国内外土壤质量评价研究进展

耕地质量评价国内外研究进展田有国2011年12月3日河南农业大学几个基本概念国内外土壤质量评价研究进展国家尺度耕地地力评价理论与方法耕地土壤环境质量评价标准与方法变化的形势和土肥工作思考几个基本概念的辨析土地、土壤、农用地、耕地•土地(Land)包含地球特定地域表面及以上和以下的大气、土壤及基础地质、水文和植被。它还包含这一地域范围内过去和目前人类活动的种种结果，以及动物就它们对目前和未来人类利用土地所施加的重要影响（FAO，1972；UN《土地评价纲要》，1975）•土地质量是指土地的状态和条件（土壤、水及生物特性），及其满足人类需求（农林业生产，自然保护以及环境管理）的程度。土地质量评价主要应用于土地资源管理与利用决策。（FAO，《土地评价纲要》，1975；D.DentandA.Yong,1981）•农用地（Farmingland)是指直接用于农业生产的土地，包括耕地、林地、草地、农田水利用地、养殖水面等（《土地管理法》，1986，1998，2004）。•《土地管理法》将我国土地分为三大类，即农用地、建设用地和未利用地。建设用地是指建造建筑物、构筑物的土地，包括城乡住宅和公共设施用地、工矿用地、交通、水利设施用地、旅游用地、军事设施用地等；未利用地是指农用地和建设用地以外的土地。•土壤（Soil）是指具有一定的肥力，能够生长植物的那一部分疏松表层。•土壤是由固体、液体和气体3类物质组成的。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。•简单的说土壤分为耕型、非耕型。耕型土壤就是指耕地土壤。•土壤是土地的一部分，所以土壤质量也是土地质量的一个子集，土地质量评价方法可以应用于土壤质量评价。•耕地(Arableland)的定义在我国最早出自全国农业区划委员会和原国家土地管理局制定的《土地利用现状调查技术规程》（1984）。《规程》将土地分为8个1级类，包括：耕地、园地、林地、牧草地、城镇村及工矿用地、交通用地、水域和未利用土地。其中，耕地指种植农作物的土地，包括新开荒地、休闲地、轮歇地、旱田轮作地；以种植农作物为主，“间有零星果树、桑树或其他树木的土地；耕种3年以上的滩涂和海涂。”《规程》还将耕地分为5个2级类；灌溉水田、望天田、水浇地、旱地、菜地。（《中华人民共和国土地管理法》，1998）•耕地定义为“种植农作物的土地”，包括熟地、新开发、复垦、整理地，休闲地（含轮歇地、轮作地）；以种植农作物（含蔬菜）为主，间有零星果树、桑树或其他树木的土地；平均每年能保证收获一季的已垦滩地和海涂。耕地中包括南方宽度＜1.0米，北方宽度＜2.0米固定的沟、渠、路和地坎(埂)；临时种植药材、草皮、花卉、苗木等的耕地，以及其他临时改变用途的耕地。二级地类里包括用于种植水稻、莲藕等水生农作物的耕地。包括实行水生、旱生农作物轮种的水田、有水源保证和灌溉设施，在一般年景能正常灌溉，种植旱生农作物和种植蔬菜等的非工厂化的大棚的水浇地，以及无灌溉设施，主要靠天然降水种植旱生农作物的耕地，包括没有灌溉设施仅靠引洪淤灌的旱地（GB/T21010-2007）。GB/T21010-2007土壤养分、土壤肥力、土壤生产力、耕地地力•土壤养分（Soilnutrients）：由土壤提供的植物生长所必需的营养元素。包括碳(C)、氮(N)、氧(O)、氢(H)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、钼(Mo)、锌(Zn)、铜(Cu)、硼(B)、氯(Cl)等16种。其中碳、氢、氧主要来自大气和水,其余13种来自土壤。•土壤肥力（Soilfertility）人们很早就进行了许多研究，泰伊尔提出腐植质学说；李比西的矿质营养学说；威谦士的团粒结构学说等，至今没有一个比较统一的认识。最近国际上有人提出土壤生物肥力的概念，但测定比较困难而且昂贵，也没有通用的标准。•在我国，比较广泛承认的土壤肥力是指土壤水、肥、气、热四个因素同时供给作物生活需要的能力，也就是说土壤供应和协调作物生长所需的营养和环境因素的能力。(微生物）•土壤生产力（Soilproductivity）是经济学中概念。土壤生产力是土壤在一定利用方式下土壤所表现出土壤生产能力和土壤肥力水平发挥的大小；是在一定经济和技术条件下，以所生产的物质的产量和质量表现的土壤品质。•土壤生产力是在土壤肥力基础上包含了土壤管理因素的综合概念。土壤生产力是土壤质量的核心部分，它主要包括了土壤保持生物生产力的能力，但是高质量的土壤不仅能够支持粮食和作物的生产，还应该能保持自然生态系统的稳定和改善空气和水质量。•耕地基础地力（Soilfundamentalfertility）指在特定区域内的特定的土壤类型上，立足于耕地自身素质，针对地力建设与土壤改良目标，确定的地力要素的总和。它是一个反映耕地内在的、基本素质的地力要素所构成的基础地力的概念(王蓉芳、田有国等，1996）。它与土壤质量、土壤健康、土壤肥力、土壤生产力等有广泛而深刻的联系，但同时又有明显的区别。•土壤基础地力的三个组成要素：•立地条件•土壤条件•基础设施及培肥水平土壤质量、土壤健康、耕地质量•土壤质量（Soilquality）在自然或管理的生态系统边界内，土壤具有动植物生产持续性，保持和提高水、空气质量以及支撑人类健康与生活的能力（SSSA,SoilScienceSocietyofAmerica，1995；Karlenetal.,1997)。•土壤质量是指土壤提供植物养分和生产生物物质的土壤肥力质量，容纳、吸收、净化污染物的土壤环境质量，以及维护保障人类和动植物健康的土壤健康质量的总和（曹志洪、周健民）。•土壤质量的研究最初集中于生产食物和纤维的农业土壤，这时候就称之为耕地质量（Arablelandquality）。后来，土壤质量的概念扩展到了牧场土壤和森林土壤，以后又包含了受工业、军事、建筑和采矿影响的土壤，城市土壤以及使用污泥、固体废弃物的农业用地。这就是为什么国际上没有专门的耕地质量的定义的原因。土壤质量的定义确定了土壤的三项基本功能：土壤生产力，即土壤提高植物和生物生产力的能力(MaintenanceofProductivity)；环境质量，即土壤降低环境污染物和病菌损害的能力(Preventionofoff-siteandon-sitepollution)；动物健康，即土壤质量影响动植物和人类健康的能力(Habitatprovision)。这三项功能也被称为土壤肥力质量，土壤环境质量和土壤健康质量。土壤质量的核心是土壤生产力，基础是土壤肥力。•土壤健康(Soilhealth)是与土壤质量非常接近的一个概念，在许多人看来，这两者是通用的，但是也有一些研究者认为他们之间存在一些差别。使用这两个不同的名词也反映了人们的不同认识。土壤质量(Soilquality)是土壤的内在属性，可以称作土壤内在质量（Soilinherentquality），它是由土壤的发生过程决定的，每个土壤具有其自然的运行能力，这一内在属性可以由一系列反映土壤执行特定功能的全部潜力的参数确定；土壤健康(Soilhealth)是土壤的健康状况，可以称作土壤动态质量(Soildynamicquality)，它假定土壤在合适的管理措施下可以发挥其最大潜力，此时具有最好的土壤质量，否则具有差的土壤质量。土地退化、土壤退化•LandDegradation：thereductioninthecapacityofthelandtoperformecosystemfunctionsandservices(includingthoseofagroecosystemsandurbansystems)thatsupportsocietyanddevelopment(LADA,2005).”•土地退化：支持社会生存与发展的土地的生态系统功能和服务(包括农业生态系统和城市生态系统)的能力的下降(LADA，2005)•LandDegradation:Areductionorloss,inarid,semi-arid,anddrysub-humidareas,ofthebiologicaloreconomicproductivityandcomplexityofrain-fedcropland,irrigatedcropland,orrange,pasture,forest,andwoodlandsresultingfromlandusesorfromaprocessorcombinationofprocesses,includingprocessesarisingfromhumanactivitiesandhabitationpatterns,suchas:(i)soilerosioncausedbywindand/orwater;(ii)deteriorationofthephysical,chemical,andbiologicaloreconomicpropertiesofsoil;and(iii)long-termlossofnaturalvegetation.(UNCCD).•土地退化：在干旱区、半干旱区和干旱的亚湿润区，由于土地利用或者由于人类活动和居住形式引起的一个过程或多个过程综合作用，旱作农业、灌溉农业、或者牧区、草原、森林和林地生态系统复杂性及其生态经济生产能力的降低或丧失，比如土壤侵蚀，土壤的物理化学以及经济或生态性状的退化，自然植被的长期损失等（联合国荒漠化防治公约）。•Desertification(notSandification):landdegradationinthearid,semi-aridanddrysub-humidareasresultingfromvariousfactors,includingclimaticvariationsandhumanactivities(UNCCD)。荒漠化：由气候变化和人类活动等多种因素引起的干旱区、半干旱区和干旱半湿润区的土地退化叫荒漠化。•WWatererosion•WtLossoftopsoil•WdTerraindeformation/massmovement•WoOff-siteeffects•WorReservoirsedimentation•Wofflooding•WocCoralreefandseaweeddestruction•EWinderosion•EtLossoftopsoil•EdTerraindeformation•EoOver-blowing•CChemicaldeterioration•CnLossofnutrientsororganicmatter•CsSalinisation•CaAcidification•CpPollution•CtAcidsulphatesoils•CeEutrification•PPhysicaldeterioration•PcCompaction,sealingandcrusting•PwWater-logging•PaLoweringofwatertable•PsSubsidenceoforganicsoils•PoOtherphysicalactivitiessuchasminingandurbanisation•BDegradationofbiologicalactivityGLASODCLASSIFICATIONS(OLDEMAN,1991)SoilDegradation,bytheGLASODdefinition,isaprocessthatdescribeshuman-inducedphenomenawhichlowerthecurrentand/orfuturecapacityofthesoiltosupporthumanlife.FAO和GLASOD使用的土壤退化类型、亚类和相应符号退化类型亚类符号退化类型亚类符号水蚀(W)表土剥蚀Wt化学性质恶化(C)养分/有机质损失Cn地体变