第九章 土地资源的退化和保护

第九章 土地资源的退化

土地利用对生态系统的结构和功能都将产生很大的影响。土地生态系统的恢复和重建是针对由于人类经济发展致使土地的非农业利用日益增加、土地污染和土地资源逐渐退化等而采取的措施。土地生态设计是依据生态学和土地科学的基本理论，利用现代系统工程的方法对各类土地利用系统合理利用方式进行选择和优化。土地资源退化包括水土流失、沙化、次生盐碱化、贫瘠化、污染、性质恶化和建设用地等。

9.1 土地利用对生态系统的干扰与生态重建

一、土地生态系统的概念、组成、和特点

（一）土地生态系统的概念

在一定范围内由生物群落中的一切有机体与其环境组成的具有一定功能的综合统一体称为生态系统。土地生态系统是由土地各自然要素构成的并包括过去和现在人类活动的影响在内，而组成复杂的物质和能量交换系统。

（二）土地生态系统的组成

任何生态系统都是由两部分组成的，即生物部分（生物群落）和非生物部分（环境因素）。生物部分包括植物群落（生产者）、动物群落（消费者）、微生物群落（分解者或称还原者）。非生物部分（环境）包括所有的物理的和化学的因子，如气候因子和土壤条件等。非生物因子对生态系统的结构和类型起决定性作用。

（三）土地生态系统的特点

1土地.生态系统结构的整体性 生态系统是一个有层次的结构整体。

2.土地生态系统的开放性 任何生态系统都是开放性的系统，与周围环境有着千丝万缕的联系。一个生态系统的变化往往会影响到其他生态系统。

3.土地生态系统的区域分异性

生态系统具有明显的区域分异性。海洋和陆地是两大类完全不同的生态系统；森林、草原、荒漠生态系统具有明显的区域分布特征；山地、草原、河湖、沼泽等不同的生态系统不仅其结构不同，而且同一类生态系统在不同的区域其结构和运行特点也不相同。

4.土地生态系统的可变性

生态系统的平衡和稳定总是相对的、暂时的，而系统的不平衡和变化是绝对的、长期的。 本章重点是土地资源退化的概念及其各种土地资源退化类型和其成因。

本章难点：土地生态设计是依据生态学和土地科学的基本理论

讲课方式：多媒体讲授课 时 2课时

本章内容提要

二、土地利用对生态系统的干扰

（－）生态平衡与破坏

在一定时期和一定范围内，生产者、消费者和分解者之间保持着一种动态的平衡状态，也就是系统的能量流动和物质循环较长时间保持稳定状态，这种稳定状态称之为生态平衡。一个生态系统越复杂，物种越多，物质循环和能量流动的渠道就越多，而且某些渠道之间还可以起代偿作用。一旦某个渠道受阻，其他渠道就可替代其功能，起到自动调节的作用。但是生态系统的自动调节能力和代偿功能是有一定限度的，超过了这个限度，就会引起生态失调，乃至生态系统的崩溃，即通常所说的生态破坏。

（二）土地利用对生态系统结构的影响

土地利用不仅改变了陆地生态系统的结构，而且改变了陆地生态系统的功能。土地利用对生态系统结构方面产生的直接后果主要表现在生物侵入和生物多样性的损失。

1、生物侵入 土地利用引起生态系统内区系的重组，即在地理隔离的系统内侵入新的物种，也就是生物侵入。

2、生物多样性损失

最新估算，目前地球上物种正以比人类活动前高100-1000倍的速度消失。在有的生物群中，消失速率更高，如 l／4的鸟类在近2000年内由于人类活动而消失，尤其在岛屿。目前地球上有11%的现存鸟类，18%的哺乳动物，5%的鱼类和8%的植物有绝灭的危险。由于滥捕滥杀，一些在生态系统中起主导作用的大型动物不正常的消失，直接造成这些生态系统的动态变化，也会导致其它物种的消失。

3、土地利用加剧生物侵入和生物多样性损失

（三）土地利用对生态系统功能的影响

这里的生态系统功能主要指维持生态系统正常的生物地球化学循环功能，如碳循环、氮循环和水循环。

三、土地生态重建与土地生态设计

（一）土地生态重建 应用恢复生态学的理论来加深对人类土地利用产生的生态后果的认识，并指导自然生态系统的管理和被扰生态系统的恢复，是未来环境治理的捷径。土地生态重建一般是指对那些受自然与社会经济因素的制约和影响使其利用率低、质量差、产出不高的土地生态系统采取工程、生物和农业的综合技术措施进行改良、治理、建设，也就是对影响和制约土地生态系统潜在生产力发挥的各种性因素的改造，其内容十分广泛。

(二)土地生态设计

土地生态设计是依据生态学和土地科学的基本理论，利用现代系统工程的方法对各类土地利用系统合理利用方式进行选择和优化。研究方法主要有两种：一是土地系统的生态功能分类研究法，二是把各种土地功能类型落实到具体空间上并侧重于各种功能型土地的空间相互关系分析的分室

研究法。

9.2 土地资源的退化与原因

一、土地退化的概念

土地退化是指在各种自然因素、特别是人为因素的影响下所发生的土地质量及其可持续性下降甚至完全丧失的物理的、化学的和生物学的过程。其中，土地质量则是指土地的状态或健康状况，特别是维持土地生态系统的生产力和土地持续利用及促进动植物健康的能力。土地质量的核心是土地生产力，其基础是土壤肥力。

土地退化的形成既有自然方面的原因，也有经济方面的原因。土地资源的退化是由于人类不当的土地资源利用和（或）某些不利的自然因素的影响，使单位面积土地资源的生物生产能力逐渐减退和（或）产品质量降低的现象，或简言之，土地资源退化就是土地资源质量降低的现象。

二．土地资源退化的类型

从我国实际情况而言，将土地退化划分为水土流失、沙化、次生盐碱化、污染、性质恶化、贫瘠化和土地资源的非农建设占用等7种类型。这7类土地退化还可进一步续分（见表8.1）。这7种土地退化类型中，污染和建设占用的土地退化将在其后的有关章节中介绍、这一章主要对水土流失、沙化、次生盐碱化、贫瘠化等土地退化的概念、成因进行简要介绍。

表8.1 土地资源退化类型的划分系统

一级土地资源退化类型 二级土地退化类型

水土流失 水蚀 冻融侵蚀 重力侵蚀

沙化 悬移风蚀沙化 推移沙化

次生盐碱化 次生盐化 次生碱化

污染 无机物污染 农药污染 有机废物污染 化学

肥料污染 污泥、矿渣和粉煤灰污染 放射性

物质污染、 寄生虫、病原菌和病毒污染

性质恶化 土壤板结 次生潜育化 土壤酸化

贫瘠化 各种养分元素的贫瘠化

建设用地 各类农业、非农业建设占用

三、土地资源的水土流失

（一）水土流失的概念与概况

土地资源的水土流失也叫做土壤侵蚀，是关于地表物质在地质外营力的作用下分离、破坏和运移。水土流失有广义和狭义之分，

狭义的水土流失是指土壤在地质外营力作用下的分离、破坏和运移，

广义的水土流失包括土壤和成土母质在地质外营力作用下分离、破坏和运移。按水土流失的速度，可分为正常的水土流失和加速的水土流失。正常水土流失也叫自然水土流失或古代水土流失，它的产生不包括人的影响。加速水土流失也叫现代水土流失，它的产生除自然因素之外可能还有人为因素的影响。

据世界观察学会估计，现在的表土流失量每年为230亿吨。据联合国开发计划署估计，仅水土流失，全世界每年就要失去耕地 5至7万平方千米。

我国是世界上水土流失最为严重的国家之一，几乎所有的大流域都存在严重的水土流失现象。2002年初水利部公布的水土流失遥感调查成果表明：我国目前的水土流失面积达356×104km2，占我国总面积的 37.1％。水土流失使我国每年流失土壤50亿t，并带走大量的氮、磷、钾营养元素，从而导致土地的贫瘠化现象十分严重，再加上我国人口多，耕地少，土地后备资源相对匮乏，每年的净增人口数大，而耕地却以每年数以百万亩的速度锐减，人地矛盾越来越突出。总体来说，我国水土流失状况有以下几个特点；①流失面积大，波及范围广；②发展速度快，如长江流域的水土流失面积由50年代的3.6×105hm2增加到80年代的5.6×105hm2；③ 侵蚀模数高，泥沙流失量大，如黄河流域年入海输沙量高达20亿t，长江流域亦达5.6亿t。④危害严重。

（二）水土流失的成因

土地资源水土流失的成因一般可分为两类，自然因素和人为因素。自然因素主要是指气候（降雨量、降雨强度等）、地形（坡度、坡长等）、土壤（土壤质地、土壤结构等）、植被（植被类型、植被覆盖度等）等。人为因素主要是陡坡开垦、毁林开荒以及不科学合理的耕作。坡地一旦被开垦，又缺乏适当的植被保护，水土流失的发生与发展就不可避免。因而，也可以说人为因素是造成土地资源水土流失的根本原因，人为的因素极大地加速了土地资源水土流失的进程。

四、土地资源的沙化

（一）土地资源沙化的概念与概况

土地资源沙化是指由于风蚀、水蚀等原因所引起地面物质中的细粒部分和（或）生物生长的营养物质丧失，而出现地表物质粗化的过程。

土地资源沙化是当今世界影响生物生产的一个重要的土地资源问题。1991年联合国召开了第三次世界沙漠化会议，对全球土地资源沙漠化现状进行了新的估计，认为1991年全球沙漠化的土地达35.92亿公顷，比1984年增加了34.75亿公顷，受沙漠化影响的耕地有 2.16亿公顷，受沙漠化

影响的退化灌溉土地为 4 300万公顷，遭受沙漠化危害的国家和地区已有100多个，每年沙漠化土地的增加500万公顷，损失耕地300至400万公顷。

我国是世界上受沙漠化危害最为严重的国家之一，这与我国的气候特点和人类活动密切相关。受气候的影响，我国干旱、半干旱地区——即可能发生沙漠化的地区的总面积是256. 6×104km2，占国土总面积的26. 7%。目前，我国沙漠化土地的总面积为1.607×106km2，约占国土陆地面积的16.7%；其中干旱及半干旱地区有沙漠化土地1.368×106km2，占这一地区面积的53.3%；其余的则零星分布在亚湿润干旱区。

目前我国沙漠化土地则以每年2460km2的速度在发展。可见沙漠化的危害相当广泛。目前，由于沙漠化所造成的我国干旱、半干旱区的草地和耕地退化现象十分严重，其退化面积分别是8.4188×106hm2和2.838×106hm2分别占这一地区草地和耕地面积的59.5%和46.9%；其中宁夏、陕西和山西的草地几乎全部退化（90%～97%）。

（二）土地资源沙化的成因

土地资源沙漠化的成因分为自然因素和人为因素。从沙化土地资源特征而言，造成沙漠化的自然因素（如干旱多风、暴雨、疏松的表土物质、坡度、植被等）仅仅是土地资源沙化的条件，而人的活动以及人对土地资源的不合理利用是土地资源沙化的诱发因子，亦可认为人的活动和不合理的土地资源利用加速了土地资源沙化的进程。

五、土地资源的次生盐碱化

（一）土地资源的次生盐碱化的概念及概况

土地资源的次生盐碱化是指由于人对耕地资源的不正确利用造成的非盐碱化耕地的盐碱化和耕地由轻盐碱化转为重盐碱化的过程 。我国农林牧用地受盐碱化危害的土地面积有3630万，其中耕地921万hm2，林地142万hm2，草地2320万hm2。全国每年因盐碱化废弃的土地约25万hm2 ,如现有盐碱化土地综合治理后至少可增产粮食2250 kg／hm2，则盐碱化耕地粮食损失达207亿kg／a，而盐碱化草地年损失鲜草1218亿kg。

（二）土地资源次生盐碱化的原因

我国耕地盐碱化的可能原因包括：一是近年来新增的有效灌溉面积主要分布在北方干旱区，该区蒸发量较大，水源不丰，灌水不足以将可溶盐淋洗下渗至土壤底层而使耕地发生次生盐碱化；二是近10年来，农田水利工程设施老化失修，排灌不畅，造成耕地的次生盐碱化；三是农村联产承包责任制以后，家庭利益增强，水少时抢水用，水多季节又阻碍上游地区的排水，导致耕地的次生盐碱化；四是我国除盐防碱的养地作物，如绿肥播种面积大量减少，导致耕地返盐而次生盐碱化。

六、土地资源的贫瘠化

（一）土地资源贫瘠化的概念与概况

土地资源的贫瘠化是指土地资源作为生物生产的过程中，生物对养分的吸收量大于土地资源利用者的养分投入量，使土壤养分的总量及有效性不断降低的过程称之为土地资源的贫瘠化。衡量土地资源是否贫瘠化，略去养分的流失和自然风化过程中养分的释放对土壤养分的影响，可直接用作物生长的养分吸收量与养分的投入量（化肥、有机肥等）之间数量关系的养分平衡指数（K）为标准去判断。土地资源养分平衡指数的定义是养分投入量与农作物吸收养分量之比，即

K= 养分的投入量（纯N，P，K）

作物吸收养分的数量（纯N，P，K）

显然， K是一个量度土地资源养分亏缺程度的指标。指数 K= 1，养分平衡；K >1，养分有盈余，K ＜1，土地资源将向贫瘠化的方向发展。

（二）土地资源贫瘠化的成因

土地资源贫瘠化的主要成因是由施肥量不足以弥补作物对养分的吸收、养分的淋失量过大和非种植作物的生物固定等原因造成。

七、土地污染

“土地污染”是指那些被利用后由于各种原因受到污染而对人体和环境产生潜在危害的土地。污染的途径主要有两类：天然污染和人为污染。天然污染是指自然界本身存在的物质对土地造成的污染，如自然界中某些金属、氡和天然甲烷等产生的污染；人为污染是指人们应用天然资源，开采、加工、生产各种产品给土地造成的污染，及农业中化学物质如化肥和农药等不合理的使用对土地造成的污染等。

关于各种土地资源类型的质量措施将在土地开发治理课程中作详细讲解