
中国土壤
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2023年3月16日发(作者:意大利语你好)—1—
我国土壤资源特点与土壤安全利用|土壤资源
的基本特点
来源:吉林省土壤肥料信息网发布时间:2016-03-03
导读
我国土壤资源丰富多样,空间分异明显,但宜耕地面积小,
总体质量不高;受人为活动强烈影响,土地垦殖率高,耕地后备
资源有限。
总体上,土壤资源数量和质量均属严重制约型,人地、人粮
矛盾突出,特别是近20年来,由于利用管理缺乏合理的布局和
规划,建设占用耕地使优质耕地减少过快;生态脆弱带土地退化
势头没有遏止,土壤污染有加剧趋势,土壤安全形势日趋严峻。
我国土壤资源基础调查工作基础薄弱,土壤资源现状不清,
缺乏科学有效的土地资源评价方法和标准,土壤资源管理相对粗
放。需要加强土壤资源科学的基础研究,深化土壤功能与安全的
内涵,更新我国土壤资源清单,为多目标土地利用提供基础数据、
模型和决策。
文/张甘霖(中国科学院南京土壤研究所副所长、研究员)、
王秋兵(沈阳农业大学土地与环境学院教授)
来源:中国科学院院刊(2015年第30卷)
土壤具有维系生物质生产、容纳和消减污染物、过滤水源、
固碳、维护生物多样性等多种功能。“土壤安全”是指土壤功能
发挥的状态和水平。在安全的状态下,土壤可以持续地发挥上述
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功能,而安全水平降低则妨碍土壤功能的实。因此土壤安全关系
到粮食安全、水安全和生态环境安全,进而影响社会和经济的可
持续发展。
我国土壤资源数量和质量均属严重制约型,人地、人粮矛盾
突出,特别是近20年来,由于利用管理缺乏合理的布局和规划,
随着利用程度不断强化,我国优质耕地急剧减少、基础地力持续
下降、水土流失、土壤酸化、土壤污染等问题十分突出,土壤安
全形势日趋严峻。土壤安全问题已经严重制约着国家粮食安全、
食品安全、水安全和生态环境安全,进而影响到国家安全和国际
履约能力。
在全面获取我国土壤资源现状及其动态变化的基础上,全面
把握我国土壤资源的特点,因地制宜、合理利用和管理我国土壤
资源是土壤安全的前提,需要进一步发展我国土壤资源科学,加
强基础数据积累并提供服务全方位、多层、高精度土壤资源利用
和管理的对策与方案,真正实现资源高效和可持续利用。
1我国土壤资源特点与利用特征
1.1土壤资源丰富多样,适宜性广泛
我国土地面积约占世界陆地总面积的1/15,仅次于俄罗斯
和加拿大。按中国土壤系统分类统计,全国有14个土纲,39个
亚纲,138个土类和588个亚类。我国既有温暖湿润区的富铁土
和铁铝土,又有西北内陆的干旱土和青藏高原的寒冻雏形土,还
有古老的水耕和旱耕人为土,这样丰富的土壤资源是其他国家无
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法比拟的。
这些土壤是在不同的自然环境条件和人为影响下形成的,各
自具有不同的生产力及农、林、牧业发展的适宜性。
南方丘陵富铁土和铁铝土区,水热充沛,生物资源丰富,为
我国热带、亚热带林木、果树和粮食生产基地。
黄淮海平原为我国耕地面积最大的平原农业区,主要分布着
雏形土,土体深厚,宜耕适种,是我国粮、棉、油作物的重要产
区。
东北平原区的湿润均腐土,盛产小麦、大豆、玉米、高粱等,
已成为我国重要粮食生产基地;东北山区的冷凉湿润淋溶土等类
型,为我国林业用土壤资源,适宜于多种针、阔叶树种生长;东
北平原西部的草原,多为半干润均腐土分布,地形平缓开阔,分
布着优质的天然草牧场。
西北漠境地区,以干旱土、盐成土和灌淤人为土为主,由于
日照充沛,光能资源丰富,并具有引用高山融雪水灌溉之便,盛
产长绒棉、小麦及优质瓜果。多样化的土壤类型具有不同的适宜
性,大多数土壤类型具有多宜性,这为大农业全面发展和综合开
发利用提供了优越条件。
1.2空间分异明显,地区差别大
我国是季风气候十分活跃的国家,水热状况与土壤性状区域
差异较大。在区域界线上,可从东北大兴安岭西坡算起,经通辽、
张北、呼和浩特、榆林、兰州、玉树、那曲至日喀则附近,这大
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致是400mm年等降水线,它对于土壤资源和土地利用有着重要
的意义。
在这条线以东、以南,季风盛行,雨量充沛,光、热、水配
合较好,为湿润、半湿润区,适宜林木生长,为以乔木为主体的
森林线分布范围,也是我国目前主要农业区。
此线以西、以北降雨量较少,气候由半干旱逐渐过渡到
200mm以下的干旱和荒漠区,没有灌溉就没有农业,是我国的
主要牧区,绝大部分广阔地区为草原、沙漠、戈壁与高寒山区,
在高大山系背阴处,可见到森林与密茂草场。
800mm等降水线基本上是以秦岭、淮河为分界线。此线以
北的华北和东北区,土壤中的矿质淋溶适中,旱作农业发达,此
线以南的华东和华南区土壤受降水强烈淋溶作用的影响,土壤往
往偏酸性,农业以水稻种植为主。
我国是一个多山的国家,山地、高原和丘陵地占总面积的
69.27%。山地地貌起到能量与物质再分配作用。山区地形高低起
伏,山区的不同部位具有明显的小气候变化特征,特别是在高山
区还形成明显的气候条件垂直变化带谱,加上山区地质构造复杂,
土壤母质类型多样,所形成的土壤各有特色。即使在小区域范围
内,土壤类型亦有分异。
1.3土壤资源自然条件优越,生产潜力较大
我国疆土约有98%位于北纬20°—50°之间的中纬度地区,
与地域广阔的俄罗斯、加拿大所处的高纬度相比,热量条件显得
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更具优势,与美国和位处南纬的澳大利亚相当,但与位处低纬度
的巴西、印度相比,则总体热量条件略逊。
我国亚热带、暖温带、温带地区所占面积最大,约占国土总
面积的71.2%,其中亚热带占25.7%,暖温带占19.2%,温带占
26.3%,农作物可一年二熟或三熟。
我国大部分地区属夏季高温多雨、冬季寒冷干旱的季风气候,
全年降水量有2/3集中于4—9月份,在此期间,月均温东部为
5℃—28℃,西部为8℃—23℃,这种雨热同期的气候特点,可
以满足主要农区中各类农作物生长期间对水分和热量的需求,这
是保证大部分土壤资源得以开发利用的重要条件。
西北部广大干旱区,年降水量小,特别是准噶尔盆地、吐鲁
番盆地和塔里木盆地的年降水量仅在25mm—50mm上下,水分
极端匮缺,在很大程度上限制了土壤资源的开发利用。
然而,该区四周高山环抱,构成高山与盆地相间地貌,这些
山脉的海拔高度在4000m以上,气温低,山区年降水量200mm
—700mm,山顶冰雪覆盖。春夏季节山顶冰雪开始融化,补给
径流,滋养形成干旱区内的绿洲,使干旱区内土壤资源的潜力得
到发挥。
享有“世界屋脊”之称的青藏高原,大多数地区海拔在4000
—4800m,如此高海拔的区域,国际上通常为无农业区。
但青藏高原地处北纬25°—35°之间,与欧亚大陆其他高原
相比,其纬度较低,在一些深切河谷地区7月份平均气温可达
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18℃—23℃,为主要农业区,在高寒环境下种植青稞、小麦、豌
豆、油菜等。青藏高原的盆地、湖盆宽谷地及河谷地为良好的天
然牧场,适应牦牛、绵羊、山羊等牲畜生长繁育。
在高原南部,森林也占有一定面积,为我国第二大林区。可
见,青藏高原的土壤资源,除发展种植业外,同样具有发展牧业
及林业的优势。上述优越的自然条件,决定了我国土壤资源具有
较大的生产潜力。
从目前粮食作物实际产量与潜在产量之间的量差距看,水稻、
小麦、玉米、大豆等主要粮食作物实际单产仅为品种区试产量的
58%—78%,为区域高产示范水平的48%—63%,粮食单产提高
潜力很大。
1.4宜耕地面积小,总体质量不高
我国土地面积居于世界第三位,但人均土地面积仅为
0.714hm2,相当于世界人均土地的1/3;据国土资源部《2014
年国土资源公报》数据,全国现有耕地面积13516.34万hm2
(20.27亿亩),人均耕地面积远低于世界平均水平。
第二次全国土地调查的耕地质量等别成果显示,全国耕地平
均质量总体偏低。优等地面积为385.24万h㎡,占全国耕地评
定总面积的2.9%;高等地面积为3586.22万h㎡,占全国耕地评
定总面积的26.5%;中等地面积为7149.32万h㎡,占全国耕地
评定总面积的52.9%;低等地面积为2386.47万h㎡,占全国耕
地评定总面积的17.7%。
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1.5受人为活动影响强烈,土地垦殖率高,耕地后备资源有
限
我国人口众多、农业开发历史悠久,土地垦殖率已达13.7%,
超过世界平均数3.5个百分点。绝大部分平原、沿河阶地、盆地
和山间盆地、坝地和平缓坡地等条件优越的土壤资源均早已培育
为水耕人为土或旱耕人为土,若依靠扩大耕地面积达到增产增收
已很困难。
耕地后备资源潜力1333万h㎡左右,可复垦土地400万h
㎡,60%以上分布在水源不足和生态脆弱地区,开发利用的制约
因素较多。
耕地后备资源以东北冷凉淋溶土、湿润均腐土地区最多,占
全国“三荒”资源的28.2%。
西北甘、新干旱土和盐成土地区次之,占27.5%。中部内蒙
古长城沿线干润均腐土、砂质新成土地区占10%。
2我国目前土壤资源利用中存在的主要问题及原因分析
2.1土壤资源规划和利用中存在的问题
2.1.1建设占用耕地使优质耕地减少过快
根据国土资源部全国土地利用变更调查数据,全国31个省、
市、自治区(不包括香港、澳门和台湾)1997—2008年间平均
每年有20.3万hm2的耕地被建设占用。
总体上,东部发达地区年均建设占用耕地数量远高于西部地
区,相差十几到几十倍,尤其是江苏、山东、浙江3省的建设占
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用耕地数量占到全国总量的30.1%。
耕地减少主要集中在灌溉设施、基础设施均较好的南方沿海
地区,城镇周围的优质耕地减少2/5左右,有的地方甚至超过
3/5。研究表明,1998—2006年间,耕地资源结构变化的区域分
异明显。
黄淮海平原、长江中下游平原以及东部和东南沿海这些水热
条件好、优质耕地集中的区域,灌溉耕地面积减少,耕地生产力
降低;除xx和黑龙江耕地面积净增加外,全国其他地区耕地面积
均呈下降趋势,耕地增加区域呈明显的西移趋势,由此而导致耕
地的整体生态条件恶化;
在京津塘、长江三角洲、珠江三角洲等经济发达的东部沿海
区,建设用地占用的大多是交通便利、土壤肥沃的优质耕地,其
区位分布恰和我国重要的粮食生产区域相重叠。
虽然通过土地整理复垦开发补充了大量耕地,但新开垦的耕
地多为偏远的丘陵山区贫瘠之地。因此,造成新开垦的耕地质量
远低于被占用的耕地质量,由此引起的耕地质量损失和粮食生产
能力损失非常惊人。
2.1.2土壤资源盲目利用,生态脆弱带土地退化现象严重
长期以来,我国对土壤资源的开发利用,没有开展全局性的
战略研究,缺乏以科学的土壤资源适宜性评价为依据的土壤资源
合理利用规划。
在巨大的人口压力下,土壤资源过度开发利用。主要表现为:
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陡坡开荒种植,森林乱砍滥伐,草原盲目开垦,过度放牧超载,
盲目围湖围海造田。
资料表明1991—2003年间,草地每年减少6200km2,次生
盐渍化净增加约有1464kh㎡,土地沙漠化每年以2300k㎡的速
度发展。
根据国家林业局2014年1月13日公布的第二次全国湿地资
源调查(2009—2013)结果,与第一次调查(1995—2003)同
口径比较,湿地面积减少了339.63万h㎡。
2.1.3土壤污染严重
近30年来经济社会的快速发展给我国环境带来了巨大的压
力,土壤污染加剧。2005年4月—2013年12月我国对国土面
积中的630万k㎡土壤开展了首次全国土壤污染状况调查。
调查结果表明,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区
土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境
问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、
中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。
污染类型以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较小,
无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。工矿业、农业
等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主
要原因。
从污染分布情况看,南方土壤污染重于北方;长江三角洲、
珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出,
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西南、中南地区土壤重金属超标范围较大;镉、汞、砷、铅4种
无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐
升高的态势。
2.2土壤资源现状不清对土壤可持续利用的制约
2.2.1土壤资源基础调查工作欠扎实,土壤资源管理相对粗
放
建国以来我国分别于1958年和1979年开始开展过两次土壤
普查,受当时历史时期和科学技术水平的影响,这两次土壤普查
都存在很大的局限性。
第一次土壤普查是以群众运动为主,注重农民经验总结,科
学技术含量较低。第二次土壤普查以县级为单位开展,虽然针对
农业土壤利用查清了各地的土壤类型,但由于各地标准没有完全
统一,且成图比例尺较小(一般为1∶5万,个别区域面积较大
的县份可达1∶10万—1∶20万)。
这对宏观规划和农业区划有一定参考价值,而对具体地块或
农户土地利用指导性较差。
更主要的是,第二次土壤普查中,未对土壤状况进行全面科
学的质量评价,更没有针对主要土地利用方式对土壤性状进行解
译,难以被广大土壤成果使用者所认知和接受。
随着经济社会巨变和快速发展,对于土壤功能的认识也由传
统的为农业生产服务(生产功能)拓展到同时具有生产、环境净
化、生态保育、场地支撑等多项功能。
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然而,直到目前可用的土壤资源调查资料只有第二次全国土
壤普查成果,而这些资料主要是针对农业用途,不能满足其他行
业和部门应用需要,不能为各行各业起到科技支撑作用。
美欧等发达国家都有明晰的土壤资源清单,不仅有明确的土
壤类型,更有详细的地理位置、范围、质量、对各主要土地利用
方式的适宜性解译,制图比例尺多为1∶1万—1∶2万,甚至更
为详细,并建立了完善的数据库,可方便地应用于各行各业所涉
及到地块的利用开发规划决策和具体建设指导。
有资料表明,美国土壤调查成果早在20世纪70年代就广泛
应用于林业、交通、城建、房地产开发、环卫、休闲娱乐等非农
部门,土壤调查成果应用的总收益中仅有25%来自农业利用,而
其他75%的收益则来自于非农部门。相比之下,我国在这方面存
在很大的差距。
2.2.2家底模糊,数量不清,质量不明
长期以来我国土壤资源“家底”模糊,数量不清,质量不明。
20世纪80年代基于《中国1:100万土地资源图》的土地质量
综合评价结果,适用于国家宏观战略规划,不适合指导基层土地
利用。
21世纪初开展的全国农用地分等定级结果,虽然是以县级
为单位开展的大比例尺农地分等,但其基础资料是全国第二次土
壤普查成果。
受当时历史时期的限制,土壤普查成果本身就存在一定缺陷,
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加上30多年来我国经济社会发生重大变化对土壤性状也产生了
深刻影响,由此获得的评价结果难以真实全面反映我国土壤质量
现实状况。
近年来完成的农田土壤污染调查采用的典型样点调查方法,
只能反映大致情况,无法从精细尺度完整评估我国农田土壤污染
程度特别是面积与局域分布特征。
2.2.3缺乏科学有效的土地资源评价方法和标准
土壤资源鉴定评价成果是各级政府和土地使用者制定土地
利用规划、对土地资源实施有效管理的重要基础。然而我国长期
以来缺乏科学有效的土地资源评价方法、标准和成果资料,不能
为土壤利用规划和保护提供有力的支持。
基本农田是高产优质耕地,是“吃饭田”和“保命田”,是
国家耕地保护的重点。为此,国家专门颁布基本农田保护条例,
要求各地各级政府划定基本农田保护区。
然而,目前各地在进行基本农田划定时,仅仅是按照一定的
比例将指标分解到各个省、市、县、乡镇,以此来确定基本农田
的区域和位置。由于缺乏土地评价结果作依据,各地在基本农田
划定中出现诸多问题。
首先是只重数量不重质量的要求,导致一些劣质耕地,甚至
是园地、林地都被划入基本农田之列,出现基本农田“上山、下
海、进村庄”的怪现象;
其次是缺乏立地条件的考虑,使得一些划定的基本农田还存
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在着潜在被破坏和占用的风险,致使基本农田规划的调整和补划
频繁,缺乏稳定性。由此导致土地利用总体规划频繁调整,使其
失去权威性。
为了解决上述问题,目前国家要求各地开展永久基本农田划
定工作。然而,如果不能提供可靠的土地评价结果和科学合理的
基本农田划定方法,划分出的永久基本农田的质量和命运仍难以
想象。
3我国土壤资源安全利用对策
土壤安全已是一个多层次的概念,主要包括能力、条件、资
本、连通性和建章立制5方面,包含了社会、经济、生物物理学、
辨识政策和法律框架等属性[18],因此比土壤质量、土壤健康和
土壤保护的概念更为宽泛。
要从根本上改进我国土壤资源利用状况,实现土壤资源可持
续利用和保障土壤安全,还需要改革管理体制,同时加强相关土
壤资源基础和应用研究,为土壤资源管理提供科技支撑和决策支
持。
3.1加强土壤资源科学的基础研究,深化土壤功能与安全的
内涵
以地球系统科学为导引,在“土壤圈层及其界面过程”这一
现代土壤学核心研究领域中,研究土壤与环境之间物质与能量交
换、土壤组分的相互作用及其对土壤功能的影响。完善土壤质量、
土壤健康、土壤安全等新概念。
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直到目前,在世界范围内对土壤质量、土壤健康、土壤安全
的内涵仍然理解不深,对土壤质量、土壤健康、土壤安全指标的
确定、评价体系的构建、演变规律、影响因子以及调控机理和措
施等诸多问题还有待进一步研究。
在此基础上,深入研究自然条件和人为活动下土壤资源演变,
掌握我国土壤安全格局;从战略高度、系统角度出发研究土壤的
结构、过程和功能的演变规律和机制,准确把握土壤演变的未来
发展趋势,提出我国土壤安全应对策略和措施。
加强土壤高强度利用与环境协调理论研究。在人多地少、耕
地后备资源严重不足的现实条件下,需要协调发挥土壤的农业生
产功能和环境功能。
这些客观需求决定了我国必须在着重研究土壤质量演变过
程与机制的基础上,建立土壤高强度利用与环境协调理论,建立
实现作物持续优质高产,环境负面效应最小的土壤质量调控与培
育理论及相应的技术体系。
3.2更新我国土壤资源清单,为多目标土地利用提供基础数
据支持
我国目前广泛使用的土壤资源本底数据主要依赖30年前开
始的第二次全国土壤普查结果,由于资料的不完整和逐步流失,
现已很难支撑我国土壤资源的精细管理。
另一方面,由于社会经济的发展和土地利用的急剧变化,土
壤的肥力和环境质量以及总体功能都发生了很大的变化,这使得
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高精度土壤资源清单的建立更加迫切。
要实现我国土壤资源清单的更新,尽快开展新一轮全国土壤
资源普查,摸清土壤资源家底,掌握土壤质量状况。在目前阶段,
需要从定量标准出发,建立更精细的土壤分类体系,努力从基层
分类类型上比较全面地建立覆盖我国所有区域的类型清单和相
应的数据库。
在区域层面,应该结合土壤模型和现代信息获取及表达技术
完成我国典型地区特别是农业高度集约利用地区的高精度数字
土壤图,为我国土壤资源精准管理提供可靠的数据基础。
3.3建立土壤不同服务功能的评价体系和决策支持机制
我国土壤资源具有高度的多样性,在功能发挥上实现因地制
宜对土壤安全极为重要。
传统上着重强调土壤的生产功能特别是农业生产功能,对不
同区域土壤资源的最优利用前景及其总体生态服务功能未能进
行全面的定量评估,因此在土壤资源管理上偏重生物生产甚至片
面的粮食生产。
基于土壤功能的多样性,特别是在土壤退化对区域土壤资源
管理决策提供支撑,土壤资源保护与生态环境建设要以可持续发
展理论为指导,研究建立适合我国国情的土壤资源合理利用措施、
管理办法、政策和制度,在注重土壤资源数量管理的同时,加强
土壤质量管理和土壤生态环境管护,不断探索土壤高强度利用与
环境协调的有效措施和途径,形成具有我国特色的土壤资源可持
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续利用技术体系。