近年来土壤学发展的特点精选(九篇)

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第1篇：近年来土壤学发展的特点范文

关键词：Soter数据库；土地；地质地形；地理信息系统；湖北省

1. 引言

进入21世纪以来，人口的剧增、环境污染、土地的退化、地质灾害严重威胁我们社会的可持续发展。如何精确掌握大量的土地资源动态变化信息，并据此做出决策，这迫切需要相关数据库工具来对此进行分析。全称土壤―地体数字化数据库（Soiland Terrain Digital Database，简称Soter）是利用目前已有的信息技术，包括遥感、地理信息系统、全球定位系统，建立的包含土壤地图单元及其属性的空间―属性数据库。其通过对区域范围内土地类型的系统辨识，构建起电子化的土壤空间单元和属性数据相结合的数据库。它是以土壤资源和环境变化作为主要研究内容，是一个动态监测网络来研究土地土壤与时空关系的动态变化。Soter能够将地形体和土壤信息与全球的GIS/GPS系统连接和叠加，为土壤信息系统走向规范化、全球化、实用化奠定了理论基础，很大程度上扩大了其数据量和数据类型，为农业生产、环境保护、城乡规划提供了可供参考的海量信息[1―3]。因此其不仅是一个简单的GIS数据库，更是一个多元化的信息系统，在资源与环境管理，灾害监测和预防，国土整治，作物估产有着广阔的应用前景[4]。

自20世纪七八十年代开发以来，该数据库迅速发展，近些年来在全世界得到广泛应用的同时自身也在不断完善更新，基于此本文在介绍Soter数据库原理特点，国内外研究应用进展的基础上，讨论了其在湖北省利用的可行性，以期为后续土地资源评价和规划提供理论依据。

2. Soter数据库原理及特点

SOTER的数据组织包含两种类型的数据：土壤和地形体，这属于空间数据，指物体的点线面及其拓扑关系，另一部分为属性数据，包含土地利用、土地覆盖、植被、气候、社会经济等。空间数据由地理信息系统（GIS）储存管理，而属性数据则由关系数据库管理系统（RDBMS）储存管理（图1） ，每一个单元均可电子化为描述数据（地形地貌，植被等）和量化数据（面积，高程，pH-Eh等）。GIS和RDBMS共用同一个ID识别号将每一个SOTER单元里面的信息连接起来，所有单元组合在一起，其包含的空间―属性数据及其相互关系即构成了SOTER数据库[1，2，5]。其空间单元按规模依次分为如下三类，地形体，地形体组分，土壤组分，反映土壤类型。属性数据表格包括地形体地形特征表格，地形体组分特表格，特定土壤类型特征表格，土地利用和植被覆盖特征表格，气象特征表格。

Soter数据库主要有以下特点：一.数据存储和调用结构化框架简单方便，能够满足不同比例尺下制图的需求。二.单元划分综合考虑到了地形、母质的差异，可直接用作评价单元，为开展相关评价研究提供了方便。三.包含信息量丰富，即使100万比例尺也能很方便地提取表格或地图信息。除了制图区域的地形数据，还包括了与制图单元相关的大量属性数据，记录了土壤及其环境变化特征，后续应用，如土壤流失、城乡规划、环境评价等奠定了数据基础。四. 兼容性强，能够与国内外其它资源数据库转换兼容，扩大了数据库的应用面。数据库结构完善，在运用过程中能够定期更新、修改和完善。整个数据库组织结构清晰，易于调试、维护、更新。五.前期数据采集标准统一，数据库建立过程中一套系统化、标准化的规则，后续可以方便地转移交流和共享。例如在土壤划分上，SOTER要求按FAO-Unesco方案执行，但是地形划分上并没有一个通用的国际标准，为此专门设计了Soter自己的体系。这为SOTER信息交流、共享提供了方便[2，4]。

总之，该数据库运用方便，数据丰富。相比较于传统地图制图，其不仅包含了空间信息，还写进了大量的属性信息，而且还是一一对应的，这是前者无法实现的。另外由于地形电子化，一些之前受比例尺限制的而无法表达的重要信息在soter环境下可以很方便地存储，这些信息同样具有统一格式和标准。

3. Soter数据库国内外研究进展及应用

自从1985年国际土壤学会论证建立1∶100万土壤―一地形数字化数据库的可行性，开始，到1986年的瓦格尼根和1987年的内毕罗有关土壤学科国际学术会议上开展嫌弃工作，Soter数据库开始建立。联合国粮农组织在1992年开始使用该数据库对已有的世界土壤、土地和资源等数据进行储存和更新，并在一些国家和地区付诸实践。这些应用在不同的区域规模（500万到250万）下在20多个国家和地区都得到了验证，取得了良好的效果。在前南斯拉夫，保加利亚等地区进行的土壤退化和脆弱性评价研究，拉丁美洲及加勒比海地区1∶500万SOTER数据库已经完成，在肯尼亚等国进行了土地应用系统、水土流失，荒漠化治理等方面的应用。前期工作主要集中在小比例尺地体上，但是对于区域性的小范围的土壤―地形数据，仍然显得粗糙和不准确。1997年之后，随着小比例尺SOTER数据库的建立和发展，大、中比例尺建库工作很快实施开来。例如匈牙利1∶50万国家SOTER数据库已经完成，在此基础上后续工作如农业适宜性评价、土壤退化模型研究、滑坡灾害治理、土壤污染定量评价得到了补充[8]。

我国SOTER图件和应用情况键表1。面上的全国范围1∶400万数据库已经开始建立。山东省还对1∶100万全省SOTER数据库进行了研究。更大比例尺上在也在长江中下游成都平原和海南省局部地区开展了大、中比例尺度的SOTER数据库建立研究尝试研究，更大比例尺1∶5万～1∶2.5万SOTER数据库的建立部分省份区域已有尝试，后续应用主要集中在农业生产潜力评价，农用地适宜性评价，耕地力评价和水土流失治理等方面[3，5，8]。

目前为止其主要应用体现在如下追矫妫阂唬土地利用规划。SOTER数据库可以提供不同尺度下的土地资源分析评价所需的土壤数据，尤其在土地适宜性评价中，化学成分，物理化学条件，地理条件，水文状态，土壤的地球物理性质等等这些数据均可以从数据库中进行发掘整理和分析。二，水土流失评价和治理。对于Soter数据单元的侵蚀危险性，可以建立相关地学模型，边坡稳定性，土壤结构，气候数据之间的耦合可以为相关模型提供数据支撑，在肯尼亚，海南省局部开展的此类工作取得了良好的效果。三，土地退化评价。在给定的自然条件变量（土壤，土地变迁，温度，降雨量，地理位置），可以预测由于土地退化对农业生产的影响。四，指导农田生产。运用3S技术（遥感RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS等），建立不同比例尺的SOTER数据库，对区域作物区进行系统科学的管理，提取影响产量的关键因子并在实践生产中进行调理，实现产量最大化，并减少成本和对环境的污染，做到可持续发展。

4. Soter在湖北省的应用前景

湖北省作为中部工农业生产大省，近年来现代化、工业化、城镇化进程加快，人类的不合理活动造成了一系列严重的环境问题，水土流失不断产生，加之地理区位、土壤地质、水资源分布等自然因素，湖北省成为全国水土流失严重的省份之一。1994年水土流失面积达6.85万平方公里。，20余年来各方采取措施面积有所减少，目前仍有3.69万平方公里，占到国土面积的约20%。水土流失还造成地力下降、泥沙淤积、湖泊萎缩、山体、生态失衡，既给防洪保安带来不利，又严重制约山丘地区经济发展与脱贫致富。Soter方法在湖北省的开展为解决这些环境问题提供了新的技术持。湖北省经济发展状况在中部处于领先地位，同时省内各区县差异明显，武汉―襄阳―异常一线发展迅速，鄂西南和鄂西北相对缓慢。湖北省的Soter数据库建立工作对环境保护，农业生产，同时也为其他区域开展此类研究提供了可供借鉴的案例。开展Soter研究，对于提高土地利用率，防止土壤退化，减少土壤侵蚀，提高土壤肥力等方面，是非常有必要的，同时可定量化的描述个数据单元的地形―地形体―地形体组分信息，为治理水土流失制定政策提供依据。这些都是开展Soter数据库研究的必要性，下面叙述充分性。

Soter数据库需要研究区域具有地质、地形和土壤条件的差异，土壤资源的多样性是一个很重要的基础。湖北省土壤类型较为复杂，主要有水稻土、潮土、黄棕壤、黄褐土、石灰（岩）土、红壤、黄壤及紫色土等，这8个土类占全省总耕地面积的98.65%。地形方面，湖北省正处于中国地势第二级阶梯向第三级阶梯过渡地带，地貌类型多样，山地、丘陵、岗地和平原兼备。地势高低相差悬殊，东部平原有些区域地面高程为零。全省西、北、东三面被武陵山、巫山、大巴山、武当山、桐柏山、大别山、幕阜山等山地环绕，山前丘陵岗地广布，中南部为江汉平原，与湖南省洞庭湖平原连成一片。全省地势呈三面高起、中间低平、向南敞开、北有缺口的不完整盆地。这些差异均为开展Soter数据库研究提供了充分的条件。

参考文献：

[1] 吕成文， 王晓铃. SOTER数据库的特点及其应用. 安徽师范大学学报（自然科学版） 2000： 184―187.

[2] 毛振强， 李宪文， 张定祥. SOTER研究进展及其在构建土地资源数据库中的应用. 中国土地科学 2004： 60―64.

[3] 王振伟， 张海涛， 周勇. SOTER数据库支持下的物元模型在农用地适宜性评价中的应用研究―以湖北省为例. 河南农业科学 2005： 41―45.

[4] 龚子同， 张学雷， 骆国保， 张甘霖. SOTER的建立及其在世界上的传播. 地理科学 2001； 21： 217―223.

[5] 门明新， 陈建， 宇振荣， 许. 基于SOTER数据库的河北省土壤侵蚀研究. 中国农学通报 2007： 587―592.

[6] 杨玉建. 山东省SOTER数据库的建立及初步应用研究.： 山东师范大学； 2000. p. 91.

[7] 孙丹峰， 李红. 土壤土地数据库（SOTER）在我国土地资源数据库建设的应用研究. 土壤通报 2001： 53―56.

[8] 周红艺， 熊东红， 杨忠， 何毓蓉， 曾云英. 长江上游典型地区基于SOTER数据库的耕地地力评价. 土壤通报 2005： 145―148.

第2篇：近年来土壤学发展的特点范文

关键词：气象要素变化 气候变化 环境保护 气象探测

中图分类号：P41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（a）-0108-02

众所周知，如今全球气候变暖。而气候变暖，实际上就是指气温升高。其实，不单是气温升高，其他气象要素也有较明显变化，其只是对人们如今的工作生活尚未造成较大影响，故并未被重视。但实际上人们已能明显感受到，近年来的极端气候和气象灾害相比以往更为频繁、严重，这不仅是气温这一气象要素所决定的，还因其他的气象要素配合所带来的结果。

1 资料对比分析

该文对兴仁30年的多个气象要素值（气温、湿度、气压）进行简单对比。通过表1结果可看出其中的差距。

从上表中可看出，1978―1987这十年的平均气温为15.31 ℃；而1998―2007这十年平均气温为15.82 ℃。即1978―2007三十年间，平均气温上升了约0.5 ℃。

由表2可看出，从1978―2007三十年间，平均相对湿度从80%下降为78%。这一数据说明，地球表面的相对湿度在逐渐下降，空气的干燥程度则在逐渐上升。

由表3可知，1978―1997二十年间，气压平均下降0.07 hPa；1988―2007二十年间，气压平均下降0.04 hPa；而从1978～2007这三十年间，气压平均下降为0.11 hPa。

综合分析上述资料，并结合兴仁的实际情况，表明必须重视气温升高及生存环境恶化等问题。同时，需加强环境保护建设，使人们生活的环境得以改善。然而，如何对环境进行保护，则可从以下几方面入手。

2 环境保护措施

2.1 适度开采

除风力、太阳能、水利等极少数可转化为再生能源的物质外，煤炭、石油、天然气等均为不可再生能源。此外，这些可再生能源的数量，从其可利用的角度来衡量，也并非是无穷的。因在特定的时期内，人类的转化能力是有限的，且转化的成本也相对较高。

如今，发达国家在尽量减少本国能源的开采，却通过各种手段购买能源，有的购买目的甚至仅是为了储备。随着我国经济的不断发展，未来的二三十年间对能源的需求量也将越来越大，而能源开采告罄，将有可能出现能源短缺，若能源不能自给，就需向外采购，这便会导致成本的大幅增加。

2.2 减少污染物的排放

污染物有废渣、废液、废气等，对污染物的排放，国家已出台相关标准。污染物排放标准是国家对人为污染源排入环境的污染物浓度或总量所作的限量规定，其目的是通过控制污染源排污量的途径来实现环境质量标准或环境目标。该标准按污染物形态可分为气态、液态、固态及物理性污染物（如噪声）排放标准。按适用范围分为综合排放标准和行业排放标准，其规定一定范围（全国或某个区域）内普遍存在或危险较大的污染物允许排放量或浓度，适用于各个行业。而行业排放标准规定某一行业所排放的各种污染物的允许排放量或浓度，只对该行业具有约束力。

空气污染严重威协人体健康，自工业革命以来，工业生产给人类带来了巨大力量，其大幅改变了人类的生活，为人类的发展做出重要贡献。然而，工业进步在带来社会发展的同时，也造成了世界性的环境污染，如大气污染、水域污染、固体废物污染以及农药和其他工业化学用品的污染等，均已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的主要障碍。所以，在发展经济的同时，需加强对污染物排放的管理工作。

2.3 封山育林，植树造林

封山育林是培育森林资源的一种重要营林方式，其具有用工少、成本低、见效快、效益高等特点，对加快绿化速度，扩大森林面积，提高森林质量，促进社会经济发展均有着重要作用。通过封山育林，形成的林植被种类增多，生物多样性增加，涵养水源、保持水土的能力增强，森林病虫害减轻，森林质量得以提高。原先的疏林地、灌丛地、灌木林地、具备封育条件的荒山荒地等经5～10年的封育，大多成为了有林地，而封育成本仅为人工造林的1/5或1/10。封育形成的森林，植被种类丰富，使其涵养水源、改良土壤、水土保持的功能增强，为改善工农业生产条件起到了重要作用，也使粮食产量和农业产值得到了稳步提升。诸多山区封山育林后水源条件得到了有效改善。

封山育林是利用森林的更新能力，在自然条件适宜的山区，实行定期封山，禁止垦荒、放牧、砍柴等人为的破坏活动，以恢复森林植被的一种育林方式。根据实际情况可分为“全封”（较长时间内禁止一切人为活动）“半封”（季节性的开山）和“轮封”（定期分片轮封轮开）。这是一种投资少、见效快的育林方式。

植树造林是新造或更新森林的生产活动，其是培育森林的一个基本环节。种植面积较大且将来能形成森林或森林环境的，则称为造林。若面积较小，则被称为植树。植树造林、退耕还林和生态重建是极为重要的。植树造林可使水土得到保持。因此，若要抑制水土流失，就必须植树造林，因树木有像树冠之类的根系，能稳固土壤。而被稳固的土壤水分，又被树根不断地吸收蓄存。具统计，一亩树林比一亩无林地区可多蓄水20吨。此外，植树造林对治理沙化耕地，控制水土流失，防风固沙，增加土壤蓄水能力也有明显的效果，其可大副改善生态环境，减轻洪涝灾害的损失，且随着经济林陆续进入成熟期，其所产生的直接或间接经济效益也十分可观。

3 结语

近年来，环保以逐渐成为研究热点，环境保护等法律也已出台。但环保的工作在诸多方面进展缓慢，其结果也无法令人满意，有些区域甚至出现了负面发展，严重影响了人们的正常生活。为此，本文针对环境保护问题进行了研究，并通过对比气温、湿度、气压相关数据，同时列举出了较多保护环境的举措，希望能够警示人们开始懂得重视环境的恶化问题，并为环境保护工作提供一定的价值参考。

参考文献

[1] 赵其国，骆永明，滕应，等.当前国内外环境保护形势及其研究进展[J].土壤学报，2009，46（6）：1146-1154.

第3篇：近年来土壤学发展的特点范文

关键词：生态环境；生态农业：持续发展：和谐发展

现代化的产业革命。给工业和农业带来了爆发式的增长，但资源被掠夺式开发，造成资源枯竭，发展以牺牲环境为代价，生态遭到破坏。极端天气越来越频繁的出现，大自然给人类敲响了警钟。只以经济效益为目标的发展模式已引起大家的质疑。在当前形势下。如何选择新的农业模式将是我们不得不面对一个课题。绿色循环农业模式是以提供绿色农产品、追求可持续发展为目标的农业发展模式。国外上世纪70年代就曾提出，在中国如何更好的发展。笔者谈一些浅显的看法。

一、生态农业的概念

生态农业(20世纪50年代美国土壤学家艾希瑞克发起的)是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。

中国生态农业的基本内涵是：按照生态学原理和生态经济规律，因地制宜地设计、组装、调整和管理农业生产和农村经济的系统工程体系。它要求把发展粮食与多种经济作物生产，发展大田种植与林、牧、副、渔业，发展大农业与第二、三产业结合起来。利用传统农业精华和现代科技成果，通过人工设计生态工程、协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环。经济、生态、社会三大效益的统一。生态、经济、社会三大效益协调统一的新农业。不仅仅强调经济效益，过去宁可牺牲生态效益来保证经济效益将被否定。根据我国农业资源的特点，生态农业范围比较广泛。既不限于种植业。包括农林牧副渔各业，还包括乡镇企业。在农药和化肥使用上，我国生态农业的实践强调合理投入。使生态农业生产成为一个开放系统，把系统外部投入无机能量与有机能量结合起来，扬长避短。

二、生态农业发展现状

首先来看看目前农村现状，我的家乡在义乌西面。过去是一个漂亮的小村庄。靠山面水，风光秀丽，但这几年农村环境变差了，河水臭了，门前的燕子也不回来筑巢了，走到村里的田间地头，小塘边都丢满了各种农药瓶及药剂袋，还能闻到死鱼和死鸡的臭味，田里水沟也找不到泥鳅，想给下一代讲讲过去在田间地头的快乐。但他们已无法理解、无法体会。农户家里种的菜都进行了区分，哪些是送到城里卖的，哪些是没用过农药自己吃的。菜也不能到池塘里洗，在家用自来水洗，水脏。不远处垃圾焚烧发电厂的烟囱飘来白色烟雾，烟雾中有可怕的污染——二恶英。中国的经济发展了，但发展以牺牲环境为代价，如果是这样的发展。笔者认为，牺牲的太多。

国外发达国家跟中国走过了相类似的农业发展过程，环境污染、物种变得单一、土地板结、产量慢慢在下降，觉察到乱用农药与化肥将不可持续，1924年在欧洲兴起生态农业。20世纪30-40年代。在瑞士、英国和日本等国得到发展；60年代欧洲的许多农场转向生态耕作，德国是欧洲最大的有机食品消费市场，1999年德国生态食品销售额为20亿美元，约占其食品销售总额的1.2％，预计2008年比重将达25％。除德国外。法国、英国、荷兰、瑞士、丹麦和意大利，以及美国和日本等国家的生态食品销售量也在以较快的速度增长。发达国家的农业发展历程告诉我们，生态农业将是大势所趋，我们国家对生态农业已经引起重视，但生态农业刚起步。还处在摸索阶段，农民已习惯于农药和化肥来种田。要改变这种方式，政府必须采取有效措施。

三、如何发展绿色生态循环农业

过去，中国的农业的精耕细作是值得提倡的，学习美国其实是丢了自己的宝贵东西，小农经济。不用化肥，不用农药，但产量低，有些人认为再回去过去。大家又会挨饿。首先，回到过去不是简单重复过去，现代化的机械。经过优化的种子，对农业业的科学认识。过去是无法比拟的。

(一)加强宣传教育，提高民众的生态农业意识

生态农业对我国来说尚属“新生事物”，民众对此认识尚缺。比如：日本企业朝日绿源在山东莱阳沐浴店一片盆地中，租了1500亩中国地搞生态农业，但当地农民很“费解”：谷底长满荒草，一不打农药，二不施化肥：5年来，绿源的种地方式让当地人看着心疼。一亩地的产量仅是当地人的一半。当地农民认为：日本人不会摆弄土地。不追求产量的生态农业，让农民无法理解。也有“专家”认为：自己也搞过生态农业，但产量不高，养不活中国这么多人。宣传最有效的方法是建立示范基地。让农民感受学习，眼见为实。要培育一批绿色园区起示范、带头作用，从而带动广大农民积极、热情积极的发展绿色农业产业。开展绿色农业技术培训，要依托大专院校、科研院所、农业技术部门等单位。进行操作技术指导，使农民熟练地掌握绿色农业技术。

(二)规范绿色农产品标准

为保证绿色农产品，特别是绿色食品的特色和质量。应逐步按照国际标准，对不同绿色食品及其他绿色产品制定严格的标准。并在有关权威部门验证之后，对其发放绿色标志才准予生产和销售。饲养制度和绿色生产耕作是推行绿色农业的关键，包括使用无公害优良种子、种畜禽、肥料、饲料制度，规范无公害的大气环境、水资源、土壤环境的标准，推广绿色生产技术或清洁生产农艺。在流通领域，运用严格的安全卫生分级、加工、包装、储运操作制度等。

(三)解决有机肥的来源

秸秆还田是一种有机肥来源方法之一。我们去参观考察宁波艾格莱水稻收割机时，厂方介绍政策规定在收割机上安装秸秆的切割机才能享受农机补助。秸秆还田有了政策导向。秸秆还田具有促进土壤有机质及氮、磷、钾等含量的增加；提高土壤水分的保蓄能力，秸秆还田增肥增产作用显著。一般可增产5％－10％。

第4篇：近年来土壤学发展的特点范文

关键词：GIS土壤侵蚀，遥感监测

 

土壤侵蚀是一个复杂的人文和地理过程，利用常规地面调查的方法，人为因素的影响很大，且费时费力。遥感技术具有信息丰富，实时性强和动态监测等优势，无疑是最快速有效的先进监测手段之一[1,2]。因此，利用遥感和GIS技术对我国土壤侵蚀性状况进行调查是近来水土保持研究的热点。

1． 土壤侵蚀模型

土壤侵蚀受到诸如降水、下垫面岩性、地形坡度、土地覆盖类型及管理方式等多种因素的影响。作为定量调查方法的核心，侵蚀量评价模型经历了单因子方程式到多因子侵蚀模型的发展，使得每个对土壤侵蚀发生作用的因子都能较好的被描述。根据建模方法，这些土壤侵蚀定量模型基本上可以分为两类：经验统计模型和物理模型。以下分别介绍这两类模型。

1.1经验统计模型

经验统计模型是根据标准小区试验结果，确定土壤侵蚀的控制因素并拟合出能最大概率重现观测数据的函数对应关系式。该方法基本不考虑土壤侵蚀过程的内部机制，因此又被称为黑箱模型。这类模型主要有USLE[3]、RUSLE[4]、卜兆宏模型[5,6]和我国的黄土高原模型[7]等。

USLE系列模型是为显示长期年平均侵蚀速率而设计的，主要包括USLE（通用土壤流失方程）、RUSLE（修正的通用土壤流失方程）和卜兆宏模型。他们均采用相同的模型结构，更确切的讲，后二者是在USLE模型的基础上发展起来的。

USLE系列模型的数学表达式为：

(1)

式中，A为土壤流失量；R为降雨侵蚀力因子；K为土壤可蚀性因子；L为坡长因子；S为坡度因子；C为作物经营管理因子；P为土壤侵蚀控制措施因子。

RUSLE包含了近期研究的附加数据和USLE中所包含数据的修正版，对USLE做了包括技术性的和因子值算式的改进，因此在土壤流失预测中具有更高的准确率，且代表了当今最好的预测土壤侵蚀技术。

卜兆宏对USLE进行了一系列的中国本地化应用研究。虽然采用的监测模型鱼USLE具有相同的表达式，但是其因子算式、算法均为我国实测资料所建，因此更适合我国土壤流失的实际情况。

江忠善等通过在黄土高原的试验得出了次降雨无植被裸露坡耕地和人工草地的侵蚀量多元幂函数统计模型。如次降雨人工草地侵蚀模型为：

(2)

式中，M为次降雨土壤侵蚀模数；P为降雨量；I30为最大30分钟雨强；S为坡度；L为坡长；e为雨量动能；c为植被覆盖度。

1.2物理模型

物理模型考虑了土壤侵蚀过程的内部机制，依据较为严密的质量、动量、能量守衡方程，经过一系列简化后，对土壤侵蚀过程及各因子的变化进行了定量表达。与统计模型相比，该模型应用经典物理定律描述土壤侵蚀的数学分析工作仍然太少。

从预报精度的角度来讲，物理模型无疑是极具潜力的。但目前发展的物理模型需要大量的参数，而有些参数又难以获取，因此在实际应用中还存在诸多困难，尚难以取代经验统计模型在土壤侵蚀定量调查中的主导地位。

本文基于USLE模型，运用ENVI的图像综合处理能力来对试验区的土壤侵蚀性作出评价。研究的基本流程图如下：

图1.土壤侵蚀性评价流程图

2. 植被因子的提取

植被因子是土壤侵蚀强度分级中重要的一个因子，植被因子一般用植被覆盖度来集中体现。植被覆盖度是指植被的垂直投影面积与地块总面积之比，它是植被冠层形状、植被空间分布、叶子倾角及重叠所形成的参量。

传统的植被覆盖度测量方法主要是目估法、采样法、仪器法等，但由于目估法主观性太强，采样法野外操作不方面，仪器法成本较高难以在大范围内快速提取植被覆盖度。因而，遥感成为了估算植被覆盖度的主要技术手段。

2.1 植被因子提取方法

2.1.1 三波段法

一般来说，植被在绿光波段有一个低反射峰，在近红外波段有一个高反射峰，在红光波段为一个吸收谷。而土壤光谱在绿到近红外波段近似线性变化。从土壤光谱库中全部25种土壤在0.56到0.8微米之间的光谱曲线可以看出，在该波长区间内，大部分土壤光谱近似现行变化。唐世浩等根据上述植被和土壤的光谱特点，提出了如下形式的三波段梯度差植被指数（T1）：

（3）

若T1<0，则取T1为0。免费论文。

式中，Rir、Rr和Rg分别为近红外、红、绿波段的反射率；lir、lr、lg分别为响应波段的波长中值。

分析该植被指数可以看出，随着植被覆盖度的增加，绿光和近红外反射率增加，红光反射率减小，该植被指数增大；反之，该指数减小。对于植被来说，T1一般不会小于0。

利用T1计算植被覆盖度（Fc）的公式如下：

（4）

式中，Timax为最大三波段梯度差。

2.1.2 回归模型法

通过对遥感数据某一波段、波段组合或利用遥感数据计算出的植被指数与植被覆盖度进行回归，建立经验模型，利用得道的模型求取大范围的植被覆盖度。包括了线性回归模型和非线性回归模型。

2.1.3 像元分解模型法

像元分解模型法的原理是图像中的一个像元实际上是可能由多个组分构成，每个组分对遥感传感器所观测的信息都有贡献，因此可以将遥感信息（波段或植被指数）分解，建立像元分解模型，并利用此模型估算植被覆盖度。

目前已开发出的模型主要有五种，分别是线性模型、概率模型、几何光学模型、随机几何模型和模糊分析模型。免费论文。最常用的是现行分解模型，其假设像元信息为个组分信息的线性组合。在线性分解模型中有一个简单使用的模型，即像元二分模型。

像元二分模型的原理为：通过遥感传感器所观测到的信息S可以表达为由绿色植被部分所贡献的信息Sv和由无植被覆盖（裸土）部分所贡献的信息Ss两部分，即：

（5）

设一个像元中有植被覆盖的面积比例为Fc，即为该像元的植被覆盖度，则无植被覆盖的面积比例为1-Fc。如果全由植被所覆盖的纯像元所得的遥感信息为Sveg，则混合像元植被部分所贡献的信息可以表示为Sveg与Fc的乘积，即Sv=Fc*Sveg。同理，如果全由无植被所覆盖的纯像元所得的遥感信息为Ssoil，混合像元的土壤成分所贡献的信息Ss可以表示为Ssoil与1-Fc的乘积：

（6）

通过公式变换。可得一下植被覆盖度的计算公式：

（7）

该模型表达了遥感信息鱼植被覆盖度的关系，其参数Ssoil与Sveg都具有实际的含义，即土壤与植被的纯像元所反映的遥感信息，模型具有一定的理论基础，摆脱了地域的限制，易于推广。免费论文。同时，该模型也削弱了大气、土壤背景与植被类型的影响。

2.1.4 植被指数估算植被覆盖度

直接利用植被指数估算植被覆盖度是一个较好的方法。归一化差值植被指数是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子，计算公式为：

（8）

根据像元二分模型理论，一个像元的NDVI可以表达为由绿色植被部分所贡献的信息NDVIveg与无植被覆盖部分所贡献的信息NDVIsoil两部分组成。将归一化植被指数带入公式（7）可以得到：

（9）

3. 研究中存在的问题及改进

基于遥感和GIS技术，采用卫星影像，通过人机交互目视解译获取土地利用信息，应用数字高程模型DEM生成坡度图，遥感影像中提取植被指数NDVI，利用像元二分模型得到植被覆盖度，依据水力侵蚀标准将土地利用、坡度和植被覆盖度等进行编码后做空间叠加分析，得道土壤侵蚀强度分级数据。但是这种处理流程中仍存在一些缺陷有待改进：

不同季节的植被覆盖往往存在较大的差异。大面积的水土流失遥感调查数据往往是一个时间范围内影像的集合，为了得到统一而有效的植被因子，需要对数据做时相上的协调处理。

一些零散分部的小块地块，由于面积太小，数据处理中难以勾画界线，不能充分表达细节信息。

各个区域往往具有当地独特的地理环境，影响土壤侵蚀的因子也不尽相同，因而区域具体应用中可以扩充影响因子的选择，使其能更贴切的变现当地的土壤侵蚀机制。

参考文献：

[1] 李国英.对我国水土保持工作的几点思考[J].中国水土保持，1998(2):20-23.

[2] 景可,王万忠,郑粉莉.中国土壤侵蚀与环境[M].北京:科学出版社,2005.7-9.

[3] W.H.Wischmeier. Predicting rainfall-erosionlosses from cropland east of the Rocky Mountains.Handbook Department of Agriculture Washington D. C.1965.

[4] Renard, K. G., Foster,G. R., Weesies, G. A., McCool, D. K., Yoder, D. C. Predicting soil erosion bywater : a guide to conservation planning with the revised universal soil lossequation.Handbook Department of Agriculture Washington D. C.1997,703.

[5] 卜兆宏等,水土流失定量遥感方法及其应用的研究[J].土壤学报.1997,34(3):234-245.

[6] 卜兆宏等,应用水土流失定量遥感发发监测山东全省山丘区的研究[J].土壤学报.1999,36(1):1-8.

[7] 江忠善,郑粉莉,武敏. 中国坡面水蚀预报模型研究[J].泥沙研究,2005(4):1-6.

第5篇：近年来土壤学发展的特点范文

关键词：滨海滩涂；环境科学；野外实践；教学研究

中图分类号：G642.41 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2014）04-0141-02

野外实践教学是高校教学工作的重要补充，也是学生掌握知识、提高素质的重要途径，实践教学体系的建设直接决定了人才培养的质量[1]。环境科学专业重点研究人与自然的相互关系，因此对野外实践教学的要求相对更高。野外实践教学体系建设对环境科学复合型人才的培养至关重要，目前已引起各方面的高度重视。然而，受传统和条件所限，目前环境科学专业野外实践教学工作开展尚不完善，难以满足现今人才培养的需要。笔者通过对盐城地区沿海滩涂湿地这一独特地理优势的分析，提出了利用其构建环境科学专业野外实践教学体系的构想。目的在于抛砖引玉，引起环境科学教师的关注，根据当地实际自然条件完善环境科学专业野外教学实践，提高学生素质。

一、环境科学专业野外实践教学的重要性

野外实践教学是环境科学专业教学过程中必不可少的一个环节，也是培养学生实践能力、创新能力和团队精神的综合性训练环节。教育部下发的《关于加强高等学校本科教学工作，提高教学质量的若干意见》中指出：实践教学对于提高学生综合素质、培养学生创新精神与实践能力具有特殊作用。无论从理论联系实际的角度看，还是从体现学生素质教育和创新能力与实践能力培养的要求看，加强野外实习对生态学及其相关专业的学生来说，都是十分必要和迫切的教学环节[2]。野外实践教学的目标不仅是将书本上的知识在实践中加以理解和强化，而且是训练学生野外工作和独立研究能力的重要措施。其目标定位已不再是单纯的理论教学和实验教学的延续，而是在学习理论的同时，对野外调查的方法和步骤、样品采集与处理、野外仪器工具的使用和维护、野外数据的分析与处理等进行学习和实践，这样不但能巩固环境科学基本知识，对环境问题产生直观认识，而且能够在实践活动中了解知识获得的过程、经历知识价值生成的过程，从而主动构建自己的知识结构，锻炼学生独立从事环境科学野外工作的能力及独立进行专题研究的能力。这是理论教学和实验教学所不能取代的。此外，环境科学的野外实践也是学生岗前培训的重要场所和手段。环境科学理论性较强，与毕业后的实际工作要求有较大差距。利用野外实践教学把学校所学知识转化为实际的动手动口能力，培养相关的沟通能力和合作能力对于学生毕业后顺利开展工作提供了演习的平台，因此野外实践教学不仅是学生理论联系实际的场所，更是参加工作前，接触社会、接触生产实际的重要基地[3]。

二、利用滨海滩涂湿地进行环境科学专业野外实践教学的优势与可行性

一个良好实习区域的选择也是成功开展野外实践教学的重要前提，盛桂莲等[4]和杨晓菁等[2]人为：生态学教学实习地点的选择应具备以下几个条件：生物资源丰富，植被类型多样；相关的自然和社会资料翔实；交通便利，生活设施完备；最好已与有关单位建立教学基地共建或有教学合作关系。与生态学类似的环境科学野外实践教学也应具备类似的条件。滨海滩涂湿地是一种重要的湿地类型，是大陆与海洋的交界带，在全球环境变化中起着重要作用。盐城地区拥有全国最大的平原性淤长型滩涂湿地，是开展环境科学野外实践教学的理想场所。然而过去并没有意识到滩涂湿地在环境科学教学中的重要作用。近年来，随着环境科学人才培养要求的提高，利用地域优势（如滩涂湿地）进行野外实践教学逐渐引起重视。滩涂湿地具有野外实践教学的独特优势：典型性。盐城地区拥有全国最典型的滨海滩涂湿地类型，大量原生滩涂作为自然保护区被完整保存下来，此外，现代农业和工业等人为强干扰下的滩涂湿地变迁过程也非常显著；全面性。滩涂湿地是海洋和陆地的交错带，包含环境科学研究的各个界面和介质过程，不但可以研究自然状况下的环境过程，也可以研究人为影响下的环境变迁；多样性。滩涂湿地涵盖了环境科学研究的各个方面，水质学、土壤学、动物学、植物学、环境工程、生态工程等均可以在滩涂湿地中找到研究对象。海洋景观、大陆景观、湿地景观结合自然保护区生物多样性，构成了教学潜力巨大的盐城滨海滩涂湿地体系。利用滩涂湿地进行科学专业野外实践教学不但能使学生加强直观印象，巩固所学的各方面的知识，而且能够培养兴趣点，找到自己今后努力的方向。

三、利用滩涂湿地进行科学专业野外实践教学体系的构建

滩涂湿地野外实践教学资源极其丰富，然而目前尚未没有形成完成的野外实践教学体系。笔者建议将盐城地区滩涂湿地资源进行有效整合，共同构建滩涂湿地环境科学野外实践教学体系，该体系的构建将对环境科学实践教育和创新性人才培养具有重要意义。

1.教学内容的构建。滩涂湿地教学体系基本组成应包括三条主线：（1）自然状态下的滩涂湿地。使学生巩固加强《环境化学》、《生态学》、《微生物学》等各基础课程的内容，并形成直观印象。（2）人为干扰下的滩涂湿地。使学生加强对《污染生态学》、《土壤学》等课程的认识，并对目前我国工农业污染现状有直观的了解。（3）污染控制措施。利用滩涂湿地中的工农业污染源及其环境工程和生态工程控制途径，加强对《水污染控制》、《环境工程》等课程的认识，从实践中认识并熟悉各种工程措施。野外教学实践体系应该囊括环境化学、土壤学、水文学、水质学、生态学、环境工程、水污染控制等课程，在课堂理论学习基础上进行全面、系统的野外实践教学活动[1]。实践教学活动应针对不同课程，因地制宜、因材施教，充分利用滩涂湿地资源，采用学生喜闻乐见的形式进行，在实践教学同时，将书本知识和目前国内外最新研究动态相结合，让学生自己发现问题、解决问题，并反馈于课堂教学，形成完整的教学过程。

2.教学方法的构建。大自然是最理想的天然实验室，环境科学是研究人与自然关系的科学，更需要走进大自然。课本上枯燥的内容需要与野外实践相结合才能产生最好的教学效果。滩涂湿地为环境科学专业学生提供了理想场所，但还需要注意教学方法的选择。良好的教学方法能起到再教育的目的，而不会转变成单纯的旅游。通常可采用现场细致观察法、现场启发讲授法、现场操作教学法、现场知识竞答、工作目标设定等各种方法进行，通过启发、引导，拓宽学生知识面、启发思路、激发学习兴趣。在野外实践过程中这些教学方法要灵活运用，以达到最好效果。在野外实践基础上，编写实践教材、制作多媒体，并通过反复实践，不断凝练、改进，提高教学水平[1]。

3.创新能力和合作能力的培养。学生创新能力是目前高校教育的重要目标之一，也是人才培养的关键。野外实践教学体系对培养学生创新能力具有重要推动作用。单一的课本宣讲难以激发学生的学习兴趣，滩涂湿地丰富的教学资源加上教师适当的教学方法，势必能够极大地提高学生的自主创新能力。野外情况复杂多变，需要学生能够灵活应变，教师现场提出的目标任务学生须组队加以完成，这对于培养学生的沟通能力和团队合作能力也具有重要作用。

4.考核体系的构建。野外实践教学体系的考核不同于课堂考核，更注重学生各方面能力的考核。通过在野外对学生完成实践工作过程的全面审视，比如任务完成情况、现场问答、实习报告等[5]，从中判断其学习能力、语言能力、团队合作能力、沟通能力、领导能力等，这比在课堂中的笔试考核更能反映学生的综合素质。在考核后反馈给学生，促进其进一步成长，同时反馈于教学中，为改进教学、提高教学质量提供依据。

盐城地区得天独厚的滩涂湿地资源为环境科学野外实践教学体系的构建提供了良好条件，利用滩涂湿地进行环境科学野外实践教学不仅能满足本地区本专业学生的需求，而且能够吸引国内相关院校相关专业师生前来学习、研究。将地理优势、人才优势进行有效整合的野外实践教学不但有利于环境科学学科的蓬勃发展和创新性人才的培养，而且对我国经济与环境的和谐发展具有积极意义。

参考文献：

[1]杨仁超，樊爱萍，韩作振，李增学，李旭平.山东野外地质走廊实践教学体系的构建及意义[J].高等理科教育，2012，（3）：134-137.

[2]杨晓菁，顾延生，葛继稳.“普通生态学”野外实践教学模式初探[J].中国地质教育，2009，（4）：114-117.

[3]翟伟峰，刘省非，王英利，王永杰.21世纪高师地理野外实践教学改革探讨[J].继续教育研究，2004，（6）：82-84.

第6篇：近年来土壤学发展的特点范文

关键词：桥梁山岛； 边坡治理；喷混植生技术；生态修复

中图分类号： K928 文献标识码： A 文章编号：

近年来，随着海岛开发利用如高速公路、矿山开采、水利设施的建设经常需要开挖大量的山体土石方，造成大量的边坡，不仅严重破坏了原有的山体生态植被，还导致水土流失和生态环境的失衡[1]，还有全球气候异常带来的自然灾害造成的山体及植被破坏，形成山体滑坡和泥石流等生态灾难等，更加速了对海岛生态环境的破坏，一些海岛的生态平衡被严重打破[2，3]。因此，对被破坏的海岛边坡进行生态修复，对于防止边坡进一步被破坏、水土流失，减少生态灾害，保护海岛、合理利用海岛，促进海岛的可持续发展具有十分重要的意义[4]。但由于海岛具有与陆地明显不同的地质资源环境特征与自然生态系统，因而对其进行生态修复比较困难。

边坡生态治理涉及到岩土工程力学、地质学、生物学、土壤学、草叶学、林学、环境生态学[5]等多学科知识的综合利用。目前国内采用的边坡治理技术从国外引进结合国内不同地区的生态条件形成了以喷混植生、客土吹附、三维网和液力喷播为主的治理技术[6,7]。

喷混植生技术是以工程力学和生物学等理论为依据，利用客土掺混粘结剂和锚杆加固铁丝网技术，运用特制喷混机械将土壤、有机物质、保水材料、植物种子等喷射到锚固有镀锌铁丝网的岩面上，形成10 cm左右厚度的具有连续空隙的硬化体，在岩石坡面上营造出永久性的多孔稳定结构供植物种子的生根发育及生长[8]。通过养护使岩石坡面快速绿化、恢复植被，形成一个与当地环境、气候相适应的草、灌、乔、藤结合的目标植物群落，从而达到恢复植被和保护环境的目的。

工程概况

本实验供试海岛桥梁山岛位于岱山衢山岛西北0.7公里处，是座无居民海岛。因岛狭长似桥梁，得其名。岛体由花岗岩构成，面积约0.1平方公里。从1992年至2006年间，桥梁山岛被大规模挖山采石，大量的石材被运到上海用于填海。2006年，岛上的滥采活动被叫停。2009年12月，国家海岛开发与管理研究中心对桥梁山的土壤、植被、地形等现场调查后认为，桥梁山水土流失严重、植物群落生产力低下、生态系统不稳定，海岛生态问题严重。2010年6月，桥梁山岛被列为国家海岛生态修复示范试验点。2011年5月对边坡进行生态修复，桥梁山岛将作为全国的海岛陆域生态修复示范，也为全面推开海岛生态修复工作打下了基础。

边坡生态修复试验设计

根据试验地现状分为2区域：第1区域为坡面较平，坡度45°-75°；第2区域为岩石严重，且较破碎，坡面较陡。2区域均采用喷混植生技术。

施工设备与材料

原材料的选择

1）种植土壤选择：选用当地优质黄黏土作为喷混用种植土。

2）有机质的选择：选用当地木材加工厂自产的锯木屑作为喷混基材有机质。

3）肥料选择：选用适合草籽生长的成品有机复合肥(成分为N：P：K=14：14：14)。

4）保水剂选择：采用吸水重复性好而使用寿命长的丙烯酰胺一丙烯酸盐共聚类的大颗粒的保水剂。

5）粘合剂选择：考虑到本地区的气候特点及年平均降水量，为避免风雨等自然因素对种植基材造成的侵蚀、冲刷，采用进口的PAM―A30型粘结剂。

基材配比选择及植物种子配比选择

基材配比

喷混植生基材的配比要根据开挖后的岩质情况、海岛小气候和经验作适当的调；大面积施工前，应先做小面积的试验，以确定最终的基材配比和多项施工参数。

表1 种植基材配比

Table1 Proportion of different basic planting materials

植物种子配比

由于灌木相对草本植物发芽率低且生长较慢，草本植物生长迅速会对灌木的生长形成竞争，一般草本植物生长旺盛的地方灌木生长稀少且矮小，灌草在相互依存的同时存在明显的制约关系，所以对于不同地质条件和不同边坡状况的岩石坡面，本试验采用了不同的植物配方。

表2 1.0 m2边坡植物种子播种量

Table 2 Seeding rate of different plant seeds on excavated slope

施工工艺

工艺流程

工艺流程包括以下方面：坡面修整一铺网、订网一原料机械搅拌混合一机械喷射客土造底基层（0.05-0.25 m）一植物种子按配比机械搅拌一喷射客土造第二层植草层（0.05 m）一覆盖遮阳网一前期洒水养护30 d～45 d一坡面绿化成坪一清理坡面遮阳网一后期养护管理。

（1）施工前的坡面整修处理：

1）坡面整修处理之前，先由主管技术人员对边坡坡脚、边坡坡率进行测量复核，保证边坡各部尺寸符合要求；

2）清除坡面杂物，包括松散土石块、凸出坡面的石头等。

铺网、订网：采用PVC铁丝网铺设坡面，坡顶延伸50 cm左右，开沟并用桩钉固定后回填，坡顶固定好后自上而下铺设。左右两片之间搭接宽度平均10 cm。紧固件采用了“L”形Φ 6.5的钢锚钉，在坡顶及搭接处用主锚钉固定，其中坡顶布置了一行。锚钉横向间距50cm。坡面铁网搭接处布置一行，间距100 cm，在坡面其余位置每平方米分布了4～6枚，锚钉梅花形布置,对于个别不平顺的坡面增设了锚钉2-3枚。宕面岩石处用电锤钻孔后用锚钉紧固，为了达到锚钉长效牢固的目的，在施工前采用了防腐漆涂抹。由于宕面中部左右面岩石光滑平整，铁丝网紧贴了坡面，为了保证铁丝网与坡面的间隙，在铁网下部垫衬了ø4的方木，将坡面和铁丝网的间距控制在了4-5 cm，保证了混植土厚度。钉网结束后由管理人员对坡面进行系统性检查，个别区域未达到标准，在进行了补充施工后全部达到设计要求。

（2）喷混植生基材加工

1）种植土运至加工处理场后，采用粉碎机粉碎至粉细土状，并进行筛分以保证最大粒径小于10 ml。

2）根据试验选定的配比，在筛分后的种植土内掺人锯末、保水剂、过磷酸钙、有机复合肥，然后加入拌合机中，搅拌均匀后备用。

结语

与国外的海岛生态修复研究相比，我国海岛生态修复的研究还处于起步和探索阶段，海

岛的生态修复基本停留在植被复绿和景观建设阶段，尚未把海洋生态学和景观生态学有机结合起来，而且海岛生态修复的成功案例也不多，而国外已经形成了较为成熟的理论体系及相关示范[9]。本试验为国内的海岛生态修复研究提供了一定的理论基础支持。

喷混植生技术在桥梁山岛边坡生态修复的应用中取得了一定的绿化及防护效果，但植物后期的生长情况，如何使植物保持不退化，能够抵御各种恶劣气候，保证可持续发展，除选择适宜的植物品种外，后期的管养也相当关键。在桥梁山岛的工程实践中，在后期养护方面主要存在两大问题值得进一步探讨：

1）后期管养中的淡水采集及管养到何时才能保证植物护坡持续发展；

2）采取什么样的技术才能缩短管养期，以加快绿化进度、节约绿化成本。

另外，由于施工单位的科研水平力量有限，对于当地野生草种研究很少，目前边坡绿化施工中主要采用外来引进草种，然而外来草种在当地的抗逆性、适应性和危害性有待进一步探讨，若能充分利用当地野生植物品种，并与引进物种合理搭配，不仅解决了外来草种的不足之处，而且对边坡的景观及其稳定性都有积极的效果。还有植物群落的优势度、客土厚度、基质材料的配比等有待进一步的试验研究，喷混植生施工方法的适用条件、植物种类选择及用量有待进一步的探讨。

参考文献

[1] King WB. Island birds: will the future repeat the past？1985

第7篇：近年来土壤学发展的特点范文

关键词：盐城；耕地质量建设；现状；对策

中图分类号 S15 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）03-04-66-04

党的十把生态文明建设放到了更加突出位置，提出“完善最严格的耕地保护制度” [1]，要“给自然留下更多修复空间，给农业留下更多良田，给子孙后代留下天蓝、地绿、水净的美好家园”[1]，彰显了党和政府对保护耕地的重视。人口增加和经济发展导致我国耕地总体质量不容乐观[2-3]乃至呈下降趋势[4-5]。保护耕地刻不容缓，然而提及保护耕地，大多数人忽视对耕地质量的保护。相对于耕地数量的有形减少而言，耕地质量的下降是隐性的，难以察觉，但其影响绝不亚于耕地数量减少，耕地质量的变化正对粮食安全、生态环境和社会经济发展构成严重威胁[6]。本文分析了盐城市进行耕地质量建设的必要性、现状、存在的问题及发展对策，以期对盐城乃至我国耕地保护的可持续发展提供参考。

1 加强耕地质量建设的重要意义

耕地质量，是指由耕地地力、田间基础设施、耕地环境等构成的满足农作物安全和持续产出的能力[7]。耕地数量刚性减少，耕地质量提高速度落后于社会发展速度，粮食需求又不断增加的背景下，提升耕地质量成为确保粮食安全的重要措施。盐城市是农业大市，肩负着保障粮食安全和保证农产品有效供给的重任，加强耕地保护和质量建设，在发展现代农业、建设农业强市中的基础地位不能动摇、至关重要。

1.1 保证粮食等农产品有效供给的需要 粮食增产丰收是农业生产的首要任务。加强农田基础设施建设，改善生产条件，改良培肥土壤，提高抗灾能力，是保障粮食安全、保证主要农产品有效供给的前提基础。近年来，盐城市各地大力实施标准粮田建设、测土配方施肥、商品有机肥应用和土壤有机质提升等重大项目，为盐城市粮食总产“十连增”、农业持续丰产丰收作出了重要贡献。在全国耕地数量下降不可逆转的形势下，要实现粮食产量连增，切实保证主要农产品有效供给，迫切需要进一步加强耕地质量建设，挖掘农业生产潜力。

1.2 夯实现代农业规模发展基础的需要 盐城市耕地类型多、人均耕地少、中低产田面积大，严重阻碍了标准化生产和规模化经营。现代农业的一个最显著特点，就是标准化生产和适度规模化经营[8]。加强耕地质量建设，因地制宜消除土壤障碍因素，改善生产条件，从根本上提高耕地基础地力，形成多元化、多层次、多形式农业经营服务体系，切实提高集约化种植水平，为推进农业标准化生产，实行适度规模经营创造前提条件，奠定坚实基础。

1.3 促进农业增效和农民增收的需要 农业增效、农民增收很大程度上依赖于耕地质量的提高。实践证明，只要耕作层深厚、土壤质地适中、营养条件均衡、肥料使用科学，农田基础设施完好，就能保证耕地高产。因此，将良种、良法、良田有机结合起来，从提高单产上下功夫，能有效提高农作物产量、农产品品质，进而提升农产品市场竞争力，为实现农业增效、农民增收奠定牢固的物质、技术基础。

1.4 实现农业可持续发展的需要 耕地质量对农业的可持续性有直接影响。农业可持续发展需要有可持续的农产品数量和质量作保证，而农产品的数量和质量又依赖于耕地的生产力和清洁度。加强耕地质量建设，不仅能提高耕地质量水平，提升耕地的抗灾、抗逆能力，还能促进化肥等农业投入品的合理使用，有效减少环境污染，改善农村生态环境、农业生产环境，实现农业的可持续发展。

2 耕地质量建设的现状分析

近年来，盐城市各地认真贯彻落实中央和省、市关于耕地质量建设的决策部署，以提高农业综合生产能力，建设资源节约型、环境友好型现代农业为目标，开拓进取，勇于创新，扎实工作，耕地质量建设与管理取得明显成效。

2.1 耕地质量水平稳步提高 按照高标准农田建设标准要求，切实加强高标准农田建设项目管理，落实关键措施，高质量地完成了高标准农田建设的任务，盐城市高标准农田比重由2006年的35%提高到2013年的44%。指导农民科学利用好人、畜、禽粪便，减少资源浪费，提高农家肥利用效果。加快有机废弃物无害化和资源化利用，每年推广商品有机肥5万t以上。目前盐城市耕地土壤肥力普遍提高，与第二次土壤普查相比，土壤有机质含量上升了6.77g/kg，增幅达49.35%；土壤全氮含量上升了0.26g/kg，增幅达26.45%。

2.2 测土配方施肥技术全面推广 盐城市测土配方施肥工作，2005年开始试点，2008年全面实施，2011年启动整建制推进，2013年开始推进“全覆盖”。截至2013年底，盐城市先后实施了近4 500万元的国家和省测土配方施肥项目，形成了多项技术成果，获得省推广一等奖1项、三等奖1项，市科技进步奖2项，近30篇，累计推广测土配方施肥技术466.7多万hm2次。通过采土测土和田间试验，掌握了盐城市耕地质量状况、变化规律和作物需肥规律，建立了土壤养分丰缺指标和作物施肥指标体系，建成了县域耕地资源管理信息系统和测土配方施肥专家系统，实现了测土配方施肥数字化。积极开展宣传培训和示范推广，测土配方施肥技术迅速得到普及应用。建立了“统一测配、定向生产、连锁供应、指导服务”的运行机制和“五个一”测土配方施肥技术服务模式（县有一个耕地资源管理信息系统、镇有一幅施肥分区图、村有一张施肥推荐表、户有一张施肥建议卡、经销网点一次性供齐配方肥）。农民施肥方式由“经验”施肥走向了“精准”施肥，有力地提高了肥料利用率，减少了农业面源污染。

2.3 耕地质量监管效能显著提升 盐城市完成了2个国家级、43个省级、86个市级和129个县级耕地质量监测点标准化建设工作，建成了覆盖全市、功能齐全、运作规范的耕地质量监测体系，对耕地质量开展动态监测。扎实开展耕地地力评价，各县（市、区）完成了对耕地地力等级的科学划分，定期耕地质量监测报告，为指导农民科学施肥、辅助政府宏观决策提供了依据。

2.4 土肥新技术逐步推广 根据不同土壤的主导障碍因素，按照灌溉改良型、盐碱耕地型、障碍层次型、瘠薄培肥型中低产田类型，采取农艺、生物、工程相结合的措施进行改造，不断提高中低产田肥力水平，实现中产变高产、低产变中产的目标，农业生产条件得到明显改善[9-10]。先后实施“平衡施肥”、“补钾工程”、“农作物秸秆综合利用”、“有机质提升”等重大项目，推广精确施肥、有机质提升、秸秆还田、化肥深施、少免耕技术等耕地利用综合技术，截至2013年底，推广商品有机肥40万t，应用面积14.3万hm2；保有秸秆还田机械近3 000台，机械化秸秆还田19.33万hm2；境内拥有有机肥企业11家，消纳有机肥17.5万t[11]。促进耕地用养平衡，遏制农田土壤退化、地力下降趋势。

2.5 耕地质量管理工作取得突破 《江苏省耕地质量管理条例》于2012年4月1日起正式施行，标志着江苏省耕地质量建设和管理走上了法制化的轨道[12]。盐城市及时召开了学习贯彻《条例》座谈会，各地充分利用广播、电视、报刊、网络等新闻媒体，采取多种形式，掀起宣传贯彻热潮，提高了《条例》的社会影响力。各级农业部门根据《条例》要求，调整完善了工作机构，健全了工作机制，强化了责任落实，努力做到管理有机构、工作有手段、行为有规范，为履职尽责奠定了坚实的基础。此外，盐城市成立了全市耕地质量评定委员会，开展了耕地质量评价、补充耕地质量验收、毁损耕地质量鉴定等工作，耕地质量管理工作逐步走入规范化运作轨道。

3 耕地质量建设存在的问题

第二次土壤普查距今已有30a时间，由于生产方式变革、土地利用强度增加以及外源物质的大量投入，土壤理化性状发生了巨大变化，土壤质量变化剧烈，原有的土壤信息已不能反映土壤质量现状。

3.1 基础设施老化，农田基本建设弱化 受建设时经济和技术条件限制，许多田间工程建设标准低，配套设施简陋，运行时间长，老化严重。尽管近些年来，各级逐步加大灌区改造工程和生态环境建设力度，部分骨干水利设施状况有所改善，但田间工程的整治相对滞后，抗御旱涝灾害能力脆弱。

3.2 耕层厚度变浅，耕地养分失衡 近年来，由于农业投入品过度施用及不合理耕种，土壤中有益微生物和小动物减少，耕层平均厚度由第二次土壤普查时的14.6cm下降到11.5cm，土壤容重由1.29g/cm3上升到1.32g/cm3，已影响到土壤水、肥、气、热条件和作物根系在土壤中的生长，从而影响作物产量。大量研究表明，大量的使用化肥造成了土壤板结，地力下降，农产品受到严重污染，质量逐步下降[13]；长期实行少免耕制度，土壤物理性状普遍变差，耕层厚度日益变浅，土壤容重增加[14]。盐城市耕地养分非均衡化现象日趋严重，与第二次土壤普查相比，30a来含钾肥料使用少，全市土壤速效钾平均含量下降4.74%，部分长期进行粮棉生产的地区，正由“富钾”向“缺钾”转变；含磷肥料过量使用，全市土壤有效磷平均含量上升幅度达384.96%，但区域分布不平衡，部分粮棉主产区缺磷，城郊菜地则明显过量；土壤pH有下降趋势，平均由7.93下降到7.45，长此以往将严重影响农作物的正常生长。

3.3 “三废”排放加剧，耕地污染加重 大量未经处理的工业“三废”、生活污水、规模养殖场畜禽粪便等肆意向农田排放，以及化肥农药的过量施用、重金属累积等，已造成耕地的显性和隐性污染。耕地被污染后，不但农作物产量降低，而且严重影响农产品质量，危害人类的身体健康。与2006年相比，43个省级监测点土壤样品6个土壤重金属指标中5个指标、六六六、DDT等含量都有不同程度的上升，土壤环境质量存在退化趋势，但土壤总体清洁。

3.4 耕地占补重数量轻质量，以次补好[15] 各种建设用地占用的多为城郊的良田沃土，而补充的耕地则是沿海滩涂、荒地，土壤肥力低，后续培肥措施跟不上，地力明显不如被占耕地。这些补充耕地即使采取积极有效的培肥措施，也需要几年的耕种，粮食生产能力才能达到一定水平。

4 加强耕地质量建设的对策建议

耕地是农业最基础的生产资料，也是农民最基本的生产保障，耕地质量关系国计民生，加强耕地质量建设是一项既紧迫又艰巨的任务。

4.1 深入开展测土配方施肥，着力提高科学施肥水平 在完善粮食作物施肥指标体系的基础上，向经济、果蔬、园艺作物拓展，扩大技术覆盖面，力争到“十二五”末，盐城市测土配方施肥技术实现所有农户、主要作物“全覆盖”的目标。大力推广数字化技术，做到配方单到厂、建议卡到户、配方肥下地。一是深化农企合作。按照“双方自愿、优势互补、公平公开、择优合作”的原则，选择积极性高、信誉好、实力强的肥料企业参与配方肥生产与供应。鼓励企业运用连锁、超市、配送等现代物流手段，构建基层肥料直供网点，为农民提供质量优良、配方科学、价格合理的配方肥料。二是加强培训示范。加强对基层农技人员和肥料经销商的培训，在关键农时季节，开展田间巡回指导和现场指导服务。突出抓好肥料经销商技术培训，努力将肥料经销网点打造成帮助农民选肥配肥的助推器、测土配方施肥技术的传播者、数字化测土配方施肥技术集成应用的展示窗、配方肥销售推广的主力军。要按照有包片指导专家、有科技示范户、有示范对比田、有醒目标示牌的“四有”要求，确保“示范片”到村。三是及时更新成果。积极开展周期性采土测土和针对性肥效试验工作，及时更新县域耕地资源管理信息系统和测土配方施肥专家咨询系统数据，适时指导基层智能化配肥供肥网点根据最新的数据配肥供肥。要扩大触摸屏查询和智能化配肥机的配备，扩大测土配方施肥手机短信平台的运用，方便农民快捷地查询主推肥料施用配方、施用数量、施用时期和施用方法。

4.2 扎实推进高标准粮田建设，不断提高耕地产出能力 实施标准粮田建设项目是提高农业综合生产力的重大举措，也是促进农业增产和农民增收的重要抓手。要以实施好高标准粮田建设项目为抓手，按照灌排设施配套、土地平整肥沃、田间道路畅通、农田林网健全、生产方式先进、产出效益较高的建设标准，大力推进高标准农田建设。一要加快项目实施进度。统筹考虑建设条件和施工季节，科学合理安排工期，加强田间灌渠、排水沟、排灌站及涵洞、闸门等配套小型农田基础设施建设，实施土地平整、沟系疏浚、机耕道路、农田林网建设，做到早建设、早收益。二要加强项目建设管理。严格按照项目批复文件组织实施，不得擅自变更项目建设地点、建设内容、建设规模和拖延建设工期。严格实行项目建设法人负责制、招投标制、工程监理制、合同制，提高工程建设质量，确保建设成效。三要做好建设项目储备。科学制定总体规划，选定建设区域，明确建设内容，合理安排年度计划，按照省农委印发的高标准农田建设项目编制大纲要求，提前编制下年度项目可行性研究报告，建立项目储备库，做好后续项目储备和申报准备。

4.3 切实加强有机肥推广应用，稳步提升耕地地力水平 千方百计引导农民增加对农田有机肥的投入，努力提高耕地地力。一方面，要规范推广应用商品有机肥料。根据无公害与现代农业的发展要求，积极推广应用商品有机肥料和有机无机复混肥料，消纳规模畜禽养殖等产生的农业有机废弃物，改善土壤生态环境。要优选项目实施区域，做到相对集中连片。加强对中标企业所供肥料质量的监督管理，确保农民用上放心肥。力争每年全市商品有机肥推广应用规模达10万t以上。另一方面，要积极推广多种形式的秸秆还田技术。积极推广机械化秸秆还田、墒沟埋草、秸秆覆盖、行间铺草、生物腐熟等行之有效的秸秆还田技术，努力实现秸秆全量就地还田，杜绝田间焚烧秸秆现象。同时，在沿海盐碱良地区，积极发展冬季绿肥种植。

4.4 全面强化耕地质量监测，掌握耕地质量变化动态 建立健全耕地质量监测预警机制，为耕地质量建设提供科学依据。一要建立完善耕地质量监测体系。积极争取地方政府的重视和支持，着力推进市县两级配套监测点建设，建立长期定位综合监测点和试验示范区，改善监测设施装备，推进装备水平优化升级，逐步形成较为完备的全市耕地质量监测体系。二要扎实推进耕地地力评价。全面建成全市县域耕地资源管理信息系统，建立基本农田质量管理数据库。启动全市区域地力评价，对耕地进行分等定级评价。同时，以补充耕地质量评定为切入点，积极推进补充耕地质量建设与管理，切实提高补充耕地质量。三是建立完善耕地质量信息与预警报告制度。充分发挥耕地质量管理数据中心功能，对耕地质量监测、耕地地力评价数据进行开发应用，规范耕地质量动态信息与预警报告，为耕地质量保护和建设提供宏观决策依据。

4.5 切实加强组织协调，做好耕地质量管理工作 耕地质量建设与管理是一项系统工程，各级农业部门要加强统筹协调，创新体制机制，确保工作措施落实到位。一方面加强组织领导。积极争取党委、政府的重视和有关部门的支持，建立完善的领导工作机制，形成主要领导亲自抓，分管领导具体抓，各相关部门分工协作，齐抓共管的工作格局。稳定和加强耕地质量建设与管理机构和技术队伍，进一步明确职责分工，规范工作程序，细化工作措施，完善工作制度，保障工作条件，确保组织领导到位、宣传培训到位、资金保障到位和技术指导到位。一方面加强多方合作。耕地质量建设与管理工作涉及面广，各级农业部门要进一步增强合作意识，加强沟通协作，形成共赢局面。通过信息沟通、工作交流、项目合作、联合执法等，加大农业系统内外联系，提高耕地质量建设与管理的社会影响力，推动耕地占补平衡、量质并举目标的实现。与企业合作，全方位、多模式推广应用配方肥，真正打通配方肥落地“最后一公里”的瓶颈，不失农时，供肥到点，应用到田。与科研院所协作，联合攻关，推进技术创新与集成，为科学施肥水平的提高、退化与污染土壤的修复治理、耕地质量提高和农业生态环境改善提供有力的技术支撑。

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第8篇：近年来土壤学发展的特点范文

关键词：土壤园林植物

中图分类号：Q938文献标识码： A

一、城市土壤的特点

1.土壤无层次

人为活动产生各种废弃物，过去长期多次无序侵入土体和地下施工翻动土壤，破坏了代表土壤肥力的原土壤表层或腐殖层，形成无层次、无规律的土体构造。

2.土壤密实、结构差

城市土壤有机质含量低、有机胶体少，土体在机械和人的外力作用下，挤压土粒，土壤密实度高，破坏了通透性良好的团粒结构，形成理化性能差的密实、板结的片状或块状结构。

3.土壤侵入体多

土壤掺入大量的各种渣砾和地下构筑物及管道等，占据地下空间，改变了土壤固、液、气三相组成和孔隙分布状态及土壤水、气、热、养分状况。

4.土壤养分匮缺

城区内园林植物的枯枝落叶，大部分被运走或烧掉，使土壤不能像林区自然土壤那样落叶归根、养分循环。在土壤基本上没有养分补给的情况下，已有大量侵入体占据一定的土体，致使植物生长所需营养面积不足，减少了土壤中水、气、养分的绝对含量。植物在这种土壤上生长，每年都要从有限的营养空间吸取养分，势必使城市土壤越来越贫瘠。

5.土壤污染

城市人为活动所产生的洗衣水、菜瓜汤、油脂、酸碱盐等物质进入土体内，超过土壤自净能力，造成土壤污染。近年来，一些城市用10%-20%的氯化钠盐作为主要干道的融雪剂，融化的盐水已构成影响植物生存的新污染源。

二、影响城市土壤形成的因素

1. 各种污染物

污染物主要有污水、污泥和固体废物等, 污水成份复杂, 它的悬浮物、有机物、可溶性盐类、合成洗涤剂、有机毒物、无机毒物、病原菌、病毒、寄生虫等成分, 进入土壤后可以改变土壤水的性质和质量, 影响土壤水功能的发挥, 同时抑制生物种群数量和生物活性。同时, 由于固体废弃物大都含有重金属, 甚至含有放射性物质, 这些物质经过长期暴露, 被雨水冲洗和淋溶后, 溶入水中, 通过地表径流进入水体从而对土壤造成污染。

2. 施肥和喷农药对土壤的影响

在园林绿化工作中通常施有机肥和无机肥, 合理施用肥料能够提高土壤肥力, 促进植物较好生长,不合理施肥如多施无机化肥, 将使土壤外来物质超过土壤中某种物质的容量, 从而影响土壤中物质形态、生物种类和土壤结构, 甚至可能使土壤形成新的物理、化学和生物, 改变原土壤物质迁移转化过程与规律, 使土壤板结、通气透水性能下降。同样如果有机肥料的施用量超过了土壤的自净能力, 亦会造成土壤环境的有机污染, 使土壤中的No3- N 的含量增多。同时, 施用农药虽可以防治病虫害, 但农药残留于土壤中对土壤某些生物有抑制作用, 影响土壤的生物活性, 导致土壤功能受损。

3. 工程建设对土壤的影响

建筑活动诸如公路、铁路、桥梁等工程建设, 不仅占用大量耕地, 而且由于挖掘、搬运、堆积、混合和填埋大量废弃物, 使地表植被受到破坏、原有土壤被掘动, 加剧了土壤侵蚀, 腐殖质被剥离或埋藏, 使自然土壤受到破坏。有的土层缺失、有的土层倒置, 甚至出现多层土壤混合, 形成土壤􀀁 多重构造􀀁。同时建筑活动产生了大量的建筑垃圾如混凝土、沥青、石头等杂物, 覆于土壤表面或侵入土壤之中, 对土壤质地、结构、酸碱度、通气性等产生不良影响。

4. 传统管理方式对土壤的影响

植物通过根系从土壤中吸收各种养分, 供应枝、叶、干生长, 同时又将枯枝落叶残留物归还地表, 通过微生物分解还原进入土壤, 而这些物质皆又再次被植物利用, 养分运输周而复始, 形成养分元素的生物循环。然而长期以来, 在园林绿化管理中, 为了景观和防火需要, 将死树、修剪的枝叶、自然落叶、残花等清出绿地, 移至系统外, 造成土壤养分元素自然循环受到破坏, 加上目前园林绿化基本上是粗放管理、施肥针对性不强, 导致土壤养分贫瘠, 性能下降, 影响植物生长。

5. 种植方式对土壤的影响

为了改善绿化景观的视觉效果, 在城市绿化中经常会大面积片植或带植一种或两种植物, 特别是开花植物如华南地区大量种植美人蕉、马樱丹, 而在养护管理中往往又采取各种措施延长其花期, 这样就引起了某一类土壤生物的过度繁育, 致使一些病原微生物或有毒物质的大量积累, 使土壤中某些养分消耗特别大, 造成土壤某些养分缺乏, 产生病毒及各种有害细菌, 导致土壤结构和化学性质发生变异。

三、减少城市土壤对园林植物生长不良影响的措施

（一）适地适树

根据不同的城市土壤类型所提供的植物生存条件，严格选择适宜和抗逆性强的树种。在紧实土壤或窄分车带上（带宽小于2m），要选择抗逆性强的树种栽植；绿地渣砾含量30%左右的土壤，要植喜气树种而不要植喜水肥树种；在湖边等处地下水位高的绿地上，要选择喜湿树种栽植；在盐碱绿地上（含盐量大于0.3%或pH大于8）要选择耐盐碱树种栽植；在楼北绿地上，要选耐阴、萌动晚的树种栽植。绿化用地在绿化设计时，要力求做到适地适树。

（二）改土适树

1.增加土壤养分。

为改善城市植物养分贫乏的状况，结合城市土壤改良，进行人工施肥，采取适用于城市植物的肥钉、肥棒、缓释肥等不同类型的肥料和相应的施肥器械及施肥方法，增加土壤有机质含量。施肥时间、深度、范围和施肥量等的确定，要以有利于植物根系吸收为宜。还可选栽具有固氮能力的植物以改善土壤的低氮状况。

2.改善土壤通气状况

为减少土壤密实对城市植物生长的不良影响，除选择一些抗逆性强的树种外，还可通过往土壤中掺入碎树枝和腐叶土等多孔性有机物或混入少量粗砂等，以改善通气状况。必要时，地下埋设通气管道，安装透气井等。对已种树木的地段，可在若干年内分期改良。在各项建设工程中，应避免对绿化地段的机械辗压，对根系分布范围的地面，应防止践踏。

园林绿地人行道铺装，在条件可能的情况下，改成透气铺装，促进土壤与大气的气体交换。

3.调节土壤水分

根据土壤墒情，做到适时浇水，以满足植物对水分的需求。在浇水方法上，可根据土壤类型确定。保水差的土壤，浇水要少量多次；板结土壤，浇水应在吸收根分布区内松土筑埂浇水；

扩大城市地表水面积，减少地面铺装，增加地下水，提高土壤含水量。

4.为减少城市构筑物对植物生长的不利影响，对植物有限营养面积内的土壤进行分期分段深翻改良和进行根系修剪，选浅根地被植物和改进植物配置，以减少共生矛盾，为改进城市街道植物生存空间过于狭小的状况，应合理设计道路断面。

5.防止化雪盐危害

严格控制化雪盐的合理用量，及时消除融化雪水，严禁将带盐的雪堆放到树木根区，改善行道树土壤的透气性和水分供应，增施硝态氮、钾、磷、锰和硼等肥料，以利于淋溶和减少对氯化钠的吸收而减轻危害。

改进现有路牙结构，并将路牙缝隙封严，阻止化雪盐水进入植物根区。

四、小结

研究表明，城市土壤对园林树木的影响较大，制约了园林树木的生长和发展，必须采取有效措施，改变园林树木的生长环境，促进园林树木的发展。应转化机制强化管理，打破原有的城市园林管理机制，引进竞争机制，提高管理水平。建立园林树木的计算机管理体系，根据其生态习性、所处区域、当年气候特点，制定管护措施，为园林树木提供良好的生存条件，提高其生态效益和景观效果，改善城市风貌

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第9篇：近年来土壤学发展的特点范文

水资源紧缺已成为严重制约我国国民经济可持续发展的瓶颈。农业是我国的用水大户，用水总量4000亿m3，占全国总用水量的70%，其中农田灌溉用水量3600-3800亿m3，占农业用水量的90%-95%。农业用水中的浪费现象相当严重，首先是农田灌溉水的利用率低，平均仅为45%左右；其次是农田对自然降水的利用率低，仅达到56%；最后是农业用水的效率不高，其中农田灌溉水的利用效率仅有1.0kg/m3左右，旱地农田水分的利用效率为0.60-0.75kg/m3。根据权威部门的预测结果，在不增加现有农田灌溉用水量的情况下，2030年全国缺水高达1300-2600亿m3，其中农业缺水500-700亿m3。若将农田灌溉水的利用率由目前的45%提高到发达国家的水平70%，则可节水900-950亿m3，如同时提高水的利用效率，农业节水后不仅可满足7亿t左右的食物生产用水，还能节约出400-500亿m3的水量用于国民经济的其他重要行业，这无疑会对未来的国家经济持续发展和社会安全稳定作出重大贡献。

农业节水不仅是我国国民经济和社会可持续发展所要求的，也是我国农业资源，尤其是水资源短缺、水土资源配置失衡等严峻形势所决定的。农业节水对保障国家水安全、粮食安全和生态安全，推动农业和农村经济可持续发展，具有重要的战略地位和作用。我国农业缺水的问题在很大程度上要依靠节水予以解决，加强对我国节水农业技术的研究，以科技创新促进生产力发展，建立与完善适合我国国情的现代节水农业技术体系，将成为促进我国节水农业可持续发展的重大战略举措之一

1现代节水农业技术研究进展

随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，世界各国，特别是发达国家都把发展节水高效农业作为现代农业可持续发展的重要措施。发达国家在农业生产实践中，把提高灌溉（降）水的利用率、单方水的利用效率、水资源再生利用率作为研究重点和主要目标。在研究节水农业基础理论基础上，将生物、信息、计算机、高分子材料等高新技术与传统的农业节水技术相结合，提升节水农业技术的高科技含量，建立适合国情的节水农业技术体系，加快由传统的粗放农业向现代化的精准农业转型的进程。

世界各国采用的节水农业技术通常可归纳为工程节水技术、农艺节水技术、生物（生理）节水技术和水管理节水技术等四类。节水农业技术的应用可大致分布在四个基本环节中:

一是减少灌溉渠系（管道）输水过程中的水量蒸发与渗漏损失，提高农田灌溉水的利用率；

二是减少田间灌溉过程中的水分深层渗漏和地表流失，在改善灌水质量的同时减少单位灌溉面积的用水量；

三是减少农田土壤的水分蒸发损失，有效地利用天然降水和灌溉水资源；

四是提高作物水分生产效率，减少作物的水分奢侈性蒸腾消耗，获得较高的作物产量和用水效益。节水农业发达的国家始终把提高上述环节中的灌溉（降）水利用率和作物水分生产效率作为重点，在建立了以高标准的衬砌渠道和压力管道输水为主的完善的灌溉输水工程系统和采用了以喷（微）灌技术和改进的地面灌技术为主的先进的田间灌水技术后，节水农业技术的研究重点正从工程节水向农艺节水、生物（生理）节水、水管理节水等方向倾斜，尤其重视农业节水技术与生态环境保护技术的密切结合。

1．1农艺节水技术

利用耕作覆盖措施和化学制剂调控农田水分状况、蓄水保墒是提高农田水利用率和作物水分生产效率的有效途径。国内外已提出许多行之有效的技术和方法，如保护性耕作技术、田间覆盖技术、节水生化制剂（保水剂、吸水剂、种衣剂）和旱地专用肥等技术和产品正得到广泛的应用。如美国中西部大平原由传统耕作到少耕或免耕，由表层松土覆盖到作物残茬秸秆覆盖，由机械耕作除草到化学制剂除草，都显著提高了农田的保土、保肥、保水的效果和农业产量。法国、美国、日本、英国等开发出抗旱节水制剂（保水剂、吸水剂）的系列产品，在经济作物上广泛使用，取得了良好的节水增产效果。法国、美国等将聚丙烯酰胺（PAM）喷施在土壤表面，起到了抑制农田水分蒸发、防止水土流失、改善土壤结构的明显效果。美国利用沙漠植物和淀粉类物质成功地合成了生物类的高吸水物质，取得了显著的保水效果。

节水农作制度主要是研究适宜当地自然条件的节水高效型作物种植结构，提出相应的节水高效间作套种与轮作种植模式。例如，在澳大利亚采用的粮草轮作制度中，实施豆科牧草与作物轮作会避免土壤有机质下降，保持土壤基础肥力，提高土壤蓄水保墒能力。

在抗旱节水作物品种的选育方面，发达国家已选育出一系列的抗旱、节水、优质的作物品种。如澳大利亚和以色列的小麦品种、以色列和美国的棉花品种、加拿大的牧草品种、以色列和西班牙的水果品种等。这些品种不仅具备节水抗旱性能，还具有稳定的产量性状和优良的品质特性。特别是近年来，在植物抗旱基因的挖掘和分离、水分高效利用相关的基因定位以及分子辅助标记技术、转基因技术、基因聚合技术等在抗旱节水作物品种的选育上取得了一些极富开发潜力的成果。

近年来，水肥耦合高效利用技术的研究已将提高水分养分耦合利用效率的灌水方式、灌溉制度、根区湿润方式和范围等与水分养分的有效性、根系的吸收功能调节等有机地结合起来。通过改变灌水方式、灌溉制度和作物根区的湿润方式达到有效调节根区水分养分的有效性和根系微生态系统的目的，从而最大限度地提高水分养分耦合的利用效率。美国、以色列等国家将作物水分养分的需求规律和农田水分养分的实时状况相结合，利用自控的滴灌系统向作物同步精确供给水分和养分，既提高了水分和养分的利用率，最大限度地降低了水分养分的流失和污染的危险，也优化了水肥耦合关系，从而提高了农作物的产量和品质。

1．2生物（生理）节水技术

将作物水分生理调控机制与作物高效用水技术紧密结合开发出诸如调亏灌溉（RDI）、分根区交替灌溉（ARDI）和部分根干燥（PRD）等作物生理节水技术，可明显地提高作物和果树的水分利用效率。与传统灌水方法追求田间作物根系活动层的充分和均匀湿润的想法不同，ARDI和PRD技术强调在土壤垂直剖面或水平面的某个区域保持土壤干燥，仅让一部分土壤区域灌水湿润，交替控制部分根系区域干燥、部分根系区域湿润，以利于使不同区域的根系交替经受一定程度的水分胁迫锻炼，刺激根系的吸收补偿功能，使根源信号ABA向上传输至叶片，调节气孔保持在适宜的开度，达到不牺牲作物光合物质积累而又大量减少其奢侈的蒸腾耗水的目的，与此同时，还可减少作物棵间的土壤湿润面积，降低棵间蒸发损失和因水分从湿润区向干燥区侧向运动带来的深层渗漏损失。RDI是基于作物生理生化过程受遗传特性或生长激素的影响，在作物生长发育的某些阶段主动施加一定的水分胁迫（即人为地让作物经受适度的缺水锻炼）来影响其光合产物向不同组织器官的分配，进而提高其经济产量而舍弃营养器官的生长量及有机合成物的总量。因营养生长减少还可提高作物的种植密度，提高总产量，减少棉花、果树等作物的剪枝工作量，改善产品品质。国际上有关调亏灌溉的研究主要是针对果树和西红柿等蔬菜作物，对大田作物的研究较少。

近年来，国内外相继开展了对作物需水量计算方法的大量研究，但这些研究大多以单点的和单一作物的耗水估算为主，在此基础上采用插值法和面积加权平均法确定的区域作物耗水量的精度会受到气象等因素的空间变异性的影响。目前的重点是将单点的单一作物耗水估算模型的研究扩展到区域尺度多种作物组合下的耗水估算方法与模型研究上，根据作物及其不同生育期的需水估算，使有限的水最优分配到作物的不同生育期内，为研究适合不同地区的非充分灌溉制度提供基础数据和支撑。随着遥感技术的应用使得采用能量平衡法估算区域作物耗水量成为可能，通过遥感获得的作物冠层温度来估算区域耗水量分布的研究变得十分活跃，并在一些发达国家得到了一定的应用。

1．3水管理节水技术

为实现灌溉用水管理手段的现代化与自动化，满足对灌溉系统管理的灵活、准确和快捷的要求，发达国家的灌溉水管理技术正趋朝着信息化、自动化、智能化的方向发展。在减少灌溉输水调蓄工程的数量、降低工程造价费用的同时，既满足用户的需求，又有效地减少弃水，提高灌溉系统的运行性能与效率。

建立灌区用水决策支持系统来模拟作物产量和作物需水过程，预测农田土壤盐份及水分胁迫对产量的影响，基于Internet技术和RS、GIS、GPS等技术完成信息的采集交换与传输，根据实时灌溉预报模型，为用户提供不同类型灌区的动态配水计划，达到优化配置灌溉用水的目标。为适应灌区用水灵活多变的特点，做到适时、适量地供水，需对灌溉输配水系统的运行模式和相应的自控技术开展研究。目前，国外多采用基于下游控制模式的自控运行方式，利用中央自动监控（即遥测、遥讯、遥调）系统对大型供水渠道进行自动化管理，开展灌区输配水系统的自控技术研究。在明渠自控系统运行软件方面，着重开展对供水系统的优化调度计划的研究，采用明渠非恒定流计算机模拟方法结合闸门运行规律编制系统运行的实时控制软件。

美国、澳大利亚等国已大量使用热脉冲技术测定作物茎杆的液流和蒸腾，用于监测作物水分状态，并提出土壤墒情监测与预报的理论和方法，将空间信息技术和计算机模拟技术用于监测土壤墒情。根据土壤和作物水分状态开展的实时灌溉预报的研究进展也很快，一些国家已提出几种具有代表性的节水灌溉预报模型。在此基础开展的适合不同地区的非充分灌溉模式的研究是干旱缺水条件下灌溉用水管理的基础，随着水资源短缺的不断加剧，其研究在国内外得到普遍重视。

多采用系统分析理论和随机优化技术，开展灌区多种水源联合利用的研究，以网络技术支持的智能化配水决策支持系统为基础，建立起多水源优化配置的专家系统，提出不同水源组合条件下的优化灌溉与管理模式，合理利用和配置灌区的地表水、地下水和土壤水，对其进行统一规划和管理。在最大限度地满足作物对水分需求的同时，改善灌区的农田生态环境条件。

1．4工程节水技术

随着现代化规模经营农业的发展，由传统的地面灌溉技术向现代地面灌溉技术的转变是大势所趋。在采用高精度的土地平整技术基础上，采用水平畦田灌和波涌灌等先进的地面灌溉方法无疑是实现这一转变的重要标志之一。精细地面灌溉方法的应用可明显改进地面畦（沟）灌溉系统的性能，具有节水、增产的显著效益。激光控制土地精细平整技术是目前世界上最先进的土地平整技术，国内外的应用结果表明，高精度的土地平整可使灌溉均匀度达到80%以上，田间灌水效率达到70%-80%，是改进地面灌溉质量的有效措施。随着计算机技术的发展，在采用地面灌溉实时反馈控制技术的基础上，利用数学模型对地面灌溉全过程进行分析已成为研究地面灌溉性能的重要手段。应用地面灌溉控制参数反求法可有效地克服田间土壤性能的空间变异性，获得最佳的灌水控制参数，有效地提高地面灌溉技术的评价精度和制定地面灌溉实施方案的准确性。

除地面灌溉技术外，发达国家十分重视对喷、微灌技术的研究和应用。微灌技术是所有田间灌水技术中能够做到对作物进行精量灌溉的高效方法之一。美国、以色列、澳大利亚等国家特别重视微灌系统的配套性、可靠性和先进性的研究，将计算机模拟技术、自控技术、先进的制造成模工艺技术相结合开发高水力性能的微灌系列新产品、微灌系统施肥装置和过滤器。喷头是影响喷灌技术灌水质量的关键设备，世界主要发达国家一直致力于喷头的改进及研究开发，其发展趋势是向多功能、节能、低压等综合方向发展。如美国先后开发出不同摇臂形式、不同仰角及适用于不同目的的多功能喷头，具有防风、多功能利用、低压工作的显著特点。

为减少来自农田输水系统的水量损失，许多国家已实现灌溉输水系统的管网化和施工手段上的机械化。近年来，国内外将高分子材料应用在渠道防渗方面，开发出高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料，研究具有防渗、抗冻胀性能的复合衬砌工程结构形式。如已在德国、美国应用的新型土工复合材料GCLS就具有防渗性能好、抗穿刺能力强的明显特点。此外，管道输水技术因成本低、节水明显、管理方便等特点，已作为许多国家开展灌区节水改造的必要措施，开展渠道和管网相结合的高效输水技术研究和大口径复合管材的研制是渠灌区发展输水灌溉中亟待解决的关键问题。

2现代节水农业技术研究发展趋势

现代节水农业技术是在传统的节水农业技术中融入了生物、计算机模拟、电子信息、高分子材料等一系列高新技术，具有多学科相互交叉、各种单项技术互相渗透的明显特征。现代节水农业技术涉及的既不是简单的工程节水和水管理节水问题，也不是简单的农艺节水和生物节水问题。从支撑现代节水农业技术的基础理论而言，需将水利工程学、土壤学、作物学、生物学、遗传学、材料学、数学和化学等学科有机地结合在一起，以降水(灌溉)－土壤水－作物水－光合作用－干物质量－经济产量的转化循环过程作为研究主线，从水分调控、水肥耦合、作物生理与遗传改良等方面出发，探索提高各个环节中水的转化效率与生产效率的机理。另一方面，现代节水农业技术又需要生物、水利、农艺、材料、信息、计算机、化工等多方面的技术支持，来建立适合国情的技术体系。

随着20世纪中叶以来科学技术出现的重大突破，节水农业领域中大量借助于土壤水动力学、植物生理学的理论和现代数学方法及计算模拟手段，试图从整体上来考虑水-土-作物-大气间的互动作用与关系，定量描述土壤-植物-大气连续体中水分和养分运移的转化过程，据此制定科学的水、肥调控方案，这使得对节水农业的研究已由以往单纯的统计或实验性质变为一门有着较为严谨的理论基础与定量方法的科学。计算机技术、电于信息技术、红外遥感技术以及其它技术的应用，使得在土壤水分动态、土壤水盐动态、水沙动态、水污染状况、作物水分状况等方面的数据监测、采集和处理手段得到长足发展，促进了农业用水管理水平的提高，而高分子复合材料和纳米材料的研制创新正在促使渠道防渗、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育着技术上的重大突破。

在提高农业用水的利用率和水的生产效率的节水农业技术研究中，不仅涉及到与土壤-植物-大气系统中的界面过程，水分传输和系统反馈的机制，水分调控的途径以及大气水、地表水、地下水、土壤水转化关系等相关领域内的前沿技术，还与利用现代高新技术对水资源、土壤水分和作物水分进行监测调控，根据作物需水规律进行精量灌溉等关键技术有关。为此，必须以具有学科交叉性的重大前沿性技术研究为基础，研发与农业节水相关的重要关键技术，探索建立适合国情的现代节水农业技术体系。

3我国现代节水农业技术研究重点与内容

3．1现代节水农业前沿技术

围绕作物生理需水与用水、精量控制灌溉等领域，对现代节水农业前沿技术开展原创性研究。通过对水－土－植物关系、干旱条件下植物根信号传输和气孔反应的机制、干旱胁迫锻炼对植物超补偿功能的刺激等问题的研究，带来农业节水原理与技术的创新，促进节水农业新思路的问世和源头高技术的产生，为我国现代节水农业的发展提供基础理论和技术储备。

作物高效用水与生理调控技术：

（1）研究主要作物节水条件下产量形成及可视化的生产模型，获得维持农作物较高水分生产效率的生理和生态学过程参数，提出农作物根系微生态系统水分吸收功能调控模型和水分利用整体超补偿功能环境反应模型；

（2）研究不同生态区域内主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻)非充分灌溉条件下的需水量季节分布和计算模式和不同节水灌溉技术条件下的作物需水和耗水模型，提出作物水分生产函数与有限水量条件下的非充分灌溉制度，得到不同节水灌溉方式下实施非充分灌溉制度的技术；

（3）研究主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻、果树)调亏灌溉的指标体系(最佳凋亏阶段和调亏程度)，提出不同养分水平或施肥条件下调亏灌溉的模式及相应的指标，获得作物调亏灌溉的田间实施技术；

（4）研究主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻)控制性分根交替灌溉的指标体系，提出不同养分水平或施肥条件下控制性分根交替灌溉的模式及相应参数，获得不同土壤、作物下控制性分根交替灌溉的灌水技术要素最优组合设计方法及的田间实施技术；

作物需水信息采集与精量控制灌溉技术：

（1）研究作物对水分亏缺信息的感受、传递与信号转导的过程，建立作物水分信号诊断指标体系，获得利用作物茎杆变形测量诊断作物缺水状况的新技术与新产品；

（2）研究作物水分区域分布监测技术和作物蒸腾过程快速监测技术，提出区域土壤水分空间变异性与最佳动态监测布点方式和区域土壤墒情监测预报技术，获得土壤水分动态快速测定与预报技术及新产品；

（3）以土壤墒情监测预报、作物水分动态监测信息与作物生长信息的结合为基础，研究运用模糊人工神经网络技术、数据通讯技术和网络技术建立具有监测、传输、诊断、决策功能的作物精量控制灌溉系统，研制开发智能化的灌溉信息采集装置和智能化的灌溉预报与决策支持软件。

农田水肥调控利用与节水高效作物栽培技术：

（1）以小麦、玉米、棉花等主要作物为对象，研究不同区域、种植制度、地力基础和水资源状况下主要作物农田养分供应与利用模式，提出不同水分条件下获得最高水分利用效率的水分与养分最佳参数组合；

（2）研究不同灌溉方式下作物根区水分养分迁移、转化和吸收的动力学过程，提出相应的作物根际水肥耦合循环与调控模型，获得以提高水肥耦合利用效率为目标的田间节水灌溉技术参数的最优组合；

（3）以小麦、玉米、棉花等主要作物为对象，研究农田高效用水的作物群体时空分布特征，影响农田整体抗旱特性和水分利用效率的群体因素和调控技术；构建主要农作物高效用水群体优化结构的综合栽培技术体系。

3．2现代节水农业关键技术

以田间节水灌溉、灌溉用水管理、农艺与化控节水等为重点，适当考虑干旱缺水地区特殊水源的开发与高效利用，研究现代节水农业关键技术，创制一批新型的农业节水新产品与新材料，促进节水农业技术水平的提升，为我国农业节水提供适合国情的实用性应用技术。

田间节水灌溉技术：

（1）研制抗堵、耐用、价廉的微灌灌水器，开发新型微灌过滤器、注肥器及系统控制设备；

（2）研究节能异形喷嘴喷头、可调仰角及可调雾化程度的喷头、喷洒区域为矩形的喷头，开发适宜于园林喷灌的升降式喷灌装置，改进扇形转动的摇臂式喷头，研制新型移动式轻小型喷灌机组和智能控制低压变量自走式喷洒机组；

（3）研究土地精平标准与激光控制平地技术，开发国产激光控制平地铲运设备和相应的液压升降控制系统，提出与激光控制平地技术实施相配套的田间灌排工程系统模式，研究地面灌溉技术控制参数，开发田间波涌灌溉控制设备、田间多孔闸管灌溉系统和田间灌溉自动控制设备；

（4）研发适合家庭规模的可调式小型免耕坐水播种技水与设备，创制集灌水、播种、施肥于一体的新型多功能行走式局部施灌机。

灌溉系统输配水监控与调配技术：

（1）研发水分损失小、价廉、精度高、抗干扰性强的渠系量水设备，研制具有量水和控制双重功能的取水口量水设施、新型管道量水仪表、适合高含沙渠道采用的量水装置等，开发经济实用的灌区自动化量水二次仪表及设备、井灌区计量与控制用水装置等；

（2）开发基于局域网络、Internet网络与RS和GPS技术相结合的灌区动态管理信息采集、传输和分析技术，研究灌溉系统的计算机识别技术和动态配水系统下非恒定流模拟仿真技术和水量与流量的实时调控技术；

（3）研究灌区中央控制系统自动控制技术和水力自动控制技术，开发灌溉配水系统的闸门控制模式及基于模糊控制方法的灵活方便的控制器。

农艺节水技术：

（1）以小麦、玉米等大田作物及林草为重点，应用分子标记辅助选择、转基因、基因聚合技术结合常规育种的方法，创制抗旱节水型、水分高效利用型的优异育种新材料，选育抗旱节水与高产优质相结合型的新品种（组合）；

（2）研究主要生态区域节水高效型的作物种植结构和适合区域特点的节水高效间作套种与轮作等种植模式，提出主要种植制度周期内农田水分高效利用技术控制要素和集成化参数，得到节水型农作制度优化技术及其量化指标；

（3）以旱地土壤水库增容为核心，研究等高种植集雨蓄水保墒技术和田间集雨栽培技术、少耕免耕保水保肥技术、地力培肥有机旱作技术、降低田间蒸发的覆盖保墒技术等雨水就地高效利用技术，提出旱地农田节水抗旱能力的粮草轮作技术、粮经饲作物立体种植高效用水技术等。

新型农业节水材料与产品：

（1）研究利用纳米技术改进防渗材料的性能，研制新型土壤固化剂、新型复合土工膜料和填缝材料，盐渍土和膨胀土等特殊土类渠道的专用防渗材料，开发新型保温复合材料和环保型混凝土补强新材料，创制用于管道输水的高分子复合材料大口径管材和管件；

（2）研发适合旱区应用的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、绿色环保型集雨面喷涂材料、生物集雨材料和田间集雨材料等；

（3）筛选具有控制蒸腾功能的外源物质，研究植物蒸腾抑制剂，研制具有抗旱节水、防病杀虫、高效环保等多种功能的种衣剂，开发以生物材料（藻类、纤维、沙漠植物等）或化学材料为基质的新型保水剂，创制低成本的高效多功能水土保持剂与土壤结构改良剂；

（4）研发由天然材料和改性天然材料（重点是植物纤维和淀粉类）制成的可被微生物完全分解为对环境无害物质的新型覆盖材料，开发具有增温、保墒、增产、无残留的多功能液体覆盖材料，改性和创制新型液膜等。

水源开发与高效利用技术：

（1）建立区域雨水资源高效利用技术体系和最优开发模式及智能决策系统软件，研发适合旱区应用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式，提出新型集雨设施结构形式和现场成型技术，获得雨水集蓄与高效利用工程系统设计软件；

（2）研究低成本、节能型的微咸水开发利用技术，建立微咸水灌溉下的控制指标体系和作物灌溉制度，提出微咸水灌溉下土壤水盐运动规律与调控技术，得到咸水与淡水混灌和轮灌的应用模式；

（3）研究再生水灌溉对土壤、地下水及作物品质的影响，提出再生水作物安全高效利用指标量化体系，开发利用再生水灌溉的不同灌水方式、再生水与洁净水混灌或轮灌的应用技术以及不同再生水灌溉方式下的作物灌溉制度。

4现代节水农业技术研究带来的贡献

在现代节水农业前沿技术万面，将提出作物高效用水生理调控指标体系、作物非充分灌溉下的需水指标体系和灌溉制度、作物调亏灌溉的指标体系，建立作物水分信号采集与缺水敏感指标测定和作物精量控制灌溉方法、动态配水系统下的非恒定流模拟仿真技术和水量实时调控方法等。研究内容无论是在应用基础理论上还是在技术上均具有源头创新性，会加速我国现代节水农业技术体系的建立。