基础土壤学研究的方法论思考:基于土壤化学的视角

长期以来,不少人片面地认为,土壤学在学科属性上仅是应用型的,在研究手段上仅是实验型的,在研究方法上必须是整体综合的。本文系统地分析了这些片面认识对土壤学发展的危害,提出土壤学发展应特别强调"分析"的方法,并在深入分析的基础上实现自然而系统的综合。阐述了土壤学研究的三个基本观点:一是充分认识土壤系统的特殊性根基在于其对物质亚原子结构的重大影响。与普通水溶液中的情况相比,土壤中的离子、原子和分子在本质上已发生了很大变化。所以,如果土壤确实从亚原子尺度上改变了物质的结构与性质,开展土壤学中独特的量子效应研究将是重要的。其次,充分考虑土壤系统的特殊性,在方法上应从宏观尺度、介观尺度、分子尺度至亚原子尺度对土壤进行逐级分解简化,并借助于量子力学原理和方法,最终,在亚原子尺度上彻底剖析土壤,以获得土壤学自己的科学基础。第三,以土壤中独特的量子效应为基础的研究,可构建"亚原子结构—土壤微观机制—宏观效应"三者间的直接关联,由此实现土壤中不同尺度间科学原理的自然转换,最终构建独立的土壤学知识体系。     

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。     

《土壤生态系统》专著评述

土壤生态系统是生态学与土壤学的新学科，也是生态学与土壤学科融合并借鉴系统学原理而形成的。随着全球经济建设的迅猛发展，伴生了胁迫人类生存的诸多生态与环境问题，因此土壤生态系统的研究越来越引起人们的关注，而且研究深度与广度不断拓展。例如大型工程建设过程中生态与环境影响的预评价，土壤与环境气体关系评估，已经或即将列为国际通行的法规。     

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。     

提升对土壤认识, 创新现代土壤学

土壤是农业生产的基础,是人类赖以生存的基石,也是人类食物与生态环境安全的保障。随着现代科技和国家社会经济的快速发展,土壤的地位与功能正在发生变化。本文基于土壤与土壤学科及国民经济发展需求的关系为出发点,指出了当前对我国土壤的重要性认识正在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。同时,明确了现代土壤学的内涵和创新现代土壤学的战略思想,全面、系统、前瞻性地提出了现代土壤学的研究前沿与特点,以及现代土壤学研究领域所面临的挑战与展望,为我国现代土壤学的发展指明了方向。     

对第18届国际土壤学大会召开的认识与体会

1关于土壤学研究的一些新思路1.1土壤学研究的前沿是当前土壤科学研究的新方向这次土壤学大会的主题是“土壤科学的前沿:技术与信息时代”。研究纲领是“土壤学的进步”,也就是说,土壤科学研究的前沿,集中在土壤学的进步之上,即重点集中在遥感、地理信息系统、景观分析、分子尺度的先进分析技术、环境土壤生物学、植物/土壤界面过程、土壤过程和反演的计算机建模、精确农业以及其他信息科学和技术的应用等方面。     

《土壤学报》征稿简则

正本刊反映土壤学各分支学科的最新研究成果,主要刊登本领域具有原始创新性的学术论文,以及能反映现代土壤科学发展方向的优秀综述与评论文章,同时也刊登研究简报、重大研究项目进展和问题讨论、学术动态、重要会讯及本领域重要参考书书评等稿件。对于优质稿件,本刊优先发表。本刊向国内外发行。读者对象主要为土壤学及相关学科的科技人员、高等院校师生和管理人员。     

《土壤学报》征稿简则

正本刊反映土壤学各分支学科的最新研究成果,主要刊登本领域具有原始创新性的学术论文,以及能反映现代土壤科学发展方向的优秀综述与评论文章,同时也刊登研究简报、重大研究项目进展和问题讨论、学术动态、重要会讯及本领域重要参考书书评等稿件。对于优质稿件,本刊优先发表。本刊向国内外发行。读者对象主要为土壤学及相关学科的科技人员、高等院校师生和管理人员。     

《土壤学报》征稿简则

本刊反映土壤学各分支学科的最新研究成果,主要刊登本领域具有原始创新性的学术论文,以及能反映现代土壤科学发展方向的优秀综述与评论文章,同时也刊登研究简报、重大研究项目进展和问题讨论、学术动态、重要会讯及本领域重要参考书书评等稿件。对于优质稿件,本刊优先发表。本刊向国内外发行。读者对象主要为土壤学及相关学科的科技人员、高等院校师生和管理干部。     

《土壤学报》征稿简则

正本刊反映土壤学各分支学科的最新研究成果,主要刊登本领域具有原始创新性的学术论文,以及能反映现代土壤科学发展方向的优秀综述与评论文章,同时也刊登研究简报、重大研究项目进展和问题讨论、学术动态、重要会讯及本领域重要参考书书评等稿件。对于优质稿件,本刊优先发表。本刊向国内外发行。读者对象主要为土壤学及相关学科的科技人员、高等院校师生和管理人员。     

小流域治理的景观规划原则与方法

景观生态学的设计观点虽然尚未被广泛地推广应用于小流域治理实践,但在小流域治理规划中引入景观理念必然成为今后的主流趋势。小流域景观生态规划应遵循因地制宜综合治理的水土保持原则、景观多样性原则与稳定性原则等,规划方法主要包括斑块法、廊道法等5种,小流域景观生态包括农业生态景观、林业生态景观等诸多形式。建议加强景观小流域评价标准研究,以便应用景观生态学理论管理小流域,把水土保持生态工程建设同人文创造有机结合起来,使小流域的生态重建与经济发展更为和谐统一。     

综合型水土保持科技示范园的规划设计--以北京市延庆县水土保持科技示范园为例

运用β多样性测度公式探讨了不同人为干扰强度(CK天然林、A级择伐更新、B级皆伐迹地天然更新、C级皆伐迹地人工促进天然更新、D级杉木林)对福建省武平县米槠林乔木层的影响。结果表明,应用二元属性数据的多样性测度方法,所测的β多样性测度(βWS,βC,βR,βT)随着干扰强度加大逐渐上升,而群落相似性指数(CJ和CS)随着干扰强度加大逐渐下降;应用数量数据的β多样性测度方法,所测β多样性指数(CN,CMH)随着干扰强度加大逐渐下降。每个测度公式相关关系都很紧密,相关系数都在0.87以上。     

基于景观破碎化的三峡库区（重庆）土壤侵蚀评价

以三峡库区重庆段为研究区域,以景观生态学原理为基础,将地理信息系统技术与传统的数量生态学方法(双向指标种分析与除趋势典范对应分析)相结合,对研究区的土壤侵蚀组成、强度、空间格局进行分析;对22个区县进行土地利用景观破碎化分类;对土壤侵蚀与土地利用景观破碎化的内在联系进行了评价。主要结果如下:(1)三峡库区(重庆)以微度侵蚀和中度侵蚀为主;耕地上的土壤侵蚀强度最高,林地、水体和未利用地上侵蚀强度较低;研究区下游和近中游地区土壤侵蚀明显高于上游地区。(2)根据其空间位置,22个区县从东往西划分为农草破碎区、林地破碎区和建水破碎区3个土地利用景观高破碎区域,且土壤侵蚀等级从东向西依次减弱。(3)较强的土壤侵蚀等级能够增加土地利用景观破碎化,但是其加剧土地利用景观破碎化的强度同土壤侵蚀等级呈相反趋势(如:强度侵蚀最高,极强度侵蚀其次,剧烈侵蚀低于前两者)。     

基于GIS的重要水源地东圳库区土壤侵蚀与景观格局分析

以重要水源地东圳库区的法国SPOT-5影像图和土壤侵蚀强度图为源数据,运用GIS的信息管理、空间数据处理分析功能,以土地利用景观为研究对象,提取景观空间格局特征信息,选取景观格局分析指标,对土地利用景观空间格局进行定量化研究,寻求一定的规律,探讨景观格局和水土流失过程之间的关系以及人类活动对景观格局和生态过程的影响。研究表明：库区景观类型和生态系统分布不均;随着侵蚀级别的增加,多样性指数减小,优势明显,均匀度降低;库区的园地和耕地景观破碎程度较大,是造成水土流失的主要原因。     

Searching for unifying principles in soil ecology

The field of soil ecology has relatively few fundamental unifying principles that can be used to explain and predict patterns and processes in belowground ecosystems. Here we propose that a first step towards developing a more comprehensive set of unifying principles in soil ecology is to identify and understand the characteristics shared by a wide range of soils, the common mechanisms driving soil biogeochemical processes, and the biogeochemical constraints imposed on soil biota regardless of soil type. Very often, soil ecologists focus on the differences between soils when, in fact, many soils share a common set of ecological mechanisms that govern biogeochemical processes. Here we explore evidence for the existence of unifying principles in soil ecology, highlighting some of the similarities in carbon dynamics and soil communities across widely different soil types and examining the various mechanisms that may drive these similarities. Given that soils are extremely complex environments that exhibit substantial spatial and temporal heterogeneity, defining overarching principles is, arguably, more challenging in soil ecology than in other disciplines. However, recent methodological advances hold great promise for testing and formulating unifying principles, particularly when such methods are used consistently, in concert with other interdisciplinary approaches, and across a range of sites. Soils are not identical, but they do exhibit consistent patterns and processes that, if explored more intensively, will affirm the existence of unifying principles in soil ecology.     

我国荒漠化评价研究综述

 中国是世界上受荒漠化危害最为严重的国家之一,准确、全面、及时的荒漠化评价有助于人类制订有效的治理措施。从指标体系、评价方法和基准3方面评述了我国近30a来荒漠化评价的研究成果,指出以景观生态学原理和遥感技术为基础的评价指标体系已成为近年来的研究热点,但目前仍存在指标选择标准不明确,分级阈值确定存在主观性和评价结果缺乏可信度等问题。评述了欧氏距离法、沙漠化程度指数等评价模型的优点和不足,指出近年来荒漠化评价方法研究与景观生态学和3S技术结合,逐步向多尺度、定量化和简便快捷发展,但仍需对方法的可靠性进行验证。介绍了荒漠化基准研究中的主要观点,并提出可以将荒漠化治理的目标作为基准。     

山区小流域景观格局变化及其水土流失效应

景观格局变化及其生态效应分析是景观生态学研究的热点之一.以锦云川小流域1996～2004年土地利用分布图为基础,通过选取和计算景观格局指数分析了该流域8年来的景观格局变化及其生态效应.结果表明:疏林地、未利用土地面积减少外,有林地等斑块面积都有所增加,8年来流域内的斑块总数量明显增加,其中水浇地和建设用地等数量明显增加,有林地等斑块数量明显减少,破碎度指数降低;小流域景观多样性有所增加,表明景观的异质性程度提高,土地利用向着多样化均匀化方向发展,水土流失得到有效控制,生态环境有所改善.     

综合生态防护工程技术在改善城市地景中的应用

城市地景建设是改善城市人居环境和防治水土流失的重要内容。深圳市近年来开展了开发区大面积水土流失治理、裸露山体缺口的综合整治和水源保护林工程建设3个阶段的生态景观恢复工作。对各阶段城市地景生态防护工程技术进行了研究,并总结出生物砖排水沟、直接喷播绿化、喷混植生、人工植生盆(槽)、挂笼砖、景观再造法、生态袋护岸和水库消落带生态防护等关键地景生态防护工程技术,以达到城市地景生态近自然恢复的目的。     

土壤微生物生态学在农业中的应用研究综述

土壤微生物生态学是陆地生态系统研究中最重要的组成部分,是土壤学、微生物学和生态学相互渗透、相互结合的一门新兴学科。本文从研究方法、农业施肥、农业种植制度、生态防治及应用展望等方面对土壤微生物生态学的应用研究现状作了综述,加强土壤微生物生态学在农作物生长和调控应用等领域的研究具有巨大的潜在应用前景和重要意义。     

感知要素与遥感数据结合的乡村景观分类研究

景观分类是对区域景观差异性的描述、制图以及评估工作进行的前提与基础。该研究以河北省曲周县第四疃镇和槐桥乡为研究区,遵循风景园林学、景观生态学和分类学的基本原则和理论依据,采用主观和客观相结合的方法,对村级尺度下的乡村景观进行分类。其中,客观分类方法基于高分辨率遥感影像、地形数据、土壤数据等多元地理数据,运用核密度分析方法进行分类;主观分类方法运用聚类分析法,依据对研究区实地调查获取的视觉景观以及中国著名田园诗词中对乡村景观意境描述所提炼的意象景观进行分类。结果表明:该研究构建了一种自下而上的乡村景观分类体系,将研究区景观类型分为3个乡村景观群、4个乡村景观区和55个乡村景观类以及108种乡村景观要素;并对乡村景观群、景观区、景观类和景观要素之间的空间联系进行了相应的解释,结果可为新时代乡村振兴发展战略中乡村景观规划设计和美丽乡村建设提供理论和实践基础。