农田生态系统土壤呼吸研究进展
摘要综述了国内外对农田生态系统土壤呼吸的相关研究，以期为土壤呼吸以及全球碳循环研究提供参考。
关键词农田；土壤呼吸；碳循环；CO2通量
土壤呼吸指土壤向大气排放CO2的过程，是土壤有机碳输出的主要形式。土壤呼吸包括3个生物学过程（植物根系呼吸、土壤微生物呼吸和土壤动物呼吸）和1个非生物学过程（土壤中含碳物质化学氧化过程）。其中，土壤微生物呼吸和植物根系呼吸所排放的CO2占土壤呼吸总量的绝大部分。土壤呼吸不仅可以改变灌层CO2梯度，为下层提供更多的光合作用产物，而且可以表征土壤质量、肥力、通气性等理化性质指标，反映农田生态系统对环境胁迫敏感程度。
土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的一个重要过程，对全球碳素的变化有着重要的影响。土壤碳库通过呼吸作用所排放的总碳量约为68～100PgC/a，仅次于全球陆地总初级生产力的估算值（100～120PgC/a），且比全球陆地净初级生产力的量值（50～60PgC/a）要高。农田是全球碳库中最活跃的部分，其生产活动对土壤呼吸影响巨大，每年释放的CO2量可达640g/m2。目前，各种陆地生态系统土壤CO2释放问题成为当前气候变化的核心之一，对评价未来全球环境变化有重要意义。
1农田土壤呼吸的测定方法
1.1直接测定法
1.1.1静态气室法。一般是在一个密闭的气室内放有吸收CO2的物质来测定土壤CO2的释放量。通过计算碱液的消耗量，再根据碱液与CO2反应的定量关系求算出CO2的释放量以及推算土壤呼吸速率。此法简便、经济，虽沿用至今，但其最大的缺陷是测量面积相对较小，且对被测表面的自然状态产生干扰。
1.1.2动态气室法。是通过一个气流交换式的采集气体系统连接红外线气体分析仪（IRGA）对气室中产生CO2的连续测定，目前被认为是最为理想的测定方法。该测量法最主要的优点是能基本保持被测量表面的环境状况而使得测量结果更接近于真实值。对于两者测定精度，有研究表明，静态测量法结果偏大，约是动态测量值的2倍，但Myeong Hui Yim的研究表明，当土壤气体通量值较低时，动态法敏感性较弱，静态测量法则接近真实水平。
文章编号: 1001-4675(2003)04-0330-06 生态系统健康评价研究方法与进展Ξ 张宏锋, 李卫红, 陈亚鹏 (中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830011) 摘 要:生态系统是人类生存的依托条件,生态系统是否健康直接影响到人类的生产、生活。由于生产力的不断发展及资源利用水平的不断提高,人类对生态系统的影响越来越大,其直接后果就是生态系统发生病变,导致生态系统服务功能丧失。在阅读国内外有关生态系统健康文献的基础上,综述了生态系统健康的发展过程、概念、范畴、指标、评价方法及存在的问题,旨在反映当前生态系统健康研究的状况,同时能为环境保护和生态系统恢复提供一些建议和方法。 关键词:生态系统;健康;评价方法 中图分类号:Q146 文献标识码:A 生态系统是一定空间内由生物群落及其环境组成的具有一定格局,借助于功能流(物种流、能量流、物质流、信息流和价值流)而形成的稳态系统〔1〕。人类作为生态系统的一个组分,与生态系统中环境的关系密切,表现为人类社会与经济活动愈强烈,对生态系统的干扰就愈大。尤其近50a来,随着对自然资源利用水平的不断提高,各种工业活动排放的三废(废液、废物、废气)大量排入生态系统,超过了生态系统的自净能力〔2〕;盲目的毁林开荒破坏了森林生态系统健康,使森林自然生态系统失去平衡,失去了涵养水分、防风固沙的能力;对草地的过度利用,使草地退化;植被覆盖度降低,加剧了土地荒漠化过程和沙尘天气的发生〔3～6〕。鉴于此,科学家们提出了生态系统健康(Ecosystem health)概念,希望尽早制止生态系统的恶化,强调应用保护人类健康的范例来保护生态系统健康。 1 生态系统健康的提出和发展过程 生态系统健康的提法可追溯到20世纪40年代。1941年美国生态学家、土地伦理学家Aldo. Leopold首先定义了土地健康(Land health)〔7〕;60-70年代,生态学得到迅速发展,Woodwell和Barrett 提出胁迫生态学〔8,9〕;进入80年代,Rapport等研究了生态系统在胁迫状态下的行为,认为它在逆境下的反应不具有自主性〔10〕。Costanza和Rapport等科学家认为,现在世界上的生态系统在胁迫下发生问题,不能像过去一样为人类服务。他们认为,生态系统健康的概念可引起公众对环境退化问题的关注〔1,11〕;1988年Schaeffer〔12,13〕等首次提出了有关生态系统健康度量的问题,但没有明确定义生态系统健康;1989年,Rapport〔12,14〕论述了生态系统健康的内涵。 1989年国际“水生生态系统健康与管理学会”在加拿大成立,这是国际上首次成立的有关生态系统健康的学术团体,其宗旨是促进与发展整体的、系统的和综合的方法保护与管理全球水生资源。1990年10月,学术界、政府、商业和私人组织等各界代表在美国召开了关于生态系统健康定义专题讨论会。1991年2月,在美国科学促进联合年会上,国际环境伦理学会召开了“从科学、经济学和伦理学定义生态系统健康”讨论会。1994年,31个国家的900名科学家聚集在加拿大渥太华,召开了“国际生态系统健康与医学研讨会”,会议集中在生态系统健康评价、人与生态系统相互作用的检验、基于生态系统健康的政策3个方面,并希望组织区域、国家和全球水平的管理,评价和恢复生态系统健康的研究。同时宣告“国际生态系统健康学会(ISEH)”成立。1996年,ISEH召开了“第二届国际生态系统健康学研讨 第20卷 第4期2003年12月 干旱区研究 ARID ZON E RESEARCH Vol.20 No.4 Dec. 2003 Ξ收稿日期:2002-12-16; 修订日期:2003-06-10 基金项目:国家自然科学基金(90102007)和中国科学院知识创新项目(KZCX1-08-03). 作者简介:张宏锋(1978-),男,硕士研究生,研究领域为环境科学.E-mail:zhanghf77925@https://www.doczj.com/doc/a712297643.html,.
三峡库区土地生态安全监测与评价 1、三峡库区土地生态安全评价的意义及内容 1. 1三峡库区土地生态安全评价的目的与意义 土地是人类生存和发展的重要的物质基础和宝贵的自然资源之一。健康的土地生态功能是维系寂静安全和社会稳定的决定性因素，同时也关系到国家的政治安全、经济安全、国防安全和人民的生存安全。现如今，土地资源，人地矛盾日益突出，我国的土地利用强度不断增加，对土地的利用程度已经达到甚至超过区域土地的生态承载能力，导致区域内的生态环境逐渐恶化，生态安全成为一大严峻的挑战。 三峡水利工程作为我国重要的水利工程项目，对我国的生态环境、社会经济乃至政治的影响都极为重要，其建设在防洪、发电、航运等诸多方面都发挥了极大的作用，在世界上也引起了极大的关注。库区蓄水对三峡库区的生态环境发生了巨大的改变，使其现今的生态系统变得脆弱敏感，并且重庆三峡库区广泛分布的侏罗系砂泥岩互层中的泥岩层、二叠系炭质页岩夹煤层、志留系页岩等，抗腐强度低，易风化，雨水易软化、泥化，不仅水力侵蚀活跃，水土流失严重，而且易引发滑坡、崩塌和泥石流，产生了一系列重大的生态问题。同时加之人类不合理的生产、生活、土地利用方式将直接威胁水库安全运营的生态脆弱带，所以对三峡库区土地生态安全进行系统详细的评价并提出各生态问题的对策是十分必要的。 1.2.三峡库区土地生态安全评价的主要内容
所谓土地生态安全，其确切的含义还没有科学的界定。一般认为，是指一个国家或地区的生态环境资源状况不受或少受来自于资源和生态环境的制约于威胁的状态。生态安全包括两个方面：首先是生态系统自身的安全，即生态系统的自身结构没有遭到破坏：其次是生态系统对人类的安全，即生态系统能够满足人类生存和发展需要的功能不受损害。生态系统所能提供服务的质量和数量是生态安全的一个显性特征。当一个生态系统所提供服务的质量和数量出现异常时，表明该生态系统处于“不安全”状态。 对于土地资源生态安全而言，它研究区域乃至周边地区人们可持续发展促进经济、社会和自然生态的协调统一的目，是由土地自然生态安全、土地经济生态安全和土地社会生态安全三方面组成的安全复合体系。如果考虑到社会和经济对上述自然系统安全的影响，显然土地经济生态安全和社会生态安全构成了土地生态安全的动力和出发点，而土地自然生态安全构成了土地生态安全的基石和核心。因此对三峡库区土地生态安全评价，要分别从土地自然生态安全、土地经济生态安全和土地社会生态安全三个方面考虑，选取各自不同的评价影响因素，共同构成土地生态安全评价体系。在此基础上利用2009年和2010年三峡库区土地总面积、土地利用现状、人口、GDP等数据分别进行计算得出两个时期评价结果，分析结果为研究区的土地生态安全状况进行分等定级；对比三峡库区09年和10年的生态安全转变趋势，并对三峡库区土地的可持续利用提出意见及建议
绪论 一、土地生态学:土地生态学是一门研究土地生态系统的特性、结构、功能和优化利用的学科。 二、土地生态学基本任务： 1、应用生态学原理指导土地开发、利用、整治、保护和管理 2、揭示土地开发利用与保护管理过程中的生态规律。 三、土地生态学基本目的：为土地利用规划、利用工程和土地管理提供理论依据 四、土地生态学的研究对象:土地生态系统 五、土地生态学的研究内容: 可以概括为五个方面： 1、土地生态类型 (1) 土地生态分类, 即土地生态系统类型的划分。其目的是使复杂多样的土地生态系统 类型得以条理化、系统化(2) 土地生态系统的组成与结构(3)土地生态系统的形成与演替。 2、土地生态评价 主要属于土地生态系统功能的研究, 重点是土地生态系统生产力的研究。一般包括: (1) 土地生态适宜性评价；(2) 土地生产潜力评价。 3、土地生态规划设计 是在土地生态评价基础上开展的土地生态学重要研究内容。土地生态规划属于“总体规划”的性质，有两种情况： ①以土地生态评价结果为依据进行布局，少考虑社会经济因素； ②充分考虑土地生态评价结果的同时, 综合考虑经济社会因素而编制土地利用结构与布局规划方案。 4、土地生态整治 对影响和制约土地生态系统潜在生产力发挥的各种限制性因素的改造。内容广泛，包括：水土流失地的治理；盐碱地的治理；风沙地的治理；沼泽地的治理；受污染土地的治理； 中低产田改造；荒山荒地的开发与治理。 5、土地生态管理 土地生态管理主要是通过审查和监督各级土地生态规划与设计方案，使人类按照规定的土地用途, 合理地利用、改造和保护土地, 不断提高土地肥力和生产力, 保持土地生态平衡, 获取最优的土地利用综合效益。 其重点是:(1) 土地利用结构的监督；(2) 土地肥力及其变化趋势的监督；(3) 土地开发活动的监督；(4) 土地污染与环境保护的监督。 第一章生态学基础 一、生态系统是生态学的研究对象 一、生态系统:指生物群落及其无机环境相互作用的一个自然系统。它有一定的结构、一定 的边界。但是边界常常又是人们根据一定的条件和需要来划定的。 三、生态系统的组成 Ⅰ生物环境: 1、生产者又称初级生产者，指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。 这些生物能利用无机物合成有机物，并把环境中的太阳能以生物化学能的形式第一 次固定到生物有机体中。 2、消费者不能利用无机物质制造有机物质，而是直接或间接依赖于生产者所制造的 有机物质。它们属于异养生物。 3、分解者，指利用动植物残体及其它有机物为食的小型异养生物。主要有真菌、细菌、
典型的生态农业模式 典型生态农业模式（一）北方“四位一体”生态农业模式基本概念：它是一种庭院经济与生态农业相结合的新的生产模式。它以生态学、经济学、系统工程学为原理，以土地资源为基础，以太阳能为动力，以沼气为纽带，种植业和养殖业相结合，通过生物质能转换技术，在农户的土地上，在全封闭的状态下，将沼气池、猪禽舍、厕所和日光温室等组合在一起，所以称为“四位一体”模式。具体形式：在一个１５０平方米塑膜日光温室的一侧，建一个约８—１０立方米的地下沼气池，其上建一个约２０平方米的猪舍和一个厕所，形成一个封闭状态下的能源生态系统。主要的技术特点是：１、圈舍的温度在冬天提高了３－５度，为猪等禽畜提供了适宜的生产条件，使猪的生长期从１０－１２个月下降到５－６个月。由于饲养量的增加，又为沼气池提供了充足的原料；２、猪舍下的沼气池由于得到了太阳热能而增温，解决了北方地区在寒冷冬季的产气技术难题；３、猪呼出大量的ＣＯ2，使日光温室内的ＣＯ2浓度提高了４－５倍，大大改善了温室内蔬菜等农作物的生长条件，蔬菜产量可增加，质量也明显提高，成为一类绿色无污染的农产品。经济效益：１、蔬菜增产，如冬季黄瓜、茄子１平米可增产２－５公斤，增收５－６元，年节
省化肥开支约２００元；２、温室育猪可提前１５０天出栏，降低成本４０－５０元；３、沼气点等年节电６０元，节煤１３０元。４、改变了北方地区半年种田半年闲的习俗，也改变了冬闲季节“男人大麻将，女人玩纸牌，邻里吵架和打骂”的陈陋风俗，促进了农村精神文明建设。５、农村庭院面貌整齐、清洁、卫生，完全改变了“人无厕所猪无圈，房前屋后多粪便，烧火做饭满屋烟，杂草垃圾堆满院”的旧面貌。现有规模：“四位一体”模式在辽宁等北方地区已经推广到２１万户。（二）南方“猪－沼－果”生态农业模式基本概念：以沼气为纽带，带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展的生态农业模式。主要形式：“户建一口沼气池，人均年出栏２头猪，人均种好一亩果”。经济效益：１、用沼液加饲料喂猪，猪可提前出栏，节省饲料２０％，大大降低了饲养成本，激发了农民养猪的积极性。２、施用沼肥的脐橙等果树，要比未施肥的年生长量高０．２多米，多长５－１０个枝梢，植株抗寒、抗旱和抗病能力明显增强，生长的脐橙等水果的品质提高１－２个等级。３、每个沼气池还可节约砍柴工１５０个。现有规模：在我国南方得到大规模推广，仅江西赣南地区就有２５万户。（三）西北“五配套”生态农业模式“五配套”生态农业模式是解决西北地区干旱地区的用水，促进农业持续发展，提高
土地生态安全评价 1概述 1.1生态安全的概念 1）生态安全的背景 “生态安全”这一概念是在生态环境日益遭受破坏的背景下提出的。 20世纪50—60年代，随着人口规模的急剧膨胀和工业化的快速发展，全球资源环境状况发生了重大变化，迅速增长的消费需求及结构变化对有限的资源环境基础及其安全保障形成了越来越大的压力。如世界八大公害事件、自然资源的过渡消耗、生物物种的加速灭绝、温室效应加剧、臭氧层耗损、水土六十、土地沙化、环境污染、酸雨加剧等，这些生态环境问题直接威胁到整个人类自身的生存、安全和发展，成为全球性的问题。 20世纪70年代，在瑞典的斯德哥尔摩召开了联合国人类环境会议，会议通过了《人类环境宣言》，向全球胡宇：在我们人类决定师姐各地德行动时，必须更加审慎地考虑环境后果。 20世纪80年代，联合国世界环境与发展委员会提交的《我们共同的未来》报告中指出：在过去的经济发展模式中，人们关心的是经济发展对生态环境带来的影响，而现在，人类还迫切感受到生态压力对经济发展所带来的重大影星与存在的安全性问题。 20世纪90年代后，在巴西的里约热内卢召开的联合国人类环境会议是生态环境安全问题的一个里程碑，以这次大会标志，生态安全、环境安全与可持续发展成为国际社会中国际政治的一部分。2002年9月，南非约翰内斯堡的环境与发展高峰会议，进一步商讨生态安全大计。当前，关注生态安全问题已成为国际社会的广泛共识。 2）生态安全的概念及特点 国际社会关于生态安全的概念至今未能达成共识，肖笃宁将生态安全分为广义和狭义两种 广义：生态安全是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态，包括自然生态安全，经济生态安全和社会生态安全，组成一个符合人工生态安全系统。 狭义：是指自然和半自然生态系统的安全，即生态系统完整性和健康整体水平的反映。生态系统健康是环境管理的一个新内容和新目标，通常认为，功能正常的生态系统可称为健康系统，它是稳定的和可持续的，在时间上能够维持它的组织结构和自治以及保持对胁迫的恢复力。反之功能不完全或不正常的生态系统为不健康的生态系统，其安全状况处于受威胁之中。 生态安全一般包含两层含义：一是生态系统自身的安全，即其自身结构是否受到破坏；二是生态系统对于人类的安全，即生态系统的功能是否受损害，其提供的服务是否能满足人类的生存和发展需要。 国内外学者对生态安全的定义有着许多不同的认识，这些生态安全的定义存在两方面的局限，一方面，仅考虑了生态风险，而忽略了脆弱性的一面；另一方面仅把生态安全看成一种状态，而没有考虑到生态安全的动态性。针对这一局限，人们认为， 生态安全的概念：生态安全应是指人与自然这一整体免受不利因素危害的存在状态及其保障条件，并使得系统的的脆弱性不断得到改善。一方面，生态安全是指在外界不利因素的作用下，人与自然不收损伤、侵害或威胁，人类社会的生存发展能够持续，自然生态系统能够保持健康和完整；另一方面，生态安全的实现是一个动态过程，需要通过脆弱性的不断改善，实现人与自然处于健康和有活力的客观保障条件。
土壤生态学 二、土壤生态系统的结构和功能 土壤生态系统的结构 主要包括构成系统的生物组成（种类）及其数量，生物组成在系统中的时空分布和相互之间的营养关系，以及非生物组成分的数量及其时空分布。 生物组份：初级生产者：根系、藻类光能和化能自养细菌； 消费者：植食、菌食和肉食性土壤动物； 分解者：土壤微生物、土壤动物；土壤酶和其他生物活性物质。 非生物组份是土壤生态系统的重要构成部分，是土壤生物的栖居环境和生命活动的物质基础。 土壤生态系统的生物组分和非生物环境之间的相互作用不但赋予了土壤生态系统的机构特质，而且决定着系统的功能。因此，土壤生态系统结构分析是功能研究的基础。 结构方面的具体研究内容详见下表（人类活动干扰对土壤生态系统机构的影响非常重要，未单独列出）。
土壤生态系统的功能 1、生态系统的功能可以简单地理解为保持生态系统运行的过程。有时生态系统的功能 又称为生态系统过程； 2、和其它生态系统一样，土壤生态系统系统的功能也主要包括能流、物质循环和信息 流等过程，它们是生态系统得以保持和发展的动力； 3、结构与功能的关系密不可分：一定的生态系统结构决定了其具有特定的功能或过程 格局，而功能又反作用于结构。因而生态系统机构和功能的演进或退化总是相伴进行的； 能量流 生物与环境之间，生物与生物之间能量的传递和转化的过程称为生态系统能量流，简称能流。 土壤生态系统的能流以植物和土壤藻类等初级生产者光合作用固定太阳能为开端，然后这些生物或其残体中的能量进一步沿食物链向下传递，同时伴随着向环境的消散：
土壤生态系统能流的研究内容 1、初级生产者的能量（光能）同化量、呼吸量、总初级生产力和净初级生产力及其分配； 2、次级生产者的能量摄取量、同化量、排泄分泌量、呼吸量和次级生产力； 3、能量的输入和输出，在各隔室中的流通量和现存量，最终建立能流模型，揭示能量沿土壤碎屑食物网的流动规律； 4、土壤生物群落或系统演替中的能流特征以及干扰对能流过程的影响。 物质循环 物质通过一定的途径进入到生物体，再从生物体返回到环境的过程称为物质循环。物质循环是生物与环境相互作用形成的复杂过程，是生态系统的重要功能。 养分循环的概念 生物生命必需的营养元素的循环叫做养分循环。水分是养分循环的重要载体，往往是相互伴随的过程。
第17卷第5期2002年10月 地球科学进展 ADVANCE IN EARTH SCIENCES Vol.17 No.5 Oct.,2002 文章编号:1001-8166(2002)05-0705-09 全球变化条件下的土壤呼吸效应 彭少麟,李跃林,任 海,赵 平 (中国科学院华南植物研究所,广东 广州 510650) 摘 要:土壤呼吸是陆地植物固定CO2尔后又释放CO2返回大气的主要途径,是与全球变化有关的一个重要过程。综述了全球变化下CO2浓度上升、全球增温、耕作方式的改变及氮沉降增加的土壤呼吸效应。大气CO2浓度的上升将增加土壤中CO2的释放通量,同时将促进土壤的碳吸存; 在全球增温的情形下,土壤可能向大气中释放更多的CO2,传统的土地利用方式可能是引发温室气体CO2产生的重要原因,所有这些全球变化对土壤呼吸的作用具有不确定性。认为土壤碳库的碳储量增加并不能减缓21世纪大气CO2浓度的上升。据此讨论了该问题的对策并提出了今后土壤呼吸的一些研究方向。其中强调,尽管森林土壤碳固定能力有限,但植树造林、森林保护是一项缓解大气CO2上升的可行性对策;基于现有田间尺度CO2通量测定在不确定性方面的进展,今后应继续朝大尺度田间和模拟程序方面努力;着重回答全球变化条件下的土壤呼吸过程机理;区分土壤呼吸的不同来源以及弄清土壤呼吸黑箱系统中土壤微生物及土壤动物的功能。当然,土壤呼吸的测定方法尚有待改善。 关 键 词:土壤呼吸;碳循环;全球变化 中图分类号:Q142.3 文献标识码:A 土壤呼吸是植物固定碳后,又以CO2形式返回大气的主要途径。土壤碳库在全球变化研究中的地位已日益突出,而土壤呼吸作为土壤碳库碳平衡的一个重要相关过程不容忽视,研究土壤呼吸有助于揭示土壤碳库动态机理。在大气与土壤界面,土壤CO2释放的驱动因子是多种多样的,在全球变化条件下研究相关因子与土壤呼吸是全球变化研究的一个重要内容。全球变化有不同的定义,1990年美国的《全球变化研究议案》,将全球变化定义为“可能改变地球承载生物能力的全球环境变化(包括气候、土地生产力、海洋和其它水资源、大气化学以及生态系统的改变)”。狭义的全球变化问题主要指大气臭氧层的损耗、大气中氧化作用的减弱和全球气候变暖[1,2]。土壤呼吸研究工作的开展,从研究对象来说,涉及农田、森林、草地等,从研究的地域来说从低纬至高纬均有研究,其中大部分研究集中于中纬度的草地和森林,目前,北极冻原也有研究报道[3]。 本文对在全球CO2浓度升高、气温上升、大气氮沉降等发生变化的背景下,土壤呼吸的响应作一综述,以促进土壤呼吸的研究,加深人们(特别是政策决策层)对土壤呼吸的认识。 1 大气CO2浓度升高的土壤呼吸效应 早期的土壤呼吸的测定基于表土层CO2的释放,开始于80多年前[4]。随着科学研究的发展,时至今日,土壤呼吸因为其全球的CO2总释放量已被 收稿日期:2002-01-04;修回日期:2002-05-31. ＊基金项目:国家自然科学基金重大项目“中国东部样带主要农业生态系统与全球变化相互作用机理研究”(编号:39899370);中国科学院知识创新工程重要方向项目“南方丘陵坡地农林复合生态系统构建机理与可持续性研究”(编号:KZCX2-407);广东省重大基金项目“广东省主要农业生态系统与全球变化相互作用机理研究”(编号:980952)资助. 作者简介:彭少麟(1957-),男,广东人,研究员,主要从事生态学方面的研究工作.E-mail:slpeng@https://www.doczj.com/doc/a712297643.html,
土壤呼吸强度的测定 土壤空气的变化过程主要是氧的消耗和二氧化碳的累积。土壤空气中二氧化碳浓度大，对作物根系是不利的，若排出二氧化碳，不仅可消除其不利影响，而且可促进作物光合作用。因此，反映土壤排出二氧化碳能力的土壤呼吸强度是—个重要的土壤性质。 土壤中的生物活动，包括根系呼吸及微生物活动，是产生二氧化碳的主要来源，因此测定土壤呼吸强度还可反映土壤中生物活性，作为土壤肥力的一项指标。 (一)测定原理 用Na0H吸收土壤呼吸放出的CO2，生成Na2CO3： 2Na0H+C02——→Na2CO3+H20 (1) 先以酚酞作指示剂，用HCl滴定，中和剩余的Na0H，并使(1)式生成的Na2CO3转变为NaHCO3： Na0H + HCl——→NaCl+H20 (2) Na2CO3+ HCl——→NaHCO3十NaCl (3) 再以甲基橙作指示剂，用HCl滴定，这时所有的NaHC03均变为NaCl： NaHCO3+ HCl——→ NaCl+H20+CO2 (4) 从(3)、(4)式可见，用甲基橙作指示剂时所消耗HCl量的2倍，即为中和Na2CO3的用量，从而可计算出吸收CO2的数量。 (二)测定方法 方法(一) 1、称取相当于干土重20克的新鲜土样，置于150毫升烧杯或铝盒中(也可用容重圈采取原状土)； 2、准确吸取2molL-1NaOH l0毫升于另一150毫升烧杯中； 3、将两只烧杯同时放入无干燥剂的干燥器中，加盖密闭，放置1—2天； 4、取出盛Na0H的烧杯，洗入250毫升容量瓶中，稀释至刻度； 5、吸取稀释液25毫升，加酚酞1滴，用标准0.05molL-1HCl滴定至无色，再加甲基橙1滴，继续用0.05 molL-1 HCl滴定至溶液由橙黄色变为桔红色，记录后者所用HCl的毫升数(或用溴酚兰代替甲基橙，滴定颜色由兰变黄)； 6、再在另一干燥器中，只放NaOH，不放土壤，用同法测定，作为空白。 7、计算：
生态家园建设是一项开发式扶贫项目 类型：示范建设 【打印】【关闭】 生态家园富民计划是多年来我国农村能源建设、特别是沼气建设的完善和发展，是一项以民为本的工程，对于解决贫困地区的三农问题、全面建设小康社会以及生态环境建设，都起到十分重要的作用。 生态家园是我国近千个贫困县脱贫的最佳选择 我国约有1000个县位于中西部的山区和丘陵区。它们集生活、文化、生态贫困和县级财政贫困于一身。是解决我国三农问题的重点和难点。现行体制的九龙治水，单项治理，是这些县久治不愈的关键所在。我以为，生态家园建设内容丰富，具有综合效益，应是这类地区脱贫的切入点。以此入手，先使群众摆脱贫困，群众有有了信心，各项建设副业就能逐步进行，这正是生态家园富民计划的时代意义所在。 生态家园是接口工程，应与多部门通力合作共同完成 生态家园富民工程的实施对封山育林工作，小流域治理和开发工作，解决山区居民饮水工作、扶贫工作，发展少数民族区域经济工作，生态环境建设工作，农村卫生工作，山区建设工作等都有推动作用。广大山区居民的生态家园建设好了，上述各项工作自然也就好解决了。 如果各方面的人财物力能有计划地协调起来，分工合作，生态家园建设就能加速进行。比如，我国许多城市都在郊区建设了奶牛场、猪场 和鸡场等，以满足城市居民的生活需要。但大量粪便成了污染源，如果与建设沼气池结合起来，既得沼气又得有机肥，不仅可以形成一个新兴产业，而且还是一项重大的农村卫生建设工程。又比如，水利部门为缺水山区居民建设饮水工程，如果在此基础上，帮助建设生态家园，使他们富裕起来，不就更完美了吗。林业部门年年在山区造林和封山育林，另一方面山区居民则年年毁林开荒和砍伐树木作燃料，一个沼气池一年相当于减少3亩森林砍伐量，封山育林的成果也就保得住了。我看生态家园富民工程是接口工程，可以和许多工程接轨、配套，使许多工程更加富民和便民。 一张蓝图绘到底 一届届政府接着干 要在十几年内在广大山区完成这件大事，除国家支持和保证资金投入外，更重要的是把这批县领导的积极性调动起来，这是能否完成任务的关键所在。 从县领导讲，生态家园建设是发展县域经济的千载良机。从实际存在的问题来看，必须为他们解决几个实际问题，一是县级领导应相对稳定，最好一干就是五年；二是县领导应协调和组织县级各部门的人财物力；三是应制定一个科学的综合发展规划，在一定时期内，各届班子必须执行，不得另搞自己的“政绩工程”。这些正是我国生态农业县的建设经验，是非常实用和有效的。 农业部环境监测总站 版权所有 生态农业的基本内涵与特点
土壤呼吸测量全面解决方案 土壤呼吸（Soil Respiration）是指土壤释放二氧化碳和甲烷的过程，严格意义上讲是指未扰动土壤中产生二氧化碳和甲烷的所有代谢作用，包括三个生物学过程（即土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤动物呼吸）和一个非生物学过程，即含碳矿物质的化学氧化作用。土壤动物呼吸和含碳矿物质的化学氧化作用因为比例很小，一般在计算土壤呼吸时忽略不计。 土壤呼吸组成示意图（Ryan & Law，2005） 土壤呼吸在全球生态系统中的重要地位 第一篇高精度的监测大气中二氧化碳浓度的文章由Keeling发表在1958年。之后众多研究者的大量工作发现大气中二氧化碳的浓度在不断升高，并由此造成了温室效应与一系列全球性的变化。
自1958年以来大气CO2升高示意图 研究发现，现在大气中温室气体急剧增加的罪魁祸首就是化石燃料的燃烧和土地利用方式的改变尤其是热带雨林的砍伐。在全球最大碳库——陆地生态系统中，土壤呼吸作用的碳排放量的估计量为68Pg/a至100Pg/a。土壤碳储量是大气碳储量的2倍，土壤呼吸约占整个生态系统呼吸的50-80%( Giardina and Ryan 2002)。土壤呼吸即使发生较小的变化（10%）也可能会超过由于土地利用改变和化石燃料燃烧而进入大气的 CO2年输入量。所以土壤呼吸的变化能显著地减缓或加剧大气中 CO2的增加，进而影响气候变化（李玉宁，2002）。现在由于温室效应引起的全球变化中，最主要的现象就是气候异常和气温升高，而土壤呼吸速率会随着温度的升高呈指数函数增加，这又会进一步加剧温室效应。同时，森林砍伐等土地利用方式改变本身就会增加土壤呼吸。 全球碳循环示意图 因此，对各种类型的陆地生态系统土壤呼吸的研究一直是全球变化研究中的热点，并逐渐成为生态学研究中一个必不可少的测量指标。
收稿日期:2000201212 作者简介:杨子生(19642),男,云南大理人,云南大学地球科学系教授,理学博士,从事土地资源与土地利用规划,土壤侵蚀和水土保持方面的 研究。 文章编号:100128158(2000)022******* 试论土地生态学 杨子生 (云南大学地球科学系土地资源与土地利用规划研究室,云南昆明 650091) 摘要:土地生态学在土地科学学科体系中属于重要的基础性学科,它与生态学学科体系中的许多学科亦有密切联系。鉴于当前土地生态学研究的薄弱性、土地科学学科体系建设的重要性和全球土地生态退化问题的严重性及其恢复重建的紧迫性,加快土地生态学的发展和建设不仅必要且很重要。在论述土地生态学的概念、任务和目的基础上,将土地生态学的基本研究内容归结为5个方面:土地生态类型、土地生态评价、土地生态规划设计、土地生态整治、土地生态管理,此五者相互紧密联系、不可分割,因而是“五位一体”。关键词:土地生态学;土地科学;生态学;土地生态系统;土地生态退化中图分类号:N 05;F 301:Q 14 文献标识码:A 1 引言 近几年来,我国土地学界开展了对土地科学学科体系和建设的讨论,许多学者都不同程度地论及了“土地生态学”,其中朱德举主编的《土地科学导 论》[1]一书中还对土地生态学的产生背景和发展历 史、研究对象和定义、研究内容、研究方法、研究特点、作用和意义、建设和发展的实施方案等一系列问题进行了论述;有的中等农业学校还组织编写了《土地生态学》教材(内部使用),虽然还不很成熟,但也奠定了我国发展和建设土地生态学的必要基础。在现代生态学科学体系中,与上述土地生态学相关的学科先后出现过“地生态学”、“景观生态学”、“资源生态学”等,其中景观生态学目前得到了较快发展,研究内容和范围也非常广泛,包括了森林景观、自然保护、农业景观、风景旅游、城市园林、建筑景观等几乎所有自然与人文景观的范畴,有关土地利用问题亦被列为其重要研究内容。但毕竟景观生态学并不是专门为土地资源开发、利用、改造、保护与管理提供生态学依据的学科,因而不能取代土地生态学而成为土地科学中的分支学科。因此,笔者认为,切实加强土地生态学的建设和发展,使土地科学与生态学的结合点——土地生态学真正独立地成为专门对 土地资源开发利用、整治、保护和管理提供生态学依 据的分支学科,既是土地管理事业的迫切需要,也是检验生态学在土地科学领域能否具有生命力的标志。本文仅就土地生态学在土地科学学科体系中的地位与加快发展建设的必要性、土地生态学与生态学科学体系中相关学科的关系以及土地生态学的基本概念和研究内容体系谈谈肤浅的看法。 2 土地生态学在土地科学学科体系中的地位及其加快发展和建设的必要性 一门科学的学科体系(或学科结构体系)可以从横向和纵向2个方面表现出来:在横向上,按照研究对象的不同表现为科学的门类;在纵向上,根据认识过程的先后表现为科学的层次。土地科学是以土地为研究对象、以研究土地利用为主体(或核心)的科学,它将土地作为一个整体来研究,因而门类表现不很明显;然而,土地利用及其有关问题作为一个复杂的过程,其层次是明显的,因此,土地科学的学科体系实际上表现为层次结构体系。钱学森先生按照人的认识过程将自然科学分为3个层次,即基础科学、技术科学和应用科学技术;于光远先生把社会科学分为基础科学和应用科学2个层次,并将研究不依人类的意志为转移的客观规律的科学定义为基础科 第14卷 第2期2000年3月 中 国 土 地 科 学CH I NA LAND SC IEN CE V o l .14,N o.2 M ar .2000
１ｓｔＣＨＩＮＡＥＣＯ—ＨＥＡＬＴＨＦＯＲＵＭ⑧堇竭虫国生羹焦鏖迨堑 生态（系统）健康概念和科学内涵 牛海山”，欧阳华１ （１．中国科学院地理科学与资源研究所，北京１００１０１；２．中国科学院研究生院，北京１０００４９） 摘要：“生态健康”、“土地健康”、“生态系统健康”、“生态系统完整性”等概念正在引起广泛的关注。人们期望它们能为环境管理提供明确的目标，为生态系统的状态评估提供客观的尺度，为决策者、大众以及专业人士之间的交流提供方便的“平台”。但是，对于如何理解“生态健康”或者“生态系统健康”这些概念，研究者们尚存在根本性的分歧．直到目前生态健康、生态系统健康还没有一个确切公允的定义。本文着重对“生态系统健康”概念进行了探讨。文中首先介绍了围绕生态系统健康概念的内涵而展开的相关争论，然后分析了“健康”概念之所以难于定义的原因。通过对“概念”的产生机制进行分析，本文认为“健康”是作为“疾病”的对立物而被建构出来的～个概念，因此，理解“生态系统健康”的切入角度不应该是“健康”，而应该是“疾病”。这个角度就是所谓“广义进化论”的角度，它是医学乃至整个自然科学之所以取得扎实进展的内在动力。 关键词：生态系统；生态系统健康；环境管理：评估：社会建构；广义进化论 ＥｃｏｓｙｓｔｅｍＨｅａｌｔｈ－－－－——ＣｏｎｃｅｐｔＡｎｄＣｏｎｎｏｔａｔｉｏｎ ＨａｉｓｈａｎＮｉｕｌ２ＯｕｙａｎｇＨｕａｌ （１Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｓｃｉｅｎｃｅｓａｎｄｎａｔｕｒａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｒｅｓｅａｒｃｈ，ＣＡＳ．Ｂｅｒｉｎｇ，１００１０１；２．ＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆｔｈｅ ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３９；Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｎｏｔｉｏｎｏｆＥＣＯＳＹＳＴＥＭＨＥＡＬＴＨｉｓａｔｔｒａｃｔｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅＣｈｉｎｅｓｅｅｃｏｌｏｇｉｓｔｓ’ａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｉｔｗａｓｈｉｇｈｌｙｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｗｅｌｌ—ｄｅｆｉｎｅｄａｉｍｆｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｌｌｏｂｊｅｃｔｉｖｅｂｅｎｃｈｍａｒｋｆｏｒｅｃｏｓｙｓｔｅｍａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ａｎｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅａ “ｐｌａｔｆｏｒｍ”ｆｏｒｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｄｅｃｉｓｉｏｎｍａｋｅｒｓ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓａｎｄｐｕｂｌｉｃ． Ｈｏｗｅｖｅｒ，“ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｈｅａｌｔｈ”ｈａｓｙｅｔｎｏｔｇｏｔｔｅｎａｐｒｅｃｉｓｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｉｎｃｏｎｓｅｎｓｕｓ，ｐａｒｔｌｙ ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆａｎｅｃｏｓｙｓｔｅｍａｎｄｏｆｔｈｅａｌｌ－ｅｍｂｒａｃｉｎｇｎａｔｕｒｅｏｆ“ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｈｅａｌｔｈ．”Ｈｅｒｅ，ｆｏｕｒｈｉｇＩｌｌｙｃｏｎｔｒｏｖｅｒｓｉａｌｉｓｓｕｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｆｉｒｓｔｌｙ．Ｔｈｅｙａｒｅ：①Ｄｏｅｓａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｈａｖｅｉｎｔｒｉｎｓｉｃｖａｌｕｅ？＠Ｉｓｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔａｎｏｂｊｅｃｔｉｖｅｂｅｎｃｈｍａｒｋｆｂｒｔｈｅｈｅａｌｔｈ ｄｅｇｒｅｅｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ？③Ｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙｏｆｉｎｔｅｒｅｓｔｓａｍｏｎｇｇｒｏｕｐｓｏｆｈｕｍａｎｂｅｉｎｇ，ａｎｄ ④ａｍｂｉｇｕｉｔｙａｓａｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｐｕｂｌｉｃｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，Ｗｈｙｅｃｏｓｙｓｔｅｍｈｅａｌｔｈｉｓ ＳＯａｍｂｉｇｕｏｕｓＷａｓｅｘｐｌａｉｎｅｄ，ａｎｄｓｏｃｉａｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙｗａｓｉｎｖｏｌｖｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅ ｌ铀
土壤重金属污染评价方法的研究概况毕业论文 目录 前言 (2) 第1章土壤重金属风险评估方法概况 (3) 1.1土壤重金属风险评估研究现状 (3) 1.1.1 健康风险评价方法 (3) 1.1.2 生态风险评价方法 (4) 1.3基于土壤重金属形态学的重金属污染风险评价方法 (5) 1.3.1 基于形态学研究的RAC风险评价法 (5) 1.3.2 次生相与原生相比值法(RSP)和次生相富集系数 法(PEF) (6) 第2章重金属污染的土壤安全评价 (7) 2.1 土壤重金属污染安全评价的研究概述 (7) 2.1.1 单因子质量指数法 (7) 2.1.2 模糊数学法 (8) 第3章土壤重金属生物有效性的评价方法 (9) 3.1生物有效性的概念 (9) 3.2 化学浸提法（化学萃取法） (10) 3.2.1 一次浸提法（又独浸提法） (10) 3.2.2 连续浸提法 (12) 3.3 植物培养法 (13) 3.3.1 幼苗密集培养法（又名黑麦幼苗法） (14) 3.3.2 盆钵试验和田间试验 (14) 结论 (16)
谢辞 (17) 参考文献 (18) 外文资料翻译 (21) 前言 土壤是人类不可或缺的生产资料，重金属污染是破坏土壤生态环境的主要因素。土壤中的有毒重金属能通过食物链直接危害人体健康。重金属污染是当今土壤污染中影响面最广、危害最大的环境问题之一，由于重金属污染毒理机制和生物效应的复杂性及其在土壤中的稳定性，对重金属污染的研究一直是当今学术界的热点。土壤是相对不可再生的自然资源，也是不可替代的自然资源，是人类赖以生产、生活和生存的物质基础。资源开发和工业生产把大量有毒有害的重金属释放到土壤中，重金属被作物吸收富集后通过食物链传递给人或动物，给人体健康带来严重危害。土壤重金属污染是资源开发和其他工业生产项目环境影响评价的重要生态敏感因子。 本文首先介绍了土壤重金属的风险评估，其中有健康风险评价、生态风险评价、基于重金属形态学的风险评价等，并对土壤重金属污染的安全评价做了简单介绍。本文重点讨论土壤中重金属生物有效性的概念和评价方法两个方面。在估重金属污染土壤的环境质量时，一般采用重金属的总量指标和环境质量生物学指标，总量指标难以反映土壤重金属的有效性，而生物学指标对气候、人为活动等外界条件的反应较为敏感。 重金属污染是环境中一种较为严重的污染类型，因为土壤及沉积物中的重金属不能为微生物所分解，却可以为生物富集。自从50年代中期，日本发生了骨痛病和水误病以后，重金属环境污染问题受到人们极大关注删。因此对土壤重金属污染的客观评价显现出重要的地位，
十大生态农业模式 1.北方“四位一体”生态模式及配套技术 “四位一体”生态模式是在自然调控与人工调控相结合条件下，利用可再生能源(沼气、太阳能)、保护地栽培(大棚蔬菜)、日光温室养猪及厕所等4个因子，通过合理配置形成以太阳能、沼气为能源，以沼渣、沼液为肥源，实现种植业(蔬菜)、养殖业(猪、鸡)相结合的能流、物流良性循环系统，这是一种资源高效利用，综合效益明显的生态农业模式。运用本模式冬季北方地区室内外温差可达30℃以上，温室内的喜温果蔬正常生长、畜禽饲养、沼气发酵安全可靠。 2.南方猪沼果生态模式及配套技术 该模式是利用山地、农田、水面、庭院等资源，采用“沼气池、猪舍、厕所”三结合工程，围绕主导产业，因地制宜开展“三沼(沼气、沼渣、沼液)”综合利用，从而实现对农业资源的高效利用和生态环境建设、提高农产品质量、增加农民收入等效果。工程的果园(或蔬菜、鱼池等)面积、生猪养殖规模、沼气池容积必须合理组合。 工程技术：猪舍建造技术、沼气池工程建设技术、贮肥池建设技术、水利配套工程等。 基本要素：“户建一口池，人均年出栏2头猪，人均种好一亩果。” 运作方式：沼气用于农户日常做饭点灯，沼肥(沼渣)用于果树或其他农作物，沼液用于拌饲料喂养生猪，果园可以套种蔬菜和饲料作物，从而保证了育肥猪的饲料供给。农户除养猪外，还包括养牛、养鸡等养殖业；果业也可包括粮食、蔬菜、经济作物等种植业。 核心技术：养殖场及沼气池建造、管理技术，果树(蔬菜、鱼池等)种植和管理等。 3.草地生态恢复与持续利用模式 草地生态恢复与持续利用模式是遵循植被分布的自然规律，按照草地生态系统物质循环和能量流动的基本原理，运用现代草地管理、保护和利用技术，在牧区实施减牧还草，在农牧交错带实施退耕还草，在南方草山草坡区实施种草养畜，在潜在沙漠化地区实施以草为主的综合治理，以恢复草地植被，提高草地生产力，遏制沙漠东进，改善生存、生活、生态和生产环境，增加农牧民收入，使草地畜牧业得到可持续发展。 1、牧区减牧还草模式 针对我国牧区草原退化、沙化严重，草畜矛盾尖锐，直接威胁着牧区和东部广大农区的生态和生产安全的现状。通过减牧还草，恢复草原植被，使草原生态系统重新进入良性循环，实现牧区的草畜平衡和草地畜牧业的可持续发展，使草原真正成为保护我国东部生态环境防
酸雨对土壤生态系统的影响综述 酸雨是人类当前面临的最严重的环境问题之一。酸性强、持续时间长的酸雨不仅会使鲜花凋谢，树叶脱落，农作物枯萎，建筑物和文物古迹受到腐蚀，人体健康受到威胁，而且还会导致江、河、湖泊逐渐酸化，浮游生物死亡。酸雨还会导致土壤中营养物质不断溶出，造成Al及其他金属对生物的危害。在生产林区，酸雨降落，使土壤的酸性增强，养分下降，森林的生长缓慢，树木的树叶枯黄，甚至死亡。这些问题的出现，引起了世界上许多科学家的关注。 土壤是陆地生态系统中酸雨的最终接受处，因而酸雨对土壤影响的大小直接关系到整个生态环境的质量。因此，这方面的研究早为人们所重视。1978年在加拿大的多伦多市首次召开的酸雨对农作物和土壤影响的国际会议之后，这方面的研究工作逐渐在世界范围内广泛开展起来。酸雨对土壤生态系统的影响主要是因为酸性物质的输入改变了土壤的物理、化学及生物性质，从而对土壤生态系统产生危害。 1、酸雨对土壤盐基离子的淋洗 阳离子的淋洗与土壤的组成和性质有很大的关系。矿物和腐殖质含量高的土壤，因其阳离子交换量高，土壤对酸的缓冲能力亦高，但是其淋洗的进程相对较缓慢。而对于阳离子交换量低、缓冲能力弱的土壤，不仅其交换点低，交换点上的碱性阳离子也很容易进入到土壤溶液中，并被淋洗掉。 在酸雨的作用下土壤元素的迁移具有阶段性,土壤酸化的阶段性决定着元素迁移的阶段性。盐基离子的淋失量随模拟酸雨PH值的降低而增加。尤其当PH≤3.5时，增加最明显。在PH为3.0的酸雨淋溶下，红壤、赤砂土盐基淋出量占交换性盐基总量的61.4%。土壤交换性K+、Na+, Ca2+, Mg2+的总量有随PH降低而降低的趋势。 土壤阳离子的淋溶强度主要取决于与酸雨有关的阴离子迁移率，淋失速度在很大程度上受阴离子〔主要是SO42-)被土壤吸附强度的影响，而SO42-吸附量与土壤Fe、Al氧化物含量呈正相关。在增加阳离子活动性方面，硫酸盐的作用要比硝酸盐大得多。这是因为大部分土壤都N素含量不足，所以硝酸盐能很快被植物吸收。仅在降雨量很大的情况下，N03-来不及被植物和土壤吸收时才对阳离子的活动性有明显的作用。而土壤中的SO42-则极易随酸雨所增加，因而其对阳离子的淋洗作用就很大。如在灰化土上，酸雨输入的硫酸可使土壤阳离子淋洗速率达到自然淋洗速率的3倍。 2、酸雨对土壤重金属及微量元素的影响 不同上壤中都含有一定量的微量元素，在这些元素中有些是作物生长所必需的，如B、 Cu、 Fe、 Mo、Mn。而另一些则可能是环境毒害元素，如Cd、 A1等。正常情况下这些元素仅有极少部分进入生物循环，而在酸雨的影响下，特别是有硫酸雨的影响下，会有越来越多的金属元素包括有毒元素被淋溶出土壤。 Al是地壳中除Si和O以外最丰富的元素。在中性或偏碱性的土壤溶液中，Al几乎是不溶解的，Al也极易与腐殖质物质作用而沉淀。土壤中的腐殖质往往不可能使所有溶解的A1完全沉淀，这些过剩的Al会渗入湖泊和下水道，如果此时它流过的土壤、水道或湖泊的PH值≥5, Al就会在那里水解，并引起更强的酸化，其结果使更多的Al和其他重金属迁移。 土壤溶液中的Al绝大部分来源于土壤固相Al的活化，土壤中固相Al(有机结合态Al以及铝硅酸盐等)在强酸性酸雨活化过程中，不同结合形态的固相Al
生态系统健康的概念、影响因素及其评价的研究进展 摘要：自然生态系统提供了人类赖以生存的各种各样的生态服务，因此维持健康的自然生态系统是实现人类可持续发展的必要条件。生态系统健康则提供了管理和利用生态系统的新思路，它主要探讨资源和环境管理对策，作者介绍了生态系统健康的概念、影响生态系统健康的因素、生态系统健康评价以及所面临的挑战等。 关键词：生态系统；健康；评价 自然生态系统为人类生存提供了各种各样的生态系统服务，如食物、清洁空气、饮用水、能源等。然而随着全球经济的高速增长、人口的迅猛增加，出现了一系列的全球性环境问题，如水土流失、生物多样性丧失、土地荒漠化、水资源减少、环境污染等，这些对人类赖以生存的生态系统造成了严重破坏，同时也对人类本身的健康构成了极大的威胁。面对这种困境，人们寻求实现自然生态系统和人类生存的同步持续时，就诞生了生态系统健康学。将健康概念应用于生态系统意味着地球上的生态系统的服务功能和健康已经成为人类关心的主要问题。为此，作者进行了该研究，以期为人类更全面地认识、评价、保护及管理生态系统提供理论依据。 1 生态系统健康的概念 关于生态系统健康目前尚无普遍认同的定义。不同学者从各自的学科背景和案例出发进行了定义。CONSTANZA认为健康的生态系统稳定而且可持续，具有活力，能维持其组织且保持自我运作能力，对外界压力有一定弹性。SCHAEFFER等认为当生态系统的功能阈限没有超过时，生态系统是健康的，这里的阈限定义为“当超过后可使危及生态系统持续发展的不利因素增加的任何条件，包括内部的和外部的”。KARR等认为，如果一个生态系统的潜能能够得到实现，条件稳定，受干扰时具有自我修复能力，这样的生态系统就是健康的。HAWORTH等认为生态系统健康可以从系统功能和系统目标2个方面来理解：系统功能是指生态系统的完整性、弹性、有效性以及使生境群落保持活力的必要性。RAPPORT等认为生态系统健康是指生态系统没有病痛反映、稳定且可持续发展，即生态系统随时间的推移有活力并且能维持其组织及自主性，在外界胁迫下容易恢复。生态系统健康是指生态系统的能量流动和物质循环没有受到损伤，关键生态成分保留下来（如野生动物、土壤和微生物区系），系统对自然干扰的长期效应具有抵抗力和恢复力。系统能够维持自身的组织结构长期稳定，并具有自我运作能力。健康的生态系统不仅在生态学意义上是健康的，而且有利于社会经济的发展，并能维持健康的人类群体。国际生态系统健康学会将生态系统健康学定义为，研究生态系统管理的预防性的、诊断性的和预兆的特征，以及生态系统健康与人类健康之间关系的一门科学，其主要任务是研究生态系统健康的评价方法、生态系统健康与人类健康的关系、环境变化与人类健康的关系以及各种尺度生态系统健康的管理方法。 2 影响生态系统健康的因素 干扰和胁迫是影响生态系统健康的主要因素。在生态系统可承受的外界因素作用下，生态系统对于扰的反应过程有3个阶段，开始时为初期反应，随后是抵抗阶段，最后是恢复阶段。生态系统对胁迫的反应结果有4种，一是消亡，二是退化（演替偏离轨道），三是恢复（即恢复到原状态及其相似状态），四是进入新的状态。干扰导致一个群落或生态系统特征超出其正常波动范围的因子。干扰体系包括干扰类型、频率、强度及时间等。各种生态系统对逆境的胁迫反映不同，同样的生态系统内个体、种群、群落和生态系统层次对胁迫的反应也不一致。生态系统在胁迫情况下会在能量、物质循环、群落结构和一般系统水平上发生变化。