土壤健康内涵、土壤健康评价研究进展与展望
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《典型草原土壤健康的生物学优化监测与量化评价》篇一一、引言草原作为地球上重要的生态系统之一,其土壤健康状况直接关系到生态平衡和人类生产生活。
近年来,随着人类活动的不断扩张和气候变化的影响,典型草原的土壤健康问题日益突出。
因此,开展草原土壤健康的生物学优化监测与量化评价显得尤为重要。
本文旨在通过对典型草原土壤健康的生物学监测与评价进行研究,为草原生态保护和可持续发展提供科学依据。
二、生物学优化监测1. 生物指标的选择为了全面反映草原土壤的健康状况,我们选择了多种生物指标进行监测。
包括土壤微生物、土壤动物、植物群落等。
这些生物指标能够敏感地反映土壤环境的变化,为土壤健康的评估提供重要依据。
2. 监测方法(1)土壤微生物监测:通过采集土壤样品,利用显微镜、PCR等技术手段对土壤中的微生物进行定量和定性分析。
(2)土壤动物监测:通过采集土样,观察并记录土壤中动物的种类、数量等,以评估土壤的生物多样性。
(3)植物群落监测:通过调查和观测植物群落的分布、种类、数量等,评估土壤的肥力和生态状况。
三、量化评价1. 评价指标体系的构建根据草原土壤的特点和生物指标的监测结果,我们构建了包括土壤理化性质、生物多样性、植被覆盖度等多个维度的评价指标体系。
这些指标能够全面反映草原土壤的健康状况。
2. 评价方法(1)综合指数法:根据各个评价指标的权重和标准值,计算出一个综合指数,以反映草原土壤的整体健康状况。
(2)模糊综合评价法:利用模糊数学的方法,对各个评价指标进行量化处理,并综合考虑各指标的权重和隶属度,得出一个模糊综合评价结果。
四、结果与分析通过对典型草原的生物学优化监测与量化评价,我们得到了以下结果:1. 土壤微生物种类丰富,数量适中,表明土壤具有良好的生物活性。
2. 土壤动物种类繁多,数量稳定,说明土壤生态环境良好。
3. 植物群落分布均匀,种类繁多,植被覆盖度高,表明土壤肥力较好。
4. 综合指数和模糊综合评价结果显示,典型草原的土壤健康状况良好,但仍存在局部污染和退化问题。
污染土壤修复技术及研究前沿与展望土壤污染具有隐蔽性、滞后性、积累性、持久性,土壤污染可直接导致农作物污染、食品污染,并随着食物链对人类造成危害,也可以直接接触人体,以颗粒物、气体、气溶胶等形式经口、鼻、皮肤进入人体,对人类造成危害。
总之,土壤污染关系到人类健康和生态平衡问题。
由于我国关于土壤污染的环境保护措施和影响评价体系起步晚,加之土壤污染因其系统的复杂性、地域性和土壤中持久性有毒污染物的取样测试分析的复杂性、不稳定性等,限制着土壤污染相关研究的发展。
就目前来说,土壤污染环境监测是我国环境监测工作中的薄弱环节。
现有的监测技术体系也存在诸多问题,比如土壤环境质量监测的评价及分析方法等技术体系尚不健全。
现行标准中采用的技术方法较为落后等。
而且,我国土壤污染物种类繁多.按照污染物的性质对土壤污染进行分类,可分为重金属污染、有机物污染、生物污染及放射性污染等。
各类污染物复合并存,土壤污染形势十分严峻。
因此,不仅要大力加强土壤环境质量监测工作,逐步建立全国土壤环境监测网络。
制定土壤环境污染预警制度,而且要加强污染土壤修复技术的研究,采取有效防治土壤污染的有效措施、改善土壤环境问题,是非常重要与紧迫的。
污染土壤的化学/物理修复原理及技术固化一稳定化技术固化一稳定化技术是将污染物在污染介质中固定,使其处于长期稳定状态,是应用较普遍的土壤重金属污染的快速控制修复方法,对同时处理多种重金属复合污染土壤具有明显的优势。
该技术的关键是固定剂和稳定剂的选择,目前国内外应用最多的固定剂是水泥 ]。
而有研究报道的稳定剂还包括石灰、粉煤灰、明矾浆、钙矾石、沥青、钢渣、稻壳灰、沸石等,多为碱性物质,能提高系统的pH值.可与重金属反应产生氢氧化物沉淀。
例如,CCT重金属稳定化剂就拥有3个类别的药剂,针对不同重金属污染土壤选择性采用不同类别的稳定化修复药剂。
其中。
CCT01是一种普适用于绝大部分Cu、Zn、Ni、Ag、Hg、Fe等非变价重金属污染的稳定化剂.CCT02是一种适合于三价砷等需氧化后处理的重金属污染稳定化剂,而CCT03是一种适用于六价铬等需还原后处理的重金属污染稳定化剂。
土壤发展现状及未来趋势分析土壤是地球上生命的重要基础,对于农业、生态环境和人类健康具有重要作用。
然而,随着人口的增长、城市化进程的加快以及农业生产的发展,土壤资源正面临着诸多挑战。
了解土壤发展的现状以及未来的趋势,对于保护土壤资源、提高农业生产力和可持续发展至关重要。
首先,我们来看土壤发展的现状。
目前,全球土壤的质量状况存在着一定的问题。
过度耕作、过度施肥以及化学农药的使用导致土壤质量下降,土壤有机质的减少和养分缺乏成为制约农业发展的主要因素之一。
另外,土地的过度开发和水土流失也导致了土壤质量的恶化。
此外,工业发展和城市化过程中的污染物排放也对土壤资源造成了严重威胁。
在未来,土壤发展将面临更多的挑战和机遇。
首先,为了应对人口增长和粮食安全的挑战,持续提高农业生产力是重要的任务。
土壤肥力的提高和养分的合理利用将成为农业发展的关键所在。
此外,在农业生产中,有机农业和可持续农业的发展将对土壤健康和质量起到积极的作用。
其次,保护土壤资源的重要性不容忽视。
土壤是水源的重要保持者,对于水的保持和调节起到了重要作用。
因此,改善水土保持措施和遏制水土流失是必要的。
另外,减少土壤污染和污染物的积累也是重要的保护土壤资源的措施之一。
发展绿色、低碳的生产方式和加强环境监测将有助于解决土壤污染问题。
此外,科技的发展和创新将为土壤发展带来新的机遇。
土壤检测技术的进步将可以更加准确地评估土壤质量,为农民提供更好的决策依据。
同时,合理利用土壤中的微生物和菌群,开发更多的生物肥料和生物修复技术,将对土壤健康和质量有积极的影响。
在未来的发展中,国际间的合作和政策支持也至关重要。
加强国际间的土壤资源合作、信息交流和技术共享,将有助于促进全球土壤发展,并共同应对土壤资源面临的挑战。
制定和实施土壤保护和管理的政策法规,将有助于提高土壤质量,推动可持续发展。
综上所述,土壤发展的现状面临着一系列的挑战,但同时也存在着许多的机遇。
保护土壤资源、改善土壤质量、提高农业生产力和推动可持续发展是未来土壤发展的主要任务。
农田土壤健康的评估与改善农田土壤健康的评估与改善随着人口的增长和食品需求的不断增加,农田土壤健康的评估与改善变得尤为重要。
农田土壤健康的良好状态对保持农业的持续发展具有重要意义。
本文将探讨农田土壤健康的评估方法以及如何改善土壤健康的措施。
一、农田土壤健康的评估方法1. 土壤理化性质评估农田土壤的理化性质直接关系到土壤质量的好坏。
通过测定土壤的质地、颜色、酸碱度、有机质含量、养分含量和水分保持能力等指标,可以全面评估土壤的健康状况。
2. 土壤生物学评估土壤中的生物活动对于土壤健康具有重要影响。
通过测定土壤微生物的数量和多样性、土壤动物的生物量以及土壤酶活性等指标,可以评估土壤的生物学功能和土壤有机质的分解能力。
3. 土壤污染评估土壤污染是影响土壤健康的重要因素之一。
通过测试土壤中重金属、农药残留物和有机污染物的含量,并结合土壤中植物的生长状况,可以评估土壤的污染程度。
二、农田土壤健康的改善措施1. 合理施肥合理施肥是改善土壤健康的重要措施之一。
根据土壤养分的需要,科学施用有机肥、化肥和微量元素,增加土壤的养分含量,提高土壤肥力。
2. 轮作休耕轮作休耕是改善土壤健康的有效方法。
通过合理安排作物的种植序列,并定期休耕,可以改善土壤的结构,增加土壤有机质的含量,减少病虫害的发生。
3. 植物多样性保护保护农田植物的多样性有助于提高土壤健康。
多样性的作物结构可以增加土壤中有机质的分解能力和养分循环效率,降低土壤病虫害的发生风险。
4. 水土保持农田的水土保持是改善土壤健康的重要措施之一。
通过合理利用水源,建设梯田、沟渠和水塘等设施,减少水土流失,保持土壤的肥沃性和水分保持能力。
5. 预防病虫害病虫害是导致土壤健康问题的常见原因。
通过采取合理的病虫害防治措施,如合理使用农药、引入天敌和合理灌水等措施,可以控制病虫害的发生,减少对土壤健康的损害。
结语:农田土壤健康的评估与改善是实现农业可持续发展的关键步骤。
通过科学合理的评估方法和改善措施,可以提高土壤的质量和肥力,保障农作物的正常生长和丰收。
土壤健康与农业可持续发展《土壤健康与农业可持续发展》土壤,是地球表面的一层疏松物质,它看似平凡,却对农业有着至关重要的意义,与农业可持续发展紧密相连。
一、土壤健康的内涵土壤健康包含着多方面的内容。
从物理性质来看,健康的土壤有着良好的结构。
它不是紧实得让植物根系难以穿透,也不是过于松散而无法保持水分和养分。
合适的土壤孔隙度就像一个个微型的储存室,空气可以在其中流动,水分可以渗透和储存。
例如,在一些沙质土壤中,由于颗粒较大,孔隙度高,水分容易流失,而黏土虽然保水能力强,但透气性差。
健康的土壤是这两者之间的一种平衡,像壤土就比较理想,能让植物根系在其中舒展,畅快地呼吸和吸收水分。
从化学性质上讲,土壤的酸碱度(pH值)、养分含量等是衡量土壤健康的关键指标。
不同的植物对土壤酸碱度有不同的偏好,例如蓝莓喜欢酸性土壤,而甜菜则更适应中性至微碱性的土壤。
土壤中的养分,如氮、磷、钾等大量元素以及铁、锌等微量元素,如同食物对于人类一样,是植物生长不可或缺的。
健康的土壤能够通过自身的调节和微生物的作用,稳定地为植物提供这些养分。
如果土壤中的养分失衡,可能会导致植物生长不良,比如土壤中氮肥过量可能会使植物徒长,茎杆细弱,容易倒伏。
生物方面,土壤是一个充满生机的世界。
这里有着数以亿计的微生物,如细菌、真菌、放线菌等,还有蚯蚓、线虫等小型动物。
这些生物与土壤形成了一个复杂的生态系统。
微生物在土壤中扮演着分解者的角色,它们将动植物残体分解成可供植物吸收的养分。
例如,一些固氮菌能够将空气中的氮气转化为植物可利用的氨态氮,增加土壤的肥力。
蚯蚓在土壤中穿梭,它们的活动可以改善土壤结构,使土壤更加疏松透气,同时它们的粪便也是很好的肥料。
二、土壤健康对农业可持续发展的重要性土壤健康是农业可持续发展的基石。
健康的土壤能够提高农作物的产量和品质。
在肥沃、结构良好、养分均衡的土壤中生长的农作物,往往更加茁壮,果实饱满、口感好、营养价值高。
以苹果为例,生长在健康土壤中的苹果,色泽鲜艳,糖分含量高,口感脆甜,在市场上更受欢迎,也能为果农带来更高的收益。
土壤健康内涵和土壤健康评价研究进展与展望农业资源与环境摘要:本文简要分析了土壤健康与农业可持续发展的关系,对土壤健康的内涵、发展做了简要的回顾和认识,同时对现在土壤健康的研究方向及热点做简要的概括,选取土壤健康评价作为研究重点,进行深入分析,得到关于土壤健康的最新研究进展,结合自己认识,对现阶段土壤健康研究的最新方向和切入点进行展望。
引言:中国作为世界上人口最多的发展中国家,如何在有限的土地资源上生产出足质足量的食物,一直是世界关注的热点问题之一。
需要引起人们深切关注的是我国土地资源有限、耕地质量不高,人地耕地面积远远低于世界平均水平,如何保障国家粮食安全,是我们当前面临的极为迫切的问题。
一方面要满足现阶段国家人口的粮食数量,要提高粮食质量,保障粮食安全;另一方面提高土壤健康,提高土壤产量也是保障粮食安全的重要途径。
现阶段可持续发展已经日益成为当今国际社会共同关注的重大课题,如何解决好人口、资源、环境问题关系着以后的发展,而可持续发展的基础是农业的可持续发展,即可持续农业。
土壤是农业发展的物质基础,研究可持续农业,必须研究土壤健康。
保证土壤的健康是实现食物双重安全—“数量安全”和“质量安全”的必要保障和物质基础,也是保证生物健康,特别是人类健康的重要途径[1,2]因此土壤健康与可持续农业密不可分,相互关联,土壤健康作为根基和基石,有其研究的必要性。
及时了解分析和跟踪国际土壤质量研究的最新进展和前沿,并根据我国实际情况开展土壤质量研究与应用工作,具有重要的理论和现实生产意义。
初步检索:在CNKI按照主题词“土壤健康”进行检索,得到366篇的搜索结果。
对中文关键词进行整合分析,发现土壤健康的演技方向主要是土壤健康评价、评价方法、评价因子、土壤健康与土壤肥力、土壤生态系统、土壤健康与土壤污染、土壤健康与土壤重金属等方面。
土壤健康的发展内涵:土壤健康内涵不断的发展,不同的学者对土壤健康的定义并不唯一,国内外学者对于土壤健康也有不同的侧重点。
土壤健康评价与保护策略研究土壤健康评价与保护策略研究摘要:土壤健康评价与保护策略是当前土壤保护领域的热点问题。
本文从土壤健康评价的方法和指标入手,探讨了土壤健康评价的现状和挑战,提出了针对土壤健康保护的策略和措施。
研究表明,土壤健康评价应从土壤理化性质、土壤生物学特征和土壤污染状况等多个方面进行综合评价。
土壤健康保护的关键是建立科学的土壤健康评价指标与标准体系,并通过改良土壤质地、合理施肥、科学管理和生物修复等手段进行土壤修复与保护。
本文将通过综述和分析研究成果,为土壤健康评价与保护提供参考。
关键词:土壤健康评价,土壤健康保护,土壤修复与保护,评价指标与标准引言土壤是地球生态系统中的重要组成部分,其健康状况直接关系到农业生产、生态环境和人类健康。
然而,随着城市化进程和化肥农药的使用,土壤质量逐渐受到破坏,土壤污染问题也日益严重。
因此,开展土壤健康评价与保护研究对保障农业可持续发展具有重要意义。
一、土壤健康评价方法与指标1.土壤理化性质评价土壤理化性质是衡量土壤质量的重要指标,包括土壤水分、质地、有机质、酸碱度等。
通过对土壤理化性质的评价,可以揭示土壤的保水保肥能力和养分供应状况。
2.土壤生物学特征评价土壤生物学特征是反映土壤生态系统功能的重要指标,包括土壤微生物数量、土壤动物种类和土壤酶活性等。
这些特征对维持土壤养分循环和土壤有机质分解具有重要作用。
3.土壤污染状况评价土壤污染状况评价是判断土壤是否受到污染的重要手段,可以通过分析土壤中重金属、农药残留和有机物含量等指标来评估土壤污染程度。
二、土壤健康评价现状与挑战目前,关于土壤健康评价的研究主要集中在不同土壤类型和不同土壤利用方式下的土壤健康评价指标和标准体系的建立。
这些研究成果为土壤评价提供了参考依据,但仍然存在以下挑战:1.评价指标与标准不完备目前土壤健康评价指标与标准体系中缺乏一些关键指标,如土壤微生物群落结构和功能的评价指标、土壤固碳效应等。
基于微生物生态学的土壤健康评估与修复技术研究随着人类社会的发展,土壤问题日益引起人们的关注。
土壤健康是维持生态系统平衡和促进农业可持续发展的基础。
然而,由于人类活动的不当干预以及自然因素的影响,土壤健康受到了严重威胁。
为了实现土壤修复和保护的目标,基于微生物生态学的评估与修复技术应运而生。
一、土壤健康评估技术基于微生物生态学的土壤健康评估技术通过分析土壤中微生物群落的组成和功能,评估土壤的健康状况。
其评估方法主要包括土壤微生物多样性分析、功能基因测序和微生物活性检测等。
1. 土壤微生物多样性分析土壤微生物多样性反映了土壤生态系统的健康程度。
通过采集土壤样品,提取其中的微生物DNA,并使用高通量测序技术对其进行分析,可以获得丰富的微生物群落信息。
比如,通过16S rRNA基因测序可以了解土壤中不同菌群的丰度分布,从而评估土壤健康状况。
2. 功能基因测序功能基因是微生物参与生态过程的核心基因,它们的存在和表达可以揭示土壤生态功能的变化。
应用新一代测序技术对土壤中的功能基因进行测序,可以评估土壤微生物的代谢和生态功能。
比如,amoA基因可以用来评估土壤中氨氧化细菌的功能活性,从而判断土壤的氮循环状况。
3. 微生物活性检测土壤中的微生物活性状况直接反映了土壤生态系统的功能状态。
通过测定土壤中微生物的呼吸、脱氢酶活性等指标,可以评估土壤微生物的活力和代谢水平。
比如,土壤酶活性检测可以评估土壤中的酶活性,进而判断土壤的有机质分解和养分循环能力。
二、土壤修复技术基于微生物生态学的土壤修复技术是指利用微生物及其代谢产物来修复受污染的土壤。
这种修复技术具有针对性强、无副作用和可持续性等优势。
主要包括生物修复、生物激活和生物固化等方法。
1. 生物修复生物修复是利用土壤中的微生物代谢能力来降解和转化有害物质,恢复土壤的生态功能和稳定性。
比如,通过加入能够降解有机污染物的微生物菌种,如石油降解菌、重金属还原菌等,来加速有机物和重金属的降解过程。
土壤健康的表现与评价标准土壤是发育于地球陆地表面能够为植物生长发育提供必需养分和水分的疏松多孔表层,是陆生植物生活的基质。
土壤健康(soil health)是有机农业生产的必要条件,只有健康的土壤才可以培养出健康的植物,从而保障动物和人类的健康。
它不仅决定着农田环境质量和农业可持续发展,也深刻地影响植物、动物和人类的健康。
有机农业积极致力于利用天然物质和施用有机肥料培育肥沃土壤,使农业生产回归健康本源。
一、土壤健康的具体表现土壤健康是土壤维持其生产力、改善环境质量以及促进动植物健康生长的一种机能和状态;健康的土壤具有良好的结构、功能和缓冲性能,并始终能够保持这种良好结构和功能状态以及维持土壤生态系统的动态平衡。
土壤健康主要表现在土壤理化性状优越、土壤营养丰富、土壤生物活跃、土壤水分和空气含量适宜和生态系统健康稳定等几个方面。
1. 土壤理化性状优越:土壤理化性状指土壤物理性状和土壤化学性质。
土壤物理性状主要包括土壤质地和土壤结构等,土壤质地(soiltexture)是按土壤中不同粒径颗粒相对含量的组成而区分的粗细度,土壤结构(soilstructure)指土壤颗粒(包括团聚体)的排列与组合形式。
土壤化学性质主要包括土壤吸附性能、表面活性、酸碱性、氧化还原电位和缓冲作用等。
健康的土壤具有一定厚度和结构的土体,土壤固、液、气三相比例适当,土壤质地疏松,较高的水稳性团聚体含量,良好的土壤孔隙性,保水保肥性好,透气性好,土壤温度适宜,酸碱度适中,缓冲环境变化的能力强,耕性良好,能够为作物根系的生长提供相对稳定的环境。
2. 土壤营养丰富:土壤营养健康主要体现在土壤养分丰富,土壤肥力强劲。
土壤肥力是土壤为植物生长提供和协调营养条件和环境条件的能力,是土壤各种基本性质的综合表现,是土壤区别于成土母质和其他自然体的最本质特征,也是土壤作为自然资源和农业生产资料的物质基础。
按照成因,土壤肥力可分为自然肥力和人为肥力。
土壤健康指标体系与评价方法研究进展Introduction引言健康土壤能够保障健康食物生产,维持土壤生态系统多功能性,是农业绿色发展的基础。
明确土壤健康现状,系统开展土壤健康诊断是培育健康土壤和提高土壤生产力的基础。
然而,以往人们基于单一土壤功能即土壤生产力开展了大量的指标选择和评价工作,忽视了其他土壤功能,评价指标中土壤生物学特性未引起足够重视,对土壤过程的动态监测少。
随着对可持续发展的关注以及农业绿色发展的需求,土壤健康指标体系和评价方法正在不断完善。
针对不同空间尺度和不同作物体系,建立多目标协同的土壤健康评价体系成为土壤可持续利用的热点和前沿。
本文总结了土壤健康指标体系的选择原则,分析了生物学指标在土壤健康评价中的重要性,重点阐述了我国、美国、新西兰等国家土壤健康评价方法以及基于土壤功能和土壤管理等评价方法的进展、优缺点和应用区域,提出了完善土壤健康评价系统的途径。
未来需要构建基于区域自然禀赋环境特征的土壤-作物管理大数据平台,发展生物学指标,建立长期和全程动态监测体系,并与快速无损测试技术、智能化信息技术相结合,形成多目标协同、适用于不同区域和作物体系的土壤健康评价方法,通过多主体参与,为农业绿色发展提供重要支撑。
/ 01土壤健康的内涵 /FAO 对土壤肥力的定义为:在没有可能抑制植物生长的有毒物质存在的前提下,土壤能持续为植物生长供应水分和养分的能力。
土壤肥力更侧重于对土壤化学和部分物理特性的描述。
土壤质量的研究始于 20 世纪 70 年代,它是指土壤作为重要的生命系统行使各种功能的能力,以及在生态系统水平和土地利用的边界范围内,维持生产植物性和动物性产品的能力,维持或改善水和大气质量的能力,促进植物和动物健康的能力。
“土壤健康”一词最早是由植物保护学界针对影响植物健康的土壤状况而提出的。
土壤健康是指在生态系统和土地利用的范围内,土壤能持续作为有生命的系统维持生物生产力,保持空气和水环境质量,促进植物、动物和人类健康的能力。
土壤健康内涵和土壤健康评价研究进展与展望农业资源与环境摘要:本文简要分析了土壤健康与农业可持续发展的关系,对土壤健康的内涵、发展做了简要的回顾和认识,同时对现在土壤健康的研究方向及热点做简要的概括,选取土壤健康评价作为研究重点,进行深入分析,得到关于土壤健康的最新研究进展,结合自己认识,对现阶段土壤健康研究的最新方向和切入点进行展望。
引言:中国作为世界上人口最多的发展中国家,如何在有限的土地资源上生产出足质足量的食物,一直是世界关注的热点问题之一。
需要引起人们深切关注的是我国土地资源有限、耕地质量不高,人地耕地面积远远低于世界平均水平,如何保障国家粮食安全,是我们当前面临的极为迫切的问题。
一方面要满足现阶段国家人口的粮食数量,要提高粮食质量,保障粮食安全;另一方面提高土壤健康,提高土壤产量也是保障粮食安全的重要途径。
现阶段可持续发展已经日益成为当今国际社会共同关注的重大课题,如何解决好人口、资源、环境问题关系着以后的发展,而可持续发展的基础是农业的可持续发展,即可持续农业。
土壤是农业发展的物质基础,研究可持续农业,必须研究土壤健康。
保证土壤的健康是实现食物双重安全—“数量安全”和“质量安全”的必要保障和物质基础,也是保证生物健康,特别是人类健康的重要途径[1,2]因此土壤健康与可持续农业密不可分,相互关联,土壤健康作为根基和基石,有其研究的必要性。
及时了解分析和跟踪国际土壤质量研究的最新进展和前沿,并根据我国实际情况开展土壤质量研究与应用工作,具有重要的理论和现实生产意义。
初步检索:在CNKI按照主题词“土壤健康”进行检索,得到366篇的搜索结果。
对中文关键词进行整合分析,发现土壤健康的演技方向主要是土壤健康评价、评价方法、评价因子、土壤健康与土壤肥力、土壤生态系统、土壤健康与土壤污染、土壤健康与土壤重金属等方面。
土壤健康的发展内涵:土壤健康内涵不断的发展,不同的学者对土壤健康的定义并不唯一,国内外学者对于土壤健康也有不同的侧重点。
国外学者对土壤健康这一概念的内涵提出了自己的看法。
Doran和Zeiss认为,狭义上的“土壤健康”是指土壤最大限度减少植物、生物的数量及有关疾病的发生,最大限度地减少、控制土传昆虫或者其他害虫的数量和活动范围[3]。
Wolfe则人为,土壤健康是指利用生物、物理和化学方法,相互结合的实施土壤管理的综合措施,在最大限度地防止生产对环境有负面效应的前提下,使作物生长达到长期的可持续发展[4]。
Trutmann等认为,土壤健康指使土壤作为重要的生命系统行使各种功能的能力,以及在生态系统水平和土地利用的边界范围内,维持生产植物性和动物性产品的能力;维持或改善水和大气质量的能力;以及促进植物和动物健康的能力[5]。
国内学者也对这一概念提出自己的见解。
周启星指出,土壤健康又如下几个判别标准,首先是能生产提供产出对人有效益的动植物产品,而且具有一定的抗污染能力,能够不断改善大气、水质量的能力。
最为重要的是,土壤健康能直接或者间接的促进植物、动物、微生物以及人体的健康[1]。
章家恩提出,土壤健康是指土壤处于一种良好的或正常的结构和功能状态及其动态过程,能够提供持续而稳定的生物生产力,维护生态平衡,保持环境质量,能够促进植物、动物和人类的健康,不会出现退化,且不对环境造成危害的一个动态过程。
综合现有学者研究,认为土壤健康是指维持生态系统生产力和动植物健康而不发生土壤退化及其它生态环境问题的能力。
土壤健康这一术语一般为农学家和生产者及大众媒体所采用。
它强调土壤的生产性,即一个健康的土壤能持续生产出既丰富又优质的作物产品。
但是,过去的十多年里,人们对农业的理解发生了很大变化,农业已不再仅是一个封闭的操作系统,而已成为复杂生态系统中的一个组成部分。
土壤健康不仅对作物生长活动的效率有影响,而且对水质量和大气质量有影响。
生态系统的各个部分相互作用、相互影响。
所以,不应该把土壤健康的定义仅仅局限于其生产性,而应该将其与生态系统及环境联系起来,与土壤保护及持续农业联系起来,它应能给许多特性和过程的条件勾绘出总体的面貌。
土壤质量与土壤健康:Doran等认为土壤作为重要生命系统功能的能力,在生态系统和土地利用边界内,维持作物和动物生产力,维持或促进水和大气质量,促进作物和动物健康[4]。
土壤质量和土壤健康紧密联系在一起,土壤健康强调土壤的生产性,土壤健康不仅对作物生长活动的效率有影响,而且对水质量和大气质量有影响。
土壤健康的术语描绘土壤作为一个活的动态的系统,它的功能为需要管理和保持的多种生物调节。
有学者认为土壤健康和土壤质量是同义的,但土壤质量通常与土壤适宜于某一特定功能相联系,而土壤健康在更广的范围内指出土壤作为生命系统维持生物生产力、促进环境质量和维持作物和动物健康的能力,在这一意义上,土壤健康和可持续同义[7-10]。
土壤健康评价指标和方法:我国在80年代初期就土壤健康的评价,也选择了许多的指标进行评价,但到目前为止,始终没有形成一个合适的体系和标准。
过去几十年中,许多研究基于选择合适的指标来评价土壤健康,但是由于受多种管理系统的影响,土壤健康变化的检测非常缓慢,关键指标的选取必须是可维持土壤功能,检测土壤变化的方向速率和程度等,决定多种生态系统的改善和退化。
不同学者根据不同的研究目的选择不同的研究指标。
万存绪等研究微生物黄土高原选择有机质,熟化层,侵蚀强度,水分,土层厚度,质地,土体构型,肥力[11]。
张建辉研究川江流域石灰含量时选择质地,容重,湿度,土层厚度,砾石;有机质,全氮,速效磷;pH[12]。
吴先余在有效土层厚黄土丘陵林场的文章里选择坡度,<0.01mm物理粘粒,交换量,有机质,碱解氮,速效磷[13]。
陈松林研究耕层厚度耕作时选择土壤有机质,全氮,全磷,全钾,有效磷,速效钾,pH,CEC+质地[14]。
王效举等江西红壤区土层厚度,质地,坡度,有机质,全N,K,速效N,P,K,阳离子交换量,pH[15]。
陈龙乾等,氟徐州矿区土壤,质地,土层厚,砾石含量,耕层结构;有机质,全N,P,K,pH,镉,汞,砷,铅[16]。
秦明周等pH,全氮,有机质,速效氮,速效磷,速效钾,阳离子交换量[17]。
胡月明等,土壤质地,pH值,有机质,速效P,K,土地利用,土壤类型,坡度,坡向[18]。
楼文高研究三江平原沼泽选择土壤质地,有机质,N,P,K,速效N,P,K,CEC,pH值,孔隙度,水稳性团粒[19]。
齐伟等研究河北曲周选择土体构型,质地,有机质含量,全盐量,全N,有效P,速效K和地下水[20]。
可以看出,我国土壤质量的评价研究范围日趋广泛,从农业土壤区到自然生态环境和人类干扰下的城乡结合处土壤评价、从平原地区到山地土壤、从林业土壤到湿地土壤等都有所涉及。
目前研究各种土壤功能退化和恢复是土壤质量评价的重点,这些代表性的研究所选用的土壤质量的指标体系仍然是以土壤理化性质为主,而且主要侧重土壤肥力评价。
有机质的含量是我国土壤质量评价中几乎必须考虑的因子,依次是速效钾,速效磷,pH,全氮,土壤质地,土层厚度,全钾,全磷,CEC,水解氮,水分等,而比如土壤温度,成土母质,土壤侵蚀等因素很少被考虑到。
对于土壤健康评价的方法主要有以下几种:(1)综合指数法(简称指数法)。
该法先根据实测值和评价标准求取分指数,然后由分指数计算综合指数。
指数法的最大特点是具有等价性,便于对比,计算简单。
另一方面,计算综合指数的方法不同,所得评价结果也不一定相同。
(2)模糊数学综合评判法(简称模糊法)。
此法是利用土壤质量分级差异中间过渡的模糊性,将土壤按照不同分级标准,通过建立隶属函数在闭区间(0,1)内连续取值来进行评价的方法。
(3)灰色聚类法(简称灰色法)。
本法基于环境质量系统的灰色性,考虑多项因子的综合影响,将聚类对象对于不同聚类指标所拥有的白化数,按几个灰类进行归纳,从而判断该聚类对象属于哪一级[21]。
灰色法虽避免了主观随意性,但是,其过程繁琐,不易掌握,(4)层次分析法(AHP)。
这种方法把复杂的问题分解为各个组成因素,将这些因素按支配关系组成有序的递阶层次结构,通过两两比较方式确定层次中诸因素的相对重要性,然后综合人们的判断以决定诸因素相对重要性总的顺序[22]。
作为一种决策工具,AHP 具有深刻的理论内容和简单的表现形式,并能统一处理决策中的定性与定量的因素而被广泛应用于许多领域。
(5)主成分分析法。
其基本原理是:将具有一定相关性的原众多指标,重新组合成一组新的互相无关的综合指标来代替原指标。
(6)人工神经网络法。
人工神经网络(ANN)是一类模拟生物体神经系统结构的新型信息处理系统。
从本质上说,它是一种黑箱建模工具,它能够通过“学习”来仿真真实系统中的输入和输出之间的定量关系,为解决非线性、不确定性和不确知系统的问题开辟了一条崭新的途径[23]。
ANN具有自适应性、自学习性、容错性和联想记忆能力等特点,而且操作简单、具有真正多输人多输出系统的特点。
当然,各种土壤健康评价方法都有一定的局限和不足之处,采用单一的方法不可能得到全面的结果,采用多种方法结合的综合评价是解决实际问题的有效途径。
土壤健康的研究方向与重点土壤健康是个非常综合和概念,不仅涉及到土壤学、土地利用、农业种植措施和管理等众多方面,而且也与某些方针政策有关。
所以,需要研究的领域很多。
鉴于当前国际土壤健康研究的最新进展,结合我国的实际情形,作者认为,我国今后一段时间内的土壤健康研究工作应该主要集中在土壤健康指标与评价方法、土壤健康演变过程与机理、土壤健康动态监测与预测预警及对策的研究方面。
同时,考虑到土壤资源作为整个生态系统的一个组成份,它与其它自然资源间具有密切相互作用关系,而土地不仅涉及土壤,而且指作为土地利用的基础的土壤、水、植被和地形的组合资源,是地球陆地表面所有影响潜在土地利用和环境管理和要素的组合,因此今后土壤健康的研究工作应逐步向土地健康方向拓展。
有以下几方面的研究重点:(1)土壤与土地健康指标与评价方法。
主要包括用于评估监测、评价土壤和土地健康的指标、分级标准、阈值(Threshold)和弹性(Resilience),定量化和动态的评价方法与评价模型等;(2)土壤健康变化的发生条件、过程、影响因素及其作用机理与时空规律性。
重点是对那些土壤健康产生明显压力的因素及主要退化形式,如土壤锓蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤污染等的研究;(3)土壤健康与水、大气环境健康以及动植物和人类健康间关系的研究。
包括污染物质在水土界面上的反应、释放和迁移,农业非点源污染对地表水和地下水水质的影响,减少温室气体排放的管理措施,土壤健康影响生长于其中的植物品质进而影响其消费者动物和人类健康的机理及对策等;(4)土壤和土地健康动态数字数据库及其管理信息系统的研究。