土壤的概念精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的土壤的概念主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：土壤的概念范文

关键词：水土保持；方案编制；水体损失； 土地保育

水土保持方案编制应考虑的问题，究竟是一些什么问题呢？由于人们对水土保持概念理解的偏差，在编制水土保持方案时仅着眼于防治土体损失的机械固定，仅仅限制在使用工程措施，从字面上理解植物措施，没有意识到防治水体损失方面的保持利用，忽略对风力侵蚀的防治，不考虑植物侵蚀和化学侵蚀等。

要讨论这些内容的不合理问题，首先得搞清水土保持概念的内涵与外延。

1水土保持概念的内涵与外延

由水土保持的概念看来，要弄清水土保持的内容，还必须弄清水土流失的定义。水土流失和水土保持是两个相对的概念，根据一些学术专著，它的意义也是比较明确的：是指土壤侵蚀（包括水、风、重力、人为活动等营力）造成陆地表面水土资源和土地生产力的破坏和损失。

然而什么又是土壤侵蚀呢？土壤侵蚀是国际通用的土壤学学术用语，国际上有代表性的学术专著和机构对此定义大致相同，即水、风、重力等作用下土壤的流失。国内定义是指土壤在内外力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下，被分散、剥离、搬运和沉积的过程。

当然，随着人们对土壤侵蚀和水土保持的认识的不断深入，土壤侵蚀、水土保持的概念和内涵也在不断地发展演变。正如土壤侵蚀从最初的由于水力或风力作用引起的土地表面物质的移动，逐步发展到土壤在内外因力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下，被分散、剥离、搬运和沉积的过程，水土保持概念也由初期的土壤保持发展为今天的水土保持并举，从单一强调土壤侵蚀引起土地生产力退化到同时强调土壤侵蚀环境与全球生态环境的联系，如水土流失与水环境的联系，水土保持与全球气候变化的联系等，即水土保持的对象已经不再是停留在山区、丘陵区和风沙区的水土资源，而是任何在内外力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下被分散、剥离、搬运和沉积的水土资源，水土保持的内容已不只是防治水土流失，而是维护和提高土地生产力，建立良好生态环境。

由此看来，水土保持涉及的内容除了防治水土资源的流失外，还赋予了利用水土资源，绿化美化环境等。其中，防治水土流失涉及防治土地荒漠化、防旱保水等内容，维护和提高土地生产力涉及了植物侵蚀、化学侵蚀，慎重考虑工程措施等内容，绿化美化环境则涉及了植树造林，慎重使用复垦措施等内容。总之，水土保持已不是最初的水土流失防治，即采取措施简单地把水土资源固定在某一个区域。

2问题根源的解析

前面已经说了方案中存在的问题。为什么会出现这些问题呢？我想最根本的是把水土保持单纯地理解为水土保护，而没有意识到水土保护的根本目的。现结合前面给出的概念来解析这些问题。

2.1仅把“保持”理解为“保护”

保持含义不仅限于保护，而是保护、改良与合理利用。由于一部分人把水土保持单纯地理解为水土保护、土壤保护，甚至与土壤侵蚀控制等同起来，没有意识到土壤的改良以及土壤合理利用于农、林业生产，即没有考虑到对土地生产力的提高，因此，在方案设计的时候，仅着眼于防治土体的损失，进行机械地“固定”处理，夸大甚至是盲目使用工程措施，从字面上理解植物措施。

2.1.1没有着眼于提高土地生产力。有人认为，用工程措施可以把土壤很好地圈定在某一空间范围，这样处理后基本不会发生土壤侵蚀的现象。有的就是忽视植物措施对土壤的改良功能及其对荒漠化的防治功效，在方案编制中忽视植物措施，至少不对石料场、石渣场采用植物措施，加速了该区域土地石漠化、荒漠化的进程。也有人在方案编制中不是先考虑提高土地生产力方面的土地熟化，而是随意采用复垦措施，使土地越垦越穷。相对次要一点的是，在方案中没有提及风力的扬尘等对土地的沙化。 也许有人会问：为什么要提高土地生产力呢？ 因为他们只知道土地是农业生产发展的重要因素之一，不知道中国仅有10.20%的土地面积适于农业，37.10%适于畜牧,且风与水冲刷严重。因此必须考虑土地资源的可持续发展。

从提高土地生产力、水土资源的可持续发展来看，把弃渣场设置在农田的方案也是不可取的。就算弃渣在水土保持措施处理后，能够使土地生产力提高到以前农田状况下的水平（一般情况下是不可能的），但弃渣场本身占压了肥沃的土壤，让其退化，变得难以利用。据科学测算，自然风化1cm表土层需要400年时间，而风化成30cm耕作层，则至少需要1.20万年。但破坏这1.2万年才风化成的耕作层，却只需一朝一夕就完成了。这是一种资源在时间上的巨大浪费。因此，强烈反对占用农田不经处理就用作弃渣处理场地处理弃渣的方案。

2.1.2 对绿化、美化环境认识浅薄。由于没有意识到绿化、美化环境，一部分人没有考虑植物措施，或乱用植物措施，或没有把植物措施设计到相应深度等。总的说来，是对绿化、美化环境的认识没有深入。 没有考虑植物措施的人完全没有考虑水土保持的绿化、美化这一部分内容。在方案设计中，不在乎植物措施，认为在工程措施的防护下，已经能够达到防治目标，采用植物措施纯属多余。

乱用植物措施是不知道植物间的互生与对土壤肥力的竞争，只知道植物对土壤的改良，不知道一些植物在人为作用下恶化土壤理化性质、降低土壤肥力（即植物侵蚀）。要么是简单的进行混交造林，没有考虑主要树种与伴生树种之间的关系，对各树种不进行优化配置；要么乱用植物种造林，使得外来物种入侵并恶化土壤理化性质，降低土壤肥力，造成植物侵蚀。

没有把植物措施设计到相应深度的人是对植物的绿化、美化作用的认识深度不够而总认为种下去就成。他们要么是随意设计，没有考虑立地条件；要么是简单设计，没有考虑混交造林；在简单的进行混交造林设计中，没有考虑造林密度对生长量的影响；当然，他们植物措施中更不会考虑到微生物对土壤理化性质的改良作用（其实，植物措施常常是和生物措施相互通用的）。

2.2仅从定义上理解，没有注意到事物的发展

早期，人们只提出了土壤保持这一概念。而今，还有很大一部分停留在这一概念上，认为只是对于水力、风力等各类因素引起的土壤侵蚀的治理。于是，他们没有注重水体的保护和利用，没有意识到化学侵蚀带来的危害。也就是说，没有水忧患与水战略的意识。当然，这些还与水体保护的具体定义有关，因为在这一方面大家还持不同的意见：如有人把入渗作为一种水体保护措施，但有人认为，入渗到地层深处的水体已经变得难以利用。

因此，在方案编制中少了很多内容，让编制方案的根本目的落空。没有了 “维护和提高土地生产力”这一内容，好多东西也就空荡起来，更别说水土资源的可持续发展了。个人认为，水资源的保持要从水资源的利用、便于利用出发，做好库存，同时进行防污染处理。

第2篇：土壤的概念范文

论文摘要：进一步明确了水土保持概念的内涵与外延，分析了人们在编制水土保持方案时经常出现的问题及根源，并对今后水土保持方案编制工作提出了建议。

水土保持方案编制应考虑的问题，究竟是一些什么问题呢？由于人们对水土保持概念理解的偏差，在编制水土保持方案时仅着眼于防治土体损失的机械固定，仅仅限制在使用工程措施，从字面上理解植物措施，没有意识到防治水体损失方面的保持利用，忽略对风力侵蚀的防治，不考虑植物侵蚀和化学侵蚀等。

要讨论这些内容的不合理问题，首先得搞清水土保持概念的内涵与外延。

1水土保持概念的内涵与外延

由水土保持的概念看来，要弄清水土保持的内容，还必须弄清水土流失的定义。水土流失和水土保持是两个相对的概念，根据一些学术专著，它的意义也是比较明确的：是指土壤侵蚀（包括水、风、重力、人为活动等营力）造成陆地表面水土资源和土地生产力的破坏和损失。

然而什么又是土壤侵蚀呢？土壤侵蚀是国际通用的土壤学学术用语，国际上有代表性的学术专著和机构对此定义大致相同，即水、风、重力等作用下土壤的流失。国内定义是指土壤在内外力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下，被分散、剥离、搬运和沉积的过程。

当然，随着人们对土壤侵蚀和水土保持的认识的不断深入，土壤侵蚀、水土保持的概念和内涵也在不断地发展演变。正如土壤侵蚀从最初的由于水力或风力作用引起的土地表面物质的移动，逐步发展到土壤在内外因力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下，被分散、剥离、搬运和沉积的过程，水土保持概念也由初期的土壤保持发展为今天的水土保持并举，从单一强调土壤侵蚀引起土地生产力退化到同时强调土壤侵蚀环境与全球生态环境的联系，如水土流失与水环境的联系，水土保持与全球气候变化的联系等，即水土保持的对象已经不再是停留在山区、丘陵区和风沙区的水土资源，而是任何在内外力（如水力、风力、重力、人为活动等）的作用下被分散、剥离、搬运和沉积的水土资源，水土保持的内容已不只是防治水土流失，而是维护和提高土地生产力，建立良好生态环境。

由此看来，水土保持涉及的内容除了防治水土资源的流失外，还赋予了利用水土资源，绿化美化环境等。其中，防治水土流失涉及防治土地荒漠化、防旱保水等内容，维护和提高土地生产力涉及了植物侵蚀、化学侵蚀，慎重考虑工程措施等内容，绿化美化环境则涉及了植树造林，慎重使用复垦措施等内容。总之，水土保持已不是最初的水土流失防治，即采取措施简单地把水土资源固定在某一个区域。

2问题根源的解析

前面已经说了方案中存在的问题。为什么会出现这些问题呢？我想最根本的是把水土保持单纯地理解为水土保护，而没有意识到水土保护的根本目的。现结合前面给出的概念来解析这些问题。

2.1仅把“保持”理解为“保护”

保持含义不仅限于保护，而是保护、改良与合理利用。由于一部分人把水土保持单纯地理解为水土保护、土壤保护，甚至与土壤侵蚀控制等同起来，没有意识到土壤的改良以及土壤合理利用于农、林业生产，即没有考虑到对土地生产力的提高，因此，在方案设计的时候，仅着眼于防治土体的损失，进行机械地“固定”处理，夸大甚至是盲目使用工程措施，从字面上理解植物措施。

2.1.1没有着眼于提高土地生产力。有人认为，用工程措施可以把土壤很好地圈定在某一空间范围，这样处理后基本不会发生土壤侵蚀的现象。有的就是忽视植物措施对土壤的改良功能及其对荒漠化的防治功效，在方案编制中忽视植物措施，至少不对石料场、石渣场采用植物措施，加速了该区域土地石漠化、荒漠化的进程。也有人在方案编制中不是先考虑提高土地生产力方面的土地熟化，而是随意采用复垦措施，使土地越垦越穷。相对次要一点的是，在方案中没有提及风力的扬尘等对土地的沙化。也许有人会问：为什么要提高土地生产力呢？因为他们只知道土地是农业生产发展的重要因素之一，不知道中国仅有10.20%的土地面积适于农业，37.10%适于畜牧,且风与水冲刷严重。因此必须考虑土地资源的可持续发展。

从提高土地生产力、水土资源的可持续发展来看，把弃渣场设置在农田的方案也是不可取的。就算弃渣在水土保持措施处理后，能够使土地生产力提高到以前农田状况下的水平（一般情况下是不可能的），但弃渣场本身占压了肥沃的土壤，让其退化，变得难以利用。据科学测算，自然风化1cm表土层需要400年时间，而风化成30cm耕作层，则至少需要1.20万年。但破坏这1.2万年才风化成的耕作层，却只需一朝一夕就完成了。这是一种资源在时间上的巨大浪费。因此，强烈反对占用农田不经处理就用作弃渣处理场地处理弃渣的方案。

2.1.2对绿化、美化环境认识浅薄。由于没有意识到绿化、美化环境，一部分人没有考虑植物措施，或乱用植物措施，或没有把植物措施设计到相应深度等。总的说来，是对绿化、美化环境的认识没有深入。没有考虑植物措施的人完全没有考虑水土保持的绿化、美化这一部分内容。在方案设计中，不在乎植物措施，认为在工程措施的防护下，已经能够达到防治目标，采用植物措施纯属多余。

乱用植物措施是不知道植物间的互生与对土壤肥力的竞争，只知道植物对土壤的改良，不知道一些植物在人为作用下恶化土壤理化性质、降低土壤肥力（即植物侵蚀）。要么是简单的进行混交造林，没有考虑主要树种与伴生树种之间的关系，对各树种不进行优化配置；要么乱用植物种造林，使得外来物种入侵并恶化土壤理化性质，降低土壤肥力，造成植物侵蚀。

没有把植物措施设计到相应深度的人是对植物的绿化、美化作用的认识深度不够而总认为种下去就成。他们要么是随意设计，没有考虑立地条件；要么是简单设计，没有考虑混交造林；在简单的进行混交造林设计中，没有考虑造林密度对生长量的影响；当然，他们植物措施中更不会考虑到微生物对土壤理化性质的改良作用（其实，植物措施常常是和生物措施相互通用的）。

2.2仅从定义上理解，没有注意到事物的发展

早期，人们只提出了土壤保持这一概念。而今，还有很大一部分停留在这一概念上，认为只是对于水力、风力等各类因素引起的土壤侵蚀的治理。于是，他们没有注重水体的保护和利用，没有意识到化学侵蚀带来的危害。也就是说，没有水忧患与水战略的意识。当然，这些还与水体保护的具体定义有关，因为在这一方面大家还持不同的意见：如有人把入渗作为一种水体保护措施，但有人认为，入渗到地层深处的水体已经变得难以利用。

因此，在方案编制中少了很多内容，让编制方案的根本目的落空。没有了“维护和提高土地生产力”这一内容，好多东西也就空荡起来，更别说水土资源的可持续发展了。个人认为，水资源的保持要从水资源的利用、便于利用出发，做好库存，同时进行防污染处理。

第3篇：土壤的概念范文

科学概念是需要描述与解释的。我们的学生非常想描述清楚某一样事物的特征，或者非常想说明某一样事物的规律，非常想提出某一样事物的推论，但会无从下手，甚至于自相矛盾，我们需要系统的培养学生的科学解释能力，需要形成学生的逻辑思维，让学生完整的表述自己的思想。

一堂科学课中，学生的思维主要呈现在描述、解释与推论中。学生在描述科学现象或事物特征，提出科学假想与科学猜测，分析规律原因或实验数据，进行概念归纳与概括时，能够组织起合理的科学语言，将特点、性状、现象、规律等表述完整，是需要进行整体培养的。小学科学课程标准提出：“科学课程可以丰富学生的词汇，培养他们语言的准确和精炼，提高他们表达和辩论的能力，有效地促进学生语言能力的发展。”

目前，我们的科学课程走向“概念——过程”的模式，从前概念到纵向探究，科学解释能力在整个探究过程中是核心的、融合的、循序渐进的发展。

在遵守证据法则和科学知识增长的基础上，描述、解释和推论在逻辑上具有内在的延续性。描述、解释、推论作为科学解释的方法，是科学哲学的重要内容。学生需要通过自己批判性思考，并合理地接受他人的质疑，进行科学的描述、解释与推论。

一、运用合理的句式进行描述

科学描述基于科学现实，存在于探究的各个阶段，甚至在问题提出前，以及课外探究延伸。在小学阶段的科学教学中，我们发现整个“观察和提出问题—形成假设—检验求证—得出结论—交流应用”探究过程的着重点是逐渐后移的。从三年级的动植物观察活动，到四年级《矿物与岩石》等单元，涉及到了大量的科学描述，包括一些长周期的课外观察活动。养成学生的描述能力，主要形成在三四年级阶段，

科学描述不同于其它学科的一般的描述。我们必须用句式来精确科学描述。

1、确定性句式：“……可以这样的……”， “……是这样的……”，“我通过……观察到了……，并且……”，“在……时，我发现了……”等。

我们在上《水》一课时，学生提出了很多关于水的描述，我们让学生形成的句式是“……水是这样的……”，如“水是没有形状的”、“水是没有颜色的”， 最后将学生描述的各种主要特征，概括成“水是一种没有形状、没有味道、无色透明的液体。”在各种观察活动中，需要用确定性的句式逐步建立事物的特征、性状。

随着学生的成长，确定性的句式在逐渐加长。如《各种各样的岩石》中，学生的一次科学描述可能是岩石的几个特征，用到了“通过……我发现了……，通过……我发现了……”句式。到了五六年级，学生更需要思考的是发现的前提，我们要尽量让学生一次描述完整。如《电与磁》一课，“在通电线圈靠近小磁针时，我们发现了小磁针的偏转，偏转的角度较小，当通电线圈越来越接近小磁针时，小磁针的偏转角度在加大”。

2、可能性句式：“……可能是……”， “……可能属于……”等。

在科学描述中，在对活动或现象进行描述的同时，需要做出一些不确定的猜测，这需要运用一些可能性的句式描述。在《蚯蚓》一课中，学生观察到蚯蚓老是爬到饲养盒子里面，描述“蚯蚓喜欢爬到盒子里面不出来，蚯蚓可能喜欢阴暗的环境”。如《溶解》一课，学生在观察了面粉在水中的溶解状况后，提出“面粉在水中没有沉淀下来，可能是溶解了”。

运用可能性的句式，能够让学生学会建立一种观察后的逻辑推理。

3、假设性句式：“假如……就会……”，“如果……可以……”，“……就会……”等。

在学生描述时候，也有不经历科学观察活动的，直接建立在学生生活经验之上的，或者是科学活动前，进行的假想描述。这时候，采用假设性句式会比较合理。

在观察活动前，我们可以让学生来描述会发生的现象。《它们吸水吗》一课中，学生在观察木片、纸片、塑料片、铁片四种材料的吸水性实验前，就需要提出假设，我们让学生尝试着描述：“假如我们看到水滴在木片上，水滴马上消失了，就说明该木片的吸水性较强”；“假如我们看到水滴在木片上，水滴没有变化，就说明该木片的吸水性弱”。

我们培养三四年级学生运用句式描述，必须关注两个主要阶段：复述阶段，在三年级科学刚开始时候，教师需要进行确定性描述指导，一般可以老师说范句，然后学生再接着模仿说，如《我看到了什么》，教师：“我通过手的触摸，发现树皮表面是凹凸不平的而且很硬”，然后学生根据教师指导的句式，再进行“我通过……发现……”的观察描述。随着复述训练的逐渐发展，可以让学优生先描述，然后学困生再描述，先小组内描述，再进行个人描述。描述的高级阶段是概述阶段，在几个学生的描述基础上，组合主要的描述，撇去不重要的描述，就会形成比较完整的概述。如《身体的结构》一课，在师生观察描述的基础上，最后形成了人体结构的描述性概念。所以让学生进行概述时，提醒学生思考是否一个人就描述完整了。

二、抓住典型的特点组成命题

我们的认知，是起源于观察和探究的，认知从描述开始。当我们对描述内容进行一定的归纳、判断和分类，就能得出简单的解释，解释是以命题形式存在的。解释不同于描述，解释必须建立在描述的基础上。

学生在具备一定的描述能力后，需要对描述内容进行概括和归纳，在描述的基础上，抓住典型特点，组成一个重要命题。四五年级的教材，渐渐的出现了一些需要学生归纳的命题，这些命题是是我们观察探究后简单的科学解释。

命题是需要逻辑结构的。小学科学四五年级中，一般出现的是正命题，而在我们的逆向思维训练中，也会出现一些逆命题。

1、抓住典型特点或性状。

确定性的描述，让我们看到了事物的很多特点或形状，抓住一些典型的特点，就能归纳出简单的科学命题，也是我们对科学问题的解释。如《土壤中有什么》一课，是探究土壤中的主要成分。我们进行系列观察和实验后，得出一些确定性的描述：

①土壤中有捻不碎的小石子。

②土壤中有沙子。

③土壤中有草根。

④土壤中有动物遗迹。

⑤土壤中有空气。

⑥通过分层实验，发现土壤中有黏土，砂子颗粒有大小等。

⑦发现一些土壤潮湿，土壤中有水分。

⑧发现土壤中还有其它不明物质。

整合出一个概括性的描述：土壤是沙、小石子、黏土、腐殖质、水和空气等物质。

土壤是混合物。

我们可以形成的科学解释：土壤是由沙、小石子、黏土、腐殖质、水和空气等物质组成的混合物。

2、基于命题的对比进行解释。

五六年级科学中，我们会发现一堂课中，形成了多个命题，而这些命题之间是相互联系相互区别的，当我们进行对比后，作出的解释，更有利于认识事物。

比如《各种各样的岩石》一课，我们在观察各种各样的岩石标本时，发现了一些岩石在颗粒、透明度、硬度的不同表现，而对比这些不同的表现，让我们认识到，我们可以根据颗粒、透明度、硬度等不同将岩石分类。而砂岩、页岩等概念，就是归纳一些命题后的解释。在《相貌各异的我们》中，当认识到人的各种面貌上的性状后，我们进行命题的对比，进行分类，分类能够归纳出不同的种类，从而更好的认识性状。

3、基于实验数据的分析。

对实验数据的分析，让我们得出接近事实的科学解释。《抵抗弯曲》一课，我们通过对比实验，知道了增加纸梁的厚度，纸梁的抗弯曲能力得到大大加强，增加纸梁的宽度，也能增加纸梁的抗弯曲能力。而且，纸梁的增加的是呈倍数关系上升，而纸梁的承受抗弯曲能力是呈几何曲线形式增加的。

在实验数据的分析中，学生通过数据的对比，很容易就能得出科学解释：增加纸梁的厚度比增加纸梁的宽度更加强抗弯曲能力。当然，从纸梁迁移到生活中的横梁，还是需要进一步的科学论证与解释。

三、建构模型中建立推论

学生在描述和解释的层次上，需要能够推理出一些自己的想法和观点。在小学五六年级的科学中，已经着重了学生的推论。

三段论是最基本的推论。是在大前提、小前提的比较中，得出新命题。如：“月球上是没有水和空气的，地球上的生命是需要水和空气的，所以地球上的生命无法在月球上生存。”

《环形山》一课，我们需要解决的科学问题是：什么是环形山？课堂上，我们首先是观察与描述环形山的各种特征，特别是典型特征，然后归纳出环形山的主要特点“大小不一、深浅不同、数量众多、分布杂乱”，得出环形山的描述性解释。在解释了环形山概念基础上，学生能够围绕着“环形山”概念做出一些科学的判断。这时，我们需要经历推论，来进一步推理环形山是怎么形成的？这个推论必须符合前面的描述，以及我们对环形山的科学解释。学生观看陨石撞击模拟视频以及火山喷发视频，推理对陨石撞击是否是形成环形山的原因，教师肯定陨石撞击说是目前科学界主要的一种猜测，但我们需要有同学对陨石撞击说产生疑问？现在的科学界其实并未对环形山的形成盖棺定论。

推论源于科学概念的形成，是建立在客观分析的基础上。建立起概念箱后，就需要进一步推演概念的变化，这就需要形成合乎逻辑的推论，从而产生新的科学问题。

第4篇：土壤的概念范文

【关键词】高中地理 易混概念 比较

【中图分类号】G422 【文献标识码】A 【文章编号】1006-5962（2013）02（a）-0102-02

高中地理教材中有许多内涵和外延比较接近的地理概念。多数学生由于对这类概念没有真正弄清楚，致使答题时经常出现模棱两可、莫衷一是的现象。为了帮助学生在复习时能更好地掌握此类概念，现将高中地理中，一些常见的容易混淆的地理概念比较如下：

1、天体与天体系统

天体是就宇宙间物质的存在形式而言的，是各种星体和星际物质的通称。天体系统是就天体间的运动关系而言的、是指运动着的天体因相互吸引、相互绕转所构成的相对独立和层次不同的系统。

2、昼夜之分、昼夜更替与昼夜长短

昼夜之分是指由于地球是不发光、不透明的球体而引起地球向日的一半明亮而对应的另一半黑暗的现象。昼夜更替是由于地球自转而是地球产生的白昼与黑夜以一个太阳日（24小时）为周期的交替现象。而昼夜长短是由于黄赤交角的存在和地球公转引起太阳直射点的移动，使除赤道外的各纬度昼夜长短产生周年变化的现象。

3、节气与季节

节气是根据天气和物候的演变情况确定的，以太阳在黄道上运行15。为划分标准，一个回归年有24个节气。季节是根据各地正午太阳高度和周年变化情况确定的以太阳在黄道上运行90。为划分标注。二者在一定程度上都反映一年中寒来暑往及物侯的变更情况。

4、气温递减率与地温递增率

前者表示对流层内气温随高度而逐渐下降的变化率。平均每上升100米，气温下降O.6℃。后者表示常温层以下一定深度内，地温随深度逐渐增高的变化率。平均每深100米温度增高3℃。

5、气象、天气与气候

气象是表明大气特征的物理状态和物理现象的总称。包括气压、气温、温度、风、云、降水等要素。天气是指短时期某地大气中的气象变化情况。它是由各种气象要素综合表述的大气物理状况。气候则是指一地区多年观察所得到的概括性气象情况。天气是多变的，而气候则较为稳定。

6、水体与水圈

水体是指由天然或人工形成的水的聚积体，如海洋水、河流水、湖泊水、大气水等。水圈是地球上各种水体的总称，是一个连续的不规则的圈层。

7、汛期与洪水期

汛期是指江河由于流域内季节性降雨或冰雪融水引起定时水位上涨的现象。洪水期则是指江河湖泊中水位超过正常水位达到洪峰水位及其以上的时期。

8、水资源、水利资源水力资源

广义的水资源是指地球表层可供人类利用的水，狭义的水资源则是能为人类直接利用的淡水。水利资源指能被人类控制或基本控制的应用于灌溉、给水、发电、航运、养殖等方面的用水。近年来常以“水资源”一词替代、包容“水利资源”。水力资源属于水利资源的范畴，通常指天然河流或湖泊、波浪、洋流所蕴藏的动能资源。

9、地质作用、地壳运动与地质构造

地质作用是指由于自然界的原因，引起地壳表面形态、组成物质和内部结构发变化的作用。按其能量来源分为内力作用和外力作用。地壳运动仅是内力作用的重要表现形式，而地壳中的各种地质构造基本上都是地壳运动的结果。

10、断裂与断层

断层是岩石在断裂变形阶段产生的，只有当岩石沿断裂面有明显的移动时，才能称断层。形成断层，岩石必定断裂，但岩石产生断裂，未必一定形成断层，关键是在于是否沿断裂面有明显的位移。

11、印度洋板块与印度板块

印度洋板块为全球六大板块之一，主要以大洋地壳为主，属大洋板块。而印度板块从属于印度洋板块，是它的一个子板块，为小板块，由路壳组成，属大陆板块。喜马拉雅山脉是由印度板块（而非印度洋板块）与亚欧板块两个大陆板块相碰撞形成的。

12、风化作用与侵蚀作用

风化侵蚀都是对岩石的破坏作用。但风化作用相对侵蚀作用来说，是在静态下比较缓慢地进行的，短时间内不易被人们察觉。而侵蚀是在较为明显的动力作用下进行的，易于察觉。

13、热带雨林与热带季雨林

热带雨林分布在终年湿热的赤道地区，由高大茂密、长绿的乔木为主组成的植物群落。热带季雨林不连续分布在热带雨林干湿季节交替的热带季风气候区，由旱季落叶的乔木为主组成的植物群落。季雨林与雨林相比，外貌有明显的季节变化，群落组成种类和结构较简单。

14、土壤、土地与土地资源

土壤是陆地表面具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层土地比土壤内涵丰富，除土壤外土地还包括尚未形成土壤的岩石和岩石的风华物体因此，土壤是一个广泛的概念。和土地资源是对人类利用而言的，指人类在目前和可预见到的将来能开发利用的各种类型的土地。它既具有土地的自然属性，又具有土地社会属性。

15、森林覆盖率与林木蓄积量

前者是指森林面积占土地总面积的百分比，反映一个国家或地区森林面积的占有情况。后者则指森林面积上生长着的林木的材积总量，是测定一个国家或地区森林资源总规模和水平的重要指标。

16、草原、草地与草场

草原指生长在干旱、半干旱地区由旱生、半旱生的多年生草本植物占优势的植被。草地指被覆盖草原、草甸等植被的土地。草场指用以畜牧的草原、草旬等统称。草地属于土地资源，而草原、草场属于生物资源。

17、大农业与小农业

农业是利用动植物的生长繁殖，通过人工培养和养殖，来获得农产品的一个重要的物质生产部门。其中大农业是指广义的农业概念，主要包括农、林、木、副、渔各业。而小农业是指狭义的农业概念，专指种植业

18、耕作制度、复种指数与垦殖指数

耕作制度是指农作物的栽培方式（熟制，布局等）及与之相配套的农技措施的总称。复种指数是指一农业地区一年内作物播种面积与耕地面积之比。而垦殖指数则是一国或地区已开垦种植的耕地面积与其土地总面积的比例，三者在一定程度上分别反映出某地农业生产力水平、耕地重复利用和开发的程度。

19、人口流动与人口迁移

前者是为改变定居地的人口移动。如民工流动、旅游和度假等。后者是指一定时期内人口在地区之间作永久或半永久的居住地的变动。二者的区别表现在是否有较长时间的变动居住地。

第5篇：土壤的概念范文

1. 机械浅翻深松耕作技术的概念和特点

1.1 浅翻深松耕作技术的概念

浅翻深松耕作技术是少耕法的一种,是在我国东北地区试验成功的深松耕法基础上发展而来的旱作农业增产新技术。这种耕作法是采用深松铲与浅翻犁铧部件组合技术,通过浅翻,深松一次性联合作业,深松铲对土壤进行深松,以打破犁底层,使下层土壤疏松,有利于积蓄雨水和促进作物根系下扎,同时,在不破坏土壤层的前提下,浅翻犁铧对土壤浅层原茬耕翻,能创造出符合种子发芽和作物苗期生长所需要的苗床条件。

1.2 机械浅翻深松耕作技术的主要特点

1.2.1增产效果显著 机械浅翻深松耕作技术可加深耕层,能创造出符合种子发芽和作物苗期生长所需要的苗床条件,为农作物正常生长创造良好的土壤条件。该项技术深松深度达30～35cm,比传统的铧式犁耕翻技术加深5～10厘米。作物根系的深扎能使作物充分吸收土壤中的水分和养分,促进作物茎叶生长。据测定,该项技术可使粮食作物增产10%～20%,块根作物增产10%～15%,经济效益显著。

1.2.2蓄水保墒能力强 机械浅翻深松耕作技术能建立上虚下实的耕层构造,明显改善土壤的蓄水能力。在降雨季节,上部虚土层能迅速接纳雨水,并通过深松层下渗到30cm以下的土壤中储存起来,形成土壤水库,同时有效地防止水土流失。由于浅翻深松耕法不用铧式犁耕翻,不会将下层土壤翻上来,有利于保墒和防风蚀。

1.2.3作业成本低机械浅翻深松耕作技术与传统耕作法相比,燃油消耗仅仅是传统耕作法的40%～70%,仅此一项,每公顷作业成本就可降低28元;利于保护土壤团粒结构。传统耕作法机械进地次数多(耕,耙,耢,播,压),对土壤具有一定的破坏作用,而机械浅翻深松耕作技术可以减少作业次数,浅层耕翻,促进了土壤结构的团粒化。

1.2.4降低成本,增加收入 与传统耕作法相比,可以减少3～5道作业工序,工时消耗分别是传统耕作的30%～50%。

2. 浅翻深松耕作技术配套机具的发展前景

目前,浅翻深松耕作技术已被越来越多的人所接受,农民对这种高效率、高效益,高质量、自动化程度高、劳动强度低的浅翻深松犁及配套机具需求迫切。如黑龙江省2004年已推广浅翻深松耕作技术100多万公顷,推广浅翻深松耕作技术配套机具13000余台。另外,我国北方旱作区的河北、内蒙古、新疆、山东、山西、陕西等省(自治区)近期推广浅翻深松耕作技术面积将达1520万公顷,对浅翻深松耕作技术配套机具也必将有更大的需求市场。

3. 浅翻深松耕作技术配套机具需不断完善

3.1 进一步提高机具作业性能

目前,浅翻深松犁的浅翻工作部件是采用小参数设计的,导致浅翻工作部件翻垡性能不理想,碎土能力不强,应在今后的研制中加大浅翻工作部件的创新力度,不断提高机具的作业性能。

第6篇：土壤的概念范文

摘要阐述了平衡施肥的概念以及油菜需肥规律和施肥原则,并总结了油菜平衡施肥的方法,以期为油菜平衡施肥提供参考。

关键词 南方丘陵区;油菜;平衡施肥技术

合理施用肥料是油菜生产中的重要环节,平衡施肥技术采用有机无机相结合,并使足够数量的有机物返回土壤,使土壤的保肥、供肥能力相应得到增强,在提高作物产量的同时,使土壤得到改良[1,2]。南方丘陵区雨水多,土壤偏酸性,氮肥施用量过高,钾肥较缺乏,油菜生长受限,现将南方丘陵油菜的平衡施肥技术介绍如下。

1平衡施肥概念

平衡施肥是根据作物需肥规律、土壤供肥性能,在以有机肥为基础,有机肥和无机肥相配合施用的条件下,提出氮、磷、钾和微量元素肥料的适宜用量、比例,以及相应的施肥技术,用以合理供应和调节作物必需的各种营养元素,来满足作物生长的需要,从而达到高产、优质、增收的一种科学施肥方法。油菜平衡施肥技术是按照油菜对养分的需求特性,同时考虑种植地区土壤本身的供肥特性,对肥料进行用量配比并确定不同生长时期施肥量的一项实用技术。

2油菜需肥规律和施肥原则

2.1油菜需肥规律

油菜分甘蓝型和白菜型两大类,不同类型对氮(n)、磷(p2o5)、钾(k2o)的吸收比例不同,一般甘蓝型为1∶0.42∶1.40,白菜型为1∶0.44∶1.10,甘蓝型吸肥量一般比白菜型高30%以上,产量高50%以上,且甘蓝型油菜需钾量明显比白菜型高,尤其是南方丘陵红壤区缺钾较严重,在实际生产别需要注重钾肥的施用,该文主要介绍甘蓝型油菜的需肥规律。

甘蓝型油菜不同生育时期对氮、磷、钾的吸收有较大的差异,播种期到苗期分别占总吸收量的13.40%、6.40%、12.30%,苗期至抽薹期分别占总吸收量的34.40%、28%、37.60%,抽薹期至初荚期分别占总吸收量的27.20%、24.80%、28.90%,初荚期至成熟期分别占总吸收量的25%、40.80%、21.20%。

2.2 油菜施肥原则

根据油菜生长发育的特性及其需肥规律,总体施肥原则为:施足基肥,早施苗肥,重施腊肥和薹肥,巧施花肥[3]。基肥应占总肥量的60%,追肥应占总肥量的40%。

3施肥方法

第7篇：土壤的概念范文

关键词 绿水；蓝水；水资源评估；水资源管理；SWAT模型；流域

中图分类号 X143;X32 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2008)06-0061-07

水资源评估与管理研究是粮食安全与生态安全保障研究的重要前提。但是，传统的水资 源评估与管理只考 虑了对社会和经济有用的地表水和地下水，即“蓝水”，却忽略了雨养农业与生态系统的重 要水源――“绿水”［1］。绿水是指直接来源于降水通过蒸散发作用返回大气的 水。绿水的循环主要供给陆生生态系统，包括绿色的植物、农作物等，故形象地称之为绿水 。本研究把绿水进一步划分为“绿水流”和“绿水贮存”［1～3］。绿水流指的是实 际蒸散发， 绿水贮存是贮存在土壤中的水汽，它可以产生潜在的经济回报，因为它是 雨养农业的重要水源。从水文循环的角度分析，全球尺度上总降水的65%通过蒸散发转化为 了 绿水，仅有35%的降水成为了蓝水［4］。因此，将绿水概念引入到水资源范畴中不仅 是粮食保障和生态系统安全的必然要求，同时也意味着对水资源的全面而真实的了解。在国 际上，绿水研究处在起步阶段，正受到越来越多的关注［5］，并引起了科学界对水 资源管理的重新思考。但是在国内，绿水的研究较为匮乏［5,6］，还处在萌芽状态 ，绿水概念还没有被纳入到水资源管理体系中去。绿水评估研究是绿水管理的重要基础，但 是现有的绿水评估研究［7～19］存在以下几个问题：①多集中在大尺度，尤其是全 球 尺度评估，精度不高，不便于绿水管理；在小尺度（在本文中主要指的是 中 、小流域范围）上高精度的评估方法缺乏。②多集中于绿水流的评估，忽视了绿水贮 存的评估（它是雨养农业的重要水源），缺乏绿水流与绿水贮存相统 一的绿水评估方法。③针对土地利用变化条件下的绿水评估比较多，而针 对气候变化条件下的绿水评估研究很少。④在中国的流域，引入绿水概念并应用SWAT模型进 行小尺度的绿水评估研究还较为缺乏。本研究的目的是针对绿水评估中的以上问题，以分布 式水文模型SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模拟为基础，以碧流河流域 上游为例，在小尺度建立绿水流和绿水贮存相统一的绿水多角度评估 方 法（包括：绿水量估算和绿水时空分布的评估方法以及气候变化条件下的绿水流评估方法） ，并结合这些评估结果，讨论引入绿水概念给水资源管理带来的革新，指出绿水评估和管 理研究的发展方向。

1 绿水评估方法简介

目前，绿水的评估（主要集中于绿水流评估）方法主要有以下4种：

（1）利用主要生态系统（如：天然森林、人工林地、草地和雨养农田等）生产单位干物质 所需要的蒸散量，乘以净初级生产力数据，评估绿水流［7，8］。

（2）根据典型生态系统的蒸散观测研究资料及其空间信息评估绿水流。对于天然雨养生态 系统，采用每个植被类型的空间分布面积乘以相应的实际蒸 散计算绿水流［9, 10］；对于雨养农田系统，利用当水分不是限制条件时农田的产 量与蒸散呈良好的线性关系的特点（这种线性关系的斜率即水分利用效率），采用水分利用 效率与产量的乘积评估其绿水流［9，10］。其中的生态系统的实际蒸散一 般由实际观测得到。

（3）利用土壤―植被―大气模型(如：LPJ全球植被动态模型)评估绿水流［11］。

（4）利用水文模型评估流域尺度的绿水流。利用Falkenmark对流域水资源的划分（即流域 的水资源由蓝水和绿水组成）［20］，以绿水代表被土地所利用的水资源，蓝水代表 地表径流和深层地下水回液，建立流域水文模型评估绿水。Jewitt等［12］在小尺度 上使用ACRU水文模型，大尺度上使用HYLUC水文模型，研究 了非洲南部的卢武河流域内9 种不同土地 利用状况下的绿水流情况。Seyam等［16］在大尺度下，使用STREAM水文模型简略评 估了非洲南部赞比西河的绿水和蓝水，并用来进行国际河流在沿河国家的水分配问题。Schu ol等［3］在大尺度下，使用SWAT模型评估了覆盖西非18个国家的多流域地区的绿水 和蓝水的供应能力。

对于流域而言，在这4种方法中第4种方法是最合适的，不仅能够评估绿水而且能够同时评估蓝水。但是已有的 水文模型应用研究大都集中在大尺度研究，由于大尺度应用输入的空间资料一般比较粗糙， 使得评估的结果精度不高。这些应用的水文模型中，HYLUC模型是参数简约型模型，在世界 各地都适用，但是只适合作大尺度研究，精度也相对较低。ACRU模型和STREAM模型虽然可以 在小尺度应用，但是由于模型参数应用范围的限制，导致其很难在其他地区应用。因此，目前这两种模型不太适合用在中国绿水评估研究。SWAT模型是20世纪90年代后期至今，发展迅速、影响比较大的物理性较强的水文模型［21］，已在中国各个尺度流域也得到了较多的应用［22］。而且，此模型在中国的适应性 研究也不少。已有的SWAT应用证明，SWAT不仅适合小尺度研究也适合大尺度水 资源研究。而且模型的输出有大量的绿水信息，但是由于绿水研究处在起步阶段，很少得到 挖掘研究。基于以上的研究背景，本文选取SWAT水文模型进行小尺度绿水多角度评估研究。

本研究通过对SWAT的数据编辑和模型配置，分别以年和月为径流输出的时间间隔运行模型， 并进行校准和验证，建立研究区的径流模型。利用验证后径流模型的相关输出参数来计算绿 水量和蓝水量。从时间角度出发，使用这些输出参数研究绿水的逐月动态变化特征。同时从 空间角度出发，利用这些输出参数与子流域空间信息的关系，使用地理信息系统（GIS）工 具在子流域级别对绿水数据进行量化分级并输出绿水分布图，来研究绿水的空间分布特征。 基于校准和验证的SWAT径流模型，使用气候方案假定法，对未来温室效应影响下的流域绿水 流的可能变化进行评估。其中用来计算绿水和蓝水的SWAT参数主要有ET（从植被、 土壤和水 体实际蒸散回到大气的水量）、SW（一段时间后贮存在土壤层中的水量）、WYLD（在一段时 间内离开研究区进入河道的水量）和DARCHG（从根系区渗漏到深层蓄水层的水量 ）。基于 前面的绿水与蓝水的概念， ET（即绿水流量）和SW增量（即绿水贮存增量）之和为绿水总 量，其中SW增量ΔSW=SWi-SWi-1（SWi为研究时段末期的土壤 水量，SWi-1为前一时段末期的 土壤水量）。WYLD（即产水量）和DARCHG（即深层地下水补充量）的和为蓝水量 （作为绿水研究的参考）。

2 基于SWAT模拟的绿水多角度评估研究

2.1 SWAT 模型原理和研究区描述

SWAT模型一般基于数字高程图（DEM）、土壤图和土地利用图，采用流域―子流域―水文响 应单元（HRU，即子流域中具有唯一土地覆被、土壤和管理措施的集总单元）的空间离散方 案，对流域进行划分。径流分别从各个HRU计算，并在子流域级别上汇总，再通过河网演算 得到流域出口径流量。在水文循环的陆地阶段，SWAT主要基于积雪、土壤、浅层地下水和深 层地下水4部分储存量的水平衡，并考虑降雨、下渗、地表径流、蒸散发、侧向流和渗漏等 水文过程来评估水量。其中地表径流量采用修正的SCS曲线数法。对于蒸散发，可以在模型 中选择PenmanMonteith 方法评估潜在蒸散量，采用Ritchie发展的方法计算实际蒸散（即 绿水流）量，采用土壤深度和含水量的指数函数计算实际土壤水蒸发量，采用潜在蒸散发和 叶面积指数的线性函数计算植物散发量［23］。

案例研究区在我国东北的碧流河流域上游，面积1 328 km2，其出口即为碧流河 水库。该水库是大连市最重要的淡水来源地，库容9亿m3。研究区位于北温带湿润气候区 ，汛期从6月到9月，7、8月 份降雨集中。多年平均降雨量为614.6 mm，多年平均气温范围8.4～10.3℃。 流域内将近82%的区域是林 地，大约15%的区域是耕地，1%的区域是园地，剩下的主要是水体和居住用地等。研究区土 壤类型主要有 棕壤性土、棕壤、潮棕壤、草甸土和淹育型水稻土。农业是此地区的主要产业，山区的大部 分耕地是雨养农田，地势平坦的主河道附近主要分布灌溉农田。

2.2 基于SWAT模型的径流模拟过程

SWAT的水文模拟需要输入研究区的地形、土地利用/覆被、土壤类型和气象等数据。其中地 形数据来源于25m精度的DEM栅格图；土地利用/覆被数据主要来源于1∶10万比例 尺 的土地利用/覆被图；土壤类型数据主要来源于1∶5万的土壤图和相关土壤属性数据。气象 资 料包括最高气温、最低气温、降水、太阳辐射、风速和相对湿度的逐日数据。其中降水数据 来源于流域内的6个雨量站的1999-2005年实测资料，其他气象数据是基于流域周 围3个气象站多年的实测资料。模型配置时，通过设定子流域最小集水面积的阈值 为26 km2，研究区被分成36个子流域；通过设定优势地面覆被/优势土壤类型为 10/10，在各子流域内共划分出150个HRU。

配置完SWAT模型后，需要运行模型，并进行径流模型的参数校准与验证，这是径流模型模拟 精度的保障。用于参数校准与验证的径流实测数据，来源于研究区内茧场水文站1 999-2005年的每日径流的观测值。其中，1999-2000年数据用于模型启动阶段来合理估计模 型初始变量；2001-2003年的数据用于参数校准，并通过模拟效率评价指标来评价其精度；2 004-2005年的数据用于验证参数校准后径流模型的适用性。模拟效率评价指标使用相对误差 （Re）、相关系数（R2）和NashSutcliffe效率系数（Ens）［24］。效 率评价指标 一般要求达到年径流量 Re≤20%，月径流量R2≥0.6 和Ens≥0.5［25］。模型参数 校准时，由于SWAT模型参数众多，首先进行参数敏感度分析，确定了对径流影响最 大的8个输入参数；然后采用两阶段“Brute Force”法［26］，计算这8个参数的值 域，并确定其最终值。

参数校准后，年径流模拟值与实测值年均相对误差小于20%（Re=19%），月 相关系数和月效率系数都大于0.9（R2=0.98，Ens=0.96），精度符合模拟评价标准，参数校准效果较好；验证期间，月相关系数和月效率系数也都大于0.9（R2=0.97，Ens= 0.95） ，完全满足流域水文模型模拟精度要求，且模拟径流量与实测流量拟合较好。这 表明，该径流模型在研究区具有良好的适用性，而且其输出水文参数是可以被信赖并用来进 行进一步的绿水研究。

3 绿水评估结果

SWAT输出文件中蕴含的水文信息可以被用来进行绿水研究。从“输出摘要文件”中可以整理 并计算得到研究区的绿水和蓝水的年平均量：绿水流量（蒸散发量）为4.48亿m3，绿水贮 存增量为0.04亿m3。绿水总量（绿水流量+绿水贮存增量）为4.54亿m3。蓝水总量（产 水量+深层地下水补充量）为3.62亿m3。绿水量大约是蓝水量的1.25倍。可见，在研 究区绿水是水资源的主要组成部分，在 绿水成分中绿水流是主要部分。

“输出摘要文件”中绿水相关参数的每月平均值可以用来进行绿水（包括绿水流和绿水贮存 ）的时间尺度分布研究；“子流域输出文件”和“HRU输出文件”中的水文参数，可 以分别用来在子流域级别和HRU级别上进行绿水（包括绿水流、绿 水贮存）的空间分布研究，本研究选择子流域级别进行研究。

3.1 绿水的时间分布评估研究

表1中展示了研究区1年中平均(2001-2005年)每月的绿水、绿水流和绿水贮存增量的分布情 况。为了更好地进行比较，表中水量数值以全流域每月的平均毫米数为单位，并且以蓝水量 和降水量作为参考。表1中还列出了研究区月均水资源估算量(蓝水量+绿水量)，用来与降水 的月均监测值进行比较，以验证本研究的水平衡关系状况。检验结果为水资源月均估算量与 降水 的月平均量相对误差为-5.5%，月相关系数R2=0.99,月效率系数Ens=0.9 9,这说明水资源月均估算量基本达到平衡。

表1的结果显示绿水、绿水流和监水的每月分布趋势基本一致，波峰都出现在汛期(夏季)， 而且它们与降水的分布趋势也大体相同。但是绿水的峰值出现在7月，绿水流和蓝水的峰值 出现在8月。在前半年绿水总量及绿水流都多于蓝水，在后半年蓝水基本多于 绿水。绿水贮存增量的增加幅度在6，7月比较大，在3，8月出现幅度较大的回落。在绿水组成中绿水流 是主要组分。 3.2 绿水的空间分布评估研究

对“子流域输出文件”中的相关水文参数，运用ArcGIS9.1进行量化分级，可以得到研究区 内各子流域的绿水流量、绿水贮存能力、绿水总量和蓝水量的年均(2001-2005年)空间 分布规律。其中，绿水贮存能力反映了土壤耕作层储存水分能力，用各子流域2001年至2005 年中土壤水(绿水贮存)量的最大值和最小值之差来表示。为了更好地进行比较，水量值以流 域内各子流域的每月平均水层厚度描绘。该数值乘以对应的子流域面积，即是各子流域对应 的水量。

结果表明研究区内各子流域的年均绿水流量的范围是300～560mm。绿水流量较大的地区主要 集中在干流附近的子流域，尤其是河流交汇密集区(400～560mm),这主要是由于该地区用于 蒸散的水量和植被都比较丰富。其他大部分地区的绿水流量的范围在300～350mm。

研究区内各子流域的在研究时段内土壤水量(绿水贮存量)的最大值和最小值之差的范围在 10.1 ～45.0mm。总体来看，绿水贮存能力最大的地区主要在河道交叉地区(差值范围在11.8～13. 8mm)，面积较少；西北部地区的绿水贮存能力较大(差值范围在13.8～16.8mm);东部地区 的绿水贮存能力次之(差值范围在11.8～13.8mm);其它大部分地区的绿水贮存能力较小(差值 范围在10.1～11.8mm)。这是因为绿水贮存能力与土壤的耕作层厚度和土壤质地密切相 关。 研究区大部分地区覆盖的是薄层酸性岩棕壤性土，土层薄，质地以重/中砾质砂壤为主，而 且这些土壤大部分在山地，不利于土壤保水，导致土壤水含量很少。因为绿水贮存是农业， 特别是雨养农业生产的重要水源，产生经济回报，所以此绿水贮存能力空间分布规律可以为 农业生产提供指导并为雨养农业区的划分提供重要的依据。

研究区内各子流域的年均绿水总量的范围是303～521mm。由于绿水总量中绿水流量在占绝对 优势，所以其分布规律与绿水流量的分布规律几乎相同。绿水总量较大的地区也主要集中在 干流附近的地区(400～521mm)，尤其是河流交汇密集区。其他大部分地区的绿水流量的范围 在303～350mm。

对比蓝水和绿水的空间分布规律可知，绿水与蓝水的空间分布差异很大，绿水主要集中在主 河道附近地区，而蓝水主要分布在流域的东部、西北部和南部地区。绿水总量的分布主要受 绿水流分布影响。从绿水分布的成因方面来说，绿水既决定于生物物理条件(如气候、土壤 类型和植物种类)，又受制于各种管理条件(如植物吸收水分时间、植被密度、土壤养分状况 、土壤物理状况和土地利用方式)。由于可控的条件比较多，为绿水管理提供了参考途径。

3.3 气候变化条件下的绿水评估研究

目前，气候变化导致水资源分配不均、旱涝等问题日趋严重。随着全球气候变暖，水资源对 气候变化的响应研究越来越引起重视，已经成为水资源研究的热点。本研究基于前面校准的 SWAT径流模型，使用气候方案假定法，对未来温室效应影响下的流域绿水流的可能变化进行 评估，为气候变化条件下的绿水流评估研究提供量化手段。

在全球，未来在CO2浓度倍增情况下，气温将上升1.5～3.5℃。研究区 所在的 中国东北地区，未来的30～50年，由于CO2浓度的增加，气温大约可以升高2～3 ℃，降水量 会有不同程度的增减［27］。根据这些气候变化研究成果，假设流域下垫面状况在水 文响应预期内不变，本研究设计了未来CO2浓度倍增的情况下降水和气温组合的25种气候 变 化情景，即在研究流域内日气温（T）的基础上升高0～4℃的同时，在日降水量（P）的基础 上变化0%、±10%、±20%。然后利用前面校准的SWAT径流模型对25组不同的气温和降水 组合 分别进行模拟计算，得到各种情景下的年均绿水流量；通过与初始气候情景 （ΔT =0，ΔP=0）下的模拟值作比较，得到每种气候变化条件下的年均绿水流量的变化率（见表2 ）。

通过分析表2可知：① 绿水流量随降水的增加和气温的升高而增大。②降水对绿水流 量的影响明显要大于气温的影响。③气温对绿水流量的影响随降雨量的增加而变化更为显著 。④不同气候变化情景下，绿水流量变化差异显著。其中对研究区绿水流量增加最为有利的 情况是降水增加20%，温度上升4℃的时候。此时绿水流量（383.4 mm）比初始条件下增加45 .1 mm（上升13.3%）。而对研究区绿水流量增加最为不利的情况是降水减少20%，温度不变 的时候。此时的绿水流量（295.8 mm）比初始条件下减少42.5 mm（下降12.6%）。

4 引入绿水概念的水资源管理革新研究

以上的绿水评估结果为绿水量化管理提供了可靠的依据。如：因该结合绿水流和绿水贮存空 间分布规律，在年均绿水流量范围为300～350 mm/年和绿水贮存能力较小的雨养农田区，采 取一系列措施来进行绿水管理，包括所有 能 减少径流、增加水分入渗和降低土壤蒸发的技术和方法。如：增大降水的入渗能力、减缓因 为降水的不确定性导致的干旱期胁迫（增加时间尺度上的根系可获得水资源）、提高土壤肥 力以增加绿水流利用效率等。具体措施包括对地表进行覆盖、合理耕作农田 以及使用雨水集流、节水技术等。研究结果［15,28～30］表明，地表覆盖能减少72% 的地表径流，提高雨水利用效率20%；适当的耕作技术能减少径流量的60%，提高雨水利用效率58%；集水技 术（将降水存贮于储水设施或直接引入农田）能减少66%的径流量。通过这些措施几乎能使 绿水流提高3倍。此外对农作物进行管理也能明显地增加绿水流。但是，这些水资源管理革 新措施也会产生生物系统、经济系统和生态系统之间的相互作用，可能带来负面影响［ 19］。最近，在非洲的图盖拉河和潘加尼河流域开展的SSI项目［18］ 正在研究不同时空尺度（包括大流域和小流域）的这些相互影响。这些研究的成果将有助于这些绿水管 理措施的规范使用。

除了绿水管理措施，人类还可以通过土地利用类型的改变来影响水资源（包括绿水和蓝水） 。Gordon等研究指出［13］，在近200年内，澳洲由于大面积砍伐森林，导致绿水流 的减少几乎相当于目前整个澳洲大陆的蓝水流量。 在毛利达令盆地，大量树木被砍伐并使 用浅根系草地和季节性的农作物代替，植被的变化促进了蓝水流增加，使得地下水位升高， 河流水量增加。国际水资源管理研究所对印度西北部巴克拉坎小流域灌溉研究发现［14 ］，灌溉直接导致了河流的干涸，该地区所有的降水资源以及55%的蓝水流几乎都被转化 为绿水流。在南非，长期以来森林被确认为是重要的水资源消费者，可以对下游的蓝水资源 产生影响，因此从1972年以来，建立了商业造林机制来控制造林对下游蓝水减少的威胁。研 究结果［12～15］表明，砍伐森林、开荒种田等人类对土地覆盖类型的改变，将导致 绿水减少，蓝水增加；而提高林地或灌溉农田面积都将导致蓝水的减少和绿水的增加。应用 这些研究成果可以为水资源管理提供更为科学有效的指导。在研究区，干流附近地区的蓝水 量较少，绿水总量较大。通过土地利用对水资源的影响规律可知，这与这一 地区灌溉农业比较集中是分不开的。而且随着人口增长，这一地区灌溉农田的面积还在逐年 增加，这将进一步加剧蓝水的减少。因此从水资源管理的角度，应该控制这一地区灌溉农田 面积，以保证充足的蓝水进入下游的碧流河水库。在流域范围，传统的植树造林保护流域的 观念也应该得到部分修正，因为流域内上游森林面积的增加会导致下游蓝水的减少，因此不 应盲目扩大森林面积，而应该通过定量评估把森林的规模控制在一定的规模。因此，只有引 入绿水的概念，并评估土地利用对绿水与蓝水的影响，才能对土地进行合理的规划并对水资 源进行科学的管理。

此外，开展绿水和蓝水的关系研究将也是水资源管理革新的重要内容。保持合理的绿水和蓝 水分配比例，对维持区域生态平衡、维持河流生命健康是必需的。Calder等［31］突 出了蓝水流和绿水流的联系，提供了“象限”方法来尝试解决土地利用变化对下游的水资源 压力问题。这种方法的前提假设是绿水流和径流有直接的因果联系，但是这个假设只在大的 时间尺度有效，对于逐日的水资源管理的是不合适的。Jewitt指出［19］流动过程曲 线（Flow Duration Curves， FDCs）方法是这方面比较有效的方法。流动过程曲线很长一 段时间以来已经被用在关于水资源的供应和风险保障评估研究中，它也是目前研究绿水和蓝 水关系十分有效的工具，而且可以进行逐日时间尺度的研究。FDCs是以观测或模拟的时间序 列的水流（包括绿水流和蓝水流等）数据为输入得到的。当绿水流增大时，蓝水流的FDC（ 表示蓝水流的剩余百分比曲线）将下降，直到与保留FDC曲线（即设定的蓝水保障曲线）相 交，可以得到在保证下游一定蓝水的前提下绿水的最大域值（同时也是蓝水的最小域值）。 有了这个域值以及FDC的其他各种信息，使引入绿水概念的水资源管理更具有可操作性。例 如：可以通过此方法评估在保证下游一定蓝水量的基础上，上游允许扩大森林的最大面积和 对应的绿水量。

因此，将水文模型评估绿水和蓝水的方法同FDCs方法相结合是水资源评估和管理研究的重要 发展方向。以水文模型输出的绿水流和蓝水流作为FDCs的输入，通过改变水文模型的土地利 用或气象数据，结合FDCs分析手段，可以有效地评估土地利用变化或气候变化对绿水和蓝水 的影响，同时建立绿水和蓝水之间的量化联系，并指导水资源管理。这也是今后绿水评估和 管理研究重要的研究方向之一。

5 结 论

通过本文对绿水的评估及其管理研究，可以得到以下结论：

(1) 在碧流河上游地区，绿水是水资源的主要组成部分(绿水量大约是蓝水量的1.25倍)，在 绿水成分中绿水流是主要部分。在前半年绿水总量及绿水流都多于蓝水，在后半年蓝水基本 多于绿水。绿水贮存增量的增加幅度在6、7月比较大，在3，8月出现幅度较大的回落。绿 水与蓝水的空间分布差异很大。绿水主要集中在主河道附近地区，而蓝水主要分布在流域 的东 部、西北部和南部地区。绿水流量较大的地区主要集中在干流附近的子流域，尤其是河流交 汇密集区。绿水贮存能力最大的地区主要在河道交叉地区，面积较少；西北部地区的绿水贮 存能力较大；东部地区的绿水贮存能力次之；其它大部分地区的绿水贮存能力较小。绿水流量随降水的增加和气温的升高而增大。降水对 绿水流量的影响明显要大于气温的影响。气温对绿水流量的影响随降雨量的增加而变化更为 显著。不同气候变化情景下，绿水流量变化差异显著。

(2) 引入绿水概念并使用SWAT分布式水文模型评估绿水（包括绿水及其组成部分：绿水流和 绿水贮存）是小尺度下针对流域的绿水量化研究的有效办法，值得在中国推广使用。利用SW AT模型建立的径流模型可以进行绿水量估算、绿水时空分布研究和气候变化条件下绿水评估 等多角度绿水量化研究，并为绿水和蓝水的关系研究提供量化研究基础。

(3) 引入绿水概念后，基于绿水评估结果的绿水管理、通过土地利用变化对绿水与蓝水的管 理，和基于绿水与蓝水量化关系研究的水资源管理，是传统水资源管理需要革新的重要内容 。

(4) 将水文模型评估绿水和蓝水的方法同流动过程曲线（FDCs）方法相结合是绿水评估和管 理研究的重要发展方向之一。

(5) 绿水在我国水资源管理中仍然是被普遍忽视的，由于绿水在粮食生产和生态系统功能和 服务价值等方面都具有重要的作用，迫切需要把绿水概念统一到水资源概念范畴，把绿水评 估纳入到传统水资源评估体系中，并对传统的水资源管理进行革新。

(6) 受条件所限，案例研究只使用了7年的气象和径流观测数据作为SWAT模型的输入资料，1 0年以上的数据将会使评估结果更为精确。另外，本文使用的是SWAT2005，该版本SWAT模型 虽然分别计算了实际散发（绿水流的生产性部分）和实际蒸发（绿水流的非生产性部分）， 但是在结果中没有输出，这是SWAT模型需要修改的地方。SWAT模型是一个开放软件，完全可 以通过用户的编程修改使模型输出相关结果，这也是作者下一步工作的内容。

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Research on Assessment and Management of Green Water

WU Hongtao1 WU Chunyou1 HAO Fanghua2 JIN Yingxue3

(1. School of Management, Dalian University of Technology, Dalian Lia o ning 116023, China;

2. Institute of Environmental Sciences, Beijing Normal Univ e rsity, Beijing 100875, China;

3. Biliu River Reservoir Management Bureau of Dal ian, Dalian Liaoning 116221, China)

Abstract Green water is disregarded in the traditional water resource research which h as been a subject attracting many attentions in recent years in

the world. By now, most

of the green water assessment methods only focuses on large scale cases, that is lack of precision. This paper analyzes a case study in a river basin of 1 328km 2 i n Northeastern China. A SWAT (Soil and Water Assessment Tool) hydrological model

is introduced to assess the green water from various angles on small sc a le. The temporal and spatial distributions of green water and the green water va rieties affected by climatic changes are also analyzed by this method. With gree n water concept, the innovations in water resource man agements are dis cussed. All the results show that SWAT model is a good tool to assess green wate r on small scale and it can play an effective role in decisionmaking of water

第8篇：土壤的概念范文

本研究需要全国多年平均降水量、多年平均气温、土壤有机质含量分布、全国土地利用类型分布、农作物分布、作物种植制度等数据及资料。

1.1气象数据从“中国气象科学数据共享服务网”下载得到遍布全国的气象站点1970—2001年的气象数据[9]，包括了每日降水量和每日平均气温，根据这些数据计算得到每个站点的多年平均气温和多年平均降水量。利用ArcGISRDesktop9.2对这些点状数据进行插值，得到全国范围的多年平均气温和多年平均降水量分布图。

1.2土壤数据土壤有机质含量分布图来自中国农科院农业资源与农业区划研究所数字土壤实验室[10]，为面状矢量数据，每个多边形的主要属性信息包括了多边形的面积以及该多边形所含土壤有机质百分含量的范围。

1.3土地利用类型数据来自中国科学院资源环境科学数据中心的全国1km分辨率土地利用类型数据，为栅格数据，其土地利用类型包括耕地、林地、草地、水域、城乡工矿、居民用地和未利用土地。

1.4其他资料进行分析所需的农作物分布、气候及农业区划、作物种植制度等资料来自于互联网及相关学术期刊、专著与权威图集。

2研究方法

2.1两个概念在阐述场景体系建立的方法之前，有必要对本研究中将涉及的两个概念作出解释。（1）百分位（Percentile）：百分位是统计学术语，是一个位置指标，用Pp表示，描述一组升序排列的数据中第p百分位置上的数值。计算百分位的方法各种各样，在本研究中，我们使用的是MicrosoftExcelR中的Percentile函数，其语法如下：Pp=Percentile（Array，p）式中：Array为求算百分位的数组或数据区域；p为百分比值，在0到1之间；Pp为返回的第p百分位上的数值。（2）地下水的农药淋溶脆弱性：脆弱性（Vulnera－bility）这一概念起源于自然灾害研究[16]，并广泛应用于环境科学、生态学、气候变化、土地利用、可持续发展科学等多领域研究[16-18]。在本研究中，脆弱性是一个相对的概念，是待评价系统暴露于不利影响或遭受损害的可能性。农药在施用后对环境系统的负面影响总是存在的，为保证农药的施用在可以接受的程度上是安全的，需要制定安全标准（如国家标准或行业标准等）。如果某种农药对环境的危害位于规定的安全标准之内，则认为农药在该环境系统中的施用是安全的；如果超过了这一安全标准，则认为环境处于脆弱状态。在本研究中，脆弱性概念与百分位概念结合，一起表示受到农药施用污染影响的、按规定要保护的环境系统，从而保证了既能找到脆弱的农业生产环境，而百分位概念的使用又避免了将极端情况纳入考虑范围。“现实中最糟糕的情况”并不是一个极端恶劣的情况，而是由百分位确定的相对恶劣的情况。欧盟国家通过多年研究论证，采用地下水对农药淋溶脆弱性达至第80百分位的土壤有机质含量和多年平均降水量作为场景点的构建标准，从而实现地下水场景点的脆弱性达到第90百分位的[2-3]。任何一种农药如果在这些场景点的气象土壤条件下是安全的，那么该农药在90%的欧盟其他区域也是安全的。我国目前尚未制定针对地下水的农药浓度限量标准。由于地下水是我国重要的饮用水源，应充分保证农药的施用对多数地下水不构成威胁，相关管理部门认为必须保证农药施用在我国99%的地下水环境系统中是安全的。针对旱作农田与地下水这一环境系统，其脆弱性主要由土壤有机质含量和多年平均降水量决定，因此定义农药的淋溶脆弱性达第90百分位的土壤有机质含量与农药的淋溶脆弱性达第90百分位的多年平均降水量共同体现了脆弱性达第99百分位的环境系统。倘若农药对99%的环境系统的风险是在安全范围之内的，便认为该农药可以在实际环境中施用。

2.2场景区的划分我国地域广阔，气候、土壤等自然条件复杂，农业耕作制度和生产条件差异明显。因此，首先把全国分成若干个在一定程度上具有比较近似的气候和农业生产特征的场景区，然后在每个场景区中构建标准场景是科学和切合实际的方法。场景区一来有利于在构建标准场景的前期减少同时考虑降水、气温、土壤、作物等多个影响因素产生的复杂性，二来将全国分为几个区域避免了在构建标准场景时对全国主要农业生产条件的遗漏。降水量、温度、土壤理化性质、作物特征是影响农药环境行为最关键的几个因素，它们共同决定了农药在环境中的转化、淋溶、挥发等环境行为，进而决定了农药对环境的污染程度。大量研究表明，农药的用量、水溶性、施药地区的降水量或灌溉水量、施药地区土壤质地、地下水水位对农药能否造成地下水污染的影响最大[19-21]。在本研究中，首先选择降水量和温度作为划分场景区的主要依据，主要因为：一是农作物的分布与降水量、积温等气候条件密切相关；二是土壤种类及土壤有机质含量的不同分布也与各地降水、温度存在联系。场景区划分的主要步骤是：将全国多年平均气温和多年平均降水量分布进行叠加，形成各级多年平均降水量和多年平均气温的组合，然后结合农作物分布特征、地形特征调整组合，最终得到能代表全国主要气候特征和农业生产条件的场景区。首先按400mm和1000mm等值线将全国多年平均降水量分布图分成三区，之所以选择这两个等值线是因为多年平均降水量400mm和1000mm是我国气候带划分的依据之一，并且也是我国不同的常年灌溉地带、不稳定灌溉地带和水稻灌溉地带划分的依据[22]。按8、12、16、20℃等温线将全国多年平均气温分布图分成5个区域，这些等温线与上述降水等值线叠加后产生的区域与中国农业自然区域大致吻合。不同自然区域和水利条件对农作物分布和农田耕作方式都有极大影响，因而也是我们在选择标准场景时要重点考虑的。根据场景区数量不超过10个、场景区不宜太过零碎以及场景区应代表全国主要农业生产条件的原则[2]，叠加后的结果经过合并、调整，最终得到的结果如图1所示，各个场景区的气候、地理、农业生产特征如表1所示。

2.3场景点的选择场景区表现了我国气候特征和农业生产的主要空间分布规律，而土壤特性则是从每一个气候特征和农业生产相对一致的场景区中选择场景点的主要依据。土壤特性包括土壤机械组成、pH值、容重、有机质含量等，其中土壤有机质是吸附农药的主要载体，土壤中有机质含量越高，吸附性能也越强，使可淋溶的农药量减小，因而淋溶深度也减小，对地下水的威胁也越小，也就是说，使农药淋溶脆弱性越大的土壤种类其有机质含量越小。本研究根据各个场景区中土壤有机质含量的分布，选择出使农药淋溶脆弱性达到第90百分位的土壤有机质含量所处的位置，结合气象资料选择出各个场景区的场景点所处位置。下面以华北区为例阐述场景点的构建过程。场景区中使农药淋溶脆弱性达到第90百分位的土壤有机质含量，与场景区中旱地的面积和土壤有机质含量的分布有关。首先利用ArcGISRDesktop9.2，提取土地利用图中的旱地，并与土壤有机质含量分布图[10]叠加（图2），新图层的属性包括了每个多边形的面积、土壤有机质含量级别、平均土壤有机质含量。将图2中所有多边形按平均土壤有机质含量升序排列，计算土壤有机质含量各个级别的累积面积比例。由于土壤有机质含量与地下水农药淋溶脆弱性是负相关关系，累积面积比例的第10百分位实际就是脆弱性达第90百分位的土壤有机质含量，选取累积面积比例在第10百分位处的土壤有机质含量的分布区域作为该区域“最脆弱”的土壤，即标准场景点的候选区域。场景点既代表现实中最糟糕的情况，也是建立在真实数据基础之上的，因此场景点必须选在能收集到各种详细气象和作物生产数据的地点。鉴于此，农药淋溶脆弱性达第90百分位的旱地、年降水量接近该地区平均水平并且靠近气象台站的地点是场景点的最佳区位。根据这一原则，3个场景点在华北区构建完成，如图3所示。其他4个场景区中的场景点根据相同的步骤依次选出，由于青藏高原区的农业用地占全区土地面积的比例不到2%，不在该区选择场景点。全国共选择出11个地点用于构建标准场景，如图4所示，各场景点的主要属性如表2所示。

3结果

根据气候、农业特征，全国被划分成6个场景区，分别是东北区、西北区、华北区、长江流域区、华南区、青藏高原区（图1）。其中，青藏高原区的旱作农业地比例极小，该地区农业在全国农业中所占的比重也很小，因此不考虑在这个场景区选择场景点。剩下的5个场景区中一共选择出11个地点用于构建标准场景（图4）。

3.1场景区主要特征各个场景区的主要自然特征、农业条件和作物种植特征分述如下。

3.1.1东北区该区是中国主要的商品粮和大豆生产基地。纬度高，积温不高，年降雨量400~800mm，作物生长期短，主要从4月到10月；土地肥沃，土壤有机质含量较高；耕地主要分布在三江平原、松嫩平原、辽河平原等地区；地下水、地表水丰富，适宜灌溉。玉米、大豆、春小麦、水稻和高粱是该区5种重要的作物，主要轮作方式是一年一熟。

3.1.2西北区该区位于半干旱、干旱气候区，干旱少雨，年降雨量低于400mm，积温低；草原面积大，畜牧业发达；地表水稀少，地表蒸发强烈，灌溉条件不好，仅在有河水、冰雪融水、地下水灌溉的地区，农作物生长较好，形成主要农业区（宁夏平原和河套平原的引黄灌溉农业区）；甘肃河西走廊的农田利用祁连山的冰雪融水灌溉；新疆各盆地边缘的绿洲主要依靠高山冰雪融水和地下水等进行灌溉而形成绿洲农业。主要作物有玉米、马铃薯、春小麦、大豆、谷子、高粱、棉花、春油菜等，一年一熟。

3.1.3华北区该区属于暖温带气候区，可分为东部的黄淮海平原和西部的黄土高原。前者是我国重要的冲积平原与重要的农业区，地势平坦，土层深厚，年降水量达到500~1000mm，但降水和地表径流分布不均；主要作物有冬小麦、玉米、大豆，另外，烟草、花生、油菜、向日葵也有很大种植面积，两年三熟或一年两熟。后者降水量400~600mm，但年内和年际间分布不均；土壤肥沃，但土质疏松，地表无植被保护，水土流失严重，并且由于长时间的水蚀使得土地表面被切割成纵横交错的台地、脊、沟壑，地下水水位较深；该区种植冬小麦、玉米、马铃薯、黍子、谷子、大豆、芝麻、高粱等，南部两年三熟，北部一年一熟。

3.1.4长江流域区该区属于亚热带气候区，积温高，无霜期210~340d，雨季长，雨量充沛，农业、林业和渔业都很发达。东部多平原宜耕地面积大，西部多山多丘陵，山间盆地和河谷成为主要的农业生产区。主要作物有水稻、玉米、冬小麦、烟草、冬油菜、花生、芝麻、大豆、甘薯、马铃薯、甘蔗、亚麻、西瓜、苹果、梨、葡萄、柑橘等，一年两熟或一年三熟。

3.1.5华南区该区位于亚热带和热带地区，高温多雨，水热资源极其丰富，但各季节降水分布不均，雨季导致严重的水土流失；90%面积是丘陵区，适合农业生产的水平盆地有限；土壤多为赤红壤、砖红壤。水稻、玉米、大豆、甘薯、马铃薯、小麦、花生、油菜、甘蔗是主要作物，轮作方式为一年三熟或四熟。

3.1.6青藏高原区该区地势高、气温低，自然条件恶劣，高原上不适合农作物的生长。只有在海拔较低的河谷地区，水热条件组合相对较好，适宜发展种植业生产，因此在南部的雅鲁藏布江谷地、东部的湟水谷地形成了河谷农业生产。主要农作物是青稞和小麦。这个场景区农用地比例小，在全国农业所占的比重也较小，因而不考虑在该区构建场景点。

3.2场景点主要特征场景点的气象、土壤、地下水、灌溉条件、作物特征等数据是标准场景的重要组成数据，其中的主要属性如表2所示。

3.3PEARL模型检验为了检验本研究所建立的场景体系的科学性及其在中国适用性，在本节中将所构建的标准场景参数录入PEARL模型数据库中，并选择三种不同类型的农药进行测试。PEARL模型是欧盟用于判断新农药对地下水有风险与否的官方模型之一，其中设定了环境、农业生产条件等对农药环境行为产生影响的要素组成的若干个标准场景，用户只需选择场景点、作物类型、灌溉方式，并输入需要评估农药的物理化学性质，设定模拟时期，便可以获得该农药进入地下水后的残留浓度。三种农药分别是莠去津（Atrazin）、杀毒矾（Oxadixyl）和涕灭威（Aldicarb），它们的物理化学特性如表3所示。莠去津是常用的除草剂，对人畜低毒，在玉米田中通常于出苗前兑水喷洒于土壤表面，易被雨水淋溶至土壤深层，对地下水具有潜在危害；杀毒矾是一种低毒杀菌剂，半衰期长且不易被土壤吸附，但一般通过加水喷雾于作物表面，因进入土壤系统的有效成分较少，故向下淋溶的农药量也较少，正确使用时对地下水不构成威胁；涕灭威属于剧毒杀虫剂，具有极高的水溶性和极长的半衰期，在土壤中淋溶与移动性强，且多通过穴施或沟施撒布于作物根部附近，对土壤和地下水具有极高的风险，属于限制使用的农药，对施用环境与施用作物的种类有严格要求[23]。PEARL模拟这三种农药施用于华北区标准场景的玉米田中，模拟期为1976—2001年。根据模拟结果，在这26年模拟期内，这三种农药施用后在地面以下1m深处土壤渗滤液的浓度变化和第90百分位分别如图5、表4所示。分析三种农药多年的浓度变化规律可以发现，当年降水量大时，农药残留在土壤渗滤液的浓度也随之增加，即农药浓度曲线出现波峰，尤其是溶解度大的农药最为明显。以商丘为例，在模拟期内，该点的三种农药浓度都出现了6个较明显的波峰，分别出现在1976、1979、1984、1990、1995、2000年，这正与商丘点年降水量较大值出现的年份吻合；武功在1984年和1985年两年的年降水量较多，农药残留浓度曲线相应地出现了明显波峰，而商丘较多的降水量出现在1985、1986年，农药残留浓度曲线波峰的出现也较之武功有所退后；1998年商丘也有较多降雨，农药残留浓度却没有出现较高的值，因为当年在农药施用之后短时间内没有降雨。这也说明了农药在土体中的残留浓度值还与降雨事件发生的时间有关，若农药施用之后马上有降雨，则会有更多的农药随雨水向土壤内部淋溶。欧盟的饮用水中农药最大可容许浓度标准为0.1μg•L-1，根据此标准，施用莠去津和涕灭威对施用地的地下水存在巨大风险，而杀毒矾的施用则是安全的。我国目前尚未出台农药浓度在地下水中的限量标准，仅在《地下水质量标准》[26]中规定了作为饮用水源和农业用水的地下水中滴滴涕与六六六的浓度限量分别为1.0μg•L-1和5.0μg•L-1。因为滴滴涕与六六六的毒性巨大，将模拟所用的三种农药与此标准相比可知，莠去津和杀毒矾的施用对地下水都是安全的，而涕灭威的施用则对地下水产生巨大威胁。这一结论与这三种农药在现实中的使用情况相符。

4结束语

第9篇：土壤的概念范文

肥料，特别是化学肥料为保障人类的粮食安全起到了不可替代的作用，全球肥料形成了一个巨大的产业体系。由于国情不同，许多国家在肥料产业发展方向都有不同的经历。我国是一个人口大国。粮食安全的压力始终是农业发展的绕不开的主题，长期以来，作为为农业提供生产资料的肥料行业也只能别无选择地围绕粮食安全的主题进行发展。但是，近年来，肥料发展发展又面临着许多新的问题，这些问题严重影响肥料产业的发展，甚至改变着肥料发展的方向。

《科学中国人》：养活中国人必须要靠化肥吗？

白由路：准确地说，养活中国人必须要靠科学施肥。根据IFA的统计，目前世界上有40%的人口是靠氮肥工业养活的。大量的研究数据表明：作物产量对肥料的依赖程度超过50%。众所周知，肥料的科学使用可以使作物增产，但作物产量与肥料施用时的关系是抛物线关系，即当施肥量达到一定程度后，作物产量会随施肥量的增加而减少，尽管人们对此没有疑义，但是在施肥时，总是宁多勿少，这样就带来了肥料施用上的很多负面效应，首先是环境的负效应，对于多施的肥料没有转化为作物产量，就对环境造成了巨大的压力。第二是农业生产成本的负效应，对于在单位面积上多施用了肥料，不仅没有增产，又造成了减产，使得在同等产量条件下，肥料的施用数量几乎成倍增加，从而不仅增加了肥料本身的成本，同时也增加了肥料施用过程所产生的成本。第三是肥料资源的负效应，肥料产业是高度资源和能源依赖的产业，我国至今的钾肥资源都不能满足需求，磷肥资源也不能长期维持，磷矿被国土资源部未来不能满足需求的矿物种类，氮肥生产虽不受资源的限制，但合成氨需要大量的能源，同时在肥料生产过程中就会产生大气和水的污染。所以，大量肥料的浪费，严重影响农业生产本身，而且影响到我国能源、资源和环境等一系列的问题，解决这一问题的根本在于科学施肥。科学施肥的途径很多，不少专家研究了很多方法来解决科学施肥的问题。所以，中国人不仅需要化肥来养活，全世界人的生存都离不开化肥。在可预见的未来还没有可替代的技术。

《科学中国人》：目前很多人都对有机农业很感兴趣，您能谈一下有机农业与有机肥料的关系吗？

白由路：随着人们生活质量的提高，人们对健康的要求越来越高，对食品安全的重视越来越强，这是社会发展的必然趋势。1972年在法国成立的国际有机农业运动联盟（International Federation of Organic Agriculture Movements），为世界范围内的有机农业思潮起到了推波助澜的作用。目前中国有50个会员，在该联盟是名列第二。然而，在我国，人们往往把有机农业与有机肥料密切结合，有人错误地认为，施用有机肥（不施用化肥）的农业就是有机农业。那么有机农业是农业发展的方向和潮流吗？有机肥料能发展成主流肥料吗？这里赘述一段科学史话：德国科学家泰伊尔（Albrecht Daniel Thaer 1752-1828）在其《合理的农业原理》（Grünstaze der rationellen Landwritschaft 1809-1812）一书中提出：土壤肥力决定于土壤腐殖质的含量，原因是基于它是植物养分的唯一来源。这一学说曾一度被当时学术界广为接受。历时达数十年之久。这个学说被后人称为“腐殖质营养学说”，这个学说并没有给土壤培肥或提高作物产量带来飞跃，1837年，德国化学家李比希（Justus von Liebig），在英国利物浦召开的一次英国科学促进会上做了一个关于“当前有机肥学理论现状”的报告，认为在地球上腐殖质出现于植物之后，不是植物之前，因此，植物的原始是养分只能是矿物质。1840年，出版了《化学在农业和生理学上的应用》一书，这也是被称为现代农业三大理论基础之一的“植物矿物质营养学说”。这两个学说的根本区别在于“植物所需的营养物质是矿物质而不是有机质”。试想，被后人证明为错误的学说在200多年后，还能指导农业生产吗？目前地球人口处于爆炸状态，高强度的农业开发还满足不了人口增长对粮食的需求，回到原始的生态循环条件下，人类会怎样？地球会怎样？我个人认为：现代农业是离不开化学肥料的，有机肥料的时代已经远去，化学肥料所带来的各样负面效应可以通过更科学、更合理的方法去解决，为了回避化学肥料所造成的问题而回到原始的农业状态是不可能，有机农业不能养活中国人，更不能把“有机农业”误认为是“施有机肥的农业”。

《科学中国人》：过去有机肥料都是自产自用，目前社会上发展了很多商品有机肥料，这是肥料的发展方向吗？

白由路：有机肥料培育中华五千年的农耕文明，是使中国传统农业得以可持续发展的物质基础，但是，随着社会的发展，特别是随着化肥工业的发展，有机肥料在供给作物养分的功能上已基本丧失，但是，农业生产和人类活动会产生大量的废弃物，这些废弃物又必须通过土壤环境进行转化和消解。如何高效、环保地消解这些废弃物是农业生产过程必须面对的问题。

近年来，随着社会发展和“有机农业思潮”的影响，我国出现了一个新的行业，就是商品有机肥料行业。之所以是新行业，是因为原来虽然大量应用有机肥料，但基本上没有将有机肥料作为商品进行市场流通。目前，我国目前注册的有机肥料工厂有2000多家，除部分工厂的原料是本公司上游产品的废弃物外，很大部分是外部收集原料，再进行异地加工，形成有机肥料产品，销往市场的模式。这个模式是否是我国有机肥料的发展模式，可以仁者见仁、智者见智地进行讨论。但我认为：目前有机肥料在供应作物养分的功能上已基本丧失，有机肥料的存在是因为大量的生产和生活废弃物需要处理，而目前的商品有机肥加工模式存在很多问题，第一，生产和生活废弃物的异地加工，不仅浪费运力，还造成了二次污染；第二，低价值的商品有机肥料在市场流通，占有大量的物流资源；第三，过度加工有机肥带来了能源和资源的消耗。结合欧洲农业的发展的模式，在我国实现种养一体的现代农业模式是解决有机肥料污染的重要途径。

随着我国新型城镇化和农业的适度规模经营，种植业和养殖业必须结合在一起，按照土壤消解有机废弃物的容量，确定种植/养殖比例。养殖业所产生的废弃物经过简单加工，直接施用到自己的土地上，或者进行沼气处理，一方面可产生一定数量的沼气，解决能源问题，其沼液和沼渣可直接农业利用，减少运输环节，减少环境的污染。同时该模式还可抵御农业生产中粮食价格波动对养殖业的影响，减少低价值有机肥的市场流通和过度加工所带来的负面效应。所以，在土壤消解容量允许的范围内，就近、简便处理有机废弃物是有效保护生态环境的重要手段，远距离运输、异地处理、过度加工，只会加重环境负担。

《科学中国人》：很多人都认为目前环境污染与化肥的使用有很大关系，您对这个问题是如何看的？

白由路：目前，为了提高作物产量，满足高产作物对养分的需求，大量的矿物质N、P、K肥料施用到土壤，其中一部分施入的肥料被作物吸收利用，一部分留存到土壤，一部分损失到环境中，损失到水体中的主要是硝态氮、铵态氮和磷，而损失到大气中的主要是氨气和氮氧化物。前一段时间，大家关注的是化肥对水体的污染，即水体的富营养化问题。其中三个概念需要厘清，即农业面源污染、农村面源污染和农田面源污染。我个人认为：农业面源污染包括农村面源污染和农田面源污染两部分，这两部分的来源和治理是大不同的，农村的面源污染主要来自于农村污水的排放和养殖业，这两种污染都可通过工程措施加以解决，而农田面源污染主要来自于农田施用的化肥和有机肥，且量大面广，单纯的工程措施难以奏效，必须通过技术进步才能加以决解，所以，把农业面源污染的元凶归于化肥的施用是不科学的，同时也不利于农业面源污染的治理。我们曾对太湖面源污染的养分来源进行过详尽的分析，其中每年从农田进入太湖湖区水体的氮素数量不足0.94万吨，占总氮排放的10%左右，从农田中直接排出的磷不足83吨，约占总排磷量的1.5%。由此可见，农田对排放对水体富营养化的作用远小于其它方面。

近年来，由于大气雾霾的影响，人们开始注意到农田氨排放对大气质量的影响，其中影响大气透明度较大的二次颗粒物是硫酸铵和硝酸铵，组成该物质的铵主要来源于农业排放。由于可见，施肥，无论是化肥还是有机肥对环境都会造成一定的负面影响，科学施肥会减少肥料对环境的影响，但消除影响是不可能的，这里需要一个合理的影响范围。把施肥对环境的影响控制在一定的范围内。笼统的农业面源污染不利于农业面源污染的治理。

《科学中国人》：目前很多人都认为大量使用了化肥，造成了土壤肥力的下降，甚至有人说大量施用化肥后，会使土地寸草不生，您认为是这样吗？

白由路：根据传统土壤学的解释，土壤肥力是土壤能提供植物生长所需的水、肥、气、热的能力。长期以来，土壤肥力只能定性的解释，很难定量地表达。我个人认为：传统土壤肥力的概念比较偏重于土壤的自然肥力及各肥力因素之间的协调。但是，在现代农业条件下，人为干预土壤肥力因素的力度在不断增强，使土壤向作物高产、高效方向发展的技术与手段层出不穷，如土壤养分的持续供应方面，有众多类型速缓结合的肥料及施肥技术，可解决所谓“不良”土壤的营养持续供应问题、土壤养分的持续供应问题。所以，对保肥性不良的土壤，在现代条件下可能更适宜控制养分的释放，更容易获得与作物营养同步的土壤养分供应曲线。土壤水分亦是如此，目前的滴灌技术，可维持土壤水分的持续供应，对土壤的保水性要求则越来越低。但是，目前大量施肥，特别是保护地蔬菜的大量施肥所造成的盐害属于不科学施肥的情况，不能与施肥降低了土壤肥力相提并论。目前，许多学者通过所谓的长期定位试验，得出施用化肥降低土壤肥力，甚至出现寸草不生的情况，都是个别处理不科学施肥、养分不平衡造成的，且与大田的情况相差甚大，不足以指导农业生产与土壤培肥。试想，如果长期施用化肥造成了粮食的减产、土壤肥力下降，我国大部分农田本世纪代以来，都大量施用了化肥，而我国粮食产量却出现了“十连增”，作物产量不减反增，能想象土壤肥力在不断下降？所以，在现代农业条件下，传统土壤学的概念也在发生着变化，如果说传统土壤学的概念是“地球陆地表面能生长绿色植物的疏松表层”，则现代土壤学应定义为“星球表面能支撑绿色植物生长的疏松表层”。这意味着将来在月球甚至火星表面也能种植绿色植物。传统土壤学强调的是“能生长绿色植物”，现代土壤学强调“能支撑绿色植物生长”。实际上，目前的基质栽培所用的“土壤”就是现代意义上的土壤概念。所以，长期施用化肥对土壤肥力的影响不能用传统土壤学或传统土壤肥力的概念去评价，用现代技术管理土壤、用传统土壤肥力的概念评价土壤，这不利于现代农业的可持续发展。

《科学中国人》：现在很多肥料厂家反映政府对肥料的监管过严，这是怎样一回事，您能谈一下吗？

白由路：肥料是商品，又是特殊的商品，主要表现为质量隐性、效果滞后、损失难补等方面，即使肥料的专家也不能通过肉眼过判断肥料质量的好坏，假冒伪劣产品所带来的危害又难以弥补，所以政府对它的质量监管是应该的。在全世界范围内，肥料质量的监管可分为两种模式，即政府监管和市场监管两种，我国采用的是前者，目前我国农村经济和农民科学素质条件下，它对稳定肥料质量、防止坑农害农现象起到了不可替代的作用。

但是，随着肥料产业的不断发展，新的肥料品种层出不穷，这给单纯的政府监管带来了极大的困难，过去肥料品种单一，氮肥只有碳酸氢铵、尿素和硫酸铵等，例如，在尿素的监管上，只分出一级品、二级品、三级品即可。现在的复（混）合肥料，养分含量和比例十分灵活，加之肥料中养分的形态和助剂，会出现千变万化的肥料，如果政府对肥料中的养分含量、养分比例、养分形态、肥料助剂等均进行监管，则会付出巨大的成本，同时也会给肥料生产企业带来很大的麻烦，难怪有些企业说，一个肥料生产企业仅肥料登记证就有400多个。由此也会引起我们的思考。对我国的肥料质量如何监管？我个人认为：根据目前肥料发展的现状和我国市场经济的发展，对我国肥料可采用政府监管与市场监管相结合的模式，肥料的养分含量由政府监管，肥料的效果由市场监管。具体是，在肥料生产过程中，肥料中的养分含量必须按目前国际通用的标识方法，进行登记管理，但肥料中养分的形态、肥料生产过程中为了提高效果使用的助剂可以用市场监管，这一方面能有效避免不良厂商的造假，另一方面也激励了肥料企业的创新和品牌意识。试想，如果同为15-15-15的肥料，一个品牌效果好，一个品牌效果差，农民会选择谁？然而，肥料效果的好坏不仅仅决定于养分的总量与比例，肥料中养分的形态与肥料助剂也起到十分重要的作用，如果考虑到肥料形态和助剂会对环境造成影响，可由政府列出负面清单，由政府监督。

《科学中国人》：目前市场上有很多新型肥料，您如何看待肥料发展中的技术创新问题？

白由路：近10年来，由于我国肥料生产基本上能满足国内的需求，肥料市场由过去的卖方转为了买方市场，所以，很多肥料生产厂家都在积极地进行肥料的创新，这本是肥料发展的原动力，应该加以鼓励。也正是由于这样，我国的新型肥为层出不穷。但是，肥料的创新需要服从科学的原则。肥料的使用对象是植物，肥料应以满足植物营养需求、提高植物对养分的吸收性能、减少肥料损失、易于施用等方面入手。众所周知，就化学肥料生产而言，肥料生产有四大要素，即肥料中的养分含量、养分比例、养分形态和肥料助剂。前三者都是被理论所证明的，只要合理，肥效就好。但肥料助剂是一类复杂的物质，有些助剂是改变肥料物理性状的物质，如防结块剂等，有些是肥料增效的，如脲酶抑制剂、硝化抑制剂等，还有一些是通过调节植物代谢而间接提高肥效的。

我国目前肥料种类很多，名称五花八门，如合理肥料中养分比例的称为“配方肥”、肥料中养分有硝态氮的称为“硝基复合肥”、肥料中添加了脲酶抑制剂、硝化抑制剂等称为“稳定性肥料”、肥料中添加了腐殖酸的称为“腐殖酸肥料”、添加了海藻酸的称为“海藻酸肥料”，更有“松土肥料”、“抗旱肥料”等等。是“创新”？是“炒作”？只有自己清楚，我从事了30多年的肥料科技工作，有些我也说不清楚。所以，这里需要指出的是，肥料的技术创新是需要的，但是，以“卖点”代替创新的发展模式会把我国肥料的技术创新引向歧途。