土壤剖面的概念
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土壤剖面的概念范文第1篇
关键词：表土剥离；可识别土层；量化指标
中图分类号 S157 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）08-56-04
Abstract：Topsoil stripping and reusing of farmland used for construction is the efficient measures to protect the amount of farmland and improve the quality of farmland. The definition of recognizable soil layer and corresponding quantified indicators in topsoil stripping are researched in this paper. Conclusions are as follows：Recognizable soil layer includes arable layer（A）and plow pan；Topsoil can be stripped，as a general rule，topsoil thickness of up to 25cm，and topsoil wasn’t be polluted，gravel content in topsoil should be below 10 percent，soil texture is not loose sandy soil or tighten sandy soil and topsoils soluble salt（EC）is in below 4 ds・m-1.
Key words：Topsoil stripping；Recognizable soil layer；Quantified indicators
土壤学中的“土层”指的是在母质之上的土壤层，由于土壤剖面是由一些形态特征各不相同的层次重叠在一起构成的，这些层次大致呈水平状态，叫做土壤发生层，简称土层。土层的形成是土壤形成过程中物质迁移、转化和积累的结果。不同的土壤有不同的剖面构造，耕作土壤剖面的层次一般分为：耕作层（A）、犁底层（Ap）、心土层（B）、底土层（C）。
刘瑞在不同类型耕作土壤可剥离厚度的研究[1]一文中，第一次提出了可识别土层的概念。指出，可识别土层是针对表土剥离时，为了方便建设单位在施工时能够掌握是否需要对表土进行剥离而提出来的，意指在建设占用耕地时，用来识别、判断是否需要对表土进行剥离的土壤表层。
可识别土层通常包括耕作层（A）和犁底层（Ap）[2-3]。“可识别土层的剥离”简称表土剥离，就是对满足要求的可识别土层进行剥离。表土剥离（Topsoil stripping），是指将建设用地或露天开采用地（包括临时性或永久性用地）所占的适合耕种植物的约30cm厚的表层土壤剥离出来，利用设备搬运到一个固定的地点对表土进行储存和处理，然后在进行土地复垦时，将储存的表土搬运回原地或者在废弃土地上进行土地复垦、土壤改良和其他用途的技术[4-6]。
1 研究可识别土层的意义
建设中会大量占用耕地，而耕地的表土部分则是几千年农业生产创造出来的优良、宝贵土壤资源[7-8]。该层是土壤中最肥沃的一个层次，农作物的高产优质通常离不开这样肥沃的土壤层。该层通常有机质含量高，土壤结构体优良，水、肥、气、热协调，是宝贵的土壤资源。
调研中发现，现在有很多地方急需高质量的表土覆盖或者回填。例如，土地整理项目区新整理出来的农用地，多数表土性质非常差：质地粘重、有机质含量极低、物理性质差、土壤结构体不良、透气透水性差等不良情况。又例如，在实现耕地占补平衡目标的同时，现阶段国土资源部已经明确了“占优补优”的策略，这样针对大量的造地公司来说，优质的表土资源将是非常紧缺的土壤资源。再例如，在众多的煤矿塌陷区，针对部分修复为耕地的土地，由于当地多余的土壤资源非常稀缺，优质的耕地表土更是难求。还有，损毁土地的复绿工程急需高质量表土覆盖。
当然，随着现代工业的发展和环境保护工作的滞后，有着几千年历史的肥沃耕地表土有些地方已经被严重污染，这些表土虽然有机质等含量高，也不适宜发展农业生产，因此在建设占用耕地的时候遇到已被污染的表土时，就不需要剥离该表土了。然而，建设占用的肥沃耕地，绝大多数表土的性质是良好的，可以并且需要进行表土剥离，但是对于那些表土存在缺陷的耕地，其表土未必就需要进行剥离，这就需要去识别它是否需要剥离。
2 什么样的耕地表土需要剥离
要判断被建设占用的耕地的表土是否需要剥离，可以从该耕地是否有限制因子的存在着手，假如没有这些限制因子之一，即可以进行剥离。影响耕地表土是否需要剥离的因素主要有表土是否受到污染、表土层厚度、表土石砾含量、表土质地、土壤可溶性盐含量（EC值）等。
2.1 表土是否受到污染
2.1.1 土壤污染大致可分为无机污染物和有机污染物2大类 土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤，使得土壤环境质量已经发生或可能发生恶化，对生物、水体、空气或（和）人体健康产生危害或可能有危害的现象。无机污染物主要包括酸、碱、重金属、盐类、放射性元素铯、锶的化合物、砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3，4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等[9]。当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过“土壤-植物-人体”，或通过“土壤-水-人体”间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，就是土壤污染。
2.1.2 土壤环境质量标准 参照GB15618―2008《土壤环境质量标准（修订）》，结合研究的特点，拟采用第二级筛选值执行，即采用土壤无机污染物的环境质量第二级标准值和土壤有机污染物的环境质量第二级标准值[9]。当土壤中污染物监测浓度低于筛选值，一般可认为无土壤污染危害风险；高于筛选值的土壤是具有污染危害的可能性，但是否有实际污染危害，尚需进一步调研与确定。
2.1.3 全国土壤污染状况调查公报 2014年4月17日，环境保护部和国土资源部联合发表了《全国土壤污染状况调查公报》，根据报告中各种污染物的点位超标率情况，显示土壤中主要污染物为镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物，以及六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物。因此，检测土壤是否受到污染，重心可放到以上8种无机污染物和3种有机污染物上，只要表土中污染物监测浓度高于筛选值，一般认为土壤是具有污染危害的可能性，就不需要对表土进行剥离。
2.2 表土层厚度 表土层厚度是确定是否需要进行表土剥离的重要指标之一。耕作土壤中表土层厚度指的是耕作层（A）与犁底层（Ap）的厚度之和。对于山地、丘陵和平原地区，耕作土壤表土层厚度存在明显差异。本研究以安徽省现有的部分农业土壤为例进行分析。
2.2.1 皖南、皖西南山地耕作土壤表土层厚度 山地耕作土壤表土层厚度通常比较薄，多数没有心土层，土壤发育不全，土体构型为A-Ap-C或A-（Ap）-C。见表1。
表1通过分析17个山地耕作土壤表土层厚度，得出山地耕作土壤A层平均土层厚度比较薄，平均15.6cm，在20cm以内居多。A层+Ap层厚度平均25.1cm，极少超过30cm。其中A层+Ap层厚度≥25cm的剖面数为8个，20～25cm的剖面数9个。
山地耕作土壤在利用上有旱地和水田之分，旱地表土石砾成分相对较多，当>1mm的石砾含量超过10%，从经济学角度考虑一般不适宜进行表土剥离作业。因此，在建设占用山地旱地时，耕作土壤表层厚度，即A层+Ap层厚度≥20cm，且无其他限制条件时，一般必须剥离。对于水田土壤，当表土厚度超过25cm时，在建设占用时需要剥离。
2.2.2 江淮丘陵岗地耕作土壤表土层厚度 丘陵地区耕作土壤表土层厚度与山地类似，土体构型通常也是A-Ap-C或A-（Ap）-C，见表2。
表2通过分析15个江淮丘陵土壤表土层厚度，得出，丘陵地区耕作土壤A层平均土层厚度同样比较薄，平均15.7cm，A层+Ap层厚度平均25.5cm，极少超过30cm。其中A层+Ap层厚度≥25cm的剖面数为5个，20～25cm的剖面数10个。
对丘陵地区的耕作土壤做表土剥离时，要做两方面考虑处理。当处于丘陵地区相对比较平坦区域的耕地，且A层+Ap层厚度之和达到25cm时，应该考虑表土剥离；当A层+Ap层厚度小于25cm，且为旱地时，可以放弃表土剥离。
丘陵地区也经常出现建设占用耕地的情况，因此，在对丘陵地区进行表土剥离时，应该着重考虑相对平坦的耕地。
2.2.3 淮北与沿淮平原耕作土壤表土层厚度 平原地区耕作表土层厚度相对较厚。见表3。表3通过分析14个土壤剖面，得出，A层平均厚度17.3cm，A层+Ap层厚度平均达到28.4cm，其中A层+Ap层厚度大于30cm的剖面数为3个，20～30cm的剖面数11个。
因此，理论上，当建设占用平原地区耕地时都应该进行表土剥离，剥离厚度30cm～40cm。当A层+Ap层厚度在20cm，且没有其他障碍因素，也尽可能剥离。
2.2.4 沿江平原耕作土壤表土层厚度 沿江平原地区耕作表土层厚度相对较薄。见表4。表4通过分析13个土壤剖面，得出，A层平均厚度15.7cm，A层+Ap层厚度平均达28cm，其中A层+Ap层厚度大于30cm的剖面数为3个，大于25cm的剖面数为6个，小于25cm的剖面数6个。
当建设占用沿江平原地区耕地时，当A层+Ap层厚度大于25cm时，都应该进行表土剥离。
2.3 表土石砾含量 石砾是指粒径大于1mm的颗粒。对于含石砾的土壤，卡庆斯基的标准是：对于土壤中1～3mm的小圆砾含量计入物理性砂粒中。对于大于1mm的石砾，按其含量多少，划分级别见表5土壤石砾含量与土壤冠名[11]。
对于表土石砾含量>10%的耕地，由于石砾含量过多，剥离后把>1mm的石砾全部去除工作量庞大，不建议进行表土剥离；对于表土石砾含量1mm的石砾全部清理出土壤；对于表土石砾含量5%～10%的耕地，视情况剥离。
2.4 表土质地 土壤质地分为砂土类、壤土类和粘土类，见表6。
砂土中的松砂土和紧砂土，多数分布在平原河谷地区和丘陵山地，由于砂粒含量极多（其物理性砂粒含量>90%），粘粒极少（其物理性粘粒含量
2.5 土壤EC值 土壤水溶性盐是盐碱土的一个重要属性，是限制植物生长的障碍因素。在大面积盐（下转61页）（上接58页）碱土地区的表土剥离工作中，要考虑表土的水溶性盐总量（土壤EC值）。
EC值是用来测量溶液中可溶性盐浓度的，高浓度的可溶性盐类会使植物受到损伤或造成植株根系的死亡。EC值的单位用ds・m-1表示，测量温度通常为25℃。正常的EC值范围在1～4ds・m-1之间。基质中可溶性盐含量（EC值）过高，可能会形成反渗透压，将根系中的水分置换出来，使根尖变褐或者干枯。一般要求灌溉水EC值小于0.8ds・m-1（通常用于灌溉的水，其电导率为0.1～0.75ds・m-1）。
土壤饱和浸出液的电导率与盐分和植物生长的关系见表7。可见，土壤饱和浸出液的电导率数值可以反映土壤盐分的数量。
由表7可知，当EC值大于4ds・m-1（即盐化程度达到中度及以上）时，对盐分敏感的作物产量会受到影响，所以，一般而言，中度盐化及其以上盐化强度的土壤在利用时，存在严重缺陷，故建议中度盐化土壤、重盐土壤、极重盐土不进行表土剥离。
3 结论
识别表土层是否需要剥离，可从下列指标认定。只要满足下列指标之一者，即可放弃表土剥离。
（1）表土受到污染且土壤污染物达到第二级环境质量标准值。常规监测项目为镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物，六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物。
（2）可识别土层厚度。皖南及皖西南山地耕作土壤土层厚度小于20cm，江淮丘陵耕作土壤土层厚度小于25cm、淮北及沿淮平原耕作土壤土层厚度小于20cm，沿江平原耕作土壤土层厚度小于25cm。
（3）表土石砾含量大于10%。
（4）土壤质地为松砂土和紧砂土。
（5）EC值大于4ds・m-1。
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土壤剖面的概念范文第2篇
（1．西北农林科技大学， a.理学院； b.水土保持研究所，陕西 杨凌 712100；2．中国科学院/水利部水土保持研究所，陕西 杨凌 712100）
摘要：在水资源紧缺地区，大部分地区的土壤水分主要来源于天然降雨，随着人工林生长，林地土壤水资源下降，当人工林发展到超过植物对土壤水资源的利用限度时，在林地最大土壤水分补给深度以下出现的土壤层将会成为不可逆转的土壤干层。这种现象不利于土壤水资源的可持续利用和森林植被的恢复、更新。土壤水资源利用限度理论的提出将使不可逆转的土壤退化防治变为积极的土壤水资源的可持续利用。在生产中应充分认识并掌握这个规律，设法避免人工林草植被对土壤水资源的过度利用。
关键词 ：土壤水资源；可持续利用；土壤干层；土壤水资源利用限度
中图分类号：S152．7＋5 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2015）04－0769-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.04.001
收稿日期：2014－06－16
基金项目：国家自然科学基金项目（41271539）
作者简介：张小萍（1987-），女，甘肃通渭人，在读硕士研究生，研究方向为数学生态学，（电话）15202403085（电子信箱）zxp853418327＠163．com；
通信作者，郭忠升（1963-），男，陕西富平人，博士，主要从事土壤水分与植物生长、森林生态、森林水文与水土保持等方面研究，（电子信箱）guozs＠ms．iswc．ac．cn。
1 土壤水资源
土壤水是干旱、半干旱地区重要的农业水资源，“只有考虑了土壤水才能对干旱地区及中国东西部地区的区域水资源总量做出较为合理的分析”［1］。 在干旱、半干旱的黄土区，黄土层深厚（一般厚度为50～200 m，已知最厚达339 m），蓄积大量的水分形成了“土壤水库”，“库”中水对该区第一性生产力的形成具有重要作用。它是土地资源质量评价的主导因素之一［2］；目前国内外在流域或区域水资源评价时，只把径流性的地表水、地下水作为评价对象，土壤水往往因无法被人类调配，难以直接开发利用而被忽略。实际上，土壤水作为水资源的重要组成部分，是生态系统中重要的影响因素之一，也是一切陆生植物赖以生存的基础［3］。相关的研究认为［4－7］，降水到地面后有70％以上水量首先转化为土壤水。任何水（不管是天然降水还是人工灌溉水） 都必须转化为土壤水之后才能被植物吸收利用，被植物吸收利用的土壤水，大部分是由植物的根系系统吸收的［8］。植物有了足够的水分，才得以生存、发育、形成果实而产生经济价值［9］。
目前，绝大多数的研究者对土壤水资源的研究从农业角度出发，认为土壤水资源是指可被作物根系吸收利用的浅层土壤孔隙中的水。由于广义水资源［10］是指在可预见的条件下，能被人类直接或间接利用的水量，土壤水资源作为广义水资源的重要组成部分，因而可定义为：赋存于土壤包气带中，具有更新能力，并能被人类生产和生活直接和间接利用（包括人类对生态环境的维持）的土壤水量和对维持天然生态环境良性循环具有一定作用的土壤水量。根据以上定义，土壤水资源可包括以下四大指标，即从土壤水资源的作用范围出发的可被植被直接吸收利用的土壤水资源量、最大可能被植被利用的土壤水资源量、从其作用的目标出发用于国民经济的土壤水资源量及用于维持和恢复生态环境的土壤水资源量［11］。
2 土壤水资源利用限度
许多资源在数量上是有限的，资源的有限性在不可更新性资源中尤其明显。土壤水资源由于受自身（遗传）因素和外界客观条件的限制，其再生能力也是有限的。如果过度利用这些资源，使其稳定的结构破坏后就会丧失其再生能力，成为非再生性资源，因此掌握这个限度是非常重要的。土壤水资源作为水循环的重要组成部分，是植物赖以生存的基础。黄土高原大部分地区土层深厚，地下水埋藏较深，土壤水主要来自降水的地表下渗，多蓄存在包气带中，超过土层持水能力的土壤水则转化成为地下水［9］。近年来，在黄土高原大部分地区的人工植被恢复过程中，由于土壤水分的补给和存储量有限，在多年生人工林地中出现了土壤旱化，实为超载的、不可逆转的土壤退化现象，甚至出现土壤干层［10，12］。由于降水为黄土高原大部分地区土壤水分的惟一来源，土壤一旦形成干层，就会隔断地下水补给路径［13］，植物只能依靠当年雨水生长，处于大气干旱的胁迫之中。如果不及时采取措施进行人为干预和调控，随着林龄的增加，则林草地土壤旱化和土壤退化会进一步加剧［14］，从而影响森林植被生态系统的功能，并最终导致森林植被系统的毁灭，甚至出现荒漠化。
在黄土高原地区多年生高产、高效人工林草地出现的以土壤旱化为主要形式的土壤退化，就是植物过分利用土壤水资源的结果。因此，为了可持续利用水资源紧缺地区的土壤水资源，首先必须深入研究植物对土壤水资源的利用限度，简称土壤水资源利用限度［15］。植物对土壤水分亏缺的响应有一个阈值［16］。当根系吸收利用土层的土壤水分含量低于萎蔫系数时，根系吸水困难，土壤水分将严重抑制植物生长，但是不会死亡。由于黄土高原大部分地区土层深厚，多年生植物（例如柠条Caragana korshinskii）根系庞大，能迅速伸展到较深土层获取水分。如果干旱年出现的土壤干层在丰水年可以得到恢复，人工林地不会出现永久性土壤干层。因此在水资源不足的干旱、半干旱地区，人工林草植被对土壤水资源的利用应该有一个界限［17］。
土壤干层划分标准是认识和确定植物利用土壤水资源限度的一个重要指标。当土壤干层出现的深度小于或等于降水最大入渗深度时，该干层内损失的土壤水分在丰水年可能会得到恢复；当干层出现的深度超过降水最大入渗深度时，最大入渗深度以下出现的土壤干层无法补偿，成为永久性土壤干层。消除或避免最大入渗深度以下出现永久性土壤干层，应成为控制植物利用土壤水分程度的重要依据。因此，当土壤干层出现深度等于最大降水入渗深度应该成为确定植物利用土壤水资源限度的标准之一［18］。土壤水资源利用限度是在一个人工林草地土壤剖面内，当地表面以下至降水最大入渗深度范围内，所有土层的土壤含水量等于萎蔫系数时，最大入渗深度范围内土壤残留储水量之和即为土壤水资源利用限度［15］。例如在黄土丘陵半干旱区，人工柠条林地雨水最大入渗深度为290 cm，当最大入渗深度范围内全部为干层时，土壤水分储量为土壤水资源利用限度。
以黄土丘陵半干旱区（上黄试验区）为例，2013年3年生柠条土壤水资源利用状况见图1。3年生柠条幼林地土壤水资源比12年生柠条地充足，没有达到土壤水资源利用限度的警戒线，但由于植物强烈的抽吸作用，4月16日至6月15日，林地土壤水分补给量小于土壤水分消耗量，土壤储水量下降。2013年为丰水年，7月份以后有大量的降水，0～290 cm土层范围内土壤储水量远高于土壤水资源利用限度，可以为柠条的生长提供充足的水分。黄土丘陵半干旱区（上黄试验区）2013年12年生柠条土壤水资源利用状况见图2。2003年1月初，土壤储水量低于土壤水资源利用限度，1~4月该地区几乎没有降雨，林地土壤水分补给量小于土壤水分消耗量，植物生长需要的水分没有及时降水补充，无法满足植物生长所需的水分，柠条的高生长量很小，土壤旱化趋势在继续发展。7月1～14日这几天降雨比较多，土壤水分得到补充。7月15日，0～290 cm 土层范围内土壤储水量高于土壤水资源利用限度，土层内植物生长所需水分得到正常供应，7月15日至8月31日，随着植物的生长和强烈的抽吸作用，土壤储水量慢慢减少，9月初有少量的降雨，土壤储水量少量回升后又下降，10月1日0～290 cm土层范围内土壤水分储量低于土壤水资源利用限度。
人工柠条林地最大入渗深度范围土壤储水量等于土壤水资源利用限度时，该深度的土壤水分下行运动停止，在土壤剖面最大入渗深度峰面以下土壤水分可能上移，虽然指示植物可以吸收利用最大入渗深度以下土层的土壤水分，但是由于植物根系主要分布在0～200 cm土层，植物吸收利用最大入渗深度以下土层的土壤水分较少，也只能满足指示植物提前落叶过程中植物对水分的需要。由于土壤水分穿过该峰面的下行运动难以进行，最大入渗深度以下出现的土壤干层难以恢复，成为永久干层，此时土壤水分状况严重影响指示植物的生长，因此在水资源紧缺地区的植被恢复过程中，应尽量避免此类事情的发生。
3 影响土壤水资源利用限度的因素
1）指示植物。不同的指示植物形成不同的植被类型。不同的指示植物是影响土壤水资源利用限度的主要因素。一方面，不同的指示植物形成不同的植物群落，其树冠结构、地上部分生物量、叶面积指数等各不相同，根系分布深度、密度及生物量都有很大的差异；另一方面，不同的指示植物对土壤水分反应的敏感性不同，植物萎蔫时的土水势可能不同，该植物群落影响土壤水分的补给或消耗能力也不同，因此在相同的地理位置和立地条件下，不同的指示植物形成不同的植被类型，其土壤水资源利用限度可能不同。
2）气象条件。降雨、光照和温度是影响水资源紧缺地区土壤水分的主要因素。土壤水分变化与气象因素之间的关系密切而复杂，具体表现在土壤水分补给和消耗（蒸散）两个过程上。在水资源紧缺地区，影响土壤水资源利用限度的气象因素主要包括降雨量、光照和温度。此外，空气湿度、风等也会通过影响蒸散强度进而影响土壤水分利用限度的变化。
3）地理位置、地形地貌。不同地区的降雨、光照和温度不同，适宜生长的指示植物不同，这些都影响土壤水资源利用限度；相同地区的坡度、坡位、坡向的不同，也会通过影响降雨、光照和温度再分配等，进而影响土壤水分入渗、土壤水分蒸发过程及总量，最终影响土壤水资源利用限度。
4 土壤水资源利用限度应用
4．1 土壤水资源利用限度是判断植物是否过度利用土壤水资源的重要标准
植物是否过度利用土壤水资源应该有一个明确的、客观的标准，这就是土壤水资源利用限度。不论是丰水年还是干旱年，多年撂荒地土壤水分状况较好，土壤水资源处于较高状态。如果不利用土壤水资源，不仅会造成土壤水资源浪费，而且加剧水土流失，因此必须进行人工植被恢复。在植被恢复过程中，采用高密度可以迅速形成高盖度的林草植被，满足保持水土、防治沙尘暴和减少雾霾天气，改善生态环境的需要。但是当生长季土壤水资源下降到土壤水资源利用限度时，应及时依据土壤水分植被承载力进行调控，这样不仅可以生产部分薪柴或饲料等，而且可以促进保留木生长。当然这个指标只能适应于森林植被恢复初期的幼林，对于产生严重土壤旱化的成林，应该用土壤水分植被承载力表示土壤水资源过度利用程度。当土壤水分消耗量大于土壤水分补给量，林分密度大于土壤水分植被承载力时，说明植被过度利用土壤水资源，应及时进行疏伐，以调控植物与水的关系。
4．2 土壤水资源利用限度是确定植物水关系调控起始期的依据
植物生长和土壤水分相互关系调控的一个重要概念就是植物水关系调控起始期［14］。在水资源紧缺地区的人工林草植被种植和恢复过程中，人工林草地经常发生不同程度的土壤旱化。人们不能在一发生土壤旱化时就调控植物生长和土壤水分的关系，而是要随着植物生长，植物利用土壤水资源程度逐渐增强，土壤水资源存储水平逐渐下降。当林草地土壤水资源下降到一定限度时，就需要采取有效措施，采用平茬或疏伐，依据土壤水分植被承载力，进行植物水关系的调控。土壤水资源利用限度是确定植物水关系调控起始期的理论依据［14］。
5 结语
由于水资源紧缺地区范围广，立地条件和植被类型各异，为了确保森林生态系统的稳定，实现森林生态、经济和社会效益的可持续发展，人们必须研究多年生人工林草地土壤水资源，掌握多年生人工林草地土壤水资源动态变化规律和土壤水资源利用限度，及时采取有效措施调控土壤水分和植物生长的相互关系，以避免多年生人工林草地出现土壤旱化和土壤退化，甚至出现荒漠化等极端现象。在生产实践中，应充分认识并掌握这个规律，设法避免人工林草植被对土壤水资源的过度利用。今后应加强不同植被类型土壤水资源利用限度研究，为水资源紧缺地区土壤水资源可持续利用提供依据。
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土壤剖面的概念范文第3篇
【关键词】高等教学 土壤学 创新型人材 教学改革
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）04-0221-02
1.引言
土壤学是高等林业院校中生物类（包括林学、植保、园艺、园林等）和资源与环境类（包括资源与环境城乡规划、环境科学、旅游、农林业与资源环境等）等专业的极为重要的专业基础课程。土壤学广泛应用和服务于农林业持续发展、环境生态建设、区域治理、资源利用与环境保护等各项事业，是关系到国计民生的重要基础科学，具有很强的实际应用价值，并对学生后续系列课程的学习有重要的影响。
高等学校是培养人才的重要基地，培养创新人才是新时期对高等教育提出的新要求，也是高校参与国家创新体系建设的最主要方式[1]。实践教学是培养学生实践能力的重要环节，目前通式教育模式的专业培养计划中，实践教学学时数普遍较少，教学过程也不够重视。在新的教学模式下，探索学生实践技能的培养、提高学生动手能力是十分迫切的问题。鉴于此，作者围绕创新型人才培养这一目标，从通式化研究性教学模式、强化专业特色教学体系改革、野外实习与室内实验有效地结合、英文《土壤学》系列教材的筛选以及教学尝试等方面对《土壤学》课程进行了改革尝试， 使本课程的教学更好地服务于生物资源与环境类创新型人才的培养目标。
2.目前《土壤学》教学体系现状与问题
90年代以来，我国提出了培养“宽口径、厚基础、高素质”的人才的通识教育人才培养模式。通识教育人才培养模式特点是扩充学生的知识面，增加了计算机、外语等基础课的学时数，大大缩减了专业和专业基础课的课时数，淡化专业教育，土壤学学时也在压缩之列。以中南林业科技大学林学院土壤学为例，教学学时数从原来120学时紧缩为42学时，野外实习从原来的1周缩短为3天，实验课只占12学时，且在土壤学课程教学内容和教学方式等诸多方面逐渐暴露出一些问题。如教学内容陈旧，对前沿理论和课程的最新发展情况的介绍不多；课程内容过于理论单一化，没有凸现不同专业对土壤学特色知识的应用；缺乏与国际化办学培养人材的教学内容系统，再加上传统的课堂教学方式，一定程度上影响了进一步学习的主动性，抑制了学生的思维能力，成为导致教学质量不高，学生创新能力比较薄弱的一个重要原因。中南林业科技大学林学院土壤学系列课程主要包括《土壤学》、《环境土壤学》、《地质地貌学》、《土地资源学》、《土地整理》等。这些课程主要针对林学、园艺、园林、生态，生物科学、环境科学、资源环境与城乡规划管理、旅游规划等十余个专业开设。这些专业中有几个对土壤学知识的要求有相似之处，而另一些专业则差异较大。在教学学时数大量减少的情况下，如何针对不同专业开展不同教学模式的探索，使学生最大限度地掌握土壤学专业知识和实践技能，高质量完成土壤学教学过程成为急需研究的课题[2]。
3.《土壤学》教学模式和教学方法的改善
社会的发展一日千里，原有的教学模式已经不能适应新的社会人才需求，教学模式的改革势在必行。中南林业科技大学为实现以应用型人才培养为基础、以研究型人才培养为重点，培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高的创新型人才的人才培养定位目标，学校对本科生培养方案进行了多次修改，课程体系日臻完善。目前在农林院校的《土壤学》课程教学别注重知识结构和能力结构的培养， 其知识结构表现为横大于竖，为扁平式“T” 字形；在能力结构上更注重实践应用能力、综合性能力的培养[3]。为了使培养的学生符合当今农林业、园林及环境部门对人才的要求，尝试建立了与时俱进的较为完善的实践教学体系， 极大地提高了学生的学习积极性和主动性， 改变了学生学习该课程的态度， 提高了学生的科学研究能力、运用知识的能力和创新能力[4-5]。我校基于土壤学课程教学过程中存在的问题，以培养创新型人材的教学理念为指导，从以下几个方面对《土壤学》课程教学进行了改革尝试：
3.1建立林学、园艺、生态、生物科学专业土壤学课程的通式化教学体系
基于上述几个专业对土壤学知识的共性要求，在土壤学课程的教学过程中，制订了统一的教学大纲，实验、实习教学大纲；采用了材和参考书；建立统一的教学课件、习题库等，有利于精选教学内容，集中精力提高教学质量。中南林业科技大学林学院土壤学课程2012年被列为湖南省高校教学质量工程的重点项目之一，为土壤学课程的教学改革提供了很好的支撑。
3.2强化园林、资源城乡规划与管理、旅游、环境科学专业土壤学课程的专业特色教学
对于上述几个各有特点的专业，在完成土壤学课程基本内容学习的基础上，结合每个专业不同的特点强化专业特色教学：园林专业土壤学课程名称改为《岩石与土壤》， 课程中强调植物种植要求和园林规划、园林建筑方面的岩石造景与风景规划要求；林学专业强调生产性；环境科学专业课程名称改为《环境土壤学》，强调环境污染物质在土壤生态系统中的转化以及对环境生态系统的影响。
3.3 编写《岩石与土壤》和《土壤学实验实习综合指导书》
关于土壤学实验实习的指导书已经不少，但都有一个共通的缺陷就是实验方法没有及时更新且实验内容繁多，缺乏先进性和实用性，通过文献检索、兄弟院校调研以及国外动态跟踪等方式，在掌握土壤学实验课程的最新进展和前沿动态的基础上，参考传统《地质学》、《土壤学》和《土壤肥料学》、《地貌学》、《园林土壤肥料学》等教材和书籍，广泛吸纳与《岩石与土壤》相关的资料内容，增强了该书的知识性和趣味性，编制了具有先进性和实用性知识体系的两本新教材。
3.4土壤学系列课程实验实习相结合的教学改革
综合性实验是指在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上，考查学生运用本课程的综合知识或与本课程相关课程多个知识点构思实验，并对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合型实验[6]。除了重新编写了具有先进方法和实用性的实验实习的指导书外，还对实验实习的时间安排进行了改革。除了矿物、岩石观察实验仍按课程要求安排在与理论课教学同步进行外，所有理化分析类实验全部推迟到课程结束前1-2周时间内进行，为了使实验与实习有机结合，把野外实习时间从课程结束后，提前到课程结束前2-3周左右，即先进行野外实习，再进行室内理化性质分析实验。其次，进行综合性实验尝试。野外实习取来土壤样品后，任课老师只简单介绍实验方法原理和注意点，所有理化性质测定过程全部由学生摸索完成，2人一组可自行在2天时间内完成全部分析内容。再者，训练学生实习、实验报告的综合写作能力。实习、实验连续完成后，让每位学生独立完成1份《土壤学实习、实验综合报告》。要求学生描写野外观察到的岩石及其与形成土壤的关系、土壤剖面挖掘观察注意点以及所处气候带主要土壤类型基本性态外，着重要求学生对采集样品进行分析的目的、分析后所得的结果能否说明目的、原因以及如何进一步来阐述所要弄清的问题等方面进行详细分析，从而提高学生的综合分析能力和专业写作技能。
3.5土壤学系列课程双语教学方法改革
考虑到我校国际办学的需要，我们在教学实践中，还对土壤学双语教学进行了探索， ，主要包括三个方面内容：①双语教学教材筛选与确定：国内调研采用网络通讯、实地走访进行，国外调研主要通过网络、电话等通讯方式以及参加国际专业学术交流大会时或国外相关专家到访时进行；通过国内相关学校《土壤学》、《土壤肥料学》及其它相关课程双语教学经验调研，以及对国外高校相关专业《土壤学》、《土壤肥料学》3门课程教材使用情况、教学方式方法与经验、教学模式等的调研，通过比较、确定与中文版教材内容基本一致的《地质地貌学》、《土壤学》、《环境土壤学》原版教材。②双语教学课堂教学内容：根据中文教材教学大纲、教学内容的要求，结合英文版教材、双语教学的特殊性，编写用于英语课堂教学的教学大纲和确定教学基本内容。为了使学生掌握中、英文基本概念、基本术语等基本知识，基础知识内容部分采用双语双向教学；专业应用、深化部分视具体情况采用双语或英语教学。③双语教学方法、教学模式的探讨：课堂上主要通过教师讲述、结合提问――学业生回答、或学生提问――教师解答等相互交流和讨论的方式，以及组织学生进行课堂主题发言（presentation）等形式，使学生掌握中英文概念、专业用语及其内涵，力求学生在基本知识方面的中英文用语及其理解能够融会贯通；实验及实践教学环节通过室内实物、标本、图像及室外实地教学等形象传输的教学形式与方法；课外通过网络及其它传媒查阅大量的英文资料，练习小论文写作等形式使学生能够更好地掌握、应用英文专业知识，为学生们将来考研及从事相关科学研究打好基础，受到了同学们的好评。
3.6土壤学系列课程网络课堂教学平台的建设
运用天空教室软件构建了土壤学系列课程网络课程，将课程的教学大纲、教学日历、授课录像、多媒体课件、教案等材料电子化，放在网络课堂上供学生下载学习，将土壤学实验过程拍成录像文件，供学生下载观看学习如何做实验；将作业布置在网络课堂上，让学生在网络课堂上完成作业；在网络课堂上开发了聊天室和BBS功能，及时回答学生提出的问题。
3.7改革考核方法
闭卷考试是土壤学考核的通行方式，虽有一定的片面性，但在我们的教学实践中发现，闭卷考试还是必不可缺的一种方式，完全放弃闭卷考试方式会导致大部分学生疏忽于土壤学基本知识的掌握，即便是考试前突击复习，对土壤学基本知识面的掌握还是有相当大的作用，但闭卷考试不能做为唯一的考核方式，这种考试不利于学生综合能力的培养，不符合创新型人材教育的要求。通过探索，笔者认为考核的方式应为：闭卷考试+实验考试+综合能力测评（包括专业英语能力）+考勤。野外实习考核单独记入成绩。各考核方式的比例应为：①闭卷考试成绩占总成绩的60%，主要测试学生对基本理论知识的掌握与综合知识的应用。②实验成绩占总成绩的25%，考察成绩包括实验态度（10%）、实验操作（40%）、实验报告（50%） 这种考核方法比较全面、公正地反映了学生学习土壤学实验课的情况。③综合能力占总成绩的10%，由课堂讨论、及相关专业英语的能力等综合评定。④考勤占总成绩的5%。作者认为考核方法的改革可以在一定程度上端正学生的学习态度以及学习方向，这样不仅避免培养高分低能的学生，还能促进学生朝着分析、解决问题的方向前进，这将有利于学生能力的培养和创新意识的开发。
4.结语
通过不断的教学改革与实践， 我校的《土壤学》课程的教学在一定程度上取得了较大的收获。我们紧密结合生物类和资源环境类专业的人才培养目标，建立了融基础内容与学科研究前沿、经典内容与现代内容为一体的课程教学体系， 采用了多媒体教学与板书结合的教学手法，教学方法上实现了由单向灌输式向多项互动式转变、从被动接受式向自主探究式转变，建立了与时俱进的较为完善的实践教学体系，通式化研究性教学与专业特色教学相结合的通专结合一体化教学；实验与实习相结合，加强实践教学环节；加强网络课堂建设，优化课程教学方法和进行考试方式方法改革，融知识传授与能力培养为一体等极大地提高了学生的学习积极性和主动性， 改变了学生学习该课程的态度， 提高了学生的科学研究能力、运用知识的能力和创新能力。
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土壤剖面的概念范文第4篇
1“湿地农业”的提出
“湿地农业”的概念是在“湿地”概念的基础上发展起来的。多水（包括地下水、地表水）是湿地的基本特征。国际上提出湿地的概念，主要是鉴于该类自然资源对调节自然环境和保护生物物种的绝对重要性，即所谓“大地之肾”的特点提出来的，其核心是要加强对湿地的保护[6～7]。但对我国江汉平原乃至长江流域来讲，近600年来，已有大片的湿地被开垦成了以水稻田为主的人工湿地，该湿地的主要功能已转变成农业经营的基础条件、生产农产品的功能上来。在该地区农业经营中，除要保护好依然存在的部分自然湿地、发挥湿地的生物和生态功能外，农业的经营本身还或多或少受到本区湿地特征的影响，如何根据其特点进行农业经营、处理好湿地开发、利用与保护之间的关系，是湿地农业所要解决的关键问题。很早以前，我国劳动人民针对南方多雨的特点，在有效排水和农业利用上就创造了一套成功的方法，在珠江三角洲形成了著名的“桑基鱼塘”系统，在长江下游地区则有所谓“圩田”利用方式。而在长江中游的两湖平原，则是以湖垸形式的土地利用方式占优势。而且这部分地区在我国农产品生产上的地位十分突出。相对于我国北方干旱地区的干旱农业而言，我国南方湿地季风气候条件下湖泊湿地地区的湿地农业，还面临着一系列特有的问题与挑战。开展湿地农业研究意义十分重大[8～13]。
2江汉平原湿地农业的特点
在低湿地上之所以短期内发展了出色的农业，固然与人口压力密切相关，但也与其具有独特的优点息息相关。江汉平原地势平坦，土地肥沃；光热水资源丰富，雨热同季，宜于农作；交通发达，综合经济实力雄厚，湖北省综合经济实力百强县大都位于江汉平原地区之内。但是在20世纪50～80年代期间，江汉湖泊数量和面积急剧减少，耕地面积骤增，生态环境日益脆弱化。农业灾害，包括洪、涝、渍、干旱、病虫、冷热等日益严重，农业耕作和生活的设施水平与条件十分恶劣，农业的结构单一，劳动生产力与土地生产力徘徊不前，农业资源浪费严重，比较效益低下。形成了江汉平原湿地农业的基本背景[10，12]。江汉平原的湿地农业还具有一些具体特点。
2.1垸田特征
江汉平原湿地垦殖所产生的直接结果是大量垸田的产生。所谓垸田，就是人为地由湖边向湖心通过建立堤坝、排干湖水，建立相应的水利设施，即所谓“围湖造田”形成的农田。最后在地貌上就自然形成了一个个由人工开挖形成的水系相对独立的垸落。从大的方面来看，垸田由于开垦历史不同，所属各异，因而垸落与垸落之间形成各种人为的隔离和阻碍，道路和水系混乱，不利于农田作业以及灌溉、排水与行洪。每逢5～10年一遇的大雨，往往形成大面积内渍[1，14]。
垸田的另一特征是土壤长期接纳河流冲积物和湖渍物，因而表现为土体深厚、有机物丰富、土壤潜在肥力高但有效肥力低。由于其土地平整与水利设施大都不充分，因而排水不良。春季土壤升温慢，形成所谓“冷渍田”。此外，还有一部分低湖田表现为土壤粘粒成分含量高、土壤结构不良。从土壤营养上来看，该地区土壤严重缺磷和缺锌[4，15]。
2.2地貌和生态上的分异特征
江汉平原的农田多由湖泊开垦形成，在地貌和生态上呈现出有规律的变化。王克林等在对洞庭湖湿地进行探讨时指出了洞庭湖区具有碟形盆地圈带状立体景观结构的特点。并将该湿地归纳成3个圈次，即1）内环敞水带；2）中环季节性淹没带；3）外环渍水性淹没带[2，8]。蔡述明等在江汉平原四湖地区监利新兴垸进行的研究阐明了四湖地区“湖垸同体”，从湖边到湖心可分为9种农业利用地貌类型的规律[4]。我们通过对典型碟形洼地——高场示范区的剖析，观察到一个没有彻底完成垦殖过程的低湖地在多个土壤特征上（地下水位、土壤剖面结构、土壤机械构成、土壤营养、土壤温度和综合土地质量）存在明显的梯级递变，因而其适宜的农业利用价值也是不同的。
2.3灾害加剧与生态脆弱化特征
由于本地区独特的地理气候特点，近几十年来自然灾害的频率和程度日益加剧。主要灾害有洪灾、涝渍、干旱和病虫灾害等[16～18]。叶柏年等在分析湖北省旱涝发生情况时，论述了进入上世纪80年代以来，灾害日益加重，如1980、1982、1983、1991、1993、1995、1996、1998年均为特大洪涝年，每年因洪涝使农田成灾面积均超过66.7万hm的标准，平均两年就遇一次，其中1991年农作物受灾174.97万hm，农业损失55亿元。80年代与50年代相比，旱灾面积增加1.28倍，涝渍面积增加1.67倍。
王学雷等对江汉平原的生态脆弱性进行过专题论述[19]。除上述以洪涝为主体形成的各种自然灾害外，江汉平原还面临严重的生态脆弱化问题。包括，1）耕地面积日减，人口骤增，土地的承载压力越来越大；2）土壤有机质含量逐年下降，物理结构劣化，生产性能下降；3）生物多样性下降，时有暴发性或毁灭性病虫害发生；4）水体面积减小，湖水水质下降，渔农矛盾日渐突出；5）农业内部结构单一，农业经营比较效益低，农业经济再生产难以完成；6）农业设施老化，基本建设严重落后，农民生活得不到应有保障，等等，应该说湿地地区的农业面临着一系列严峻的挑战。
3湿地农业技术体系探讨
局部性、季节性水环境恶化是南方低湿地的一个带普遍性的问题。位于该地区的以湖泊为主体的自然湿地既是当地农业的重要环境，又在该地区整体的水资源调度和控制中发挥着越来越重要的作用。必须从整体上来认识南方低湿地区存在的各种问题，大力开展湿地农业技术研究（图1）。
附图
图1“湿地农业”构成图
3.1湿地农业关键技术的探讨
“九五”期间，我们对农业湿地中的主体——涝渍地合理开发利用技术进行了较深入的研究，关键技术包括：
（1）涝渍地农业小区综合整治开发规划与实施研究建立了两个分别代表典型“湖积地”和“冲积地”的涝渍地改良综合开发示范区，在示范区的综合整治与开发规划中提出了以“单元水系”为基本单位整治涝渍地的观点，将农田基本建设作为整治涝渍地的先决手段。规划中还引入了日本区域排水规划的数理模型与土地分析的“数量化理论Ⅰ”，实践证明上述两种方法对江汉平原湿地地区微地域特点的分析具有较好的适用性。研究还将高场示范区的开发模式总结为“农田整备+梯级开发”，岑河示范区的开发模式为“农田整备+优化模式”[22～24]。
（2）
涝渍地排水改良技术
湿地农业中农田的排水是一项关键技术[25～27]。研究开发和引进了适合于湿地农业小区排水的数学模型以及农道、沟渠、土地平整的工程技术参数。深入探讨了农田涝渍相随的作用过程和主要作物棉花、大豆、油菜在关键生育期的排渍标准和涝渍排水综合控制指标[28]。
（3）涝渍地土壤肥力特征及改良技术
选择典型地域对近20年来大范围的江汉平原湿地农田土壤肥力动态演替进行了分析和评价，采用土壤系统分类法，对涝渍地的土壤类型进行了重新划分，找出了不同类型涝渍土壤的特征与利用方法。探讨了涝渍地土壤的分布与肥力演变规律。
（4）适生生物种质资源的发现、引进与鉴定
对多种水生经济植物莲藕、芡实等的适宜特性进行了鉴定。发掘并开发了新鱼种——月鳢，继续扩大了对适宜于湿地的早熟西、甜瓜品种的筛选，选出适合于大面积推广的新品种“黄宝石”、甜瓜“丰甜1号”。引进筛选出“两优培九”和“丰两优1号”等品种作为湿地高产优质水稻换代“组合”。
（5）主要作物抗涝渍的机理及抗渍高产栽培
重点对水稻、油菜等作物不同抗（耐）性品种间差别产生的机理进行了探讨，并总结出一套本地区水稻的抗渍栽培技术体系。研究认为栽培上应重点抓好品种筛选和育苗技术两个环节[29]。
（6）涝渍地作物病虫草害的发生规律及综合防治技术
重点对涝渍地上易发生的稻飞虱、稻螟和纹枯病、白叶枯病的发生特点进行跟踪调查，以有效排水和节水灌溉为出发点，探讨了病虫草害综合防除策略。
（7）涝渍地生态环境异化评价及生态恢复技术
湿地环境异化程度在日益加重，环境异化的根源在于人类对湿地资源的过度和不合理的利用。环境治理策略既要注重缓解环境压力，也要注意照顾当前经济发展，要做到二者的良性互动。
（8）涝渍地高效农业模式研究
湿地良好的土壤潜在肥力和充裕的光、温、水等自然资源为本地区农业的主体产品开发和农田多熟制提供了十分难得的自然条件[5，30～32]。以“麦—瓜—稻”模式为基础，面对新的农村形势，新创了4种高效农业模式。这4种模式是系统针对本地区爽水型高产水田、旱田、农牧肥结合以及保护地栽培方式分别形成的，在生产中已得到迅速推广。
3.2湿地农业综合开发典型模式探讨
湿地农业模式总体上可分成农田高效农业模式，农林间（混）作模式，水体养殖模式，种养加一体化模式和碟形地域梯级开发模式等5类。每一类有若干种形式的模式。主要模式可以归结为如下几种：
（1）适宜于中小水面的分层混养模式；
（2）适宜于连片池塘的鱼、猪—禽复合混养模式；
（3）适宜于大中型水面的网箱养鱼与流水围栏精养模式；
（4）野生水生植物人工种植园模式；
（5）适宜于河滩湖滩季节性淹水带的耐渍经济植物模式；
（6）低湖田鱼—稻—藕共生模式；
（7）湖区生态公园观光农业模式；
（8）适宜于大面积低湖田的一季中稻模式；
（9）适宜于典型碟形洼地的梯级开发模式；
（10）适宜于高产爽水区的多种农田高效种植模式，包括：麦—瓜—豆—稻模式；油—瓜—稻模式；菜—甜瓜—杂交棉模式；大麦=玉米+绿豆—晚稻—畜禽模式。
优化模式的实施产生了良好的生态、经济和社会效益。其中经济效益尤为显著[3，5，33～36]。
3.3湿地农业的若干技术难题
纵观江汉平原过去几十年来的研究，湿地农业的技术研究多集中在点、区或者局部技术环节上，成绩很大但有所偏颇。今后应加强如下重大关键问题的研究。
（1）关于湿地农作区国土综合整治，即生产、泄洪和湖区水面面积的合理比例及其规划建设问题。进入20世纪90年代以后，湖泊面积还在继续减少，减少的部分主要用来作渔业养殖用。与低湖农田的利用方式相比，渔业养殖兼顾了蓄水、生产和调节生态环境等多方面功能，生态与经济效益显著，因而显示出较大的优越性。但江汉平原全域内土地面积如何在生产、泄洪和湖区水面之间分配出一个合理的比例，并通过具体地规划、布局（该布局还应该与相关的水利、农业设施相匹配），是今后湿地农业中必须要解决的一个首要问题。应该学习日本“土地改良区”的做法，大范围统一规划，整体分区建设；通过立法，集中来自于国家、地方和农业经营者的有效投资；规划与建设必须遵循统一的技术规范，做到资源的可持续利用与开发、保护的有机结合。
（2）关于拳头产业的选择与培育。要在减轻涝渍为害的同时，充分发挥湿地地区多水与土地肥沃的优势，培育特色产业，建立相应的优质、名牌商品基地。而这一方面恰好是江汉平原湿地农业过去的薄弱环节。具体来讲，需水较多的水稻、油菜，水生动物（鱼、鸭、鹅等）养殖，水生经济植物产品是本地区农业发展的潜在优势，但一直以来未形成相应的产业和产品优势，今后应重点研究其从基地化生产到加工、包装和销售一体化的技术，形成湿地农业的特色。
（3）关于恢复优美环境与确保食物安全。江汉平原的地理特点决定了该地区各种用水可能在不同区域之间产生多次循环使用，而且人畜饮水、农业灌溉用水与生活排水之间极易相互混杂。以水作媒介，农药、化肥及有机污染物容易得到迅速传播与分布，从而导致对环境的大面积污染，进而导致对农产品的污染。在江汉平原这个传统的农业集约区和国家农产品生产基地，如何保证农村广大土地以及农产品免遭污染，改善农业从业者的生产与生活环境，将是今后湿地农业技术体系中的一个难点。
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