中国土壤地理学发展的回顾与展望

基础土壤地理学的核心内容是土壤在时间和空间中的变化,目标是预测土壤在生态系统中的行为以及在自然和人为影响下的演变、实现土壤资源的有效管理。我国土壤地理学的发展经历了几个重要阶段,20世纪50年代区域和全国性的土壤调查和综合考察奠定了我国土壤地理学的发展基础;20世纪80年代随着全国第二次土壤普查的开始和科学研究恢复,土壤地理学重新复兴,包括土壤发生、土壤分类、土壤制图、土壤遥感等各个分支学科在内的土壤地理学得以迅速发展,这其中1984年开始的"中国土壤系统分类"研究贯穿了此后20多年的发展历程并推动了相关学科的进步;20世纪90年代以后,以3S技术为代表的新技术和新方法全面促进了土壤地理研究的现代化,土壤空间变化描述的内容、方式、应用等都发生了重大变化。未来的土壤地理学研究将面对我国土壤资源制约的国情,重点应该围绕变化中的自然条件和强烈的人为干扰下土壤质量与功能的演变、以土系为主体的土壤基层分类体系、以信息技术和模型模拟相结合的土壤资源数字化表达与管理系统等中心内容,为我国土壤资源的可持续管理、环境保护以及应对全球环境变化服务。     

面临新世纪挑战的土壤地理学

首先回顾了半个世纪来土壤地理工作取得的主要成就，其次分析了当前学科发展趋势，最后提出了对该学科面临新世纪的展望。     

土壤时空变化研究的进展与未来

理解和表征土壤的时空变化是土壤学的基本任务,也是评估和合理发挥土壤功能的重要前提。土壤的时空变化与气候环境变迁、岩石圈风化、地表物质迁移、生物地球化学循环等圈层变化过程相耦合。围绕土壤时空变化研究的新近进展,本文综述并展望了土壤形成和演变过程、土壤形态学、土壤调查、土壤分类、数字土壤制图与土壤退化的发展态势。未来土壤时空变化研究的关键科学问题主要包括:地球表层系统中土壤与环境要素之间的多过程耦合机理与模拟、多尺度土壤-环境关系与模拟、多元土壤信息的融合机理与数据同化。未来重点研究领域将涉及到关键带科学引领的土壤形成和演变研究、多尺度数字土壤制图与时空变化预测、基于多传感器的土壤综合观测原理与技术、完整和详尽的国家和全球土壤资源清单及共享平台建设、区域土壤资源退化机理及其功能恢复。     

土壤多样性:土壤地理学研究的契机

介绍了土壤多样性研究的起源、概念及学科意义,在此基础上系统论述了土壤多样性在国内外的主要研究进展和取得的主要成果,并对未来的应用前景进行了展望。首先,生物多样性的保护是以土壤多样性为基础的,保护土壤多样性意义重大,而事实证明广泛应用于生物学中的计量方法同样适用于土壤地理学和土壤资源有关研究中;其次,有关国家已经在土壤多样性的测度方法及其在土壤资源空间表达中作了很多尝试,诸多案例为土壤地理学研究提供了新的角度;最后,新近研究及发展方向主要集中在土壤多样性与土地利用多样性、土地利用类型(耕地、水体、植被等)多样性的关联分析中,已经取得显著进展。这一研究领域日趋活跃,将在土壤地理学及土壤资源相关研究中扮演重要角色并呈现良好的发展前景。     

面向数字土壤制图的土壤采样设计研究进展与展望

全球化土壤环境问题的出现对基础输入数据的精度、尺度和时序提出了更高要求,面向数字土壤制图的土壤采样研究得到了快速发展。首先利用文献计量学的方法定量化分析国内外土壤采样研究学科分布和研究热点变化;随后重点梳理了国内外土壤采样研究的文献,根据不同的土壤调查目的、调查区历史采样点将土壤采样设计分为:土壤全面采样设计、土壤补充采样设计、土壤验证采样设计和土壤监测采样设计;最后介绍了基于样点的推理制图方法。在此基础上,对未来在多尺度的土壤采样设计、土壤–环境因子关系的新型假设和采样设计中现实问题的量化等方面进行了展望,旨在为数字土壤调查工作的开展提供参考依据。     

不同肥料类型对土壤酶活性与微生物数量时空变化的影响

采用等氮技术进行原状土柱法试验,研究了不同肥料类型对土壤酶活性和微生物数量时空变化的影响。结果表明,柱栽条件下,不同肥料类型对土壤酶活性和微生物数量的时空变化有明显影响。不同土壤深度脲酶和蛋白酶总活性均表现为肥料配施〉有机肥〉尿素;土壤脲酶活性均随土壤深度的增加而下降,0～20cm土层的土壤脲酶活性占全生育期1．2m土层总活性的50％以上,0～40cm土层占79％左右,在0～20cm和20～120cm的土层所占比例大致相当;不同土层的脲酶活性均在拔节期达到最高;在小麦生育后期,脲酶活性在不同土壤深度表现为升高的趋势。3种肥料类型处理不同土层的蛋白酶活性均在成熟期达到最大值,其次为拔节期,在拔节期和扬花期出现峰值,在抽穗期和灌浆盛期出现低谷,其最小值出现在灌浆盛期;土壤蛋白酶在20～40cm和80～100cm时出现峰值,并在20-40cm土层时活性最高。3种肥料类型处理间比较,微生物数量均表现为肥料配施〉有机肥〉尿素。在同-土层中的细菌数量以苗期最大;真菌数量以抽穗期最大;放线菌随着小麦生育期的推进数量逐渐增加,成熟期达最大值。在小麦不同生育时期,以20-40cm土层中的细菌、真菌和放线菌数量最大,0～20cm土层次之,40～120cm土层随土层深度加深数量逐渐减少。     

基于Fisher判别分析的数字土壤制图研究

利用已知类型的土壤样点及其所处位置的高程、坡度、平面曲率、剖面曲率、复合地形指数等数据,基于Fisher判别分析方法对安徽宣城样区的土壤类型进行预测和制图表达。结果表明,土纲级别的预测效果较好,正确率达到84.2%。但随着从土纲到亚类级别的降低,由于受土壤样点数量限制,土壤类型预测的准确率也逐步降低。通过与样区1986年基于发生分类的土壤图进行对比,采用的方法无论是在制图精度,还是图面信息的负载量方面都要优于传统方法,能够更加客观真实地反映土壤在自然界的空间分布。     

数字土壤制图技术研究进展与展望

土壤调查与制图是获取土壤信息的基本手段,在土壤科学发展中发挥了至关重要的作用,采用新方法开展数字土壤制图是土壤学科新兴的研究方向。本文全面回顾总结了近年来国内外数字土壤制图工作开展情况、方法的发展和应用,分析了当前在数字土壤制图研究中存在的主要问题,并且对数字土壤制图研究的发展趋势进行了展望,提出了今后一段时间我国开展这方面工作的建议,可以为数字土壤制图研究工作提供参考。     

土壤生态学研究的现状与趋势

文章认为,土壤生态学应以微观研究与宏观研究并重。前者包括新理论、新方法、物质与能量转换机理及生态建模及其应用研究;后者主要包括生态系统的演替、生态系统网络的建立、资源生态与环境生态等5个方面。     

基于人工神经网络的土壤颗粒组成制图

以浙江西苕溪流域为研究区,综合考虑地形和土壤类型等信息,采集典型土壤样本,测定土壤颗粒组成,并基于土壤颗粒组成与景观位置和特征之间的关系,利用径向基函数(RBF)神经网络建立了高程、坡度、平面曲率、剖面曲率、径流强度系数和地形湿度指数6个地形因子与土壤颗粒组成之间的非线性映射关系,预测土壤颗粒组成的空间分布。验证结果表明,RBF神经网络方法能够挖掘出地形因子信息与土壤颗粒组成之间的非线性映射关系,其预测精度较高,模型稳定性较好,是一种低成本、高效率的制图方法。     

论新时代水土保持学科发展

建设生态文明,促进经济高质量发展,不断满足人民日益增长的美好生活需求,是当今和未来水土保持服务和努力的方向。防治水土流失、改善生态环境,应坚持系统思维、整体施策,系统和综合是水土保持学科建立和事业发展的根基。水土保持学科应根据新情况、新问题,在水土流失规律、特点及变化趋势,水土流失治理与生态修复,工业化城镇化背景下的水土保持,以信息化推动水土保持管理与服务的现代化,水土保持生态服务功能评价,水土保持目标考评管理等方面,不断开拓创新,服务于时代发展。     

Pedodiversity and Its Significance in the Context of Modern Soil Geography

Methodological basics of the study and quantitative assessment of pedodiversity are discussed. It is shown that the application of various indices and models of pedodiversity can be feasible for solving three major issues in pedology: a comparative geographical analysis of different territories, a comparative historical analysis of soil development in the course of landscape evolution, and the analysis of relationships between biodiversity and pedodiversity. Analogous geographic concepts of geodiversity and landscape diversity are also discussed. Certain limitations in the use of quantitative estimates of pedodiversity related to their linkage to the particular soil classification systems and with the initial soil maps are considered. Problems of the interpretation of the results of pedodiversity assessments are emphasized. It is shown that scientific explanations of biodiversity cannot be adequately applied in soil studies. Promising directions of further studies of pedodiversity are outlined. They include the assessment of the functional diversity of soils on the basis of data on their properties, integration with geostatistical methods of evaluation of soil variability, and assessment of pedodiversity on different scales.     

新时期中国土壤科学发展现状与战略思考

土壤科学在保障国家农业可持续发展和生态文明建设中具有重要的学科战略地位。本文全面扼要分析了国内外土壤科学研究现状和发展态势,结合未来土壤科学发展的国家战略需求与关键科学问题,梳理了未来5～10年我国土壤科学拟重点发展地球关键带过程与土壤功能演变、农田土壤健康与质量提升理论与技术、区域土壤复合污染过程与绿色修复、土壤生物过程与功能等优先领域和重要方向,以期进一步推动我国土壤科学跨越式发展。     

重庆市水土保持成效与新时代发展方略

重庆市地处长江上游三峡库区腹地,是长江上游水土流失最为严重的省市之一。直辖以来,全市从完善保障体系、推进综合治理、严格社会监管、加强动态监测、强化科教宣传等方面狠抓水土流失防治,取得了显著成效。但三峡库区及主要支流、坡耕地集中区域、石漠化区域水土流失依然严重,人为水土流失防治和监管任务依然较重,水土保持的综合功能和效益尚未充分发挥,水土流失仍是制约全市经济社会高质量发展和三峡工程长治久安的主要生态环境问题。进入新时代,重庆市水土保持工作面临新的形势和要求,肩负着新的发展使命和战略任务,要坚持"注重预防保护、强化监督管理、突出综合治理、完善监测体系、创新体制机制"的总体方略,加快推进水土保持工作高质量发展,为建设山清水秀美丽之地和筑牢长江上游重要生态屏障提供坚强保障。     

新时代土壤化学前沿进展与展望

土壤化学是重要的土壤学基础分支学科。在回顾了土壤化学发展历程的基础上,梳理了土壤化学的四个前沿交叉方向,并展望了土壤化学与其他相关学科的交叉发展趋势,以期寻求新的学科增长点。土壤化学经历了从恒电荷到可变电荷土壤学说演变,我国在土壤电化学、根际土壤化学、土壤化学-物理-微生物界面反应等方向逐步领跑。新时代中国已经发展成为国际土壤化学的研究中心之一,尤其在土壤化学与微生物学、地球化学、矿物学、环境化学等交叉领域取得了突破性发展。同时,发展并运用同步辐射、微流控联用光谱能谱、高分辨显微镜、光谱电化学等实时、原位、高精度研究方法,推动土壤化学研究取得了长足的进步。新时代的土壤化学具有三个重要发展趋势,首先系统揭示地球表层系统中物质循环与能量交换的土壤化学机制,实现"0到1"的土壤化学原创性成果的突破;其次需要综合运用地球表层系统理论,从多界面、多要素、多过程的"三多"交互耦合;再次,需要加强与地球宜居性这一人类重大命题的交叉融合,为生态文明建设、土壤污染防治攻坚战、全球变化等国家重大需求提供理论支持。     

新时期黄河水土保持创新发展的探索与实践

人民治黄以来,黄河水土保持取得了举世瞩目的成就,截至2005年底,黄土高原地区累计初步治理水土流失面积21.5万km2,建成淤地坝12.21万座,改善了生态环境,减轻了水土流失,减少了入黄泥沙,改善了当地的农业生产条件,促进了流域的经济社会发展。60年来,黄河流域水土保持是在进行战略创新、管理创新、技术创新和人力创新的探索与实践中不断完善和逐步发展的。提出了近期的工作重点。     

甘肃省新时代水土保持战略研究

甘肃省水土保持面临着国家大力实施经济转型发展、乡村振兴战略、区域协调发展战略等重大战略部署及重大生态修复工程实施的新机遇,结合已有的水土保持成果,制定甘肃省新时代水土保持高位推进战略,以适应我国新时代水土保持发展需求是一项十分紧迫的工作.运用SWOT态势分析法确定甘肃省新时代水土保持发展的优势与劣势、机遇与挑战的结果表...     

长汀水土保持新时期实践探索

从“尊重自然、顺应自然、保护自然”的理念,到“融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程”的指引,再到“绿色发展、低碳发展、循环发展”的路径,长汀县水土保持工作在新时期实践中从单纯的治理水土流失斑上升到实现人与自然和谐共生、提升社会文明水平的现代化发展高度,实现水土保持事业大跨越。     

论新时期水土保持事业的定位

随着经济社会形势的变化,水土保持作为公益性事业的属性在不断强化,加上2004年农民固定负担的“两工”(积累工和义务工)取消,昭示着我国水土保持事业正步入一个新的时期。新时期我国水土保持事业的定位,应该实现从“水土流失区农业生产条件的改善”转移到“流域综合治理”上来。这一转变,意味着投入机制、治理方略、治理标准及规范的一系列调整。     

遥感技术发展新动态及在土壤侵蚀监测中应用的探讨

随着遥感技术系统的不断发展，微波遥感和ＧＰＳ应用，已成为两大热点，不仅取得了很大社会经济效益，而且使不少领域传统技术方法发生了根本变革，该文简要介绍了微波遥感和ＧＰＳ技术，并对其在土壤蚀监测中的应用进行了初步探讨。