土壤在環(huán)境系統(tǒng)中的功能與土壤區(qū)域規(guī)劃

(四川大學(xué) 四川 成都 610065)

一、什么是土壤

土壤即泥土，是覆蓋于地球表層，能夠生長綠植的松軟物質(zhì)層，由固相物質(zhì)、液相物質(zhì)、氣相物質(zhì)等組成。固體物質(zhì)指礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、細(xì)菌、真菌等。液體物質(zhì)指土壤所含水分，氣體物質(zhì)指土壤孔隙中的空氣。固液氣這三類物質(zhì)密不可分、息息相關(guān)，它們既相聯(lián)系又相制約,從而成為肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，為其中的生命提供了必需生存條件。

土壤又稱土壤圈，是陸生動植物的搖籃。既為植物提供必需的營養(yǎng)和水分,也是土壤動物賴以生存的棲息場所。土壤是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其環(huán)境問題直接關(guān)系到食品和人居環(huán)境安全。加強(qiáng)土壤環(huán)境功能保護(hù)是構(gòu)建國家生態(tài)文明體系、以人為本、可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容[1]。

二、土壤功能與影響因素

(一)土壤功能。土壤是生物與環(huán)境的復(fù)雜結(jié)合體，土壤中的生物活動促進(jìn)土壤形成，形成的土壤又反過成為其中生物的生存場所。植物的根系與土壤時刻進(jìn)行著頻繁的物質(zhì)交換,從而彼此互相依賴，互相影響。就動物而言，土壤以其足夠的穩(wěn)定條件常常成為動物的極好隱蔽所,穴居動物在土壤中可以避暑、避風(fēng)和遠(yuǎn)離陽光直射。開展于土壤中的分解與固氮過程是生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵進(jìn)程，分解過程將生物遺體等分解為可供吸收的營養(yǎng)物質(zhì)，固氮過程為植物提供氮肥。生物圈中，物質(zhì)的循環(huán)由此得以永續(xù)。

土壤環(huán)境功能有很多，也有不同的劃分方式，但其主要功能有:作物生長、原材料生產(chǎn)、自然景觀文化遺產(chǎn)和建設(shè)承載、營養(yǎng)庫、雨水涵養(yǎng)作用、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)作用、緩沖過濾、棲息地和基因庫等方面[2]。總而言之，土壤的功能基本分為以下六個類型。1.生命的營養(yǎng)庫：供給陸地生物必需的營養(yǎng)物質(zhì)，為人類提供食物和生活必需品。2.生命的基地：支撐地面綠色植物的生長，為數(shù)量巨大的地底生物種群提供天然的繁育場所。3.涵養(yǎng)雨水，調(diào)節(jié)地面氣候與濕度。4.通過分解過程等推動營養(yǎng)元素在生物與環(huán)境間的循環(huán)，為生命生存繁衍提供物質(zhì)保障。5.緩沖外界的劇烈變化，對毒性物質(zhì)的降解也有重要作用。6.保持生物活性、多樣性和生產(chǎn)性。

(二)土壤功能影響因素。1.自然背景和氣候條件等顯著差異使得土壤類型和屬性具有顯著的時空差異，一些關(guān)鍵自然背景條件，如溫度、降水、土壤類型、酸堿度、地貌特征等，都影響著土壤環(huán)境功能差異。2.社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也是一項重要因素。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化迅速發(fā)展，土壤開發(fā)利用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，直接造成土壤污染嚴(yán)重、脆弱性增強(qiáng)、肥力下降等一系列環(huán)境問題[3]。土壤污染面積不斷擴(kuò)大，程度不斷加重[4]，已成為土壤環(huán)境質(zhì)量和人居生態(tài)環(huán)境安全的大威脅。3.重金屬污染的作用不可忽視。重金屬是一種危害性非常大的污染物，可阻礙土壤有機(jī)質(zhì)的降解、氮循環(huán)，降低土壤微生物的多樣性，威脅食品安全和人類健康。當(dāng)前土壤重金屬污染呈現(xiàn)出多源性、普遍性、潛伏性、復(fù)合性、不可逆性和難治理性，而且隨著社會進(jìn)步對土壤環(huán)境的危害也會進(jìn)一步加強(qiáng)。4.最后是土壤侵蝕。土壤侵蝕可在水力、風(fēng)力、凍融或重力等多種外力作用下發(fā)生，不僅可以直接改變土壤物質(zhì)組成、破壞土壤結(jié)構(gòu)、減少土壤養(yǎng)分和微生物組成、降低土壤環(huán)境功能，而且可以通過降低植被覆蓋等方式間接影響土壤環(huán)境功能[5]。

三、土壤環(huán)境功能區(qū)劃

(一)區(qū)劃原理及意義。土壤區(qū)劃研究與人類需求的聯(lián)系非常密切，人為因素等外界干擾會顯著影響土壤環(huán)境和功能的變化[6]。怎樣依照不同地區(qū)的不同土壤類型，將其盡可能全面充分利用且不竭澤而漁，需要我們采取一些恰當(dāng)?shù)姆椒ā－h(huán)境功能區(qū)劃需要綜合考慮氣候、地形地貌、土壤本身屬性、土壤環(huán)境質(zhì)量、土壤環(huán)境敏感性、土地利用方式等自然、社會、經(jīng)濟(jì)多方面的因素。

目前的土壤環(huán)境功能區(qū)劃幾種定義中，都主要考慮了土壤環(huán)境質(zhì)量特征(特別是土壤污染狀況)、土地利用方式、土壤環(huán)境承載力，并充分依據(jù)區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，對土壤環(huán)境功能進(jìn)行合理區(qū)劃。同時，自然氣候背景條件也直接和間接地影響著土壤環(huán)境功能，因此其在區(qū)劃過程中也應(yīng)充分考慮[7]。

(二)區(qū)劃方法與分類。區(qū)劃研究方法主要有層次分析、模糊聚類，以及遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)支持的空間分析方法[8]。土壤環(huán)境功能區(qū)劃分類體系仍在不斷探討過程中，分級分類依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)各不相同，這也與土壤環(huán)境功能區(qū)劃尺度、區(qū)域特點復(fù)雜程度、區(qū)域主體功能和主要生態(tài)功能等密切相關(guān)。

(三)區(qū)劃實施與管理建議。土壤環(huán)境功能區(qū)劃研究進(jìn)入實踐的過程中，有以下幾點關(guān)于實施與管理的建議值得參考：1.試點實驗時，要選擇類型典型，特征鮮明的土壤區(qū)域，以便采集到代表性的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。2.在每一塊不同的環(huán)境功能區(qū)都要設(shè)立多個檢測點位，實時監(jiān)控土壤情況，從而采取有效措施。在此基礎(chǔ)上，還可以各地數(shù)據(jù)互相交流比較，發(fā)現(xiàn)共同問題。3.對土壤環(huán)境功能區(qū)劃重要功能區(qū)、土壤環(huán)境質(zhì)量較好區(qū)域進(jìn)行重點監(jiān)測和管理保護(hù)，防止土壤環(huán)境功能區(qū)域下降。4.遙感和地理信息技術(shù)日漸成熟，充分發(fā)揮其空間分析方法和可視化技術(shù)優(yōu)勢，掌握土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、污染分布、驅(qū)動力的動態(tài)變化等，提高土壤環(huán)境功能時空區(qū)劃的科學(xué)性。5.加強(qiáng)土壤環(huán)境質(zhì)量和功能保護(hù)的宣傳，提高公眾保護(hù)意識，動員全體公眾的力量來監(jiān)管和保護(hù)土壤環(huán)境功能。

四、總結(jié)與展望

土壤是人類的另一個“生命之源”，其在環(huán)境系統(tǒng)和人類發(fā)展過程中起到的作用無可替代。人類的發(fā)展史就是土壤的被污染史，若再不采取有效措施，我們的生活生產(chǎn)必將受到不可估量的損失。在治理土壤污染，充分有效利用不同類型的土壤資源的目標(biāo)下開展的土壤環(huán)境功能區(qū)劃，是現(xiàn)在和將來都應(yīng)采取的有力措施，相信不久，土壤的質(zhì)量會得到極大改善，利用方式亦會更加科學(xué)合理。