土壤退化与防治 本文简介：
第十四章：土壤退化与防治本章结构简介第一节?土壤退化概述一、土壤（地）的退化概念二、土壤退化的分类三、我国土壤资源的现状与退化的基本态势四、土壤（地）退化的后果第二节土壤侵蚀及防治一、土壤侵蚀的概念二、土壤侵蚀的主要类型及目标三、影响土壤侵蚀的因素四、土壤侵蚀对生态环境的影响及危害五、土壤侵蚀的防治
土壤退化与防治 本文内容：
第十四章：土壤退化与防治
本章结构简介
第一节?
土壤退化概述
一、土壤（地）的退化概念
二、土壤退化的分类
三、我国土壤资源的现状与退化的基本态势
四、土壤（地）退化的后
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第二节
土壤侵蚀及防治
一、土壤侵蚀的概念
二、土壤侵蚀的主要类型及目标
三、影响土壤侵蚀的因素
四、土壤侵蚀对生态环境的影响及危害
五、土壤侵蚀的防治
第三节
土壤沙化和土地沙漠化及其防治
一、土壤沙化的基本概念
二、土壤（地）沙化和沙漠化的类型
三、影响土壤沙化的因素
四、土壤沙化的危害
五、土壤沙化的防治途径
第四节
土壤盐渍化及其防治
一、盐渍化的危害
二、土壤盐渍化的形成条件?
三、土壤盐渍化的类型
四、盐碱土的水盐运动规律
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五、土壤盐碱化程度分级指标
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六、土壤盐渍化的防治措施
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第五节
土壤潜育化及其防治
一、土壤潜育化与次生潜育化的概念
二、次生潜育化稻田的形成原因
三、潜育化和次生育化土壤的障碍因素
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四、改良和治理
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第六节
土壤污染及其防治
一、土壤污染概述
二、土壤污染的防治
第七节
土壤质量及其评价
一、土壤质量的概念
二、土壤质量评价的指标体系
三、土壤质量的评价方法
随着人口一资源一环境之间矛盾的尖锐化，人类赖以生存和发展的土壤及土地资源的质量退化日趋严重，从20世纪60年代以来，世界各国对这个问题十分关注。就我国而言，土壤退化严重。据统计，因水土流失、沙（漠）化、盐渍化、沼泽化、土壤肥力衰减和土壤污染及酸化等造成的土壤退化总面积约4.6亿hm2，占全国土地总面积的40%，是全球土壤退化总面积的1/4。因此，充分认识土壤退化的类型、发展规律和后果，通过土壤质量对土壤退化做出全面评价，以寻求控制或防治土壤退化、提高土壤质量的对策，对于保持农业及国民经济可持续发展具有十分重要意义。
本章主要内容分为七节。第一节是土壤退化概述，主要介绍土壤（地）退化的概念、土壤退化的类型、基本态势和土壤（地）退化的后果；第二节是土壤侵蚀，主要介绍土壤侵蚀的主要类型及其指标、影响因素、土壤侵蚀对生态环境的影响和危害、土壤侵蚀的防治；第三节是土壤沙化和土地沙漠化，主要介绍土壤沙化的基本概念、土壤（地）沙化和沙漠化的类型、影响土壤沙化的因素、土壤沙化的危害、土壤沙化的防治途径；第四节是土壤盐渍化，主要介绍土壤盐渍化的危害、形成条件、类型、水盐运动规律、土壤盐碱化程度分级指标和土壤盐渍化的防治措施；第五节是土壤潜育化及其防治，主要介绍土壤潜育化与次生潜育化的概念、次生潜育化稻田的形成原因、潜育化和次生育化土壤的障碍因素、改良和治理；第六节是土壤污染与防治，主要介绍土壤污染概述和土壤污染的防治；第七节是土壤质量与评价，主要介绍土壤质量的概念、土壤质量评价的指标体系及其评价方法。
第一节
土壤退化概述
一、土壤（地）退化的概念
土壤退化问题早已引起国内外土壤学家的关注，但土壤(地)退化的定义，不同学者提出了多种不同的叙述。现在一般认为，土壤（地）退化（soil
degradation）是指在各种自然和人为因素影响下，导致土壤生产力、环境调控潜力和可持续发展能力下降甚至完全丧失的过程。简言之，土壤（地）退化是指土壤数量减少和质量降低。数量减少表现为表土丧失、或整个土体毁坏、或被非农业占用。质量降低表现为物理、化学、生物方面的质量下降。
为了正确理解土壤（地）退化的概念，可从以下三方面进行认识：①土壤(地)退化的原因：土壤退化虽然是一个非常复杂的问题，但引起其退化的原因是自然因素和人为因素共同作用的结果。自然因素包括破坏性自然灾害和异常的成土因素（如气候、母质、地形等），它是引起土壤自然退化过程(侵蚀、沙化、盐化、酸化等)的基础原因。而人与自然相互作用的不和谐即人为因素是加剧土壤(地)退化的根本原因。人为活动不仅仅直接导致天然土地的被占用等，更危险的是人类盲目的开发利用土、水、气、生物等农业资源(如砍伐森林、过渡放牧、不合理农业耕作等)，造成生态环境的恶性循环。例如人为因素引起的“温室效应”，导致气候变暖和由此产生的全球性变化，必将造成严重的土地退化。水资源的短缺也促进土壤退化。②土壤退化的本质：就是土壤(地)资源的数量减少和质量降低。土壤资源在数量上是有限的，而不是无限的。随着土壤退化的不断加剧，土壤(地)数量逐渐减少。对于人多地少的我国，潜在危险较大的是土壤质量的降低。从这个意义上来看，改良和培肥土壤，保持“地力常新”，提高土壤质量，是一项具有战略地位的重要工作。由此可见，土壤退化和土壤质量是紧密相关的一个问题的两个侧面。因此，要正确认识人与自然的关系，按照自然规律搞好生态环境建设、区域开发、兴修水利、合理耕作、培肥土壤，以防止土壤质量的退化。③防治土壤退化的首要任务是保护耕地土壤：因为耕地土壤是人类赖以生存最珍贵的土壤(地)资源，是农业生产最基本的生产资料，是农业增产技术措施的基础。耕地土壤退化虽然受不利自然因素的影响，但人类高强度的利用、不合理的种植、耕作、施肥等活动，是导致耕地土壤生态平衡失调、环境质量变劣、再生能力衰退、生产力下降的主要原因。因此，防治土壤退化，首先要切实保护好对农业生产有着特殊重要性的耕地土壤。
在讨论土地退化或土壤退化时，两者常常混为一谈。许多情形下，把土壤退化简单地作为土地退化来讨论，反之亦然。应该看到，土地是土壤和环境的自然综合体，它更多地强调土地属性，如地表形态(山地，丘陵等)、植被覆盖(林地，草地，荒漠等)、水文(河流．湖沼等)和土壤。而土壤是土地的主要自然属性，是土地中与植物生长密不可分的那部分自然条件。对于农业来说，土壤无疑是土地的核心。因此，土地退化应该是指人类对土地的不合理开发利用而导致土地质量下降乃至荒芜的过程。其主要内容包括森林的破坏及衰亡、草地退化、水资源恶化与土壤退化。
土壤退化是土地退化中最集中的表现，是最基础和最重要的，且具有生态环境连锁效应的退化现象。土壤退化即是在自然环境的基础上，因人类开发利用不当而加速的土壤质量和生产力下降的现象和过程。这就是说，土壤退化现象仍然服从于成土因素理论。考察土壤退化一方面要考虑到自然因素的影响，但另一方面要关注人类活动的干扰。土壤退化的标志是对农业而言的土壤肥力和生产力的下降及对环境来说的土壤质量的下降。研究土壤退化不但要注意量的变化(即土壤面积的变化)，而且更要注意质的变化(肥力与质量问题)。
二、土壤退化的分类
土壤(地)退化虽自古有之，但土壤(地)退化的科学研究一直是比较薄弱的。联合国粮农组织1971年才编写了《土壤退化》一书，我国80年代才开始研究土壤(地)退化分类。所以目前还没有一个统一的土壤(地)退化分类体系，仅有一些研究结果，现列举有代表性的二种分述如下。
（一）联合国粮农组织采用的土壤退化分类体系
1971年联合国粮农组织在《土壤退化》一书中，将土壤遏化分为十大类：即侵蚀、盐碱、有机废料、传染性生物、工业无机废料、农药、放射性、重金属、肥料和洗涤剂。此外，后来又补充了旱涝障碍、土壤养分亏缺和耕地非农业占用三类。
（二）我国对土壤退化的分类
中国科学院南京土壤研究所借鉴了国外的分类，结合我国的实际，采用了二级分类。一级将我国土壤退化分为土壤侵蚀、土壤沙化、土壤盐化、土壤污染、土壤性质恶化和耕地的非农业占用等六大类，在这6级基础上进一步进行了二级分类，见下表。
表1
中国土壤（地）退化二级分类体系（中国科学院南京土壤研究所）
一级
二级
A
土壤侵蚀
A1
水蚀
A2
冻融侵蚀
A3
重力侵蚀
B
土壤沙化
B1
悬移风蚀
B2
推移风蚀
C
土壤盐化
C1
盐渍化和次生盐渍化
C2
碱化
D
土壤污染
D1
无机物（包括重金属和盐碱类）污染
D2
农药污染
D3
有机废物(工业及生物废弃物中生物易降解有机毒物)污染
D4
化学肥料污染
D5
污泥、矿渣和粉煤灰污染
D6
放射性物质污染
D7
寄生虫、病原菌和病毒污染
E
土壤性质恶化
E1
土壤板结
E2
土壤潜育化和次生潜育化
E3
土壤酸化
E4
土壤养分亏缺
F
耕地的非农业占用
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三、我国土壤资源的现状与退化的基本态势
（1）我国土壤（地）资源的现状与存在问题
1.我国人均土壤资源占有率低
我国国土面积达960万km2，约占世界陆地面积的1/15，居世界第三位。耕地面积约123万km2，约占国土面积12.8%，居世界第四位。按照13亿人口计算，人均耕地1.42亩，仅占世界平均水平的1/4。由此可见，我国土壤（地）资源总量虽较大，但人均占有量少，人地矛盾尖锐。
2.我国土地资源空间分布不均匀，区域开发利用压力大
一方面我国土地类型从东向西，由平原、丘陵到西藏高原，形成我国土地资源空间分布上的3个台阶，其中山地和高原占59%，盆地和平原仅占31%，土地资源配置不协调。另一方面，我国土地资源虽绝对数量较大，耕地总量居世界第四位，草地居世界第二位，林地居第八位，但人均耕地、草地、林地分别是世界平均水平的1/4、1/2和1/6。而且90%以上的耕地和陆地水域分布在东南部，一半以上的林地集中在东北和西南山地，80%以上的草地在西北干旱和半干旱地区，这一特点决定了我国土地资源和耕地资源空间分布存在十分不均的矛盾，农业开发的压力大。
3.生态脆弱区域范围大
我国黄土高原、新疆绿洲、西南岩溶区、东北西部和内蒙地区均属生态脆弱带，土壤存在潜在退化危险。
4.耕地土壤质量总体较差，自维持能力弱
我国123万km2耕地中，瘠薄地、干旱缺水地、坡耕地、风沙地、盐碱地、渍涝地、潜育化地等低产土壤占2/3，肥力低下的超低产田土壤占1/3。
5.耕地面积锐减，非农业占用逐渐增加
由于城镇化、工矿企业和民用建设等占用了大量土地，耕地和可耕地面积逐渐减少，加剧了土壤资源紧缺的矛盾。目前，城市向郊区的扩张、乡镇企业和各项建设蚕食着土地，耕地面积锐减。为了满足众多人口对农产品总量的需求，必然造成现有土壤资源的高强度、超负荷开发利用，导致土壤质量下降。
（2）我国土壤退化的现状与基本态势
1.土壤退化的面积广、强度大、类型多
据统计，我国土壤退化总面积达460万km2，占全国土地总面积的40%，是全球土壤退化总面积的1/4。其中水土流失总面积达150万km2，几乎占国土总面积的1/6，每年流失土壤50万吨，流失的土壤养分相当于全国化肥总产量的1/2。沙漠化、荒漠化总面积达110万km2，占国土总面积的11.4%。全国草地退化面积67.7万km2，占全国草地面积的21.4%。土壤环境污染日趋严重，90年代初仅工业三废污染农田面积达6万km2，相当于50个农业大县的全部耕地面积。我国土壤退化的发生区域广，全国各地都发生类型不同、程度不等的土壤退化现象。就地区来看，华北地区主要发生着盐碱化，西北主要是沙漠化，黄土高原和长江中、上游主要是水土流失，西南发生着石质化，东部地区主要表现为土壤肥力衰退和环境污染。总体来看，土壤退化已影响到我国60%以上的耕地土壤。
2.土壤退化速度快，影响深远
我国土壤退化的速度十分惊人（表）。仅耕地占用一项，在80年代的十年间达到230多万hm2，近年仍在加快。其中国家和地方建设占地为20%左右，农民建房占5%-7%。土壤流失的发展速度也十分注目，水土流失面积由1949年的150万hm2发展到90年代中期的200万hm2。近十余年来土壤酸化不断扩展，例如在长江三角洲地区，宜兴市水稻土pH平均下降了0.2-O.4个单位，Cu、Zn、Pb等重金属有效态含量升高了30%-300%。并且有越来越多的证据表明土壤有机污染物积累在加速。
表2
我国土壤退化类型的发展速度
土壤退化类型
发展速度（万hm2/年）
耕地占用
15
耕地剥离
10
土壤流失
30-40
土壤沙化
490
草地退化
130
四、土壤（地）退化的后果
土壤退化对我国生态环境和国民经济造成巨大影响。其直接后果有：
（一）陆地生态系统的平衡和稳定遭到破坏，土壤生产力和肥力降低。
（二）破坏自然景观及人类生存环境，诱发区域乃至全球的土被破坏、水系萎缩、森林衰亡和气候变化。
（三）水土流失严重，自然灾害频繁，特大洪水危害加剧，对水库构成重大威胁。
（四）化肥使用量不断增加，而化肥的报酬率和利用率递减，环境污染加剧；农业投入产出比增大，农业生产成本上升。
（五）人地矛盾突出，生存环境恶化，食品安全和人类健康受到严重威胁。
第二节
土壤侵蚀及防治
一、土壤侵蚀的概念
土壤侵蚀是指土壤或成土母质在外力（水、风）作用下被破坏剥蚀、搬运和沉积的过程。广泛应用的“水土流失”一词是指在水力作用下，土壤表层及其母质被剥蚀、冲刷搬运而流失的过程。
二、土壤侵蚀的主要类型及其指标
划分土壤侵蚀类型的目的在于反映和揭示不同类型的侵蚀特征及其区域分异规律，以便采取适当措施防止或减轻侵蚀危害。土壤侵蚀类型的划分以外力性质为依据，通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和风力侵蚀等。其中水力侵蚀是最主要的一种形式，习惯上称为水土流失。水力侵蚀分为面蚀和沟蚀，重力侵蚀表现为滑坡、崩塌和山剥皮，风力侵蚀分悬移风蚀和推移风蚀。
（一）水力侵蚀
水力侵蚀或流水侵蚀是指由降雨及径流引起的土壤侵蚀，简称水蚀。包括面蚀、潜蚀、沟蚀和冲蚀。
1.面蚀或片蚀：面蚀是片状水流或雨滴对地表进行的一种比较均匀的侵蚀，它主要发生在没有植被或没有采取可靠的水土保持措施的坡耕地或荒坡上。是水力侵蚀中最基本的一种侵蚀形式，面蚀又依其外部表现形式划分为层状、结构状、砂砾化和鳞片状面蚀等。面蚀所引起的地表变化是渐进的，不易为人们觉察，但它对地力减退的速度是惊人的，涉及的土地面积往往是较大的。
2.潜蚀：是地表径流集中渗入土层内部进行机械的侵蚀和溶蚀作用，千奇百怪的喀斯特溶岩地貌就是潜蚀作用造成的，另外在垂直节理十分发育的黄土地区也相当普遍。
3.沟蚀：沟蚀是集中的线状水流对地表进行的侵蚀，切入地面形成侵蚀沟的一种水土流失形式，按其发育的阶段和形态特征又可细分为细沟、浅沟、切沟侵蚀。沟蚀是由片蚀发展而来的，但它显然不同于片蚀，因为一旦形成侵蚀沟，土地即遭到彻底破坏，而且由于侵蚀沟的不断扩展，坡地上的耕地面积就随之缩小，使曾经是大片的土地被切割得支离破碎。
4.冲蚀：主要指沟谷中时令性流水的侵蚀。
（二）重力侵蚀
重力侵蚀是指斜坡陡壁上的风化碎屑或不稳定的土石岩体在重力为主的作用下发生的失稳移动现象，一般可分为泻流、崩坍、滑坡和泥石流等类型，其中泥石流是一种危害严重的水土流失形式。重力侵蚀多发生在深沟大谷的高陡边坡上。
（三）冻融侵蚀
主要分布在我国西部高寒地区，在一些松散堆积物组成的坡面上，土壤含水量大或有地下水渗出情况下冬季冻结，春季表层首先融化，而下部仍然冻结，形成了隔水层，上部被水浸润的土体成流塑状态，顺坡向下流动、蠕动或滑塌，形成泥流坡面或泥流沟。所以此种形式主要发生在一些土壤水分较多的地段，尤其是阴坡。如春末夏初在青海东部一些高寒山坡、晋北及陕北的某些阴坡，常可见到舌状泥流，但一般范围不大。
（四）风力侵蚀
在比较干旱、植被稀疏的条件下，当风力大于土壤的抗蚀能力时，土粒就被悬浮在气流中而流失。这种由风力作用引起的土壤侵蚀现象就是风力侵蚀，简称风蚀。风蚀发生的面积广泛，除一些植被良好的地方和水田外，无论是平原、高原、山地、丘陵都可以发生，只不过程度上有所差异。风蚀强度与风力大小、土壤性质、植被盖度和地形特征等密切相关。此外还受气温、降水、蒸发和人类活动状况的影响。特别是土壤水分状况是影响风蚀强度的极重要因素，土壤含水量越高，土粒间的粘结力加强，而且一般植被也较好，抗风蚀能力强。
（五）人为侵蚀
人为侵蚀是指人们在改造利用自然、发展经济过程中，移动了大量土体，而不注意水土保持，直接或间接地加剧了侵蚀，增加了河流的输砂量。目前主要表现在采矿、修建各种建筑、公路、铁路、水利等工程过程中毁坏耕地、废弃物乱堆放，有的直接倒入河床，有的堆积成小山坡，再在其他营力作用下产生侵蚀。人为侵蚀在黄土高原所产生的危害是不容忽视的，特别是一大批露天煤矿的开采等，使个别地区的水土流失近年来又有明显加剧的趋势。
表3
土壤流失强度分级指标（水电部，1984）
土壤流失强度分级
土壤平均侵蚀模数（t/km2.年）
年平均流失厚度（mm）
1.无明显侵蚀
＜200或500或1000(不同地区)
＜0.16或0.4或0.8
2.轻度侵蚀
200或500或1000(不同地区)-2500
0.16或0.4或0.8-2
3.中度侵蚀
2500-5000
2-4
4.强度侵蚀
5000-8000
4-6
5.极强度侵蚀
8000-15000
6-12
6.剧烈侵蚀
＞15000
＞12
衡量土壤侵蚀的数量指标主要采用土壤侵蚀模数，即每年每平方公里土壤流失量。根据土壤侵蚀模数对区域划分土壤流失强度。
对于重力侵蚀，一般按地表破碎程度进行分级。
表4
土壤重力侵蚀分级指标（水电部，1984）
重力侵蚀分级
侵蚀形态面积占沟坡面积%
1.
轻度侵蚀
＜10
2.
中度侵蚀
10-25
3.
强度侵蚀
25-35
4.
极强度侵蚀
35-50
5.
剧烈侵蚀
＞50
三、影响土壤侵蚀的因素
影响±壤侵蚀的因素分为自然因素和人为因素。自然因素是水土流失发生、发展的先决条件，或者叫潜在因素，人为因素则是加剧水土流失的主要原因。
（1）自然因素
1.气候：气候因素特别是季风气候与土壤侵蚀密切相关。季风气候的特点是降雨量大而集中，多暴雨，因此加剧了土壤侵蚀。最主要而又直接的是降水，尤其是暴雨的引起水土流失最突出的气候因素。所谓暴雨是指短时间内强大的降水，一日降水量可超过50mm或1小时降水超过16mm的都叫做暴雨。一般说来，暴雨强度愈大，水土流失量愈多。
2.地形：地形是影响水土流失的重要因素，而坡度的大小、坡长、坡形等都对水土流失有影响，其中坡度的影响最大，因为坡度是决定径流冲刷能力的主要因素。坡耕地植使土壤暴露于流水冲刷是土壤流失的推动因子。一般情况下，坡度越陡，地表径流流速越大，水土流失也越严重。
3.土壤：土壤是侵蚀作用的主要对象，因而土壤本身的透水性、抗蚀性和抗冲性等特性对土壤侵蚀也会产生很大的影响。土壤的透水性与质地、结构、孔隙有关，一般地，质地沙、结构疏松的土壤易产生侵蚀。土壤抗蚀性是指土壤抵抗径流对它们的分散和悬浮的能力。若土壤颗粒间的胶结力很强，结构体相互不易分散，则土壤抗蚀性也较强。土壤的抗冲性是指土壤对抗流水和风蚀等机械破坏作用的能力。据研究，土壤膨胀系数愈大，崩解愈快，抗冲性就愈弱，如有根系缠绕，将土壤团结，可使抗冲性增强。
4.植被：植被破坏使土壤失去天然保护屏障，成为加速土壤侵蚀的先导因子。据中国科学院华南植物研究所的试验结果，光板的泥沙年流失量为26902kg/hm2，桉林地为6210kg/hm2，而阔叶混交林地仅3
kg/hm2。因此，保护植被，增加地表植物的覆盖，对防治土壤侵蚀有着极其重要意义。
（2）人为因素
人为活动是造成土壤流失的主要原因，表现为植被破坏（如滥垦、滥伐、滥牧）和坡耕地垦植（如陡坡开荒、顺坡耕作、过度放牧），或由于开矿、修路未采取必要的预防措施等，都会加剧水土流失。
四、土壤侵蚀对生态环境的影响和危害
我国是世界上土壤侵蚀最严重的国家之一，主要发生在黄河中上游黄土高原地区、长江中上游丘陵地区和东北平原地区，水土流失严重。其主要危害包括以下方面：
（一）破坏土壤资源
由于土壤侵蚀，大量土壤资源被蚕食和破坏，沟壑日益加剧，土层变薄，大面积土地被切割得支离破碎，耕地面积不断缩小。随着土壤侵蚀年复一年的发展，势必将人类赖以生存的肥沃土层侵蚀殆尽。据统计全国水土流失总面积达150万km2（不包括风蚀面积），几乎占国土总面积的1/6。黄土高原总面积为53万km2，水土流失面积达43万km2，占总面积的81%。据资料介绍，在晋、陕、甘等省内，每平方公里有支、干沟50多条，沟道长度可达5-10km以上，沟谷面积可占流域面积的50-60%。
（二）土壤肥力和质量下降
土壤侵蚀使大量肥沃表土流失，土壤肥力和植物产量迅速降低。如吉林省黑土地区，每年流失的土层厚达0.5-3cm，肥沃的黑土层不断变薄，有的地方甚至全部侵蚀，使黄土或乱石遍露地表。四川盆地中部土石丘陵区，坡度为150-200的坡地，每年被侵蚀的表土达2.5cm,黄土高原强烈侵蚀区，平均年侵蚀量6000t/km2以上，最高可达两万吨以上。南方红黄壤地区以江西兴国县为例，平均年流失量5000
8000t/km2，最高达13500t/km2，裸露的花岗岩风化壳坡面，夏季地表温度高达70℃，被喻为南方“红色沙漠”。目前珠江三角洲每年以50-lOOm的速度向海推进。全国每年流失土壤超过50万吨，占世界总流失量的20%，相当于剥去10mm厚的较肥沃的土壤表层，流失的土壤氮磷钾等养分相当于5000多万吨化肥量。通过水土流失的土壤，一般是较肥沃的土壤表层，造成大量土壤有机质和养分损失，土壤理化性质恶化，土壤板结，土质变坏，土壤通气透水性能降低，使土壤肥力和质量迅速下降。
（三）生态环境恶化
由于严重的水土流失，导致地表植被的严重破坏，自然生态环境失调恶化，洪、涝、旱、冰雹等自然灾害接踵而来，特别是干旱的威胁日趋严重。据资料介绍，黄土高原地区每10年有5-7年是旱年。频繁的干旱严重威胁着农林业生产的发展。由于风蚀的危害，致使大面积土壤砂化，并在我国西北地区经常形成沙尘暴天气，造成严重的大气环境污染。
（四）破坏水利、交通工程设施
水土流失带走的大量泥沙，被送进水库、河道、天然湖泊，造成河床淤塞、抬高，引起河流泛滥，这是平原地区发生特大洪水的主要原因。据其中20个修建20年的重点水库统计，淤积量已达77亿m3，为总库容的近20%，大大缩短了水利设施的使用寿命。同时大量泥沙的淤积还会造成大面积土壤的次生盐渍化。由于一些地区重力侵蚀的崩塌、滑坡、或泥石流等经常导致交通中断，道路桥梁破坏，河流堵塞，已造成巨大的经济损失。
由此可见，土壤侵蚀所造成的危害是十分严重的，必须予以高度的重视和采取有效措施加以防治。
五、土壤侵蚀的防治
防治水土流失，保护和合理利用水土资源是改变山区、丘陵区、风沙区面貌，治理江河、减少水、旱、风沙灾害，建立良好生态环境，走农林业生产可持续发展的一项根本措施，是国土整治的一项重要内容。水土保持是山区生态建设的生命线，必须采取行之有效的水土保持综合治理措施。国内外通过大量的生产实践和科学研究，总结出了以水利工程、生物工程和农业技术相结合的水土保持综合治理经验，经推广应用取得了良好的效果。
（一）水利工程措施
1.坡面治理工程
按其作用可分为梯田、坡面蓄水工程和截流防冲工程。梯田是治坡工程的有效措施，可拦蓄90%以上的水土流失量。梯田的形式多种多样，田面水平的为水平梯田，田面外高里低的为反坡梯田，相邻两水平田面之间隔一斜坡地段的为隔坡梯田，田面有一定坡度的为坡式梯田。坡面蓄水工程主要是为了拦蓄坡面的地表径流，解决人畜和灌溉用水，一般有旱井、涝池等。截流防冲工程主要指山坡截水沟，在坡地上从上到下每隔一定距离，横坡修筑的可以拦蓄、输排地表径流的沟道，它的功能是可以改变坡长，拦蓄暴雨，并将其排至蓄水工程中，起到截、缓、蓄、排等调节径流的作用。
2.沟道治理工程
主要有沟头防护工程、谷坊、沟道蓄水工程和淤地坝等。沟头防护工程是为防止径流冲刷而引起的沟头前进、沟底下切和沟岸扩张，保护坡面不受侵蚀的水保工程。首先在沟头加强坡面的治理，做到水不下沟。其次是巩固沟头和沟坡，在沟坡两岸修鱼鳞坑、水平沟、水平阶等工程，造林种草，防止冲刷，减少下泻到沟底的地表径流。在沟底从毛沟到支沟至干沟，根据不同条件，分别采取修谷坊、淤地坝、小型水库和塘坝等各类工程，起到拦截洪水泥沙，防止山洪危害的作用。
3.小型水利工程
主要为了拦蓄暴雨时的地表径流和泥沙，可修建与水土保持紧密结合的小型水利工程，如蓄水池、转山渠、引洪漫地等。
（二）生物工程措施
生物工程措施是指为了防治土壤侵蚀、保持和合理利用水土资源而采取的造林种草，绿化荒山，农林牧综合经营，以增加地面覆被率，改良土壤，提高土地生产力，发展生产，繁荣经济的水土保持措施，也称水土保持林草措施。林草措施除了起涵养水源、保持水土的作用外，还能改良培肥土壤，提供燃料、饲料、肥料和木料，促进农、林、牧、副各业综合发展，改善和调节生态环境，具有显著的经济、社会和生态效益。生物防护措施可分两种：一种是以防护为目的的生物防护经营型，如黄土地区的塬地护田林、丘陵护坡林、沟头防蚀林、沟坡护坡林、沟底防冲林、河滩护岸林、山地水源林、固沙林等。另一种是以林木生产为目的的林业多种经营型，有草田轮作、林粮间作、果树林、油料林、用材林、放牧林、薪炭林等。
（三）农业技术措施
水土保持农业技术措施，主要是水土保持耕作法，是水土保持的基本措施。它包括的范围很广，按其所起的作用可分为三大类：
1.以改变地面微小地形，增加地面粗糙率为主的水土保持农业技术措施：拦截地表水，减少土壤冲刷，主要包括横坡耕作、沟垄种植、水平犁沟、筑埂作垄等高种植丰产沟等。
2.以增加地面覆盖为主的水土保持农业技术措施：其作用是保护地面，减缓径流，增强土壤抗蚀能力，主要有间作套种、草田轮作、草田带状间作、宽行密植、利用秸秆杂草等进行生物覆盖、免耕或少耕等措施。
3.以增加土壤入渗为主的农业技术措施：疏松土壤，改善土壤的理化性状，增加土壤抗蚀、渗透、蓄水能力，主要有增施有机肥、深耕改土、纳雨蓄墒、并配合耙耱、浅耕等，以减少降水损失，控制水土流失。
防治土壤侵蚀，必须根据土壤侵蚀的运动规律及其条件，采取必要的具体措施。但采取任何单一防治措施，都很难获得理想的效果，必须根据不同措施的用途和特点，遵循如下综合治理原则：治山与治水相结合，治沟与治坡相结合，工程措施与生物措施相结合，田间工程与蓄水保土耕作措施相结合，治理与利用相结合，当前利益与长远利益相结合。实行以小流域为单元，坡沟兼治，治坡为主，工程措施、生物措施、农业措施相结合的集中综合治理方针，才可收到持久稳定的效果。
第三节
土壤沙化及防治
一、土壤沙化的基本概念
土壤沙化和土地沙漠化泛指良好的土壤或可利用的土地变成含沙很多的土壤或土地甚至变成沙漠的过程。土壤沙化和土地沙漠化的主要过程是风蚀和风力堆积过程。在沙漠周边地区，由于植被破坏或草地过渡放牧或开垦为农田，土壤因失水而变得干燥，土粒分散，被风吹蚀，细颗粒含量降低。而在风力过后或减弱的地段，风沙颗粒逐渐堆积于土壤表层而使土壤沙化。因此，土壤沙化包括草地土壤的风蚀过程及在较远地段的风沙堆积过程。
我国沙漠化土地面积约33.4万km2，按照土壤发生层次A、B、C各层被风蚀破坏的程度分为若干种发展状态，其相对分布见表。
表5
我国土壤风沙化分级及其比例
（见黄昌勇主编《土壤学》，2000）
类
型
吹蚀深度
风沙覆盖(cm)
0.01mm损失(%)
生物生产力下降(%)
分布面积(万km2)
占全部(%)
轻度风蚀沙化(潜在沙漠化)
A层剥蚀
＜1/2
＜10
5-10
10-25
15.8
47.31
中度风蚀沙化(发展中沙漠化)
A层剥蚀
＞1/2
10-50
10-25
25-50
8.1
24.25
重度风蚀沙化(强烈沙漠化)
A层殆失
50-100
25-50
50-75
6.1
18.26
严重风蚀沙化(严重沙漠化)
B层殆失
＞100
＞50
＞75
3.4
10.18
二、土壤（地）沙化和沙漠化的类型
根据土壤沙化区域差异和发生发展特点，我国沙漠化土壤（地）大致可分为三类：
（一）干旱荒漠地区的土壤沙化
主要分布在内蒙古的狼山-宁夏的贺兰山-甘肃的乌鞘岭以西的广大干旱荒漠地区，沙漠化发展快，面积大。该地区气候极端干旱，沙化后很难恢复。
（二）半干旱地区的土壤沙化
主要分布在内蒙古中西部和东部、河北北部、陕西及宁夏东南部。该地区属于农牧交错的生态脆弱带，由于过渡放牧、农垦，沙化呈大面积区域化发展，人为因素影响很大，土壤沙化有逆转可能。
（三）半湿润地区的土壤沙化
主要分布在黑龙江、嫩江下游，其次是松花江下游、东辽河中游以北地区，呈狭带状断续分布在河流沿岸。沙化面积小，发展程度较轻，并与土壤盐渍化交错分布，属林-牧-农交错地区，降水量在500mm左右。这类沙化可控制和修复。
三、影响土壤沙化的因素
（一）干旱气候引起的风沙
第四纪以来，随着青藏高原的隆起，西北地区干旱气候日益加剧，雨水稀少，风大沙多，使土壤沙化逐渐发展。
（二）人为活动引起的风沙
人为活动是土壤沙化的主导因素，原因是：人类活动使水资源短缺，加剧干旱和风蚀；农垦和过渡放牧，植被覆盖降低。据统计，人为因素引起的土壤沙化占总沙化面积的94.5%，其中农垦不当占25.4%，过渡放牧占28.3%，森林破坏占31.8，水资源利用不合理占8.3%，开发建设占0.7%。
四、土壤沙化的危害
土壤沙化对经济建设和生态环境危害极大。首先，土壤沙化使大面积土壤失去农、林、牧生产能力，使有限的土壤资源面临更为严重的挑战。我国从1979年到1989年10年间，草场退化每年约130万hm2，人均草地面积由O.4hm2下降到0.36hm2。其次，使大气环境恶化。由于土壤大面积沙化，使风挟带大量沙尘在近地面大气中运移，极易形成沙尘暴，甚至黑风暴。20世纪30年代在美国，60年代在前苏联均发生过强烈的黑风暴。70年代以来，我国新疆发生过多次黑风暴。土壤沙化的发展，造成土地贫瘠，环境恶劣，威胁人类的生存。我国汉代以来，西北的不少地区是一些古国的所在地，如宁夏地区是古西夏国的范围，塔里木河流域是楼兰古国的地域，大约在1500年前还是魏晋农垦之地，但现在上述古文明已从地图上消失了。从近代时间看，1961年新疆生产建兵团32团开垦的土地，至1976年才15年时间，已被高1-1.5m的新月形沙丘所覆盖。
五、土壤沙化的防治途径
土壤沙化的防治必须重在防。从地质背景上看，土地沙漠化是不可逆的过程。防治重点应放在农牧交错带和农林草交错带，在技术措施上要因地制宜。主要防治途径如下。
（一）营造防沙林带
我国沿吉林白城地区的西部一内蒙古的兴安盟东南一哲里木盟和赤蜂市一古长城沿线是农牧交错带地区，土壤沙化正在发展中。我国已实施建设“三北”地区防护林体系工程，应进一步建成为“绿色长城”。一期工程已完成600万hm2植树造林任务。目前已使数百万公顷农田得到保护，轻度沙化得到控制。
（二）实施生态工程
我国的河西走廊地区，昔日被称为“沙窝子”、“风库”，当地因地制宜，因害设防，采取生物工程与石工程相结合的办法，在北部沿线营造了1220多km的防风固沙林13.2万hm2，封育天然沙生植被26.5万hm2，在走廊内部营造起约5万hm2农田林网，河西走廊一些地方如今已成为林茂粮丰的富蔗之地。
（三）建立生态复合经营模式
内蒙古东部、吉林白城地区、辽西等半干旱、半湿润地区，有一定的降雨量资源，土壤沙化发展较轻，应建立林农草复合经营模式。
（四）合理开发水资源
这一问题在新疆、甘肃的黑河流域应得到高度重视。塔里木河建国初年径流量100×108m3，50年代后上游站尚稳定在40×108-50×108m3。但在只有2万人口、2000多hm2土地和30多万只羊的中游地区消耗掉约40×108m3水，中游区大量耗水致使下游断流，300多公里地段树、草枯萎和残亡，下游地区的4万多人口、1万多hm2土地面临着生存威胁。因此，应合理规划，调控河流上、中、下游流量，避免使下游干涸、控制下游地区的进一步沙化。
（五）控制农垦
土地沙化正在发展的农区，应合理规划，控制农垦，草原地区应控制载畜量。草原地区原则上不宜农垦，旱粮生产应因地制宜控制在沙化威胁小的地区。印度在1.7亿hm2草原上放牧4亿多头羊，使一些稀疏干草原很快成为荒漠。内蒙古草原的理论载畜量应为O.49只羊/hm2，而实际载畜量每公顷达0.65只羊，超出33%。因此，从牧业持续发展看必须减少放牧量。实行牧草与农作物轮作，培育土壤肥力。
（六）完善法制，严格控制破坏草地
在草原、土壤沙化地区，工矿、道路以及其他开发工程建设必须进行环境影响评价。对人为盲目垦地种粮、樵柴、挖掘中药等活动要依法从严控制。
第四节
土壤盐渍化及防治
土壤盐渍化是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程，也称盐碱化。我国盐渍土或称盐碱土的分布范围广、面积大、类型多，总面积约1亿hm2。主要发生在干旱、半干旱和半湿润地区。盐碱土的可溶性盐主要包括钠、钾、钙、镁等的硫酸盐、氯化物、碳酸盐和重碳酸盐。硫酸盐和氯化物一般为中性盐，碳酸盐和重碳酸盐为碱性盐。
一、盐渍化的危害
（一）引起植物“生理干旱”
当土壤中可溶性盐含量增加时，土壤溶液的渗透压提高，导致植物根系吸水困难，轻者生长发育受到不同程度的抑制，严重时植物体内的水分会发生“反渗透”，招致凋萎死亡。
（二）盐分的直接毒害作用
当土壤中盐分含量增多，某些离子浓度过高时，对一般植物直接产生毒害。特别是碳酸盐和重碳酸盐等碱性盐类对幼芽、根和纤维组织有很强的腐蚀作用，会产生直接危害。同时，高浓度的盐分破坏了植物对养分的平衡吸收，造成植物某些养分缺乏而发生营养紊乱。如过多的钠离子，会影响植物对钙、镁、钾的吸收，高浓度的钾又会妨碍对铁镁的摄取，结果会导致诱发性的缺铁和缺镁症状。
（三）降低土壤养分的有效性
盐渍化土壤中的碳酸盐和重碳酸盐等碱性盐在水解时，呈强碱性反应，高pH条件会降低土壤中磷、铁、锌、锰等营养元素的溶解度，从而降低了土壤养分对植物的有效性。
（四）恶化土壤物理和生物学性质
当土壤中含有一定量盐分时，特别是钠盐，对土壤胶体具有很强的分散能力，使团聚体崩溃，土粒高度分散，结构破坏，导致土壤湿时泥泞干时板结坚硬，通气透水性不良，耕性变差。同时，不利于微生物活动，影响土壤有机质的分解与转化。
二、土壤盐渍化的形成条件
气候干旱、地势低洼、排水不畅、地下水位高、地下水矿化度大等是盐渍化形成的重要条件，母质、地形、土壤质地层次等对盐渍化的形成也有重要影响。
（一）半干旱半湿润季风气候是土壤盐渍化的前提
无论从全球还是从我国来看，大部分的盐碱土都分布在雨水稀少的干旱、半干旱和半湿润季风气候地区，干湿季节明显，旱季漫长湿季短暂，蒸发量大于降雨量。我国主要的盐碱土地区，如华北和东北地区，年降水量只有400-700mm，而年蒸发量则远超过1000mm；西北地区的内蒙古、宁夏、青海和新疆等地，年降雨量仅为100-350mm，有些地区更低，年蒸发量却高达2000-3000mm，为降雨量的10-15倍，甚至300倍。这种气候特点为盐分聚集地表，土壤返盐提供了条件。成土母质风化释放出的可溶性盐分，无法淋溶，只能随水搬运至排水不畅的低平地区，在强烈的蒸发作用下，盐分便聚积于表层土壤内，导致土壤盐渍化。
（二）地形地貌是盐分累积分异的重要条件
地形地貌引起水盐的分配和运动，所以盐碱土总是分布于特定的地形地貌部位上。陆地上盐分移动和集聚的基本趋势是盐分地面和地下径流由高处向低处汇集，积盐状况由高处到低处逐渐加重。因此，就大地形而言，盐碱土多分布在地形低平的内陆盆地、山间洼地和平坦、排水不畅的平原地区，地面水和地下水汇集，地下水经常维持较高水位，容易形成盐碱土。地势较高的地区和坡地不会形成盐碱土。从小地形来看，在低平地区中的局部高处，由于蒸发快，水和盐分由低处向高处聚积，有时往往相距几十米或几米，高差仅为十几厘米的地方，高处的盐分含量可比低平处高出几倍。
（三）地下水状况是土壤盐渍化的主导因素
含盐的地下水，借土壤毛管作用上升至土壤表层，水分蒸发后盐分便积聚起来，这是土壤盐碱化很普遍的过程。而地下水位高低、地下水矿化度的大小与土壤盐碱化有着密切的关系，故地下水影响是现代积盐的根本原因。①地下水位与土壤积盐的关系：地下水位越高，含盐地下水越易通过毛管上升至地表，水分蒸发后，盐分便遗留在土壤表层，引起土壤盐渍化。生产上为保证植物根系活动层土壤不发生盐渍化，所要求的地下水最小埋藏深度称为地下水临界深度。临界深度并非常数，它受气候、土壤质地、地下水矿化度和人为因素等的影响较大。②地下水矿化度与土壤积盐的关系：地下水矿化度是指每升地下水中含盐的克数（g/L），生产上将开始引起土壤盐渍化的地下水矿化度称为临界矿化度。地下水矿化度越高，则土壤容易发生盐碱化。反之，则不易发生盐碱化。因此，地下水位的高低和地下水矿化度的大小影响着土壤盐渍化的程度，一般地下水位越高，矿化度越大，土壤积盐程度越严重。
（四）母质和生物也是土壤盐渍化的形成条件
母质对土壤盐渍化形成的影响有两个方面：一是母质本身含盐：在经过漫长地质年代聚集下来的盐分，形成古盐土、含盐地层、盐岩或盐层，在漠境极端干旱的条件下，盐分得以残留下来成为目前的残积盐土。二是含盐母质在滨海或盐湖形成新的沉积物，经地壳运动将这些新沉积物暴露出来成为陆地，从而使土壤含盐。
有些盐地植物的耐盐力很强，能在土壤溶液渗透压很高的土壤上生长，这些植物根系发达，能从深层土壤或地下水中吸取大量的水溶性盐类。吸收积累的盐分可达植物干重的20%-30%，甚至高达40%-50%，植物死亡后，就把盐分留在表层土壤中或地面上，从而加速土壤的盐碱化。新疆盐渍土上生长的红柳和胡杨等都具有这种作用。另外，某些盐生植物在生长过程中，能把体内的盐分分泌出来（称为泌盐植物），就地累积于植株的附近，日积月累大大地增加土壤表层中的盐分。
（五）人类活动是引起土壤次生盐渍化的主因
在干旱、半干旱和半湿润的平原灌区，不合理的人类活动是引起土壤次生盐渍化的主要原因。如灌排、轮作等措施不当，会使土壤发生盐碱化。这种由于人为生产措施不当而造成的土壤盐渍化，称为次生盐渍化。土壤次生盐渍化的发生，从内因来看，土壤具有潜在盐渍化。从外因来看，主要是人类活动所致。归纳起来有：①灌排系统不配套：有灌无排或排水不畅，地下水位上升，导致土壤积盐。②大水漫灌、串灌：土地不平整，灌水量不加节制，大量水分入渗提高了地下水位，带来了次生盐渍化。③渠道渗漏：长期引水后，提升了渠道两侧的地下水位，引起水道两侧的次生盐渍化。④平原蓄水不当：平原水库的水位一般都接近于地面，如在水库周围不修建截渗设施，则由于水库水体的静水压，势必导致水库周围地下水位的升高，使土壤发生次生盐渍化。⑤利用矿化度较大的地面水或地下水进行灌溉所致。⑥不合理的耕种方式：有些灌区水旱插花种植，水田周围又无截渗措施，使四周旱田区的地下水位因稻田灌水而抬高，造成旱田土壤发生次生盐渍化。此外，在灌区耕作粗放、施肥不合理、土地不平整等，都易造成土壤次生盐渍化的加重。
三、土壤盐渍化的类型
（一）现代盐渍化：在现代自然环境下，积盐过程是主要的成土过程。
（二）残余盐渍化：土壤中某一部位含一定数量的盐分而形成积盐层，但积盐过程不再是目前环境条件下主要的成土过程。
（三）在盐渍化：心底土存在积盐层，或者处于积盐的环境条件(如高矿化度地下水、强
蒸发等等)，有可能发生盐分表聚的情况。
我国盐渍土总面积约1亿hm2，其中现代盐渍化土壤约0.37亿hm2，残余盐渍化土壤约0.45亿hm2，潜在盐渍化土壤约0.17亿hm2。由于受气候及水资源条件的限制，以及科学技术开发能力的限制，很多盐渍土尤其是现代盐渍土及残余盐渍土尚不可能得到有效利用。
第五节
土壤潜育化及其防治
一、土壤潜育化与次生潜育化的概念
土壤潜育化是土壤处于地下水和饱和、过饱和水长期浸润状态下，在lm内的土体中某些层段氧化还原电位（Eh）在200mv一下，并出现因Fe、Mn还原而生成的灰色斑纹层、或腐泥层、或青泥层、或泥炭层的土壤形成过程。土壤次生潜育化是指因耕作或灌溉等人为原因，土壤(主要是水稻土)从非潜育型转变为高位潜育型的过程。常表现为50cm土体内出现青泥层。
我国南方有潜育化或次生潜育化稻田400多万hm2，约有一半为冷浸田，是农业发展的又一障碍。广泛分布于江、湖、平原，如鄱阳平原、株江三角州平原、太湖流域、洪泽湖以东的里下河地区，以及江南丘陵地区的山间构造盆地，以及古海湾地区等。
二、次生潜育化稻田的形成原因
其形成与土壤本身排水条件不良，水过多以及耕作利用不当有关。
（一）排水不良
土壤处于洼地、比较小的平原、山谷涧地等地区，排水不良是形成次生潜育化的根本原因。
（二）水过多
首先是水利工程，沟渠水库周围由于坝渠漏水。其次可能是潜水出露，如湖南的“滂泉田”，排灌不分离，串灌造成土壤长期浸泡。
（三）过度耕垦
我国南方20世纪60-70年代大力推广三季稻，复种指数大大提高，干湿交替时间缩短，犁底层加厚并更紧实，阻碍了透水、透气，故易诱发次生潜育化。另外，次生潜育化与土壤质地较粘、有机质含量较高也有关。
三、潜育化和次生育化土壤的障碍因素
（一）还原性有害物质较多
强潜育性土壤的Eh大多在250mV以下。Fe2+含量可高达4×103mg/kg，为非潜育化土壤的数十至数百倍，易受还原物质毒害。
（二）土性冷
潜育化或次生潜育化土壤的水温、土温在3-5月间，比非潜育化土壤分别低3-8℃和2-3℃，是稻田僵苗不发、迟熟低产的原因。
（三）养分转化慢
土壤的生物活动较弱，有机物矿化作用受抑制，有机氮矿化率只有正常土壤的50%-80%。土壤钾释放速率低，速效钾、缓效钾均较缺乏，还原作用强，有较高的CH4、N20源。
四、改良和治理
潜育化和次生潜育化土壤的改良和治理应从环境治理做起，治本清源、因地制宜、综合利用。主要方法措施如下：
（一）开沟排水，消除渍害
在潜育化和次生潜育化土壤周围开沟，排灌分离，防止串灌。明沟成本较低，但暗沟效果较好，沟距以6-8m(重粘土)和lO-15m(轻粘土)为宜。
（二）多种经营，综合利用
潜育化和次生潜育化土壤可以施行与养殖系统结合，如稻田一鱼塘、稻田一鸭一鱼系统。或者开辟为浅水藕、荸荠等经济作物田。有条件的实施水旱轮作。
（三）合理施肥
潜育化和次生潜育化土壤氮肥的效益大大降低，宜施磷、钾、硅肥以获增产。
（四）开发耐渍植物品种
这是一种生态适应性措施。探索培育耐潜育化水稻良种，已收到一定的增产效果。
第六节
土壤污染及其防治
一、土壤污染概述
（1）土壤背景值
环境中有害物质的自然背景值和本底值是环境科学的一项基本资料，只有掌握了环境的背景值，才能判断是否存在污染以及估计污染的程度。土壤背景值是指未受人类污染影响的情况下，土壤在自然界存在和发展过程中其本身原有的化学组成、化学元素和化合物的含量，也称本底值。目前在全球环境受到污染的条件下，要寻找绝对不受污染的背景值是很困难的。因此，土壤背景值实际上是在时间和空间上的相对概念，是表示相对不受污染的情况下土壤的基本化学组成和数量。农业土壤更是如此。土壤中污染物的累积量超过土壤背景值即为土壤污染。
土壤背景值的表示方法，国内外没有统一规定。目前我国通常采用测定值的算术平均值加减一个标准差来表示。它不仅表示土壤中某一污染物的平均含量，同时还说明了该污染物的含量范围。异常值的判断方法，我国都以Xo=X+2S(式中Xo为污染起始值，X为测定平均值，S为标准差)来判断。
土壤背景值的数量是评价环境质量、计算机污染物质的土壤环境容量和进行土壤污染预测预报的基础资料，是研究制定土壤污染指标和拟定土壤污染防治措施的基本依据。因此，开展土壤背景值的研究是环境科学的一项重要基础工作。我国已经开展了区域土壤背景值的研究，并提出了一些地区的土壤背景值。
（2）土壤的自净作用和环境容量
土壤是一个半稳定状态的复杂物质体系，对外界环境条件的变化和外来的物质有很大的
缓冲能力。从广义上说，土壤的自净作用是指污染物进入土壤后经生物和化学降解变为无毒害物质，或通过化学沉淀、络合和螯合作用、氧化还原作用变为不溶性化合物，或为土壤胶体牢固地吸附，植物难以利用而暂时退出生物小循环，脱离食物链或排出土壤。狭义的土壤自净能力则主要是指微生物对有机污染物的降解作用，以及使污染化合物转变为难溶性化合物的作用。但是，土壤在自然净化过程中，随着时间的推移，土壤本身也会遭到严重污染。因为土壤污染及其去污，决定于污染物进入量与土壤天然净化能力之间的消长关系，当污染物的数量和污染速度超过了土壤的净化能力时，破坏了土壤本身的自然动态平衡，使污染物的积累过程逐渐占优势，从而导致土壤正常功能失调，土壤质量下降。在通常情况下，土壤的净化能力决定于土壤物质组成及其特性，也和污染物的种类和性质有关。不同土壤对污染物质的负荷量(或容量)不同，同一土壤对不同污染物的净化能力也是不同的。应当指出，土壤的净化速度是比较缓慢的，净化能力也是有限的，特别是对于某些人工合成的有机农药、化学合成的某些产品以及一些重金属，土壤是难以使之净化的。因此，必须充分合理地利用和保护土壤的自净作用。
土壤环境容量是指土壤生态系统中某一特定的环境单元内，土壤所允许容纳污染物质的最大数量。也就是说在此土壤时空内，土壤中容纳的某污染物质不致阻滞植物的正常生长发育，不引起植物可食部分中某污染物积累到危害人体健康的程度，同时又能最大限度地发挥土壤的净化功能。
土壤环境容量的计算公式如下：
Q=(Ck-B)x105
式中：Q=土壤环境容量(kg/hm2)Ck=土壤环境标准值(mg/kg)B=区域土壤背景值(mg/kg)
105=将mg/kg换算成kg/hm2的系数
上式可见，在一定区域的土壤特性和环境条件下，B值是一定的，Q的大小决定于CK。土壤环境标准值大，土壤环境容量也大；反之容量则小。土壤环境标准的制定，一般根据田间采样测定统计和盆栽试验，求出土壤中不同污染物使某一作物体内残毒达到食品卫生标准或使作物生育受阻时的浓度，以此作为土壤环境标准。根据土壤环境容量与实际含量相比较，可以深刻反映区域内的污染状况和环境质量水平，从总量控制上提出环境治理和管理的具体措施。
（3）土壤污染源
土壤污染主要来自工业“三废”和肥料、农药等，归纳起来主要有以下几方面。
1.污水灌溉污染
污水灌溉是指利用城市污水或工业废水灌溉农田或是水质污染随着灌溉而进入土壤。目前，我国的污水灌溉区已发展到30多个，污灌面积约73万公顷，污水年排放量为300多亿立方米，多数污水未经处理，含有多种重金属离子，超出土壤灌溉水质标准。
2.施肥污染
主要指施用化学肥料、污泥、矿渣、粉煤灰等引起的污染。施肥对于改土培肥和提高农产品产量、改进品质方面具有重大作用。但是，不合理的施肥也会造成污染。大量施用化学氮肥会在土壤中累积硝态氮，经水的淋洗进入水体，引起水体富营养化和硝酸盐积累，污染环境。同时，农产品中累积过多的硝酸盐，对人体健康有害。在工业磷肥生产中，由于矿源不纯，带来的镉、砷、硼、氟等物质往往存在于磷肥产品中，长期大量施用磷肥，则可造成上述有害元素的积累。利用废酸生产的磷肥中带有三氯乙醛还会直接毒害植物。污泥、矿渣、粉煤灰等中虽含有大量营养物质，同时含有多种有害物质，也是土壤污染源之一。
3.使用农药污染
我国过去长期大量使用有机氯和有机磷农药，在土壤中残留时间长、危害大，污染比较严重。1983年国务院下令停止生产六六六和DDT，持续了30余年的主要农药污染源将被消除。但目前有机磷农药和替代有机氯的农药仍在使用，既污染土壤又污染农产品。据统计，目前全国受农药污染的土壤面积仍然较大。
4.工业废气污染
工业废气和粉尘、烟尘、金属飘尘等首先污染大气，然后降落到地面而污染土壤。最常见的是含二氧化硫或氟化氢的废气，它们分别以硫酸和氢氟酸形式随降水进入土壤。据检测，以SO2污染所形成的酸雨在我国检出率达50%以上，个别地区近100%。这对农作物、土壤微生物种群和土壤理化性质都将产生危害和影响。土壤中易溶性氟的含量增高，还有害于人畜健康。粉尘和烟尘的成分比较复杂，它们可直接危害植物的生长。金属飘尘中含有重金属元素，也是土壤重金属污染的一条重要途径。据估计，我国工业和家庭烧煤所产生的烟尘年排放量约为1400万吨，国家卫生质量标准规定每月的降尘量为6-8t/km2，工业排放标准每月为18t/km2，但几乎所有城市都超过了以上标准，一般都在30-40t，有的高达数百吨至上千吨。
5.工业废渣和城市垃圾污染
据不完全统计，全国75个城市历年积累的工业废渣和尾矿达715.7亿吨，1980年统计28个省市工业废渣共4.8亿吨。这些废渣不仅占用了大片土地，而且造成更多的土壤污染。城市垃圾的主要成分为有机垃圾、砖瓦、碎玻璃、废纸、布块、塑料、纤维、金属、橡胶、煤灰渣以及工厂的各种废渣等，长期施用导致土壤耕性困难，保水保肥能力下降。这些废渣和垃圾常含有一些重金属元素或有毒的有机化合物、酸、碱、盐类和有害微生物、病菌等，进入土壤后也会造成不同程度的污染。近几年，我国塑料地膜地面覆盖栽培技术发展迅速，部分地膜弃于田间，造成土壤的白色污染。
（4）土壤污染物质
土壤污染物质大致可分为无机污染物和有机污染物两大类，具体包括以下几种。
1.无机污染物
主要包括①重金属：主要指镉、铅、铬、汞、铜、锌、砷、镍等，我国对土壤中重金属污染调查较多的是镉、汞污染。其他元素污染在局部地区有所发现，但面积较小。②酸、碱、盐、硒、氟、氰化物等。③化学肥料、污泥、矿渣、粉煤灰等。④工业三废：包括废气、废渣、污水。⑤放射性污染物：存在于土壤本底的放射性元素有40钾、228镭、14碳等。原子能工业的废弃物及核爆炸的尘埃可增加土壤中的放射性物质，其中有90锶和137铯等两种放射性元素的半衰期分别为28年和30年，因而可在土壤中久存和积累。磷肥中含铀系放射性衰变物质对农田也会产生一定程度的污染。
2.有机污染物
主要包括①有机农药：如杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。②有机废弃物：矿物油类、表面活性剂、废塑料制品、酚、三氯乙酸（是许多化工产品的原料）、有机垃圾等。③有害微生物：寄生虫、病原菌、病毒等。
（5）土壤污染的危害
随着现代工业化和城市化的不断发展，环境中有毒有害物质日趋增多，环境污染日益严重。当外界环境进入土壤中的各种污染物质，其含量超过土壤本身的净化能力，使土壤微生物和植物生长受到危害时，称其为土壤遭受污染。土壤是人类和动植物赖以生存的自然环境，污染物质通过土壤-植物-动物-人体系统的食物链，使人类和动植物遭受危害。土壤污染的危害主要表现如下：
1.土壤（土地）生产力下降
土壤被污染后有毒有害物质增多，引起土壤酸碱度显著变化，造成土壤结构破坏，土壤养分元素失去平衡，阻碍或抑制土壤微生物和植物的生命活动，影响土壤营养物质和能量的转化，从而使生物生产量受到影响，严重者会使土壤丧失生产力。
2.环境污染加剧
土壤污染是环境污染的一种。土壤污染会对其它环境因素产生影响。例如土壤表层的污染物随风飘起被搬到周围地区，扩大污染面。土壤中一些水溶性污染物受到土壤水淋洗作用而进入地下水，造成地下水污染；另一些悬浮物及其所吸附的污染物，也可随地表径流迁移，造成地表水体的污染等。
3.食品质量受到威胁
污染物通过以土壤为起点的土壤一植物一动物一人类的食物链，使有害物质逐渐富集，从而降低食物链中农副产品的生物学质量，造成残毒，直接或间接地危害人类的生命和健康。如镉污染全国涉及11个省市，北起黑龙江、辽宁，南至广东、广西，面积约1万公顷，并以产生“镉米”（镉含量最高的稻米）。汞污染有21个地区，面积约3.2万公顷，最严重的有贵州省清镇地区、铜仁汞矿区以及第二松花江流域，所产稻米中汞含量高达0.382mg/kg，大大超过食品标准（0.02mg/kg）。
二、土壤污染的防治
根据我国制定的“全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、保护环境、造福人民”的方针，贯彻“预防为主的原则”，彻底清除污染源。对已经污染的土壤，必须采取一切有效的措施加以改良，从而提高土壤的环境质量，促进人类与动植物的健康成长。
（1）土壤污染的预防措施
1.依法预防
制定和贯彻防止土壤污染的有关法律法规，是防止土壤污染的根本措施。严格执行国家有关污染物排放标准，如农药安全使用标准、工业三废排放标准、农用灌溉水质标准、生活饮用水质标准等。
2.建立土壤污染监测、预报与评价系统
在研究土壤背景值的基础上，应加强土壤环境质量的调查、监测与预控。在有代表性的地区定期采样或定点安置自动监测仪器，进行土壤环境质量的测定，以观察污染状况的动态变化规律。以区域土壤背景值为评价标准，分析判断土壤污染程度，及时制定出预防土壤污染的有效措施。当前的主要工作是继续进行区域土壤背景值的研究，调查区域土壤污染状况和污染程度，对土壤环境质量进行评价和分级，确定区域污染物质的排放量、允许的种类、数量和浓度。
3.发展清洁生产，彻底消除污染源
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控制“三废”的排放：在工业方面，应认真研究和大力推广闭路循环，无毒工艺。生产中必须排放的“三废”应在工厂内进行回收处理，开展综合利用，变废为宝，化害为利。对于目前还不能综合利用的“三废”，务必进行净化处理，使之达到国家规定的排放标准。对于重金属污染物，原则上不准排放。对于城市垃圾，一定要经过严格机械分选和高温堆腐后方可施用。
（2）加强污灌管理：建立污水处理设施，污水必须经过处理后才能进行灌溉，要严格按照国家规定的“农田灌溉水质标准”执行。污水处理的方法包括：通过筛选、沉淀、污泥消化等，除去废水中的全部悬浮沉淀固体的机械处理；将初级处理过的水用活性污泥法或生物曝气滤池等方法降低废水中可溶性有机物质，并进一步减少悬浮固体物质的二级处理，又称生化曝气处理；以及化学处理。通过这些过程处理后的水还可通过生物吸收(如水花生、水葫芦等)进一步净化水质。灌溉前进一步检测水质，加强监测，防止超标，以免污染土壤。
（3）控制化肥农药的使用：为防止化学氮肥和磷肥的污染，应因土因植物施肥，研究确定出适宜用量和最佳施用方法，以减少在土壤中的累积量，防止流入地下水体和江河、湖泊进一步污染环境。为防止化学农药污染，应尽快研究筛选高效、低毒、安全、无公害的农药，以取代剧毒有害化学农药。积极推广应用生物防治措施，大力发展生物高效农药。同时，应研究残留农药的微生物降解菌剂，使农药残留降至国标以下。
（4）植树造林，保护生态环境：土壤污染是以大气污染和水质污染为媒介的二次污染为主。森林是个天然的吸尘器，对于污染大气的各种粉尘和飘尘都能被森林阻挡、过滤和吸附，从而净化空气，避免了由大气污染而引起的土壤污染。此外，森林在涵养水源，调节气候，防止水土流失以及保护土壤自净能力等方面也发挥着重要作用。所以，提高森林覆盖率，维护森林生态系统的平衡是关系到保护士壤质量的大问题，应当给予足够的重视。
（2）污染土壤的综合治理措施
对于被污染的土壤或进入土壤的污染物，可采用以下措施进行综合治理：
1.生物修复
土壤污染物质可以通过生物降解或植物吸收而被净化。蚯蚓是一种能提高土壤自净能力的环境动物，利用它还能处理城市垃圾和工业废弃物以及农药、重金属等有害物质。因此，蚯蚓被人们誉为“生态学的大力士”和“环境净化器”等。积极推广使用农药污染的微生物降解菌剂，以减少农药残留量。利用植物吸收去除污染：严重污染的土壤可改种某些非食用的植物如花卉、林木、纤维作物等，也可种植一些非食用的吸收重金属能力强的植物，如羊齿类铁角蕨属植物对土壤重金属有较强的吸收聚集能力，对镉的吸收率可达到10%，连续种植多年则能有效降低土壤含镉量。
2.施用化学物质
对于重金属轻度污染的土壤，使用化学改良剂可使重金属转为难溶性物质，减少植物对它们的吸收。酸性土壤施用石灰，可提高土壤pH值，使镉、锌，铜、汞等形成氢氧化物沉淀，从而降低它们在土壤中的浓度，减少对植物的危害。对于硝态氮积累过多并已流入地下水体的土壤，一则大幅度减少氮肥施用量，二则施用配施脲酶抑制剂、硝化抑制剂等化学抑制剂，以控制硝酸盐和亚硝酸盐的大量累积。
3.增施有机肥料
增施有机肥料可增加土壤有机质和养分含量，既能改善土壤理化性质特别是土壤胶体性质，又能增大土壤环境容量，提高土壤净化能力。受到重金属和农药污染的土壤，增施有机肥料可增加土壤胶体对其的吸附能力，同时土壤腐殖质可络合污染物质，显著提高土壤钝化污染物的能力，从而减弱其对植物的毒害。
4.调控土壤氧化还原条件
调节土壤氧化还原状况在很大程度上影响重金属变价元素在土壤中的行为，能使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物，控制其迁移和转化，从而降低污染物危害程度。调节土壤氧化还原电位即Eh值，主要通过调节土壤水、气比例来实现。在生产实践中往往通过土壤水分管理和耕作措施来实施，如水田淹灌，Eh可降至160mv时，许多重金属都可生成难溶性的硫化物而降低其毒性。
5.改变轮作制度
改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化，可消除某些污染物的毒害。据研究，实行水旱轮作是减轻和消除农药污染的有效措施。如DDT、六六六农药在棉田中的降解速度很慢，残留量大，而棉田改水后，可大大加速DDT和六六六的降解。
6.换土和翻土
对于轻度污染的土壤，采取深翻土或换无污染的客土的方法。对于污染严重的土壤，可采取铲除表土或换客土的方法。这些方法的优点是改良较彻底，适用于小面积改良。但对于大面积污染土壤的改良，非常费事，难以推行。
7.实施针对性措施
对于重金属污染土壤的治理，主要通过生物修复、使用石灰、增施有机肥、灌水调节土壤Eh、换客土等措施，降低或消除污染。对于有机污染物的防治，通过增施有机肥料、使用微生物降解菌剂、调控土壤pH和Eh等措施，加速污染物的降解，从而消除污染。
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