土壤环境功能区划的体系与方法探讨

随着我国社会经济的发展,土壤污染问题逐渐显露。加强土壤环境管理,防控土壤污染是当前我国土壤环境管理的重要方向。土壤环境管理要求构建土壤环境分区分类的管理体系,这需要以开展土壤环境功能区划研究为基础。研究通过探讨土壤环境功能区划概念,分析了土壤功能与土地利用的关系,提出了一个三级的土壤环境功能区划体系。依据土地利用类型和土壤功能及相关规划,划分出土壤生产功能区、土壤生态功能区和土壤承载功能区三个土壤功能区;在此基础上,依据土壤环境功能亚类并结合相关规划,将土壤功能区划分为八类土壤环境功能亚区;结合土壤环境质量评价和土壤污染区分析结果,将土壤环境功能亚区进一步划分为二十个土壤环境管理区,以进行保护、一般监控、重点监控或整治。提出的土壤环境功能区划体系和方法可为开展土壤环境功能区划提供借鉴,从而为土壤环境管理提供科学依据。     

我国土壤环境基准研究与展望

土壤环境基准的研究,对于环境保护和食品安全具有极为重要的战略意义。为了推动我国今后在国家层面上开展土壤环境基准的系统研究,本文还对土壤环境基准的概念和内涵进行了阐述和辨析,并首次提出了分类开展土壤环境基准的设想并进行尝试性分类。在此基础上,对我国土壤环境基准研究现状和动态进行了概述,提出了今后本领域的研究方向、路线和重点。     

中国土壤环境质量标准中重金属指标的筛选研究

我国土壤重金属污染问题十分严重,但目前国家的土壤环境质量标准已不适应当前土壤环境管理的需求,在指标体系上主要体现在重金属污染物项目过少,对一些新出现的污染问题无法有效监管。本研究通过深入调研美国、加拿大、荷兰、德国、澳大利亚、日本、中国台湾和香港等发达国家和地区的土壤环境标准,并将他们的重金属指标与我国现行的土壤环境质量标准中的重金属指标进行系统比较分析,提出我国土壤环境质量标准中重金属指标的修订建议。主要是要补充六价铬、有机汞等高毒害重金属价态和形态的标准;新增铍、锑、铊、钒等新型重金属污染物的土壤环境质量标准;同时,结合石灰(岩)土高背景区土壤,探索建立基于有效性的土壤重金属浸提态标准体系;为实现我国土壤重金属污染的风险管理提供科学依据。     

我国土壤环境功能区划内涵及其框架

土壤环境功能是土壤的重要属性之一,正确理解土壤环境功能区划内涵,恰当划分土壤环境功能区,对于高效开发利用和管理土壤资源,促进环境保护,保障农产品生产和食品安全意义重大。土壤环境功能包括生产保障功能、生态保护功能、承载维持功能,本文以此为依据,建立了区划指标体系。土壤环境功能区划是指根据土壤的环境现状,并根据国家或地区经济与社会发展的需要,将土壤划分为不同类型的土壤环境功能区。本文以土壤环境功能区划内涵、基本思路和指标体系为基础,提出了我国土壤三级环境功能体系的初步框架,以为深入进行土壤环境功能区划工作奠定基础。     

地理信息技术在土壤污染防治应用中的研究现状与趋势

土壤环境和人类的生存与发展息息相关。传统土壤污染防治工作在工作效率、平台信息化与决策科学性等方面均有待提升,地理信息技术为此提供了解决思路和手段。本文基于地理信息技术在土壤污染防治中的应用需求,阐述了其应用于土壤信息获取、土壤环境质量评价、数字土壤制图与土壤信息平台构建等土壤污染防治过程的研究现状,并对未来研究趋势做了展望,以期为该领域的研究工作提供参考。     

基于文献数据的PAHs生态安全土壤环境基准研究

多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）具有致癌、致畸、致突变等“三致”效应,其造成的土壤污染问题受到世界各国的强烈关注。然而我国基于生态安全的土壤风险筛选值和管控标准仍未确立,致使当前土壤生态安全风险评估仍无据可依。通过系统调研国内外土壤中PAHs的生态毒性研究结果,针对16种优先控制PAHs,筛选获得248组毒性数据（Effect concentration10, EC10和No observed effect concentration, NOEC）,并利用物种敏感性分布法推导出不同用地方式下各PAH的生态安全土壤环境基准。不同用地方式下各PAH的生态安全土壤环境基准分别为1.00~10.60 mg·kg-1（自然保护地和农用地）、1.03~25.44 mg·kg-1（公园用地）、1.12~51.00 mg·kg-1（住宅用地）、1.20~68.41 mg·kg-1（商服及工业用地）。该研究结果可为我国土壤生态安全环境质量标准的制定和PAHs污染土壤的生态风险评估提供数据支撑和方法指导。     

香港土壤研究 Ⅰ.研究现状与展望

对近半个世纪以来香港地区的土壤分类、农业和园林绿地土壤的肥力以及土壤环境保护等研究工作进行了系统的回顾和介绍,为中国香港地区及其他社会经济快速发展地区的土壤资源合理利用、生态环境保护与社会可持续发展提供了科学信息。认为,高度城市化和国际化的香港地区可以结合香港高科技及新产业的发展目标,合理利用和开发土地资源,定向培育中草药产地土壤环境与教育基地;需要进一步系统研究香港地区土壤发生与系统分类、性状与特征、空间分布与变异规律,建立香港土壤基础数据库、土壤图和土壤信息与服务系统;进一步探明污染元素和有益元素的土壤地球化学背景以及持久性有机污染物的环境生物地球化学过程及其生态与健康风险,建立长期的土壤环境质量动态观测点与研究平台,以及区域尺度的土壤环境质量信息系统和定量可视化预测预警系统;研究与发展适合香港地区的有问题土壤的风险评估与修复技术体系     

应用模糊c均值聚类获取土壤制图所需土壤-环境关系知识的方法研究

在没有土壤普查专家及土壤图的地区,获取土壤环境间关系的知识是基于知识进行预测性土壤制图中的关键问题。本文建立了一套应用模糊c均值聚类(Fuzzyc-means,FCM)获取土壤环境间关系知识的方法:得到对土壤形成发展具有重要作用的环境因子,建立环境因子数据库;对环境因子进行模糊聚类,得到环境因子组合隶属度分布图;根据隶属度值确定野外采样点;将环境因子组合与土壤类型对应,进而提取土壤-环境关系知识。为检验该方法的有效性,应用所得知识进行土壤制图,通过独立采样点对土壤图进行精度评价。本文在黑龙江鹤山农场一个研究区的应用结果表明,该方法仅需要少量的野外采样即可获得有效的土壤-环境关系知识,为预测性土壤制图提供必需的依据,同时也显著提高了野外采样的效率。     

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。     

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。     

耕地和草地土壤健康研究进展与展望

土壤是地球关键带的重要组成部分，为维持和保障农业生产、植物生长、动物栖息、生物多样性和环境质量提供了基本服务，是链接整个自然生态系统的核心要素之一。增强土壤健康对实现可持续发展目标至关重要，近年来在全世界范围内皆受到越来越多的重视和更广泛的研究。耕地和草地是当前地球上最大的土地利用类型，分别约占地球上无冰土地12%和26%。同时,“田”和“草”是“山水林田湖草生命共同体”中的重要组成部分，维护耕地和草地两种农牧地类型土壤健康对于维持整个自然生态系统健康和实现可持续发展具有重要意义。近二十年来，围绕这两种土地利用类型土壤健康的相关研究呈现兴起态势。中国在此研究领域虽比较活跃，但研究成果的影响力还有待加强，且还未从国家层面建立一个统一的土壤健康评估体系。本文首先厘清了土壤健康内涵的演变，并聚焦于以上两个典型的农牧地类型，归纳了当前国内外相关研究的热点内容；其次，梳理了当前国内外土壤健康评估研究工作现状,同时总结了中国在土壤健康维护方面已有的工作基础；最后，对我国未来土壤健康评估研究提出了建议和展望，以期为改善耕地和草地土壤功能、维护我国土壤健康提供依据和方法。     

水土保持补偿机制中存在问题及其建议与对策

当前,空前繁荣的我国经济背后是严重的水土流失和沉重的生态环境压力,尽快建立健全水土保持生态补偿制度,确保生态安全已成为可持续发展的必然选择.目前,我国在补偿制度建设、补偿主体确定、补偿标准、融资筹方面,还没有形成一套完整的体系与方法,为此,我们针对目前水土保持生态补偿存在问题,提出了全面建立水土保持生态补偿制度的建议及对策,即建立健全水土保持生态补偿的法律与政策体系;强调政府责任;发挥市场的推动作用;补偿费应纳入企业的生产成本;建议出台征收的使用管理办法;建立水土保持生态补偿技术体系;加强宣传和教育.     

基于Web的中国土种数据库

来源于第二次全国土壤普查汇总成果的中国土种数据库是目前最全面的全国性土壤数据库。它收录了20世纪80年代我国主要土种的分布、面积、性状、土地利用情况和生产性能等资料。自2000年以来,中国科学院南京土壤研究所开始建设基于Web的中国土种数据库,构造了一个包括地点与土壤类型的空间分布关系和依据中国土壤发生分类系统的分类层次关系的实体-关系(entity-relationship,E-R)数据模型,形成了具有2 473个土种典型剖面、8 751个发生层及物理化学性质的数据产品。该数据库可通过互联网广泛应用于土地退化评估、环境影响研究以及土壤碳储量研究,亦可作为基础数据指导农业生产。     

我国土壤环境保护科学研究现状与展望

本文简要回顾了建国以来土壤环境保护科学研究的历程，从理论与实践的结合上，对我国环境保护科研工作的现状进行了分析，对发展前景提出了看法和建议。文中阐述了土壤环境保护科学研究的对象；土壤污染圾其防治途径研究现状；土壤-植物系统的净化功能及其在实践中的应用研究；土壤环境保护科学研究的理论基础与学术指导思想；土壤环境保护研究方法论；以及对我国土壤环境保护科学研究的展望等。     

21世纪中国水土保持科学的创新与发展

 根据我国水土流失综合治理实践以及当今水土保持生态环境建设的技术需求和目标,对我国水土保持科学研究进展与研究思路进行了剖析和反思。认为急待创新我国水土保持科学研究,调整研究工作思路,将水土保持科学的研究重点从土壤保持转变为水土资源的保护与安全高效利用,并尽快建立以地表径流调控与水土资源同步高效利用理论为核心的、具有中国特色的中国水土保持科学与技术创新体系;同时,强调以地表径流调控为手段,同步实现水土资源高效利用为核心的现代水土保持科学技术体系将是21世纪中国水土保持科学的创新与发展方向。     

土壤侵蚀与水土保持科学重点研究领域与问题

进入新世纪,我国土壤侵蚀与水土保持科学研究迎来了新的发展机遇和挑战。在分析我国土壤侵蚀与水土保持学科研究的社会需求、科学需求及其特殊性的基础上,指出了我国土壤侵蚀与水土保持科学研究中存在的主要问题,提出了该领域亟待解决的前沿科学问题,如土壤侵蚀过程与机理,土壤侵蚀预报模型,水土保持措施防蚀机理及其适用性,流域生态过程和水土保持措施配置,大尺度土壤侵蚀与水土保持的格局及其变化规律,土壤侵蚀与水土保持环境效应评价,土壤侵蚀研究新技术与方法等。     

城市污泥农用的环境效应及控制标准的发展现状

由于城市污泥中富含植物生长所需要营养元素和有机质, 城市污泥农用已成为污泥资源化进程中的重要方式之一。近十几年来, 国内外在污泥重金属的形态、生物有效性及其在污泥-土壤-植物系统中的迁移转化规律等方面进行了广泛的研究, 并取得显著进展。同时, 污泥中有机污染物质和病原体的环境效应也越来越受到关注。但是在我国, 污泥农用的环境风险评价的长期性、系统性和田间数据验证还需进一步加强, 为合理制定或修改污泥农用标准积累有效的科学数据和提供可靠的科学依据。本文简述了国内外城市污泥的理化性质、污泥农用环境效应以及我国污泥农用标准的研究现状和进展, 并对污泥农用研究进行了展望, 以期为我国污泥农用的研究和发展提供参考依据。     

中国土壤环境监测装备领域专利情报分析

土壤环境动态数据可为农业可持续发展和环境管理决策提供科学依据。研发成本低、性能稳定且精度高的土壤监测装备是实现土壤数据快速获取的关键。基于incoPat科技创新情报平台,检索了2000年至2019年期间国内外土壤环境监测装备的专利产出,对专利申请数量、技术构成、区域分布、主要申请人、法律状态等方面进行了分析,以揭示中国土壤环境监测装备领域的研发状况、技术发展趋势和产学研合作情况。结果表明,近年来,中国土壤环境监测装备领域专利数量急剧增加;土壤监测指标从土壤肥力指标向污染物和生物监测指标拓展,结合现代信息技术等新兴技术发展智能化的原位监测装备正在发展,新的研发充分考虑了定性与定量的结合;我国在土壤环境监测装备领域的专利申请人多隶属高校和科研院所,企业参与度较低。综上,土壤污染物和生物指标的监测已成为焦点,生物和信息新技术成果正逐步引入土壤环境监测设备的开发;中国在土壤环境监测装备领域的产学研合作研发亟需加强。     

地统计方法在土石山区土壤侵蚀空间变异性研究的应用

土壤侵蚀是一种复杂的空间随机分布现象,其影响因素多,对其做出合理有效的定量分析难度较大。近年来,GIS技术及地统计学的迅猛发展为我们攻克土壤侵蚀空间变异这一难题提供了可能。以西南土石山区水土保持项目为依托,尝试地统计方法在土壤侵蚀空间变异性研究的应用,建立了地统计学方法在土壤侵蚀空间变异性研究中应用的基本技术流程。以便其在小流域土壤侵蚀的定量评价、规划与治理以及动态监测等方面提供理论研究和实际应用。     

土壤溶质运移模型的研究及应用

土壤溶质运移的研究已成为土壤学、生态学、水资源学以及资源与环境科学等相关学科的基础和前沿研究领域。本文系统地论述了不同尺度下土壤溶质运移模型的研究进展,对其在农业生产、资源利用和环境保护方面的应用进行了简要综述,并就其未来发展趋势进行了展望。