农田土壤健康评价体系构建的若干思考

健康土壤是保障粮食安全、耕地产能提升和农业高质量发展的基础。目前土壤健康评价已成为全球土壤学领域研究的焦点和热点,国内外学者对于土壤健康评价方法及指标的选择进行了系统总结,然而缺乏具体评价过程中的实操性建议。本文重点剖析了土壤健康的特点与多功能性、评价的通用原则、指标选择的n+X模式及评价方法的选择与落地实现,提出了土壤健康差与基准值、基础指标和约束性指标的选择及指标选择的制宜性,明确了土壤健康指标体系建立需要考虑土壤质地、作物类型、土地利用方式、气候条件等因素,建议土壤健康技术和模式落地实现需要与相关政策结合。未来需要继续开展土壤健康驱动机制和健康土壤培育机理研究;基于长期定位试验和耕地质量长期监测网点,构建基于土壤质地、作物类型、土地利用、管理目标和评价尺度的指标体系和阈值、数据库和决策支持系统;结合相关政策和区域环境的约束性,形成跨区域、跨国家的共识、公约和行动,推动全球土壤健康行动落地和农业可持续发展。     

耕地健康产能内涵及评价指标体系研究进展

耕地健康产能是保障国家粮食安全和农业可持续发展的基础。目前大多数研究只针对于土壤健康、土壤质量和耕地产能的某一方面展开,将耕地健康和耕地产能结合起来的研究较少,对耕地健康产能的认识也不够全面。本文采用文献回顾法,综述了国内外有关耕地产能和耕地健康相关的概念和指标,界定了耕地健康产能的内涵,并从气候、土壤、技术水平、生产环境、作物安全性、生产弹性6个方面构建了耕地健康产能评价指标体系,提出了评价思路。本文建议今后应进一步研究指标定量分析和获取方法,探索不同尺度、不同区域耕地健康产能评价指标体系和方法,加强对耕地健康产能的监测,识别限制健康产能的因子,为耕地保护和农业可持续利用提供支持。     

耕地土壤健康及其评价探讨

开展面向耕地的土壤健康评价,对保障我国粮食安全和生态文明建设具有紧迫的现实意义.针对相关研究中土壤健康概念抽象、评价尺度杂糅等普遍性问题,及欧美主流技术路线中的局限性,文章从概念解构的视角进行了探讨,提出研究框架,以期为我国耕地土壤健康评价工作提供参考.首先,通过构建基于土壤功能与胁迫的土壤健康观,从理论方面将耕地土壤...     

太仓地区有机氯污染农田土壤动物群落结构分析

土壤环境的优劣决定着我国未来农业的可持续性发展，同时也深刻地影响着动物和人类的健康。土壤动物作为土壤污染程度的指示生物已成为国际土壤生态学领域研究中的热点问题，对土壤动物作为土壤质量表征的研究目前仍处在开展阶段。有机氯农药化学性质稳定，残留时间长，脂溶性强，且利用率低而对农业生态环境造成严重的污染。此前已有文献讨论有机氯农药与土壤的关系，土壤动物对重金属污染的反应，     

投影寻踪等级评价模型在土壤质量变化综合评价中的应用

土壤质量动态变化研究是以土壤质量评价为基础，通过土壤质量指数的时空变化来反映。因评价实体、目标、指标体系的不同，评价模式（方法）也存在差异。由于涉及多个评价指标，所以属于高维数据处理问题。针对传统评价方法存在指标权重确定没有统一的理论和计算方法的不足，本文提出用基于实码加速遗传算法（Real coding based accelerating genetic algorithm，简称RAGA）的投影寻踪等级评价（Projection pursuit grade evaluation，简称PPE）模型。通过RAGA优化PPE模型中的投影方向参数，完成高维数据向低维空间的转换，即将每个样本的多个评价指标综合成一个综合指标，用倒S曲线建立投影寻踪土壤质量综合评价模型，从而实现对土壤样本的评价。     

土壤健康指标体系与评价方法研究进展

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。     

土壤健康评估指标、框架及程序研究进展

土壤健康已经成为土壤学中的研究热点。对土壤健康进行科学的评估是进行土壤健康管理和实现可持续发展目标的基础。然而，由于土壤具有多种属性和生态服务功能，科学的进行土壤健康评估面临着巨大的挑战。本文回顾了土壤健康概念的发展历程，总结了进行土壤健康评估的物理、化学和生物指标及其表征意义；介绍了目前常用的土壤健康评估框架及其适用性，梳理了土壤健康评估的一般程序，并指出我国未来的土壤健康评估应该关注碳汇指标、生物指标和环境指标。本文旨在为建立符合我国国情的土壤健康评估方法提供借鉴。     

我国土壤质量及其评价研究的进展

在阐述了土壤质量的内涵基础上,分析了土壤质量和土壤健康、土地质量及土壤服务功能的联系。重点对我国土壤质量的评价研究进行了回顾和概述,从指标体系的选取和评价方法入手,探讨了评价的发展过程,分析了我国土壤评价指标体系因子选择的范围,在论述了国际土壤质量最新进展的基础上,指出了生物学指标研究是需要加强的方向;同时着重分析了我国土壤质量评价方法研究的进展,对我国土壤质量评价的方法进行了概括,指出了空间化,过程化,应用化和综合化的发展方向,并讨论了我国土壤评价研究的方向和趋势。     

环境土壤学——回顾与展望

环境土壤学是一门新兴的、土壤学和环境科学交叉融合的综合性学科，其研究重点从早期服务于农业安全生产发展至现在的土壤环境与健康，本文从土壤外源物质侵袭和土壤质量演变对土壤环境影响等方面回顾了环境土壤学发展历程。土壤污染物对土壤环境质量影响是以土壤元素背景值和环境现状调查为基础，以明确污染物形态，揭示土壤反应过程机制，评估污染效应，开展土壤环境修复工程为主线不断发展更新。土壤质量演变研究中碳、氮、硫、磷元素循环从土壤肥力和农业非点源污染的探讨拓展至土壤对全球气候变化的适应与响应；土壤退化研究则从对土壤生产力或功能丧失的研究发展至全球气候变化背景下农业发展可持续性及土壤生态功能的研究。环境土壤学在今后有四个重要发展趋势：提倡多学科交叉融合；评估全球气候变化对土壤元素循环的潜在影响；完善土壤健康评价框架中的土壤环境评价指标建立；学科发展服务于国家重大需求。     

康奈尔土壤健康评价系统及其应用

土壤健康是土壤质量的可变部分,受人类利用和管理土壤方式的影响明显。因此,掌握农田土壤健康状况,对改进农田管理方式、提高农作物产量和质量具有重要意义。康奈尔土壤健康评价系统通过研究土壤健康指标,科学全面的评价农田土壤的健康状况。该系统从39个备选的土壤健康指标中选取物理指标、生物指标和化学指标各4个,作为描述土壤健康特征的量化指标;在采样分析获得各指标的指标值后,通过土壤健康评分函数,将测得的指标值转换为对应指标的分值,并在此基础上计算出土壤健康总分,用以定量评价农田土壤的综合健康状况。该测试系统面向农民、为农民服务,操作简单、易于理解,对我国开展农田土壤健康管理和评价工作具有参考价值。     

“十四五”土壤质量与食物安全前沿趋势与发展战略

土壤质量与食物安全和人体健康息息相关。土壤质量与食物安全这一分支学科作为"十四五"土壤科学发展战略重要的组成部分,致力于治理与改善耕地土壤质量以应对粮食安全危机。文献计量结果表明,与发达国家相比,中国在该领域的研究起步较晚,但近年呈现加速上升甚至有超越的趋势。随着气候及环境污染问题凸显,国际上的相关研究热点集中于环境监测、土地利用、施肥管理、污染修复(重金属、抗生素、有机农药和病原微生物)及可持续发展等方面。本学科以土壤质量、土壤污染和粮食安全为重点研究方向,通过与地理信息学、环境科学、应用数学、医学等学科的交叉融合,借助同位素源解析、生物地球化学循环、分子生物学等前沿性理论与技术,未来将解决区域土壤质量监测、养分质量管理、食物安全与人体健康风险、土壤-作物系统中污染物迁移转化及阻控修复等关键科学问题。     

土壤科学发展的战略思考

土壤科学在国家农业可持续发展和生态环境建设中具有重要的战略地位.本文结合国际土壤科学研究现状和发展态势,分析了未来土壤科学发展所面临的形势与挑战,提出了土壤科学未来发展的战略需求和战略方向以及我国近10 ～ 20年内土壤学的研究方向与优先领域和重大项目,并探讨了我国土壤学科发展的战略规划与思路.为进一步推动我国土壤科学的发展和国家需求提供学科依据.     

土壤环境质量指导值与标准研究 Ⅱ.污染土壤的健康风险评估

快速城市化进程与工业发展，使得土壤污染日益严重。污染物进入土壤后，经水、气、生物等介质传输，通过饮水、呼吸、饮食、皮肤吸收等途径引起人体暴露，带来健康风险。污染土壤健康风险评估是制定土壤环境质量标准的基础，是一项新的环境管理技术与手段。我国污染土壤的健康风险评估还非常欠缺，为了推动其发展，本文讨论了其研究进展、方法、存在问题与发展趋势。当前，还缺乏准确定量的风险表征方法，评估过程中还具有较大不确定性。污染土壤的健康风险评估正在向多介质、多途径以及多种污染物暴露的方向发展，模型模拟的方法将会得到更多的应用。为了建立准确定量风险评估方法，在未来研究中需要加强对风险评估相关机理研究。这包括污染物的迁移传输规律、污染物的剂量一效应关系和人群生活方式等。     

土壤质量评价中文文献分析

基于中国知网(CNKI,http://www.cnki.net)1950~2016年关于土壤质量方面的中文文献查阅结果,概述了我国关于土壤质量的内涵认知、评价指标体系选择和权重确定方法以及土壤质量评价方法,旨在为今后的土壤质量评价提供参考。关于土壤质量的内涵,中国科研人员更接受土壤肥力和土壤质量这两个概念,进入21世纪后,中国开始更为关注基于"污染"的土壤环境质量;评价指标体系大致可以分为土壤物理指标、土壤养分和常规化学指标、土壤生物指标和污染物指标四类,土壤物理指标中,质地、含水量和耕层厚度使用频数最多,土壤养分与常规化学指标中,有机碳和pH使用频数最多,土壤生物指标中酶活性、细菌数量和真菌数量使用频数最多,但相比于物理指标和土壤养分和常规化学指标,生物指标的应用较少,污染物指标中重金属指标的使用频数最多;指标权重的确定方法中主观法的层次分析法和客观法的主成分分析占主导地位;土壤质量评价方法中综合指数法和内梅罗指数法应用的最多。土壤质量评价指标体系,因评价者、评价区域、评价对象和评价目的的不同而不同,随着我国经济、土壤微生物的研究技术的迅猛发展,预计微生物指标在土壤质量评价中将会得到越来越广泛和深入的应用。     

现代农业发展过程中土壤肥力资源合理利用的思考与对策

土壤是农业生产的重要基础,也是人类赖以生存的保障,其不仅关系食物安全供应,而且直接影响生态环境。土壤肥力是发展现代农业的重要支撑,其有效的培育涉及多学科与多专业,需要系统创新与联合攻关,如今人们对土壤肥力的认识已经从农业生产向环境安全、资源利用、生态健康及全球变化等方向转变与提升。本文从土肥长期定位研究、土壤肥力培育技术、现代农业发展等方面阐述内在关系及其特点,同时分析了现代土壤学研究领域所面临的重要挑战与发展趋势,并提出若干建议与对策。     

土壤动物与土壤健康

土壤动物与土壤健康息息相关,土壤动物多样性和功能能够灵敏反映人类活动和气候变化引起的土壤扰动。同时,土壤动物还通过与生物和非生物组分间的相互作用对地上生态系统产生反馈作用。当前土壤动物在土壤健康评价体系中的应用相对较少,主要集中在土壤线虫、节肢动物和蚯蚓等类群,仍缺乏基于土壤动物的系统性评价指标。因此,本文围绕土壤动物在指示土壤健康方面的潜力,系统总结了现有基于土壤动物的土壤健康评价指标,强调未来应建立和完善土壤动物基因组信息数据库,挖掘土壤动物的功能性状,加强土壤食物网结构和生态功能的研究,建立集成土壤动物物种多样性、功能性状和土壤食物网的指标体系,从而促进土壤健康和生态系统的可持续发展。