土壤学的认识范文3
关键词:土壤肥料学;教学;实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)34-0035-02
土壤肥料学是农林院校中植物生产类专业的一门专业基础课程,学生受益面广,影响大。上个世纪90年代以前,高等农业院校普遍将土壤和肥料分成土壤学和植物营养与肥料学两门课程。随着学科间的交叉融合不断加大和社会对复合型人才的需求日趋增加,目前大部分高校都将土壤学和植物营养与肥料学整合成一门课程――土壤肥料学。该门课程土壤部分重点学习土壤的基本组成、理化性质、土壤形成与分类及其合理开发、综合治理等,理论性强,为肥料部分的学习打下了坚实的基础;肥料学部分主要介绍植物营养原理、肥料的性质、作用及其在土壤中的转化以及施用原则和技术,实践性强。
一、突出教学内容,利用直观教具,强化教学效果
课堂教学有多种组织形式,常见的有启发式教学法、提问式教学法、参与式教学法、案例讨论等,可根据教学内容和学生实际,灵活选用不同的教法,充分激发学生的参与意识和思考能力。土壤肥料学课程在我校不同专业教学过程中课时不统一,理论课时在30-50课时之间。教材中一共设了12章的内容,授课内容多,课时少。为了合理有效地利用课时,我们在教学内容上针对不同专业有所侧重,突出重点。在讲授土壤学部分时,围绕土壤的物质组成讲授土壤性质,在讲授植物营养与肥料部分时,结合营养与施肥的基本原理重点介绍氮磷钾素营养及肥料。为了增强学生的感性认识和有效提高学生的理解能力,在教学过程中,我们运用了多媒体教学手段,利用采集的矿物标本、土壤整段标本、植物营养丰缺田间景观图片、科研成果制成多媒体灯片演示给学生,生动直观,学生易于理解接受。
二、加强实验教学环节,注重理论教学与社会实践、社会调查相结合
实验是土壤肥料学的重要教学环节之一,也是理论联系实际的重要措施。这是大家普遍认可的。针对由于课时压缩造成实验内容减少或空缺,学生不能全面掌握实验技能等情况,在教学过程中,我们采取了让学生参与教师的科研活动的办法,对学生进行科研训练。农业资源与环境专业班级学生在教师的带领下,每年进行测土配方综合实验大实习,结合教师的科研项目去新疆南北疆的农田和果园进行科研训练,加强理论知识与实践的结合,从试验设计到试验实施,从土壤、植物样品的采集到分析化验、数据处理、结果分析、报告撰写,所有过程均由学生自己动手完成。对园艺、农学等专业的实验课,我们采用创新指导方法,提前要求学生预习实验内容。在教学过程中,按1~2人/组进行编排,简化板书,制定实验操作规范,考查学生动手能力;最后,以学生完成实验报告的形式进行实验考核,考核内容包括实验报告书写的规范程度、结果计算的准确度以及学生自己对实验的总结和体会,这样既强化了实验教学,又巩固了所学理论知识,使学生在动手能力、观察能力、思维能力等几方面都得到了综合训练,培养了学生独立思考、独立工作的能力和创新能力。
课堂教学与社会实践结合起来才能使理论教学更具有指导意义。我们结合土壤肥料学教学内容,有选择地设计一些题目,让学生利用上、下半年的“五一”与“十一”假期,通过社会调查了解农牧业生产中存在的实际问题,既开阔了学生视野,增进了他们对社会的了解,又锻炼了学生分析问题、解决问题的能力。如让学生调查了解家乡主要土壤类型及性质、主要利用方式、存在问题及已采取的措施;调查家乡常用肥料的种类、施肥时期和施肥量、作物产量等,提出合理施肥建议;调查家乡土壤的解冻期、作物的播种期、主要生理病害等,培养学生运用所学理论分析解决问题的能力。为保证社会实践环节不流于形式,我们要求学生自愿选择最感兴趣的问题,并提交社会调查报告,进行课堂交流讨论。我们还针对新疆农业生产实际,在教学中适当增加学生专业与农业生产紧密联系的内容,如在农学班开展玉米、小麦、棉花测土配方施肥技术讲座,在园艺专业开展新疆特色林果(红枣、苹果、香梨、核桃)营养与诊断施肥专题讨论。我们在教学中针对新疆盐碱土、荒漠土的利用现状安排课程作业,要求学生查阅文献完成课程论文,以强化教授效果。
三、采用启发、互动式教育,引导学生积极思维
课堂教学是学生获得系统理论知识的主要途径。我们在课堂教学中尽可能多地将理论知识与典型的生产实例相结合。在教学的过程中注意将平时所收集的农民生产实践经验和一些农谚穿去,这样可以让课堂内容由抽象、枯燥变得具体而有趣,使讲解生动活泼、深入浅出,对学生产生吸引力。在课堂教学中注意使用“为什么”、“如何理解”、“表现在哪里”这样的词语,同时给学生留有思考问题的时间和空间。适当在课堂上提问,发挥学生在学习中的主体作用。结合当前研究热点,适时开展部分章节课堂讨论,比如当前全球气候变化是社会与科研的热点问题,结合土壤有机质的转化过程开展碳循环的讨论。利用优越的网络资源与信息技术,安排学生分组进行部分章节的讲授,调动学生的学习兴趣,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。实践表明,这种启发、互动式的教学方法既激发了学生的兴趣,增强了师生间的互动,效果比较好,又能丰富学生的知识,增强记忆,活跃思维。
四、改革考试考查方法,培养学生综合能力
考查考试是教学过程中的重要环节,是对教学学习效果的一个检查方式,课程成绩的评定方法是否客观和科学,直接影响学生的学习态度和效果。在教学中,综合成绩的评定更应重视课堂答问情况、实验及实践能力表现,因为这两项更能体现学生对该课程的理解程度和灵活运用力,而非单单是卷面成绩;在期末考试命题中,应多出判断题、选择题及案例分析题,这样可扩大知识及能力考核的覆盖面,有效地克服学生死记硬背的现象。如果考核方法综合了学习该课程全过程中的表现,学生就能正确处理好考试与平时学习的关系,有效地提高教学质量及利于学生的综合能力培养。
总之,教学有法,但无定法,贵在得法。土壤肥料学是植物生产类非常重要的专业基础课,也是提升学生学科综合素质、增强动手能力的一门课程。为了上好这门课,我们在长期的教学实践中不断探索和总结,尝试多种教学方法,力争提高教学水平。实践表明,我们的努力取得了良好的效果,得到了学生的认可,有效调动了学生学习的积性极,为培养合格的专业人才做出了应有的贡献。
参考文献
[1]任文涛.以创新能力培养为目标的农业机械学课程教学改革实践[J].高等农业教育,2003,(6).
[2]陈雨海.强化实践教学,培养应用型复合型农学本科人才[J].高等农业教育,2002,(3).
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[5]张亚丽,陈巍,沈其荣,等.土壤肥料学通论课程教学改革的实践[J].高等农业教育,2004,(11).
对土壤学的认识范文4
关键词土壤退化;概况;进展;方向
中图分类号S158.1
文献标识码A
文章编号1000-3037(2000)03-0280-05
鉴于土壤及土地退化对全球食物安全、环境质量及人畜健康的负面影响日益严重的现实,从土壤圈与地圈—生物圈系统及其它圈层间的相互作用的角度研究土壤退化,特别是人为因素诱导的土壤退化的发生机制与演变动态、时空分布规律及未来变化预测与恢复重建对策,已成为研究全球变化的最重要的组成部分,并将继续成为21世纪国际土壤学、农学及环境科学界共同关注的热点问题。但是,迄今为止,有关土壤退化的许多理论问题及过程机理尚不清楚,还没有公认的或统一的土壤退化指标和定量化评价方法[1]。因此,及时了解国际土壤退化研究的最新动向,并结合我国实际创造性地开展该领域的研究工作,具有重要的学术价值和现实生产意义。
1土壤退化的概念
土壤退化(Soildegradation)是指在各种自然,特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降(包括暂时性的和永久性的)甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程,包括过去的、现在的和将来的退化过程,是土地退化的核心部分。土壤质量(Soilquality)则是指土壤的生产力状态或健康(Health)状况,特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力[2]。土壤质量的核心是土壤生产力,其基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力,它一方面是五大自然成土因素,即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果,带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性;另一方面,人类活动也深刻影响着自然成土过程,改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。因此,土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。根据土壤退化的表现形式,土壤退化可分为显型退化和隐型退化两大类型。前者是指退化过程(有些甚至是短暂的)可导致明显的退化结果,后者则是指有些退化过程虽然已经开始或已经进行较长时间,但尚未导致明显的退化结果。
2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%[3~6]。
全球土壤退化评价(GlobalAssessmentofSoilDegradation)研究结果[3~6]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。
3我国土壤退化状况
首先,我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。据统计资料[7],1996年我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[8]。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[9],水土流失形势不容乐观。
其次,从土壤肥力状况来看,我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%;我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%[10]。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[11]。
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[8]。
4土壤退化研究进展
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[12]。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。
我国土壤学研究工作在过去几十年主要集中在土壤发生、分类和制图(特别是土壤资源清查);土壤基本物理、化学和生物学性质(特别是土壤肥力性状);土壤资源开发利用与改良(特别是土壤培肥,盐渍土和红壤的改良等)等方面。这些工作虽然在广义上与土壤退化科学密切相关,但直接以土壤退化为主题的研究工作主要集中在最近10多年,其中又以热带亚热带土壤退化研究工作较为系统和深入,并在80年代参与了热带亚热带土壤退化图的编制,完成了海南岛1∶100万SOTER图的编制工作。90年代以来,中国科学院南京土壤研究所结合承担国家“八五”科技攻关专题“南方红壤退化机制及防治措施研究”和国家自然科学基金重点项目“我国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究”任务,将宏观调研与田间定位动态观测和实验室模拟试验相结合,将遥感、地理信息系统等高新技术与传统技术相结合,将自然与社会经济因素相结合,将时间演变与空间分布研究相结合,将退化机理与调控对策研究相结合,对南方红壤丘陵区土壤退化的基本过程、作用机理及调控对策进行了有益的探索,并在以下方面取得了重要进展[8、13]:①初步定义了土壤退化的概念,阐明了红壤退化的基本过程、机制、特点。②在土壤侵蚀方面,利用遥感资料和地理信息系统技术编制了东部红壤区1∶400万90年代土壤侵蚀图与叠加类型图及典型地区70、80、90年代叠加土壤侵蚀图,并在土壤侵蚀图、土地利用图、土壤母质图等基础上,编制了1∶400万土壤侵蚀退化分区概图;对南方主要类型土壤可蚀性K值进行了田间测定,并利用全国第二次土壤普查数据和校正的Wischmeier方程,计算我国南方主要类型土壤可蚀性K,编制了相关图件。③在肥力退化机理方面,建立了南方红壤区土壤肥力数据库,初步提出了肥力退化评价指标体系,进行了土壤肥力退化评价的尝试,并绘制了红壤退化评价有关图件;将养分平衡与土壤养分退化研究相结合总结了我国南方农田养分平衡10年变化规律及其与土壤肥力退化的关系,认为土壤侵蚀、酸化养分淋失等造成的养分赤字循环及养分的不平衡是土壤养分退化的根本原因;应用遥感手段及历史资料,编制了0~20cm及0~100cm土层的土壤有机碳密度图,探讨了红壤有机碳库的消长与转化及腐殖质组成性质的变化规律;提出了磷素固定是红壤磷素退化的主要原因,磷素有效性衰减的实质是磷素的双核化和向固相的扩散,解决了红壤磷素退化的实质问题。④在土壤酸化方面,研究了红壤的酸化特点,根据土壤的酸缓冲性能,建立了土壤酸敏感性分级标准,进行了红壤酸敏感性分级和分区,首次绘制了有关地区土壤酸敏感性分区概图;采用MAGIC模型,并进行校正对我国红壤酸化进行预测,揭示红壤酸度的时空变化规律;并在作物耐铝快速评估方面取得了重要进展。⑤在土壤污染方面,利用多参数对重金属的土壤污染进行了综合评估,建立了综合污染指数(CPI)值的计算方法,对不同地区的污染状况进行了评估,绘制了重金属污染概图;应用农药在土壤中的吸附系数(Kd)和半衰期(t1/2)及基质迁移模式,阐明了土壤农药污染的机理;在重金属污染对土壤肥力的影响方面的研究结果表明,重金属污染可降低土壤对钾的保持能力,促进钾的淋失;而对氮和磷而言,主要是降低与其催化降解和循环相关的酶的活性。⑥红壤退化防治方面,提出了区域治理调控对策,“顶林—腰果—谷农—塘鱼”等立体种养模式等,并对一些开发模式进行示范和评价。
然而,我国幅员辽阔,自然和社会经济条件复杂多样,地区间差异明显。各类型区在农业和农村发展过程中均不同程度地面临着各种资源环境退化问题,有些问题是全区共存的,有些则是特定类型区所特有的。过去的工作仅集中于江南红壤丘陵区,而对其它地区触及较少。而且,在研究工作中,也往往偏重于单项指标及单个过程的研究。土壤退化综合评价指标体系的研究基本处于空白,对退化过程的相互作用研究不够。同时,在合理选择碱性物质改良剂种类、提高经济效益以及长期施用改良剂对土壤物理、化学,特别是生物学性质的影响等方面还有许多问题有待进一步研究,对耐酸(铝)作物品种的选择研究也亟待加强。此外,对其它土壤退化问题,如集约化农业和乡镇企业及矿产开发引起的土壤及水体污染、土壤生物多样性衰减等问题,尚未开展系统研究。
5土壤退化的研究方向
土壤退化是一个非常综合和复杂的、具有时间上的动态性和空间上的各异性以及高度非线性特征的过程。土壤退化科学涉及很多研究领域,不仅涉及到土壤学、农学、生态学及环境科学,而且也与社会科学和经济学及相关方针政策密切相关。然而,迄今为止,国内外的大多数研究工作偏重于对特定区域或特定土壤类型的某些土壤性状在空间上的变化或退化的评价,而很少涉及不同退化类型在时间序列上的变化。而且,在土壤退化评价方法论及评价指标体系定量化、动态化、综合性和实用性以及尺度转换等方面的研究工作大多处于探索阶段。
我国土壤退化研究虽然在某些方面取得了一定的、有特色的进展,但整体上还处于起步阶段。为此,作者认为,今后我国土壤退化的研究工作应从更广和更深的层次上系统综合地开展土壤退化的综合评价与主要退化类型农业生态系统的重建和恢复研究,并逐步向土地退化或环境退化方向拓展。具体来说,应加强以下几个方面的研究工作:
(1)土壤与土地退化指标评价体系研究。主要包括用于评价不同土壤及土地退化类型的单项和综合评价指标、分级标准、阈值和弹性,定量化的和综合的评价方法与评价模型等;
(2)土壤退化的监测与预警系统研究。主要包括建立土壤退化监测研究网络,对重点区域和国家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的类型、范围及退化程度进行监测和评价,并进行分类区划,为退化土地整治提供依据;
(3)土壤与土地退化过程、机理及影响因素研究。重点研究几种主要退化形式(如土壤侵蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤污染及土壤盐渍化等)的发生条件、过程、影响因子(包括自然的和社会经济的)及其相互作用机理;
(4)土壤与土地退化动态监测与动态数据库及其管理信息系统的研究。主要包括土壤退化监测网点或基准点(Benchmarksites)的选建、3S(GIS、GPS、RS)技术和信息网络及尺度转换等现代技术和手段的应用与发展、土壤退化属性数据库和GIS图件及其动态更新、土壤退化趋向的模拟预测与预警等方面的工作;
(5)土壤退化与全球变化关系研究。主要包括土壤退化与水体富营养化、地下水污染、温室气体释放等;
(6)退化土壤生态系统的恢复与重建研究。主要包括运用生态经济学原理及专家系统等技术,研究和开发适用于不同土壤退化类型区的、以持续农业为目标的土壤和环境综合整治决策支持系统与优化模式,主要退化生态系统类型土壤质量恢复重建的关键技术及其集成运用的试验示范研究等方面的工作,为土壤退化防治提供决策咨询和示范样板;
(7)加强土壤退化对生产力的影响及其经济分析研究,协助政府制定有利于持续土地利用,防治土壤退化的政策。
参考文献
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11孙波,张桃林,赵其国.我国东南丘陵区土壤肥力的综合评价[J].土壤学报,1995,32(4):362~369.
12CAnecksamphant,CCharoenchamratcheep,T
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InternationalConferenceonLandDegradation[R].
对土壤学的认识范文5
1土壤退化的概念
土壤退化(Soildegradation)是指在各种自然,特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降(包括暂时性的和永久性的)甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程,包括过去的、现在的和将来的退化过程,是土地退化的核心部分。土壤质量(Soilquality)则是指土壤的生产力状态或健康(Health)状况,特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力[2]。土壤质量的核心是土壤生产力,其基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力,它一方面是五大自然成土因素,即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果,带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性;另一方面,人类活动也深刻影响着自然成土过程,改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。因此,土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。根据土壤退化的表现形式,土壤退化可分为显型退化和隐型退化两大类型。前者是指退化过程(有些甚至是短暂的)可导致明显的退化结果,后者则是指有些退化过程虽然已经开始或已经进行较长时间,但尚未导致明显?耐嘶峁?/P>
2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%[3~6]。
全球土壤退化评价(GlobalAssessmentofSoilDegradation)研究结果[3~6]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。
3我国土壤退化状况
首先,我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。据统计资料[7],1996年我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[8]。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[9],水土流失形势不容乐观。
其次,从土壤肥力状况来看,我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%;我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%[10]。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[11]。
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[8]。
4土壤退化研究进展
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?霾呦低车妊芯糠矫嬗辛诵碌姆⒄埂9仕帘3盅Щ嵋灿?nbsp;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[12]。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,?芯扛骼嗤寥劳嘶难荼涔碳胺⒄骨飨蚝退俾剩⒍云浣心D夂驮猓虎懿嘀厝死嗷疃ㄌ乇鹗峭恋乩梅绞胶屯寥谰芾泶胧┒酝寥劳嘶屯寥乐柿坑跋斓难芯浚⒔寥劳嘶睦砺垩芯坑胪嘶寥赖闹卫砗涂⑾嘟岷希型恋馗录际鹾屯寥郎δ鼙;氖匝槭痉逗屯乒悖虎葑⒅卮臣际酰ㄒ巴獾鞑椤⑻锛涫匝椤⑴柙允匝椤⑹笛槭曳治霾馐浴⒍ㄎ还鄄馐匝榈龋敫咝录际酰ㄒ8小⒌乩硇畔⑾低场⒌孛娑ㄎ幌低场⒛D夥抡妗⒆蚁低车龋┑慕岷希虎薮由缁峋醚Ы嵌妊芯客寥劳嘶酝寥乐柿考捌渖Φ挠跋臁?/P>
我国土壤学研究工作在过去几十年主要集中在土壤发生、分类和制图(特别是土壤资源清查);土壤基本物理、化学和生物学性质(特别是土壤肥力性状);土壤资源开发利用与改良(特别是土壤培肥,盐渍土和红壤的改良等)等方面。这些工作虽然在广义上与土壤退化科学密切相关,但直接以土壤退化为主题的研究工作主要集中在最近10多年,其中又以热带亚热带土壤退化研究工作较为系统和深入,并在80年代参与了热带亚热带土壤退化图的编制,完成了海南岛1∶100万SOTER图的编制工作。90年代以来,中国科学院南京土壤研究所结合承担国家“八五”科技攻关专题“南方红壤退化机制及防治措施研究”和国家自然科学基金重点项目“我国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究”任务,将宏观调研与田间定位动态观测和实验室模拟试验相结合,将遥感、地理信息系统等高新技术与传统技术相结合,将自然与社会经济因素相结合,将时间演变与空间分布研究相结合,将退化机理与调控对策研究相结合,对南方红壤丘陵区土壤退化的基本过程、作用机理及调控对策进行了有益的探索,并在以下方面取得了重要进展[8、13]:①初步定义了土壤退化的概念,阐明了红壤退化的基本过程、机制、特点。②在土壤侵蚀方面,利用遥感资料和地理信息系统技术编制了东部红壤区1∶400万90年代土壤侵蚀图与叠加类型图及典型地区70、80、90年代叠加土壤侵蚀图,并在土壤侵蚀图、土地利用图、土壤母质图等基础上,编制了1∶400万土壤侵蚀退化分区概图;对南方主要类型土壤可蚀性K值进行了田间测定,并利用全国第二次土壤普查数据和校正的Wischmeier方程,计算我国南方主要类型土壤可蚀性K,编制了相关图件。③在肥力退化机理方面,建立了南方红壤区土壤肥力数据库,初步提出了肥力退化评价指标体系,进行了土壤肥力退化评价的尝试,并绘制了红壤退化评价有关图件;将养分平衡与土壤养分退化研究相结合总结了我国南方农田养分平衡10年变化规律及其与土壤肥力退化的关系,认为土壤侵蚀、酸化养分淋失等造成的养分赤字循环及养分的不平衡是土壤养分退化的根本原因;应用遥感手段及历史资料,编制了0~20cm及0~100cm土层的土壤有机碳密度图,探讨了红壤有机碳库的消长与转化及腐殖质组成性质的变化规律;提出了磷素固定是红壤磷素退化的主要原因,磷素有效性衰减的实质是磷素的双核化和向固相的扩散,解决了红壤磷素退化的实质问题。④在土壤酸化方面,研究了红壤的酸化特点,根据土壤的酸缓冲性能,建立了土壤酸敏感性分级标准,进行了红壤酸敏感性分级和分区,首次绘制了有关地区土壤酸敏感性分区概图;采用MAGIC模型,并进行校正对我国红壤酸化进行预测,揭示红壤酸度的时空变化规律;并在作物耐铝快速评估方面取得了重要进展。⑤在土壤污染方面,利用多参数对重金属的土壤污染进行了综合评估,建立了综合污染指数(CPI)值的计算方法,对不同地区的污染状况进行了评估,绘制了重金属污染概图;应用农药在土壤中的吸附系数(Kd)和半衰期(t1/2)及基质迁移模式,阐明了土壤农药污染的机理;在重金属污染对土壤肥力的影响方面的研究结果表明,重金属污染可降低土壤对钾的保持能力,促进钾的淋失;而对氮和磷而言,主要是降低与其催化降解和循环相关的酶的活性。⑥红壤退化防治方面,提出了区域治理调控对策,“顶林—腰果—谷农—塘鱼”等立体种养模式等,并对一些开发模式进行示范和评价。
然而,我国幅员辽阔,自然和社会经济条件复杂多样,地区间差异明显。各类型区在农业和农村发展过程中均不同程度地面临着各种资源环境退化问题,有些问题是全区共存的,有些则是特定类型区所特有的。过去的工作仅集中于江南红壤丘陵区,而对其它地区触及较少。而且,在研究工作中,也往往偏重于单项指标及单个过程的研究。土壤退化综合评价指标体系的研究基本处于空白,对退化过程的相互作用研究不够。同时,在合理选择碱性物质改良剂种类、提高经济效益以及长期施用改良剂对土壤物理、化学,特别是生物学性质的影响等方面还有许多问题有待进一步研究,对耐酸(铝)作物品种的选择研究也亟待加强。此外,对其它土壤退化问题,如集约化农业和乡镇企业及矿产开发引起的土壤及水体污染、土壤生物多样性衰减等问题,尚未开展系统研究。
5土壤退化的研究方向
土壤退化是一个非常综合和复杂的、具有时间上的动态性和空间上的各异性以及高度非线性特征的过程。土壤退化科学涉及很多研究领域,不仅涉及到土壤学、农学、生态学及环境科学,而且也与社会科学和经济学及相关方针政策密切相关。然而,迄今为止,国内外的大多数研究工作偏重于对特定区域或特定土壤类型的某些土壤性状在空间上的变化或退化的评价,而很少涉及不同退化类型在时间序列上的变化。而且,在土壤退化评价方法论及评价指标体系定量化、动态化、综合性和实用性以及尺度转换等方面的研究工作大多处于探索阶段。
我国土壤退化研究虽然在某些方面取得了一定的、有特色的进展,但整体上还处于起步阶段。为此,作者认为,今后我国土壤退化的研究工作应从更广和更深的层次上系统综合地开展土壤退化的综合评价与主要退化类型农业生态系统的重建和恢复研究,并逐步向土地退化或环境退化方向拓展。具体来说,应加强以下几个方面的研究工作:
(1)土壤与土地退化指标评价体系研究。主要包括用于评价不同土壤及土地退化类型的单项和综合评价指标、分级标准、阈值和弹性,定量化的和综合的评价方法与评价模型等;
(2)土壤退化的监测与预警系统研究。主要包括建立土壤退化监测研究网络,对重点区域和国家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的类型、范围及退化程度进行监测和评价,并进行分类区划,为退化土地整治提供依据;
(3)土壤与土地退化过程、机理及影响因素研究。重点研究几种主要退化形式(如土壤侵蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤污染及土壤盐渍化等)的发生条件、过程、影响因子(包括自然的和社会经济的)及其相互作用机理;
(4)土壤与土地退化动态监测与动态数据库及其管理信息系统的研究。主要包括土壤退化监测网点或基准点(Benchmarksites)的选建、3S(GIS、GPS、RS)技术和信息网络及尺度转换等现代技术和手段的应用与发展、土壤退化属性数据库和GIS图件及其动态更新、土壤退化趋向的模拟预测与预警等方面的工作;
(5)土壤退化与全球变化关系研究。主要包括土壤退化与水体富营养化、地下水污染、温室气体释放等;
(6)退化土壤生态系统的恢复与重建研究。主要包括运用生态经济学原理及专家系统等技术,研究和开发适用于不同土壤退化类型区的、以持续农业为目标的土壤和环境综合整治决策支持系统与优化模式,主要退化生态系统类型土壤质量恢复重建的关键技术及其集成运用的试验示范研究等方面的工作,为土壤退化防治提供决策咨询和示范样板;
(7)加强土壤退化对生产力的影响及其经济分析研究,协助政府制定有利于持续土地利用,防治土壤退化的政策。
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Vearasilp,etal.ConferenceReportof2nd
InternationalConferenceonLandDegradation[R].
对土壤学的认识范文6
【关键词】亚高山针叶林;土壤生态;川西高原
一、川西亚高山针叶林土壤生态研究内容与进展
19世纪70年代,全球范围内人口膨胀、能源短缺、气候变暖、环境恶化等问题一一显现,在这样的大背景下,生态学家和土壤学家逐渐认识到全球生态问题并非单一学科能够解决的,多学科的交叉与整合才有出路,于是土壤生态学开始受到重视。在我国国内,土壤生态学起步较晚,虽然早已认识到川西亚高山针叶林的重要性,很多方面的研究也开展已久,但是其土壤生态的研究直到2000年左右才开始逐渐显现。尽管起步较晚,基础较差,但是在短短的10年时间里,我国的科研工作者们已进行了多方面、多角度的研究工作,并且取得了很多开创性的成绩。
二、成土因素与土壤发生性质相关性剖析
在对川西亚高山针叶林的土壤生态研究中,使用了近年来流行的分形理论,并且发现了一些规律。阿坝州、甘孜州、木里县等地的川西亚高山针叶林的土壤类型包括山地棕壤、山地灰化棕壤、山地暗棕壤、山地棕色针叶林土、山地灰化土几种类型,其成土母岩则有砂板岩、钙泥板岩、板岩、砂岩、千枚岩、砂页岩、片岩等几种,质地类型多为轻壤土和中壤土。川西亚高山针叶林土壤的成土作用以母岩的机械破碎风化为主,表层土壤颗粒的分形维数为2.5209~2.7978,表明土壤质地粗糙,粗粉粒所占比重大,粘粉粒比重小;土壤结构相对松散,通透性较好;持水性相对较差。川西亚高山针叶林表层土壤颗粒分形维数主要由
森林凋落物(litter)是指系统中由生物组分产生,然后坠落归还到林地表面的所有物质的总称。它在森林生态系统中起着联系群落和土壤的桥梁作用,具有水源涵养和养分归还功能,对于川西亚高山针叶林的土壤生态系统具有重要意义。在原始林、次生林和不同林龄的人工林群落中,凋落量、贮量、养分归还量,以及凋落物分解速率和对林下土壤肥力状况的影响都不尽相同。研究表明,天然林的凋落物分解速率和对土壤肥力的维持和改善能力(考虑了包括自然含水量、容重、毛管含水量、pH及营养素含量等数据的差别)优于人工林,在其他方面则无明显优势。但是以上两点对土壤养分循环有着更重要的意义,也是造成人工林土壤理化性质恢复滞后,以及生态功能不完整的主要原因,是森林人恢复中需要改善的。
三、土壤与生物关系的研究
生物在土壤生态系统中扮演着极为重要的角色,它们的活动对于土壤的影响往往是最为快速而显著的。因此,土壤和生物之间的关系研究从土壤生态学出现起,就一直是该领域的研究重点和热点。早期的研究仅局限于土壤生物的经典生物学研究,如土壤中微生物的形态、数量、分类和分布等,目的也较为简单:揭示土壤生物活动对土壤发生和土壤肥力的影响。近年来,研究逐渐从微观和宏观两个角度不断发展。微观方面,深入到比如根际、孔隙、团聚体等微区内的微生物、微动物的研究,探索它们的形态、数量、分类、分布和对土壤性质的影响,以及它们在土壤中物质转移和转化(如C、N、S等元素的转化和污染物的降解)起到的作用。宏观方面,一定时空尺度内,植物群落演替过程怎样引起土壤理化性质的改变,从而导致土壤演变的发生,以及土壤演变的反馈如何反过来对植物群落演替产生影响的研究逐渐增加。此外,人类活动的影响也越来越受到关注。生物和土壤关系的宏观研究成为了近几年川西亚高山针叶林土壤生态研究的重要内容。
对川西亚高山针叶林土壤动物群落的研究发现,土壤动物群落以线虫纲、蜱螨目、弹尾目为优势类群,常见轮虫纲、倍足纲、线蚓科、猛水蚤目、双翅目幼虫等类群。相比于低山丘陵区阔叶林,川西亚高山针叶林的土壤动物群落倍足纲比例大大增加,线虫纲比例上升,而弹尾目和蜱螨目优势下降。同时,土壤动物群落以凋落物层密度最大,剖面分布具有表聚性。人工天然混交林土壤动物群落数量和多样性均略高于人工云杉纯林。林下植物的丧失,即灌木层和草本层的去除,会导致土壤动物密度、多样性指数降低,优势类群格局和功能团构发生变化,对于土壤动物群落产生消极影响。由于灌木层的多年生落叶阔叶树种的凋落物在数量、种类和质量上明显优于草本层,所以灌木层的丧失会给土壤动物群落带来更大的影响。
四、发展趋势
作为一门发展历史仅有几十年的新兴学科,土壤生态学在很多方面固然有待发展和完善,但这也表明它具有巨大的发展潜力,崭新的角度和综合的方法极有可能为许多研究难点和环境问题提供新的答案。显然,随着全球危机的日益严重,全人类对于生态问题的关注度将继续上升,土壤生态学的地位必将越来越高,推动其飞速发展。川西亚高山针叶林的土壤生态研究在短短十年的时间里,取得了非常丰硕的成果,在表明其重要价值的同时,也预示了未来的发展趋势。
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