第二节　土壤质量及土壤环境问题

改革开放30多年以来，我国经济的快速发展，带来了社会的繁荣和进步，但同时由于经济发展的模式仍基本上遵循传统的工业化道路，资源耗损量大、生态破坏严重、污染物排放量大面广，从而导致生态、土壤和水环境形势日益严峻，区域或局部污染严重，土壤质量下降，成为制约社会经济可持续发展的重大资源与环境问题。

一、土壤质量

土壤质量（soil quality）是与土壤利用和土壤功能有关的土壤内在属性，是衡量和反映土壤资源与环境特性、功能和变化状态的综合标志，它包含了土壤维持生产力、环境净化能力、对人类和动植物健康的保障能力，是指在由土壤所构成的天然或人为控制的生态系统中，土壤所具有的维持生态系统生产力和人与动植物健康而自身不发生退化及其他生态与环境问题的能力，是土壤特定或整体功能的总和（周健民，2003；李发生，等，2009）。土壤质量概念的内涵不仅包括作物生产力、土壤环境保护，还包括食品安全及人类和动、植物健康。土壤质量概念类似于环境评价中的环境质量综合指标，从整个生态系统中考察土壤的综合质量。这一概念超越了土壤肥力的概念，超越了通常的土壤环境质量概念，它不只是把食品安全作为土壤质量的最高标准，还关系到生态系统的稳定性，地球表层生态系统的可持续性，是与土壤形成因素及其动态变化有关的一种固有的土壤属性。许多环境与土壤领域的专家与学者普遍认同，土壤科学的研究除了应继续重视土壤肥力质量的研究外，还必须向土壤环境质量和土壤健康质量方面转移。

综上，土壤质量包括土壤肥力质量、土壤健康质量和土壤环境质量等多个方面，这几个方面相互影响、相互依存，共同决定了土壤质量。在环境土壤学相关研究领域中，更倾向于土壤环境质量的追踪、评估与控制。土壤环境质量是指在一定的时间和空间范围内，土壤自身性状对其持续利用以及对其他环境要素，特别是对人类或其他生物的生存、繁衍以及社会经济发展的“适宜性”，是土壤“优劣”的一种概念，是特定需要的“环境条件”的度量。它与土壤的健康或清洁状态，以及遭受污染的程度密切相关。一旦土壤环境质量遭到污染和破坏，我们必须对其进行适当的修复，以减少对其自身以及对大气、水和生物等其他环境子系统的污染和危害，即必须保持土壤环境适当的清洁和健康以维持合适的土壤环境质量水平。

土壤质量的研究是近年土壤学科与环境学科的重要研究领域，其评价和评估则成为研究土壤质量的重要依据和标准。理想的土壤质量评价指标体系应秉承下列原则：①公正、灵敏、有预测能力、有参考阈值；②其信息可转化、综合，并易于收集与交流。

由于土壤质量是土壤物理、化学和生物学等性质的综合，体系复杂，目前尚无统一的评估标准或指标体系。土壤质量评价指标体系应该从土壤系统组分、状态、结构、理化及生物学性质、功能以及时空等方面，加以综合考虑。土壤质量评价指标体系大致可分为两大类，一类是描述性指标，即定性指标；另一类是分析性定量指标，选择土壤的各种属性，进行定量分析，获取分析数据，然后确定数据指标的阈值和最适值。根据分析指标的性质，土壤质量的评价指标分为土壤物理指标、土壤化学指标和土壤生物学指标3个方面。

（1）土壤质量物理指标　土壤物理状况对植物生长和环境质量有直接或间接的影响。土壤物理指标包括土壤质地及粒径分布、土层厚度与根系深度、土壤容重和紧实度、孔隙度及孔隙分布、土壤结构、土壤含水量、田间持水量、土壤持水特性、渗透率和导水率、土壤排水性、土壤通气、土壤温度、障碍层次深度、土壤侵蚀状况、氧扩散率、土壤耕性等。

（2）土壤质量化学指标　土壤中各种养分和土壤污染物质等的存在形态和浓度，直接影响植物生长和动物及人类健康。土壤质量的化学指标包括土壤有机碳和全氮、矿化氮、磷和钾的全量和有效量、CEC（土壤阳离子交换量）、土壤pH值、电导率（全盐量）、盐基饱和度、碱化度、各种污染物存在形态和浓度等。

（3）土壤质量生物学指标　土壤生物是土壤生态系统中具有生命力的部分，是各种生物体的总称，包括土壤微生物、土壤动物和高等植物根系，是评价土壤质量和健康状况的重要指标之一。目前，许多生态与环境领域的研究均利用土壤微生物群落、土壤植物和蚯蚓等对土壤受污染或退化后的质量进行评估。但需要注意的是，土壤中许多生物可以改善土壤质量状况，也有一些生物如线虫、病原菌等会降低土壤质量。

二、土壤环境问题

土壤作为重要的生产资料和环境要素，在人类活动广泛影响的情况下，其功能和各种物理、化学及生物学过程产生了不同程度的改变，致使土壤肥力质量、健康质量及环境质量下降，引发各种土壤质量问题。

土壤环境质量下降即土壤环境问题广义上包括土壤荒漠化、盐渍化、土壤侵蚀等土壤质量退化和土壤污染问题。其中，土壤污染及其修复等相关问题是其中关注较多、危害较大的土壤环境问题，也是目前广泛研究的领域和方向。本书后续的土壤环境问题、特点、危害及其修复、治理等相关的研究内容亦是从土壤污染的角度开展的。

1.土壤荒漠化

土壤荒漠化（soil desertification）是指由于人为和自然因素的综合作用使土壤环境本身的自然循环状态受到影响和破坏，使得干旱、半干旱甚至半湿润地区自然环境退化（包括盐渍化、草场退化、水土流失、土壤沙化、狭义沙漠化、植被荒漠化、历史时期沙丘前移入侵等以某一环境因素为标志的具体的自然环境退化）的总过程。土壤荒漠化已成为世界范围的区域性土壤环境问题，由此引发了干旱、沙尘暴、河流断流、地下水位下降等一系列生态环境问题。有资料表明，过去一万年中15%的土地被人为诱发的土壤退化掠夺。

2.土壤盐渍化

土壤盐渍化（soil salinization）是指土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中的过程，也指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程，也称盐碱化。由于漫灌和只灌不排，导致地下水位上升，土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中，当使土壤含盐量太高（超过0.3%）时，即形成盐碱灾害。我国盐渍土或盐碱土的分布范围广、面积大、类型多，总面积约1亿公顷，主要发生在干旱、半干旱和半湿润地区。

另外，现代农业中化肥的大量使用致使土壤板结，理化性质改变，甚至进一步演变成盐渍化，造成严重的土壤质量退化。

3.土壤侵蚀

土壤侵蚀（soil erosion）的本质是使土壤肥力下降，理化性质变劣，土壤利用率降低，生态环境恶化。除自然侵蚀之外，在人类改造利用自然、发展经济过程中，移动了大量土体，而不注意水土保持，直接或间接地加剧了侵蚀，增加了河流的输砂量。如矿山开采、毁坏树林、过度放牧、地下水过度开采、农用化学品过度施用等造成土壤质量下降，引发土壤侵蚀、水土流失等。我国是世界上土壤侵蚀最为严重的国家之一，研究土壤侵蚀机理，有效对其进行监控和治理已经成为全球关注的焦点。

4.土壤污染

土壤污染（soil pollution）是人类生产和生活造成的土壤严重的环境问题，随着现代人类社会的生产和生活节奏的加快，现代农业农药、化肥施用及污灌造成农业环境污染严重，约1/5的耕地受到污染；另一方面，城市交通、现代工业排放、生活源等各种类型和途径污染物的大量排放，致使土壤环境的污染加剧，已成为不可忽视的生态与环境问题。