土壤質量指標與評價

前言

　　土壤是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，土壤質量在維護可持續(xù)土壤生產(chǎn)力和土壤植物一動物一人類食物鏈安全健康中具有重要作用。除了生產(chǎn)豐富且具營養(yǎng)的食物外，健康或質量好的土壤還是空氣和水環(huán)境的過濾器，它是全球溫室氣體的主要匯庫，是動植物有機質分解和循環(huán)的場所，也是容納、降解、凈化各種污染物質的環(huán)境。長期以來，人們認識到人為活動主要引起空氣與水資源的質量退化，而忽略了土壤質量也會因不同的利用方式與管理條件而發(fā)生嚴重退化。直到近十多年，有關土壤質量在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護中的作用及其與人類和動植物健康之間的關系才被逐步重視。特別是在生產(chǎn)實踐中，人們開始認識到土壤質量是土壤動態(tài)變化的綜合表征，既能反映土壤管理的變化，也能反映土壤退化的進程。正是基于這樣的認識，近年來有關土壤質量的國際學術研討會以及相關論文著作急劇增加，我國科技工作者也從中國國情出發(fā)有重點地開展了土壤質量的研究與應用工作，并取得了顯著的階段性研究成果?！　　锻寥蕾|量指標與評價》一書正是結合我國土壤學界第一個國家重點基礎研究發(fā)展計劃項目（“973”項目）的課題——“土壤質量指標的量化表達和評價咨詢系統(tǒng)”（G1999011809）、農(nóng)業(yè)部和浙江省耕地地力調查與質量評價項目、國家杰出青年科學基金（40425007）等課題的研究成果，并結合長期以來在土壤質量指標與評價方面的相關積累，對該方面的工作成果（徐建明等2008土壤質量指標和評價咨詢系統(tǒng)見：曹志洪，周健民等中國土壤質量北京：科學出版社.30～109）作的進一步拓展、完善和總結。

內(nèi)容概要

本書在“973”項目課題“土壤質量指標的量化表達和評價咨詢系統(tǒng)”和其他國家、省部級課題的研究成果，以及長期以來在土壤質量指標與評價研究中所積累的研究成果的基礎上編著而成。全書共分10章。系統(tǒng)介紹了土壤質量的概念與內(nèi)涵及其研究的發(fā)展趨勢，闡述了土壤肥力質量、土壤環(huán)境質量和土壤健康質量的指標體系與評價方法，提出了中國重要土壤類型的土壤質量標準的建議方案，以典型區(qū)域水稻土和蔬菜地為例揭示了土壤肥力質量和土壤環(huán)境質量的時空演變規(guī)律，研發(fā)了基于實例分析的土壤質量評價咨詢系統(tǒng)，最后對中國土壤質量指標與評價的應用進行了簡要展望。    本書可供土壤學、植物營養(yǎng)學、環(huán)境科學、生態(tài)學、土地科學及農(nóng)學等領域的研究、教學和技術人員參考，也可供各級政府的農(nóng)業(yè)、環(huán)保、土地等部門參考。

書籍目錄

前言第一章  土壤質量的概念與內(nèi)涵  第一節(jié) 土壤功能及其重要性    一、土壤的組成    二、土壤的重要性    三、土壤的功能  第二節(jié) 土壤質量的內(nèi)涵    一、土壤質量的定義    二、土壤質量研究的重要性    三、土壤質量的演變    四、土壤質量指標    五、國內(nèi)外土壤質量的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢    六、土壤質量的研究方向與重點  第三節(jié) 土壤肥力質量    一、土壤肥力的概念    二、國外土壤肥力研究的一些觀點    三、周內(nèi)土壤肥力研究現(xiàn)狀    四、土壤肥力研究的趨勢  第四節(jié) 土壤環(huán)境質量的內(nèi)涵    一、土壤環(huán)境質量的概念    二、重金屬與土壤環(huán)境質量和食物安全    三、農(nóng)用化學品和廢棄物對土壤環(huán)境質量和食物安全的影響    四、土壤重金屬及有機農(nóng)藥標準的制定  第五節(jié) 土壤健康質量的內(nèi)涵    一、土壤健康質量的概念    二、土壤健康質量的指標    三、土壤質量與土壤健康的關系及其區(qū)別    參考文獻第二章  土壤肥力質量指標  第一節(jié) 土壤質量描述性指標  第二節(jié) 土壤質量分析性指標  第三節(jié) 土壤質量評價的最小數(shù)據(jù)集  第四節(jié) 主要作物產(chǎn)量指標    一、主要指標和最小數(shù)據(jù)集概述    二、指標分級的原則    三、主要指標的功能和分級  第五節(jié) 土壤生態(tài)過程的指標    一、微生物生物量碳    二、土壤速效磷含量    三、硝態(tài)氮含量  第六節(jié) 結論  參考文獻第三章  土壤肥力質量指標的量化表達  第一節(jié) 土壤肥力質量指標分等定級的原則    一、土壤肥力質量指標的特性和評價方法    二、土壤肥力質量指標的選定原則  第二節(jié) 土壤肥力質量指標等級的確定    一、土壤肥力指標的擬定依據(jù)    二、評價指標分級的確定    三、我國四類重要土壤和不同利用方式土壤肥力指標的分級  第三節(jié) 隸屬度函數(shù)的建立    一、隸屬度函數(shù)的概念    二、隸屬度函數(shù)的類型    三、評價指標與作物生長關系的模型    四、常用的一些評價模型  第四節(jié) 定性指標的標準化和量化    一、專家打分    二、特爾菲法計算隸屬度  第五節(jié) 浙江省標準農(nóng)田地力調查與分等定級技術規(guī)范(應用實例)    一、標準農(nóng)田類型劃分    二、標準農(nóng)田地力等級劃分    三、標準農(nóng)田地力調查土壤樣品數(shù)量要求    四、標準農(nóng)田地力調查土壤樣品取樣要求    五、標準農(nóng)田地力調查土壤分析測試項目與方法    六、標準農(nóng)田地力調查土壤樣品的處置    七、標準農(nóng)田地力分等定級技術方案    參考文獻第四章  土壤肥力質量的綜合評價  第一節(jié) 土壤肥力質量的概念  第二節(jié) 土壤肥力質量評價的意義與時空尺度    一、土壤肥力質量評價的意義    二、土壤肥力評價的時空尺度與范圍  第三節(jié) 土壤肥力質量評價的工作程序  第四節(jié) 土壤肥力質量評價指標選取    一、土壤肥力評價指標的選取原則    二、作物產(chǎn)量或植物生長狀況指標    三、單一土壤養(yǎng)分指標與肥力綜合性指標    四、土壤肥力評價指標權重分配  第五節(jié) 土壤肥力質量評價單元的劃分    一、以土壤類型為評價單元    二、以土地利用類型為評價單元    三、以田塊為評價單元    四、農(nóng)業(yè)生態(tài)單元——SOTER途徑  第六節(jié) 土壤肥力質量評價模型    一、田間描述評價    二、指數(shù)法評價模型    三、環(huán)境指數(shù)評價模型    四、模糊綜合評價模型    五、地統(tǒng)計學評價    六、系統(tǒng)評價方法    七、動力學評價    八、決策樹方法  第七節(jié) 土壤肥力質量評價實踐    一、基于綜合質量指數(shù)的熱帶地區(qū)土壤質量評價    二、浙江省紅壤肥力質量指標集成與評價    參考文獻第五章  土壤環(huán)境質量和健康質量指標及評價  第一節(jié) 土壤與環(huán)境    一、水體污染及其危害    二、水體富營養(yǎng)化與非點源污染    三、大氣污染及其危害    四、土壤和溫室效應氣體  第二節(jié) 土壤與人體健康    一、我國環(huán)境地質醫(yī)學發(fā)展和成就    二、克山病與土壤環(huán)境    三、地方性硒中毒與土壤環(huán)境    四、地方性氟病與土壤環(huán)境    五、地方性碘病與土壤環(huán)境    六、缺鋅癥與土壤環(huán)境  第三節(jié) 土壤環(huán)境質量指標和土壤健康質量指標及評價    一、土壤環(huán)境質量指標和健康質量指標    二、土壤環(huán)境質量和土壤健康質量評價  參考文獻第六章  中國重要土壤的土壤質量標準建議方案  第一節(jié) 四大類土壤肥力質量評價指標體系  第二節(jié) 四大類土壤肥力質量基準建議方案    一、土壤肥力質量評價指標的隸屬函數(shù)模型    二、四大類土壤肥力質量評價指標等級劃分的建議方案    三、土壤肥力質量評價指標隸屬度的計算    四、土壤肥力質量指標權重值的計算    五、四大類土壤肥力質量分級的建議方案  第三節(jié) 土壤環(huán)境質量和土壤健康質量標準的建議方案    一、土壤環(huán)境質量和土壤健康質量標準制訂的基本原則    二、土壤環(huán)境質量標準的建議方案    三、土壤健康質量標準的建議方案    四、土壤環(huán)境質量和健康質量的評價方法    參考文獻第七章  土壤肥力質量的時空演變規(guī)律(案例研究)  第一節(jié) 土壤肥力質量時空演變的研究進展    一、GIS與地統(tǒng)計相結合用于土壤肥力時空演變研究    二、GIS與地統(tǒng)計相結合進行土壤肥力質量時空演變研究現(xiàn)狀  第二節(jié) 土壤肥力質量評價方法及地統(tǒng)計學原理    一、土壤肥力質量評價方法    二、地統(tǒng)計學    三、克里格(Kriging)插值  第三節(jié) 土壤肥力質量的空間分布特征    一、研究區(qū)介紹    二、土壤樣點的布置、采集與分析    三、20世紀80年代紙質圖件數(shù)字化處理    四、案例地區(qū)水稻田土壤養(yǎng)分描述統(tǒng)計分析    五、1980年土壤養(yǎng)分的空間分布特征    六、2002年土壤養(yǎng)分的空間分布特征    七、土壤肥力質量的空間分布特征  第四節(jié) 土壤肥力質量的時空演變    一、土壤養(yǎng)分的演變    二、土壤肥力質量的演變  參考文獻第八章  土壤環(huán)境質量的時空演變規(guī)律(案例研究)  第一節(jié) 土壤環(huán)境質量時空變異研究現(xiàn)狀  第二節(jié) 土壤環(huán)境質量時空變異的研究方法    一、土壤環(huán)境質量時空變異研究方法    二、研究區(qū)概況與采樣分析  第三節(jié) 水稻田土壤環(huán)境質量評價及其空間變異特征    一、水稻田樣區(qū)土壤重金屬現(xiàn)狀分析    二、水稻田樣區(qū)土壤重金屬空間變異分析  第四節(jié) 蔬菜地土壤環(huán)境質量評價及其空間分異特征    一、蔬菜地樣區(qū)土壤重金屬現(xiàn)狀分析    二、蔬菜地樣區(qū)土壤重金屬空間變異分析  第五節(jié) 蔬菜地土壤環(huán)境質量時空演變規(guī)律    一、研究區(qū)域與數(shù)據(jù)    二、蔬萊地土壤環(huán)境質量時空演變  參考文獻第九章  土壤質量評價咨詢系統(tǒng)  第一節(jié) 浙北長興縣耕地土壤肥力質量評價咨詢系統(tǒng)    一、基于WebGIS的長興縣土壤肥力質量評價咨詢系統(tǒng)的建立    二、系統(tǒng)的組成    三、系統(tǒng)結構    四、系統(tǒng)的實現(xiàn)  第二節(jié) 杭州市西湖區(qū)茶園土壤環(huán)境質量管理信息系統(tǒng)    一、系統(tǒng)總體設計    二、數(shù)據(jù)庫的設計與建立    三、系統(tǒng)的實現(xiàn)    四、系統(tǒng)的運行環(huán)境  第三節(jié) 杭嘉湖平原土壤氟健康質量評價決策系統(tǒng)    一、系統(tǒng)建立    二、系統(tǒng)功能的實現(xiàn)    三、系統(tǒng)運行環(huán)境    參考文獻第十章  土壤質量指標與評價的應用與展望  第一節(jié) 土壤肥力質量評價與測土配方施肥  第二節(jié) 土壤環(huán)境質量評價與土壤污染調查  第三節(jié) 土壤健康質量評價與農(nóng)產(chǎn)品安全  第四節(jié) 土壤質量評價與農(nóng)用地分等定級附錄1 表索引(中文)附錄2 表索引(英文)附錄3 圖索引(中文)附錄4 圖索引(英文)圖版

章節(jié)摘錄

　　土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的核心，是動態(tài)變化著的有生命的資源，是大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈構成的自然環(huán)境的一個重要組成部分，也是連接大氣圈、水圈、生物圈及巖石圈的紐帶。它與大氣和陸地生物群落共同組成系統(tǒng)中碳與其他營養(yǎng)元素的主要儲存庫和交換庫。由于土壤有機碳儲量的巨大庫容，其微小變化將引起大氣CO2濃度的較大波動，進而影響溫室效應和全球氣候變化?！　∥覀兠媾R的挑戰(zhàn)是建立既能生產(chǎn)糧食和纖維又能保持一個清潔而又安全的環(huán)境。土壤在擔當這一重任時起著關鍵和重要的作用。面對21世紀社會經(jīng)濟發(fā)展對自然科學發(fā)展的總需求，土壤科學在以下幾個關系到國計民生的重大問題上具有不可替代的作用：一是解決食物來源，是生產(chǎn)糧食、纖維、水果、蔬菜等的基地；二是解決物質和能量來源，平衡全球生態(tài)系統(tǒng)的功能；三是解決水、土、氣、生資源的平衡；四是解決與城市建設、人口發(fā)展及人體健康等有關的問題?！　⊥寥缹τ谌祟惿鐣呢暙I不僅僅是提供食物和纖維，高質量的土壤還應該是清潔空氣的處理器、水資源的儲存庫和潔凈水體的過濾器。土壤是全球溫室氣體的最主要的匯，如果管理得當，土壤可以起平衡二氧化碳、減少溫室氣體排放的作用而有利于緩解全球氣候變暖的趨勢。同時土壤還是有機廢棄物的腐解脫毒和養(yǎng)分循環(huán)利用的終端接收器和反應箱。　　土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中起著許多十分重要作用的動態(tài)變化著的有生命的資源。土壤中含有對地球上各種生命過程都十分重要的土壤微生物。土壤中進行著的動植物殘體的分解與循環(huán)、氮的固定、土壤結構的維持以及污染物的解毒等無不與微生物緊密相關。　　三、土壤的功能　　土壤是地球生物圈的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)的基礎。土壤作為一種有生命的動態(tài)資源，是生產(chǎn)糧食、纖維、水果、蔬菜等的基地，同時也有平衡全球生態(tài)系統(tǒng)的功能。土壤的功能不僅限于生產(chǎn)食物和纖維，而且在維護當?shù)?、地區(qū)和全球的環(huán)境質量方面也起著重要作用。土壤是農(nóng)業(yè)和天然植物群落的基礎，覆蓋在地球表面的這一薄層土壤可以決定土地上生命的存在和滅亡?！　⊥寥赖娜齻€生態(tài)功能是與其物理、化學和生物性質緊密聯(lián)系在一起的：①土壤是植物生長的介質，是生產(chǎn)糧食、纖維、糖料等的基地；②土壤是物質過濾、緩沖和轉換的反應器，以保護環(huán)境、地下水和食物鏈免遭污染，土壤是環(huán)境中有害化合物形成、減毒和降解的緩沖劑，并且能調節(jié)和分配環(huán)境中水的流動；③土壤是使很多植物、動物和微生物免遭滅絕的棲息地和遺傳庫?！　⊥寥赖娜齻€與人類活動有關的功能是：①土壤是一個自然介質，可以作為機械、工業(yè)結構和社會經(jīng)濟活動如建筑、工業(yè)發(fā)展、交通運輸以及垃圾處理等的空間基地；②土壤是原材料的來源，用以提供水、黏土、砂、礫石等；③土壤是文化遺產(chǎn)的一部分，土壤中埋藏著對研究歷史和人類發(fā)展十分重要的古生物化石和考古文物資源。

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