第三章 土地资源与地质环境

环境地质学第三章土地资源与地质环境土地是重要的自然资源，是人类衣食住行之本，也是地球表层系统中物质与能量交换的枢纽。随着社会发展和人口的增长，人类对土地资源开发利用的需求与日俱增。但由于人类对土地资源的过度开发利用，天然植被减少以及某些自然因素的作用，土壤污染和土地荒漠化现象不断加剧。人类在开发利用土地资源的同时，必须保护土地，才能保障土地资源的持续利用。土地利用和农业生态地质已成为目前环境地质研究的热点和前沿问题之一。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念1.土壤及其组成与功能特性土壤是位于陆地表面具有肥力的疏松土层。它具有独特的组成、结构和功能。土壤的组成包括矿物质、有机质、水分和空气；在土壤中，这些成分以固态、液态和气态三相共存。土壤具有两个独特的功能：①土壤具有肥力，可供植物生长；②土壤具有同化和代谢外界输入物质的能力，输入的物质在土壤中经过复杂的迁移转化，再向外界输出。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念1.土壤及其组成与功能特性从环境科学的角度看，土壤在环境中有着以下三个作用：⑴土壤是以固相物质为主的多相复杂体系：土壤物质成分中有粘土矿物和腐殖质胶体，它们有着巨大的表面积，因此能吸附各种离子和某些分子，对进入土壤的物质具有蓄积作用。⑵土壤起着净化环境的作用：土壤中存在着数以万计的土壤微生物、原生动物和其他土壤动物，它们能对有机污染物质进行降解和转化，起着土壤环境的净化作用。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念1.土壤及其组成与功能特性从环境科学的角度看，土壤在环境中有着以下三个作用：⑶土壤起着物质的输移作用：土壤是各种植物和一些动物赖以生存栖息的地方，是植物营养物质的主要供应地。因此，进入土壤的外界物质，通过植物和动物的吸收或吞食又输出到环境中，土壤起着物质的输移作用。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念1.土壤及其组成与功能特性2.土地及土地资源土地是具有一定面积的确定边界的地理单位。包括地质地貌、土壤、植被、微生物、湿热状况等自然要素，是由上述各要素共同作用而形成的自然综合体。土地有两个基本属性：一是面积，二是质量。后者包括地理分布、土层厚薄、肥力高低、水源远近、潜水埋深、地势高低等。在土地资源评价中，土地的地理分布常常起着很大的作用。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念1.土壤及其组成与功能特性2.土地及土地资源土地一旦被人类利用后，它就成为人类最基本的生产资料，也就变成了土地资源。因此在土地概念中，应该将人类活动的影响和作用包括在内，这就是说，在土地的属性中除了自然属性外，又增加了社会经济属性。从这个意义上讲，土地资源实质上是一个自然经济综合体，是由各种自然要素和一定的社会经济因素有机地组合而构成的总体。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念1.土壤及其组成与功能特性2.土地及土地资源土地和土壤既有联系又有区别，土壤是土地表层的重要组成部分，两者是整体与部分的关系。除了个别土地类型外，绝大多数土地表层发育有厚薄不一、组成各异、肥沃程度不同的土壤层。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念（二）土地的基本特性土地具有下列特征：1.位置的固定性固定的空间位置是土地的基本特征之一。即每一块土地都具有固定的三维空间（长、宽、高）位置和一定的外表形态，如山地、丘陵、高原、平原等。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念（二）土地的基本特性土地具有下列特征：1.位置的固定性2.土地面积的有限性从自然科学的角度看，土地的面积是固定的、有限的。人类在开发利用土地资源时，一种土地类型的利用面积增加了，另一种土地类型面积必然减少。随着人口的不断增加，人类与土地的矛盾愈来愈尖锐。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念（二）土地的基本特性土地具有下列特征：1.位置的固定性2.土地面积的有限性3.土地的不可代替性土地的不可替代性主要是指土地的功能不能为其他物质所代替。土地是植物生长的母体和动物的栖息场所，也是人类的生存环境和一切经济活动的场所。这是任何其他物质不能替代的。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念（二）土地的基本特性土地具有下列特征：1.位置的固定性2.土地面积的有限性3.土地的不可代替性4.土地资源的可更新性在自然因素的作用下，土壤中的化学元素发生物理、化学变化，不断地经历着淋浴、迁移、转化等循环过程；土地上的植物、动物和土壤中的微生物等，在较长的时间尺度内也处于周而复始的自然动态平衡中。所以，一般来讲，土地具有可更新性的特征。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念（二）土地的基本特性土地具有下列特征：1.位置的固定性2.土地面积的有限性3.土地的不可代替性4.土地资源的可更新性但是，当人类活动破坏了土地的自然动态平衡，土地的可更新性特征将随之丧失。人类对土地的不合理开发利用，已引起沙漠化、水土流失、盐渍化等土地退化现象。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（二）土地的基本特性土地具有下列特征：1.位置的固定性2.土地面积的有限性3.土地的不可代替性4.土地资源的可更新性5.土地随时间的变化性随着季节的交替变化，土地的性质和形态也发生同步变化。季节不同，太阳辐射能量有异，地表接受的热量不同，降水的丰寡变化也很大。因此土地表面的侵蚀与堆积、土壤营养元素的淋洗与聚集、土壤水分的多少以及土地上的生物生长，均随着季节的变化而变化。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及其特征（二）土地的基本特性土地具有下列特征：1.位置的固定性2.土地面积的有限性3.土地的不可代替性4.土地资源的可更新性5.土地随时间的变化性6.土地用途的广泛性随着人类社会的不断发展，土地被广泛用于农业、牧业、林业、交通、城乡居民点以及军事活动等。可以说，人类一切经济活动都是在土地上进行的。由于人类与土地矛盾的日趋紧张，我们必须合理利用各种土地资源，这是实现人类社会持续发展的基本条件之一。土地资源的上述特征，是其固有的自然属性，人类必须严格遵循，否则必将导致土地资源的破坏。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题二、土地资源状况（一）世界土地资源状况据统计，在全球5.10×108㎞2的总面积中，包括南极大陆与高山冰川覆盖的土地在内的全球土地面积为1.48×108㎞2，无冰陆地面积为1.34×108㎞2。对于地球的全体居民来说，这似乎是一个颇为巨大的数字。按60亿世界人口计，平均每人占地约25hm2。但是，考虑到土地质量这个属性，则陆地总面积中有20%处于极地和高寒地区，20%处于山坡陡坡上，还有10%岩石裸露缺乏土壤。以上四项，约占陆地总面积的70%属于不宜利用的山地。地理学家和生态学家称之为“限制性环境”，其余30%才属于“适宜地”。全世界总土地面积中，耕地仅占10.8%，在各种土地类型中所占比例最小。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题二、土地资源状况（一）世界土地资源状况（二）中国土地资源状况中国地地域辽阔，土地总面积为960×104㎞2，占世界陆地面积的7.2%，仅次于俄罗斯（12.8%）、加拿大（7.5%），居世界第三位。但人均土地面积仅0.777hm2，相当于世界平均水平的1/3，人均耕地面积为0.106hm2，不足世界人均数43%。由于气候、地貌、土壤和水文等自然条件的千差万别，以及5000多年来中国劳动人民对土地资源的开发与利用，逐步形成了复杂多样的土地资源类型。截至96年10月31日，中国土地调查总面积95067.62×104hm2。据年国土资源部发布的中国国土资源公报，02年全国耕地为1293×104hm2，1996比年减少了约410×104hm2。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题二、土地资源状况（一）世界土地资源状况（二）中国土地资源状况中国土地资源的基本特征主要表现为土地类型多种多样，农业用地占主导地位，牧草地、林地比重大；山地多、平地少，土地资源区域差异显著，耕地分布不均衡、土地垦殖指数低，林地、草地生产力低下；未利用土地中，大部分分布在西北干旱地区和青藏高原，自然条件恶劣，开发难度大。环境地质学第三章土地资源与地质环境第一节土地资源与土地（壤）环境问题三、土地（壤）环境问题随着社会经济的迅速发展和人口的不断增加，人类对土地资源的需求日益增长。原先局部的、次要的土地退化现象已转化为严重的全球性环境问题之一，威胁着人类赖以生存的环境。全球共有20×108hm2的土地资源受到退化的影响，即全球农田、草场、森林与林地总面积大约22%的土壤发生了不同程度的退化。土地退化是由人类活动诱发或加速的一种自然过程，主要因素是草原垦荒种地、超载放牧、乱伐森林、陡坡开荒、围湖造田、粗放灌溉、土地重用轻养等不合理的土地开发活动，其直接后果是导致土壤生产力的大幅度下降，土地资源受到严重破坏，出现了许多土地环境问题。环境地质学第三章土地资源与地质环境第二节土地利用对地质环境的影响人类的土地开发利用活动对地质环境造成许多影响，有的属于有利影响，如植树种草可使土地免遭侵蚀和沙漠化等，我们把这种有利影响称为正环境效应；有的土地开发活动则对地质环境造成种种破坏影响，如因滥伐森林和乱垦草地引起的土地荒漠化等，我们把这种有害影响称为负环境效应。环境地质学第三章土地资源与地质环境第二节土地利用对地质环境的影响土地利用的正环境效应是人类遵循自然规律合理开发利用土地而产生的。如人造防护林带可以防风固沙，有效防止水土流失、土地沙质荒漠化；同时具有吸收烟尘和净化有毒有害气体的能力。“三北”防护林体系、长江中上游防护林体系、沿海防护林体系、平原地区防护林体系和太行山防护林体系是当代中国五大生态工程，必将产生巨大的正环境效益。人造梯田、山地丘陵区建设梯级小型水库和塘坝，是山区减少水土流失、解决山区灌溉、增加农业产量的有效方法。环境地质学第三章土地资源与地质环境第二节土地利用对地质环境的影响不合理的土地开发利用活动造成的负环境效应对社会发展的影响也比较严重。通常所说的土地环境问题就是指的这种负环境效应，如水土流失、水环境恶化、土地沙质荒漠化、土地盐碱化、砖红壤和土壤板结、土地污染和耕地减少等。正环境效应多属水土保持问题，本节仅论述土地开发利用的负环境效应。环境地质学第三章土地资源与地质环境第二节土地利用对地质环境的影响一、水土流失水土流失是指地球陆地表层土壤、成土母质及岩石碎屑，在水力、风力、重力和冻融等外力作用下，发生各种形式的剥蚀、搬运和再堆积的过程。水土流失是土地退化的另一种表现形式。土壤侵蚀是从土地表层侵蚀率的角度描述土地退化的，而水土流失是从土地表层土壤流失总量角度来描述土地退化的。环境地质学第三章土地资源与地质环境第二节土地利用对地质环境的影响一、水土流失（一）水土流失的现状全球的水土流失相当严重。据统计，全世界每年有750.0×108t的耕地表土流失，其中美国每年流失