喀斯特石漠化是喀斯特地区特有的土地退化问题，是地质、地貌、植被、土壤、降水等自然背景因素和不合理的人类活动综合作用的产物。
一、指标确立的依据
喀斯特石漠化是喀斯特区特有的地理过程，其产生是人地系统失衡发展的产物，是多因子相互作用的结果，研究各因子之间的相关关系，确定其主导因子，建立一套合理的评价指标体系，对深入研究石漠化系列问题，具有特别重要的意义。从喀斯特石漠化的人地矛盾出发，既考虑各单因子的影响程度，又考虑区域人地系统的综合影响深度。根据石漠化发生、发展过程，综合考虑其可能的影响因子和可选因子的系统性、整体性和可比性，挑选出16个指标来进行分析，将各可能因子分属三类指标，即自然背景类指标、人口特征类指标、人地关系类指标（表4-7），从不同的角度，可将其分为直接影响因子和间接影响因子，内因和外因。
表4-7喀斯特石漠化影响因子参考指标
1.自然背景类指标
（1）碳酸盐岩出露面积：喀斯特发育是石漠化的物质基础，离开喀斯特母质基础，喀斯特石漠化就无从谈起。在纯度较高的石灰岩地区，不同的地貌条件下石漠化等级差异较大。
（2）平均海拔高程：在喀斯特发育条件下，石漠化深受着地形地貌的影响。贵州地势西高东低，南北两侧分别过渡到广西丘陵和四川盆地，这与石漠化在空间分布上具有相对一致性。
（3）地表起伏指数：在自然背景要素中，石漠化与地形的关系还表现为在地形平坦的地区，石漠化强度小，分布呈斑点状，而在地形崎岖破碎的区域却表现为多中度、强度且呈片状分布。贵州自新构造以来，一直处于上升剥蚀时期，地表在强烈的侵蚀下，除河流上游分水岭地带高原面保存完好外，河流中、下游河谷深切，地面崎岖，从而导致土壤的强烈侵蚀，成为石漠化的重要自然背景因子。这种地形与石漠化的分布关系，可用地表起伏指数RDLS（Relief Degree of Land Surface）来表示。表达方式是：RDLS=｛[max（h）-min（h）]/[max（H）-min（H）]｝×［1-P（A）/A］。式中h为各县海拔高程， H为全省海拔高程，A为各县国土面积，P（A）为各县平地所占面积（刘燕华，2001）。
（4）≥25。坡地面积百分比：根据水土保持法规，3°左右的耕地不产生水土流失，大于25。的坡耕地已属于不宜耕地，应退耕还林、还草。顺坡耕种导致了植被覆盖率下降和地表土层内部粘结力的降低，加剧了水土流失，增大了土壤侵蚀模数。
（5）高原区占国土面积百分比：贵州是一个强烈喀斯特化的高原山地，在高原面上峰林洼地、谷地、盆地、溶原广布，属浅覆盖型喀斯特分布区，区内地势平坦，起伏和缓，土层较厚，水土流失相对较小，土壤抗蚀年限较长。而在裸露型喀斯特峡谷区内，地形坡度较大，河流深切，土层浅薄，当植被遭受破坏或降暴雨时极易造成水土流失，引起土壤侵蚀模数和石漠化土地的增加。
（6）植被覆盖率：要使喀斯特脆弱性的生态平衡不致恶化，林灌草覆盖率至少要达到30%以上。草地在一定程度对土壤的保持作用与森林等同，选用森林草地覆盖率这一指标能更好的反映它对生态环境的作用。随着森林覆盖率的降低，不仅会加剧水土流失，而且会使生物群落结构和食物链遭受破坏，生态系统抵御外界干扰和自我调控能力也将下降，这意味着生态系统的稳定性降低，喀斯特石漠化脆弱性增强。
（7）多年平均降水量：水作为喀斯特作用的溶液、溶剂和载体，是喀斯特石漠化环境演化的基本营力，采用该指标反映全省降水量的空间差异。降水量的多少，在一定程度上反映降雨对地面土壤的侵蚀程度。如果降雨量大且集中，其对地面的冲刷剧烈，水土流失加剧，土壤侵蚀模数增大，影响着石漠化的演化发展速率。
（8）河网密度：河网密度指单位面积上地表河流的长度（km/km2），其发育深刻地受到岩性、地质构造、地貌等因素的控制，河网密度与海拔高程叠加起来，能够反映地表的侵蚀切割深度和侵蚀密度。
2.人口特征类指标
（1）人口密度：表示每平方公里土地上居住的人口数量，不同于农业人口密度，在城市或矿区，农业人口密度不大，但人口密度较大，这对生态环境也有很大影响，人类的经济活动对生态环境有破坏作用。
（2）农业人口密度：这一指标表示在每平方公里土地上农业人口所占比重。在同样条件下，农业人口密度越大，人为开荒耕地越多，环境负荷越大，水土流失和石漠化越严重，对生态环境的危害性越大。
（3）人均GDP（元）：人均GDP是一个综合反映各县经济实力的指标，经济实力的强弱与其所处环境的自然条件密切相关，石漠化程度的高低反映了其生态环境质量的好坏，故将人均GDP作为指标体系的一个因子。
（4）农民人均纯收入：人类活动有非常广泛和复杂的内容，它们在一定程度上与该地区的生态环境质量有密切关系，也间接制约土地石质荒漠化的发生、发展。但是要逐一探讨人类活动中每一个因素与石质荒漠化的关系显然是不可能的。在此选择与石质荒漠化关系比较密切和代表性较强的因素之一——农民人均纯收入进行分析。
3.人地关系类指标
（1）土地垦殖率：指已开垦种植的耕地面积占土地总面积的比例，它的高低与自然条件（地貌、水文、土壤等）和经济条件密切相关。垦殖指数高，反映种植业的比重大，但垦殖指数过高，不一定利用土地合理，若是毁林、毁草以扩大耕地面积，就会造成生态环境恶化，引起水土流失，加快石漠化演化速率。
（2）土壤侵蚀面积：土壤侵蚀是石漠化的最直接因素，在脆弱的喀斯特区域，成土条件差，土层浅薄，抗蚀年限短，经过强烈的土壤侵蚀后，土被丧失，植被退化，石漠化形成。但是，土壤侵蚀与石漠化在成因上又有差异，指标体系中的许多判别指标是不同的，不能将两者等同起来，故将其作为石漠化的一个影响因子来研究。
（3）土地利用：土地利用结构与石漠化有密切的联系。土地景观的组成单元称为景观要素，它相当于一个具体的生态系统，如水田、旱地、林地、草地等。组成土地景观的景观要素中相对面积最大的要素称基质，它往往形成景观的背景。而土地利用结构是由景观要素的数量、类型等所决定的，景观要素之间及其与环境的组合方式差异，使土地利用结构有所不同，进而使土地景观表现出不同的抗水土流失能力大小的功能差异。
（4）公路密度：公路密度在一定程度上可反映人类活动作用的强度，在喀斯特区域，交通通达性好的地区，受人类活动的影响更大，对森林资源的破坏程度更深，石漠化的发展速度越快。
二、相关分析
根据石漠化的空间分布现状，结合专家经验，在建立石漠化的可能影响指标体系的基础上，经过大量的野外工作和室内资料收集，对数据进行无量纲化处理，建立了石漠化可能的影响因子数据库，进一步做数学分析，对初步估计指标进行筛选，确定出导致石漠化的主导影响因子，建立石漠化影响因子综合模型。将各因子之间视为相互独立，各指标数据为等距离、等间隔取值，82个县是研究样本总体的一个划分。
对采集数据进行研究发现，每一指标数据主要考虑其现势的空间分布，而未研究其时间序列问题，采用相关分析法能较好揭示因变量与自变量之间的内在联系。相关分析是一种研究变量之间密切程度的统计方法，相关系数是描述两变量X和Y之间线性相关程度的定量指标，相关系数Rxy为无量纲，其值在［-1,1］范围内。当Rxy＞0时，Y随X增减而增减，称X与Y正相关；当Rxy＜0时，Y随X增加而减小，称X与Y负相关；采用皮尔逊（Pearson）相关系数，其计算公式为：
喀斯特石漠化的遥感—GIS典型研究——以贵州省为例
1.自然背景类指标相关分析
根据公式，将轻度石漠化和中度石漠化视为因变量，分别与所选自变量作单因子相关分析，发现前者数据连续性好，分析结果相关性更为密切，故最终选定以轻度石漠化作为因变量进行相关分析（表4-8、4-9）。
表4-8轻度石漠化与自然背景类指标相关系数表
表4-9临界相关系数
在所列出的所有参考指标中，有一部分实际上与石漠化并无明显相关性，需根据相关系数进行取舍，取舍的依据是给定α条件下的假设检验。我们采用双侧百分位检验（2-tailed），即计算在1－α的置信度下假设两者不相关的概率，进一步对这些相关系数作显著性检验，引入临界相关系数，即在一定样本（N）范围内，确定两者相关的最小系数，N不同时，临界相关系数也不同。采用临界相关系数将各参考指标分为显著相关（**）、相关（*）和不相关（无＊）三类，查相关系数检验表，当R0=n-2=82-2=80时，临界相关系数如表4-9。其中a为显著性水平，1－α为置信水平。取α＝0.10、｜r｜＞0.1829的指标即与轻度以上石漠化相关。
分析可知，在自然背景指标中，相关系数从大到小的顺序依次是植被覆盖率（－0.733）、碳酸盐岩出露面积百分比（0.644）、河网密度（－0.627）、平均海拔高程（0.443）、≥25。坡地面积（0.321）、高原区占国土面积百分比（0.255）、多年平均降水量（0.215）、地表起伏指数（0.108）。其中，前四项指标与轻度以上石漠化显著相关，最后一项相关系数小于临界相关系数，为不相关，其余两项为相关。
图4-6轻度以上石漠化面积与森林覆盖率二次曲线拟合
在指标体系中，植被覆盖率与石漠化极为相关，并呈负相关关系（图4-6）。这是因为典型的喀斯特区域，土层浅薄，植被稀疏，生长缓慢，随着森林覆盖率的降低，喀斯特土壤失去了植被的保护后，地表水下渗，很快产生侧向径流，使得松散土层被地表径流所侵蚀，土壤流失后，母岩出露，形成石漠化土地。森林覆盖率的减少，势必破坏脆弱的喀斯特生态环境，导致石漠化土地的增加。而且喀斯特地区的植被一但破坏后难以恢复，如安顺市夏官屯一带，生长在喀斯特石山上的森林在50年代大炼钢铁时期被破坏后，到如今仍是极为稀疏的灌草丛，多轻度和中度石漠化土地，因而提高森林覆盖率对于改善喀斯特石漠化环境至关重要。另外，从目前的森林分布来看，多分布在非喀斯特区域，如黔东南州、黔北赤水市等，而广大的喀斯特区域，尤其西部地区，森林极为稀少，故植被覆盖与石漠化呈显著负相关关系。
贵州碳酸盐岩岩性主要为石灰岩、白云岩、白云质灰岩，岩石坚硬，抗风化能力强，均为可溶岩，固体沉积物少，成土物质多在0.5m以下。自然土层厚度小，土壤抗蚀年限低，极易形成无土可流的毁坏型强度石漠化土地。此外，在碳酸盐岩分布区，喀斯特发育，生境具有干旱、富钙和缺土多石等特点，植物生长缓慢，植被结构和覆盖度差，植被一旦破坏，生境就急剧恶化，土壤侵蚀加剧，石漠化土地进一步扩大。岩性对石漠化的影响极为显著，不同岩性条件下，石漠化程度极为不同。从清镇市岩性分布比例及各岩性中石漠化比例分配和不同岩性区域内石漠化空间分布面积对比分析结论得到很好的证实，喀斯特母质基础宏观上控制着石漠化的空间分布和发育程度。从相关分析的结果来看（图4-7），两者具有高度的相关性，喀斯特面积比例越大，石漠化常表现得较为严重，如黔南、黔西南、安顺、六盘水和毕节广大地区多为强度和严重石漠化县，较好地反映了实际状况。
图4-7轻度以上石漠化面积与喀斯特面积曲线拟合
图4-8轻度以上石漠化面积与河网密度二次曲线拟合
河流发育深刻地受到岩性、地质构造、地貌等因素的控制，河网密度与海拔高程叠加起来，能反映地表的侵蚀切割强度。由其与石漠化的相关分析可知，二者呈显著的负相关（图4-8），相关系数达－0.627，究其原因，进行相关分析的数据反映的是现代的情况，石漠化的发生发展具有其时间序列过程，是历史长期发展的产物；另外，喀斯特区域其河流具有特殊的二元结构，即地表径流和地下径流。由于长期的溶蚀作用，喀斯特地区地下水系已相当发育，“逢山必有洞”，地下河流的侵蚀对石漠化的作用是巨大的。喀斯特地表水与地下水转化的敏捷性，使得大量的表土被侵蚀后很快进入地下淤积，大量的洞穴粘土沉积，其来源就是近地表，致使人类无法利用，只有部分经搬运后沉积在喀斯特坡立谷、洼地等负地形中，成为极为宝贵的耕地。由于喀斯特地下河网的发育，客观上削弱了地表河流的发育，使得地表河网密度不及非喀斯特区，如长顺乌麻河流域，发育了典型的喀斯特峰丛谷地、峰丛洼地。地下河网极为发育，流域上游广大地区极少有地表河，但石漠化却多为中度、强度，极为严重，其原因是地下河流的强烈侵蚀作用。
地下河网密度的测算是一项复杂而困难的工作，目前还没有一套可以借鉴的数据来进行分析，有待今后做进一步研究。故用地表河网密度做相关分析，表现为显著的负相关。但就每条河流而言，对石漠化的贡献率不可低估。如花江喀斯特峡谷区，河谷深切，相对高差达1000m，坡度为≥25°的陡坡，石漠化成片分布且多为中度、强度。
平均海拔高程、≥25。坡地面积、高原区占国土面积百分比、地表起伏指数几个指标均从不同的角度反映了地势起伏与石漠化的关系。平均海拔高程的计算公式为：
喀斯特石漠化的遥感—GIS典型研究——以贵州省为例
式中，n为海拔分带数，ai为I带的面积，A为该县总面积，hi为第Ⅰ带海拔的中值。
平均海拔高程较好地反映了地势起伏与石漠化的相关关系，呈显著相关，相关系数为0.443,≥25。坡地面积百分比、喀斯特高原面占国土面积百分比两指标也与石漠化有一定的相关性。贵州是一个强烈喀斯特化的高原山地，在高原面上峰林洼地、谷地、盆地、溶原广布，属浅覆盖型喀斯特分布区，区内地势平坦，起伏和缓，土层较厚，水土流失相对较小，土壤抗蚀年限较长。而在裸露型喀斯特峡谷区内，地形坡度较大，河流深切，土层浅薄，当植被遭受破坏或降暴雨时极易造成水土流失，引起土壤侵蚀模数和石漠化土地的增加。而地表起伏指数与石漠化无一定的相关性，故在确定主导因子时不再考虑。多年平均降水量是反映喀斯特地区降水过程的一个重要指标，降水的空间差异影响地表土壤侵蚀速率，从而影响石漠化的空间差异，与石漠化有一定的相关性，相关系数为0.215。
2.人口特征类指标相关分析
石漠化不仅受上述诸多自然因素的影响，而且人为活动的作用也尤为明显，人为活动对石漠化的影响可分为直接影响和社会经济条件造成的间接影响。社会经济包括的因素很多，选取其中重要的因素人口密度、农业人口密度、路网密度和人均GDP进行相关分析，根据相关系数的值可知（表4-10），人口密度与石漠化无相关性，农业人口密度和人均GDP也与石漠化的相关性较低，农业人口密度大的地区，人为活动的强度大，呈现森林覆盖率低，石漠化景观随处可见（如贵州西部）；人均GDP越高，石漠化程度越低，两者为负相关关系，说明经济条件好的县市，其石漠化程度相对轻一些。农民人均纯收入用来研究石漠化与贫困之间关系而设立的指标，石漠化与地区贫困是一对孪生兄弟，石漠化面积的大小和程度极大的决定了当地居民的生存环境，石漠化的加速发展，对生存环境构成了新的威胁。二者为负相关关系，相关系数为－0.256，从分析中得到了论证。总之，尽管间接的人为活动，即社会经济条件对石漠化作用有一定体现，但其影响并不十分显著。
表4-10轻度石漠化与社会经济指标类相关系数表
3.人地关系类指标相关分析
贵州喀斯特地区复杂的人地关系从其和谐性来说，大致分为两类：一类是有利于人地和谐相处，共同发展的；另一类则造成了人地的严重对立，人地矛盾突出，陷入恶性循环的困境。这里讨论的人类活动对石漠化的直接影响，多以矛盾对立的负面影响方式出现。本文将这些因子单列为一类指标，由土地垦殖率、土壤侵蚀面积、土地利用指标系列和公路密度构成（表4-11），分析人为因子对石漠化的影响。
表4-11轻度石漠化与人地矛盾指标类相关系数表
土地垦殖率是一个地区自然因素和社会因素的综合体现，其垦殖方式、垦殖强度取决于人口数量与质量、经济水平、农业生产习惯等。全省土地垦殖率最低的是黔南州和黔东南州，而垦殖率较高的区域为西部高原山地以及乌江、北盘江等河流的中上游地带。由于贵州是一个高原山区省份，宜农地极为有限，高强度的土地垦殖是以毁林开荒、陡坡开垦为代价的，无疑加剧了该区的土壤侵蚀，为土地的石漠化进一步发展创造了条件。分析结果表明，两者是正相关关系，系数为0.432。
土壤侵蚀是石漠化的最直接的因素，在脆弱的喀斯特区域，成土条件差，土层浅薄，抗蚀年限短，经过强烈的土壤侵蚀后，土被丧失，植被退化，石漠化形成。土壤侵蚀与石漠化呈正相关，相关系数为0.230。二者有其成因上的因果关系，石漠化是土壤侵蚀长期作用的结果，土壤侵蚀是石漠化某一阶段作用强度的体现，两者有其不同的划分原则和评价指标体系，不能将两者等同起来，从图4-9中可以看出，全省土壤侵蚀严重的地区，如毕节、铜仁、遵义，石漠化程度远不及其他地区，这是在实际工作中应注意的问题。
图4-9轻度以上土壤侵蚀与轻度以上石漠化面积对比
土地利用是一指标系列，共分为耕地、园地、林地、牧草地、建设用地、交通用地、水域和未利用地八类，其中，耕地又细分为水田和旱地。土地利用结构不同，表现出不同的抗水土流失能力大小的功能差异，进而与石漠化产生密切的联系。本文在研究该指标时，选取了可能与石漠化有密切联系的耕地、旱地、草地和未利用地做进一步研究。结果表明，这几项指标与石漠化呈显著正相关，相关系数分别为0.450、0.449、0.417、0.467。耕地，尤其是旱地与石漠化正相关，不合理的毁林开荒、陡坡耕种，使得土地进一步石漠化；贵州的草地，无天然优质草场，多为次生的轻度或中度石漠化的草山草坡，故呈正相关；未利用地多为历史时期非合理利用，土壤已丧失了的中度和强度石漠化土地，即所谓未利用地，实为难利用地，因为所能开垦的土地均已开垦，故其与石漠化呈显著正相关。须说明的是这一指标系列中，耕地与旱地两指标在实质意义上具有相似性，因为耕地中的水田不存在石漠化，这里均加以分析是为了对比，在确定主导因子时，只能二者取一，否则就是重复计算，故只取相关系数较大的耕地指标做后面的分析。
三、喀斯特石漠化综合动力模型研究
石漠化形成的影响因素不仅有来自于其脆弱的环境背景方面，也有来自于人类不合理活动的直接和间接影响方面，是一个多因子综合作用的产物。经上述相关分析得出，在复杂的自然和人为活动因子中，对喀斯特石漠化起主导控制作用的因子有9个（表4-12），按其贡献率从大到小的顺序依次为植被覆盖率→喀斯特面积→河网密度→未利用地→耕地→平均海拔高程→土地垦殖率→草地→≥25。坡地面积。各主导因子权重依次为16、14.613.7、10.3、9.8、9.7、9.5、9.2、7.0（耕地与旱地两指标都是分析耕地与石漠化的关系，故只选取相关系数较大的耕地作为最终的影响指标）。另外，高原区占国土面积百分比、多年平均降水量、农业人口密度、人均GDP（元）、农民人均纯收入、土壤侵蚀面积等指标对石漠化有一定的影响，但与石漠化相关系数小，不作为主导因子。
表4-12喀斯特石漠化主要影响因子表
分析的结果揭示出一些与传统认识不一致的结论：第一，石漠化与河网密度呈显著负相关，而传统观念认为河网密度越大导致的土壤侵蚀越严重，石漠化程度越大，即两者为正相关关系；第二，关于土壤侵蚀与石漠化的关系问题，传统认为，石漠化是土壤侵蚀的必然结果，这在许多的有关石漠化与土壤侵蚀的文章中都有体现，而本文相关分析的结果表明，两者的相关性较小，缘于二者有着不同的发生学原理，既有联系又有较大差异，在理论研究和实践应用中应注意区别对待；第三，土地利用中草地与石漠化的相关问题，传统认为，草地对涵养水源、保持水土、防止石漠化方面有积极的作用，两者之间应呈明显的负相关关系，而本文分析结果却表现为显著的正相关。这些结论的原因，在相关分析时已进行了阐述，在此不再赘述。但这些结论，对于认清石漠化的本质问题，具有重要的意义。
石漠化影响因子的确定，是一个仍需深入研究的问题，全省面积广大，地区差异性比较大，不同的地区，其主导因子并不一定相同。而本文在研究过程中将其视为同一背景，未对区域差异进行对比分析。因此，为更精确的确定石漠化的制约因子，需对区域差异性做深入研究。相关的工作开展是本工作能进一步深入的重要条件，如作为影响石漠化的一个重要环境背景因子——土壤，尤其是土层厚度、土壤抗蚀年限等方面的资料还没有统一化、系统化，在本文分析中无法采用，只能通过其他指标如岩性等间接表征。
通过单因子相关分析提出的9个指标，能较为综合地反映出石漠化的空间分布规律。但其影响因子多，因子之间未作相互影响成分去除，仍需对其进行进一步数学分析，将其化为相互正交（相互独立）的几组公因子，作降维处理，建立石漠化影响因子的综合动力模型，得出喀斯特石漠化动力指数RDDI（Rock-Desertification Dynamic Index）及其分级图，并与GIS-RS研究结果做对比分析。
表4-13共同度表
提取方法：主成分分析法。
根据所建的相关分析数据库特点近似于等距离取值以及研究的目的，采用因子分析中的主成分分析法（表4-13），提取几个不相关的潜在综合性指标，而保持其原始指标所提供的大量信息，分析植被覆盖率、喀斯特面积、河网密度、未利用地、耕地、平均海拔高程、土地垦殖率、草地、≥25。坡地面积9个指标驱动石漠化形成发展的多因子信息。各指标变量来源不同，表达方式不一样，首先进行标准化处理，处理方法如下：
喀斯特石漠化的遥感—GIS典型研究——以贵州省为例
式中， 为均值，s为样本标准差。
在标准化后数据的基础上建立各变量的查相关数据阵：
喀斯特石漠化的遥感—GIS典型研究——以贵州省为例
然后再计算矩阵对应特征根的单位特征向量，将向量作线性组合：
喀斯特石漠化的遥感—GIS典型研究——以贵州省为例
在输出m个主成分后，依据公式：
喀斯特石漠化的遥感—GIS典型研究——以贵州省为例
进行综合指数的计算。计算的主要结果如下：
表4-14数据显示是按特征值大于1的原则提取的三个因子特征值，占总方差百分数及其累加值。三个因子所解释的方差约占整个方差的80%，能比较全面地反映所有信息。
表4-14总方差解释表
提取方法：主成分分析法。
表4-15中，F1、F2、F3分别为公共因子，从各因子模型可以看出，F1主要由耕地、
土地垦殖、碳酸盐岩面积、森林覆盖率、平均海拔、坡地面积和河网密度决定，它们在F1中的荷载分别为0.855、0.846、0.762、－0.756、0.747、0.690、－0.688。F2主要由未利用地（－0.682）决定，F3主要由草地（0.749）决定。利用F1、F2和F3与GIS-RS数据做相关分析，F1为石漠化估算的最佳因子（相关系数为0.759），得出喀斯特石漠化线型模型：
表4-15因子荷载矩阵
主成分提取方法提取的3个因子。
喀斯特石漠化的遥感—GIS典型研究——以贵州省为例
公式中a1i为F1的荷载向量，Xi为变量值。根据特征向量得出每个主成分的权重值，输出综合评价指数（照片4-5），需要说明的是由这9个指标所提取的RDDI代表的是可能发生的石漠化强度，而不是代表现在已发生的石漠化强度。同时，两者有一定的差异性，原因是前者是表示现状，而后者表示的能力是一种潜在趋势。就石漠化的程度来说，后者明显强于前者，这又得到了更好的印证。RDDI指数的提出，对于石漠化土地的生态恢复，有侧重地进行石漠化趋势的防治，具有较强的指导意义。
根据照片4-5所示，可按RDDI指数将全省石漠化潜在趋势划分为：黔东无石漠化安全区，黔东轻度石漠化趋势区，黔北赤水习水轻度石漠化趋势小区，黔西南册亨、望谟轻度石漠化趋势小区，黔中、黔北中度石漠化危险大区，黔西北威宁、赫章中度石漠化危险小区，黔南强度石漠化威胁区，黔西北强度石漠化威胁区，黔东北强度石漠化威胁区，黔南、黔西南和西部剧烈石漠化威胁大区。
我国西南岩溶地区石漠化问题已非常严重，不仅受到了国内外专家、学者的关注，而且已经引起了党和国家的高度重视。2000年就已将“推进西南岩溶地区石漠化综合整治”列入我国“十五”计划。岩溶石漠化是岩溶环境的土地退化过程，其形成既有自然因素又有人为因素，石漠化的动态和趋势不但与地质背景密切相关，又在地质环境中有明显的反映，并对人类环境和发展有重要影响。而目前，究竟选择哪些地质指标来说明岩溶石漠化的情况和其环境的发展变化尚无系统研究。本项目拟结合国内外岩溶石漠化的研究进展，筛选出岩溶石漠化的主要地质指标，为科学评价岩溶石漠化环境并提出有效的治理对策服务。
一、形成条件与影响因素
袁道先从系统理论的观点出发，论述了岩溶生态系统的运行，受制于CO2-H2O-CaCO3 岩溶动力系统。岩溶石漠化形成的主要原因是可溶岩尤其是碳酸盐岩的造壤能力低和长期强烈的岩溶化作用造成的地表地下双重空间结构、地表干旱缺水，加之人类不适当的土地利用引起的水土流失，产生石漠化。坚硬的碳酸盐岩持水性低、大幅度的新生代抬升、缺乏大面积冰碛层或冰水堆积、水热季节变化极端的气候条件，也是形成石漠化的背景条件。水土流失与石漠化互为因果，水土流失导致石漠化，而石漠化是土壤侵蚀危害的极端表现形式，已到了无土可流的发展阶段，石漠化严重意味着生存环境的逐渐丧失。石漠化还导致环境灾害（如干旱、洪涝、滑坡等）频繁。石漠化环境恶性循环链的根源在于岩溶地质环境的脆弱性。不合适的人类活动是这一恶性循环的驱动力（图2-2）。
图2-2 石漠化环境恶性循环框图
（一）碳酸盐岩的溶蚀与成土过程
早在20世纪70年代许多学者，通过土壤的化学成分分析和岩石的溶蚀速度野外观测，进行碳酸盐岩溶蚀和成土过程的研究。碳酸盐岩溶蚀后，可溶物被带走，不溶物才形成土壤，碳酸盐岩的不溶物含量不超过10%，一般小于5%。柴宗新根据桂、黔、滇、湘、鄂及长江三峡碳酸盐岩区11个样品的平均溶蚀速度为0.0811mm/年，按岩石比重2.7t/m3、溶蚀模数为218.7 t/km2·年、不溶物含量为5%估算风化成土率为11 t/km2·年。袁道先等根据贵州红黄土及广西红色粘土的化学成分分析结果估算，形成1m土层需要剥蚀掉25m的岩层，需要25万～85万年。根据贵州省岩溶区主要河流的输沙量估算，贵州每年流失的成土物质总量约等于其60年的生成量。这是岩溶石山区土壤浅薄，土被不连续的主要原因。碳酸盐岩的溶蚀与成土过程研究为石漠化的形成机理研究奠定了基础。
国际对比表明：并非所有的岩溶区，碳酸盐岩的分布及双重空间结构都是不利的因素，在东南亚、中美洲等地的新生界碳酸盐岩，孔隙度高达16%～44%，具有较好的持水性，而且地壳抬升也较小。双重空间结构带来的负面效应小，石漠化不严重。在俄罗斯和西伯利亚平原区由于岩溶的双重空间结构反而有利于排除沼泽地过多的积水，碱性的碳酸盐岩也有利于缓解沼泽地的酸性水，碳酸盐岩区往往成为农业基地。
（二）特殊的水文生态过程
西南岩溶区气候暖湿，降水充沛、集中，多年平均降雨量1000～2000mm，短历时高强度的暴雨多，水土容易流失，加之长期强烈的岩溶化作用造成的地表地下双重空间结构，不仅导致地表水漏失，地下水深埋，枯季地表干旱缺水，而暴雨来临，地下管道来不及排泄，又造成洪涝灾害，以至于许多农田往往是旱涝交加。几百年的剥蚀作用使周围山坡上的岩石裸露，在洼地底部淤积了小片土壤，也因年年受淹而不宜植被生长。岩溶区，特别是大片的峰丛洼地区，常具有反向森林线（图2-3）。在有利的气候条件下，森林可在山坡中上部裸露岩石上发育，那里土壤很少，树木常用很深的根系从岩石缝中，甚至地下河中吸取水分营养（照片2-2）。
照片2-2 广西凤山县坡心地下河
长期强烈的岩溶化作用造成的地表地下双重空间结构，不仅导致地表水漏失，地下水深埋，地表干旱缺水，这使表层岩溶水显得尤为重要，其不但可以延缓降雨入渗水在表层带停留的时间，使其更多为植被所利用，并可形成表层间歇泉（图2-4），支撑起其上覆的生态系统，并与生态系统一起对岩溶水文系统进行调蓄。而且，表层如具有良好植被和土壤层覆盖时，还能有效增加降雨入渗补给量。在许多岩溶区虽然土被不完整或者是岩石大面积裸露，大量的风化残余物存在于表层岩溶带中，留存于石沟、石缝、石槽中的土壤肥力水平高，如果表层岩溶带能提供足够的水分营养，植物根系可以在这些裂隙中生长，甚至形成茂盛的喀斯特森林，从而形成良好的生态系统。
图2-3 在中国南方岩溶区形成反向森林线
图2-4 表层岩溶带及岩溶管道二元结构示意图
（三）土壤侵蚀和质量降低
岩溶山区特殊的土体剖面结构加剧了斜坡上的水土流失和石漠化。岩溶山区土壤剖面中通常缺乏C层（过渡层），在基质碳酸盐母岩和上层土壤之间，存在着软硬明显不同的界面，使岩土之间的粘着力与亲和力大为降低，一遇降雨激发便极易产生水土流失和石漠化。西南岩溶区有数量众多的地下河、洞穴，因此除了坡面侵蚀外，水土还通过落水洞向地下河流失。
一般认为，土壤抗蚀性能与有机质含量有关，有机质含量越低，土壤抗蚀性越弱。由于石灰土表层集中了土体绝大部分的有机质，表层以下土壤有机质含量迅速降低，一旦发生植被破坏和土壤侵蚀，富含有机质和植物养分的表土层被剥蚀，良好的土壤结构受到破坏，土壤水稳性指数和结构系数降低，土壤抗蚀抗冲能力明显下降，土壤侵蚀加剧。
石漠化的过程实质上就是土地退化的过程。土壤的分布、厚度、养分含量和组成以及土壤的结构都直接影响了植被的种类和演化，土壤是维系岩溶生态环境良性循环的关键。通过典型样地调查和土壤岩样分析对石漠化过程中土壤的物理性质和化学性质进行研究，结果表明，随着石漠化的发展，土壤粘性增强，容重增加，孔隙度降低，坚实度加大，保蓄水肥能力和通透度降低，结构恶化。同时，侵蚀和淋溶程度加强，生物富集作用减弱，土壤中全氮、腐殖质、阳离子交换量降低，土壤肥力下降，生产能力逐渐丧失。
另一方面，不同土地利用方式下的土壤物理性状有明显的差异。随着岩溶地区土地由自然林地向草坡地、人工林地、菜地、耕地转换时，土壤沙化严重，土壤的容重增加，总的孔隙度降低。而随着岩溶地区土地由菜地、耕地向撂荒地转换时，土壤的各项物理指标都有所改善。
（四）岩溶植被与演化
森林生态系统在维持岩溶生态系统平衡方面具有重要作用。一方面通过对水资源的调蓄，保证有限的水资源得以利用；另一方面，使土壤抗侵蚀能力增强，加速石山区的风化成土过程。岩溶石山区的植被多为喜钙的岩生性种群，群落生态稳定性差，食物链易受干扰而中断，黔南荔波县茂兰岩溶地区森林与湘南莽山花岗岩地区森林统计对比（表2-2），两者面积都约20万hm2，位于相同的纬度，气候条件也相似，前者的蕨类植物、裸子植物的种属数和森林的积蓄量都只有后者的20%～50%。
表2-2 黔南茂兰岩溶地区森林与湘南莽山花岗岩地区森林统计对比
在这种缺土甚至无土的不良条件下，常常靠苔藓、藻类植被先行，岩面苔藓的最大持水率可达650.35%，其水分吸收或释放能力可以高于裸岩的3～15倍，在碳酸盐岩表面造成持水层，帮助灌木、乔木发展。在天然条件下，树木在这样的薄含水层上可以生长和发展成森林。但是，一旦遭受破坏是很难恢复的。如果森林覆盖率低，生态系统将无法抵御外界的干扰，失去自我调控及自我恢复能力。石漠化将不可避免。
王德炉等通过对贵州安顺、普定、关岭、荔波等地的样地调查，认为植被的种类在退化过程中变化较大，高大的乔木逐渐被典型的小灌木取代，并随着环境干旱程度的加剧向旱生化发展，土地生产力的衰退是以乔木树种的衰退为主要标志，群落的生物量随着石漠化的进程急剧降低（表2-3）。试验证明，在岩溶石漠化山区，实行严格的封山育林，一般在1～2年后可见草坡，5年后可见灌木，15～30年后可形成森林植被。
表2-3 石漠化过程中典型植物群落与生物量数据表
（五）地貌类型与地形坡度对石漠化的影响
地史上多次造山运动致使西南岩溶区褶皱断裂发育，构成了地势高低悬殊的峰丛洼地、峰林谷地、岩溶峡谷、断陷盆地、峰林平原交错镶嵌的独特地貌形态。加之岩性和地质构造等因素的影响，地貌类型极其复杂，地势高低悬殊，为石漠化提供了动力潜能。随着坡度的增加，坡面径流加快，坡面上的土壤稳定性降低，水土流失加剧。如在贵州省，石漠化土地多集中在构造活动强烈的河流上游及河谷地带。
不同地貌类型区石漠化发生率存在明显的区别，地貌类型对石漠化的影响主要是因为地貌类型控制了表层岩溶带的发育及地形坡度。图2-5表明，在峰丛洼地、峰林洼地、岩溶断陷盆地区，石漠化发生率较高。地形相对平缓的岩溶丘陵、岩溶平原区石漠化相对较轻。不同的地貌部位，表层岩溶带发育的规模也不同。
图2-5 各岩溶地貌类型中石漠化发生率
地形相对平缓的地段，如峰丛山区的垭口、洼地底部、峰顶均是表层岩溶带发育较好的部位，石漠化相对也较轻。而在岩溶峡谷地带，石漠化发生率较低一方面可能是由于地势陡峻，人类活动较少。另一方面可能是统计误差造成的，由于地势陡峻，而石漠化发生率是根据平面投影面积统计的，不能代表纵向剖面上的真实情况。
（六）石漠化的人为原因
岩溶生态环境是一种对人类活动敏感的脆弱环境，土地宜耕地资源不足，承受自然灾害能力低，土地质量差，势必造成人口承载力低。随着人口的增长，对土地掠夺式经营，主要是陡坡种植（＞25°）和过度的放牧。乱砍滥伐、铲草皮、挖树根、烧秸秆等在西南山区经常发生，不少地区尤其是交通不便的偏远山区，在1990年以前普遍存在着“刀耕火种，烧山种地”的现象，造成了严重的水土流失和土地石漠化。此外，西南岩溶山区1/3的旱耕地仍采用落后的顺坡耕种方式，加剧了水土流失和石漠化。近来发展较快的乡镇企业、修路等富民、便民工程等等，尽管以矿业开发为代表的新兴经济取得了一定的经济与社会效益，但由于规模小、管理差，大多以牺牲环境为代价，加速了本已脆弱的岩溶区的森林植被的破坏及水土流失，并形成生态破坏的恶性循环链。
此外，对石漠化影响比较大的是矿山、冶炼厂等的有毒有害废弃物的排放。云南省的蒙自、个旧、开远、文山等为重度石漠化分布最广泛的地区，黑色和有色金属矿采选冶业对石漠化的影响极为严重，选冶过程中排放的废弃物含有大量的铅、锌、砷、汞和二氧化硫等有毒有害成分，特别是二氧化硫等酸性气体，造成企业周围较大范围高强度酸雨，如个旧市，酸雨出现的频率为56%，酸雨pH值范围为2.95～5.58。严重影响区内业已脆弱的林木、灌丛、藻类、苔藓等植物的生长。在极端的情况下，大范围内的碳酸盐岩表面随着藻类和苔藓的死亡而呈白色。在这种严重的坡地退化状态下，生态恢复在破坏因子消除后至少还需要20年。
二、发育程度
据调查区339个县、市统计，石漠化比重大于60%的县、市2个，比重50%～60%的5个，比重40%～50%的14个（图2-6、图2-7）。石漠化比重居前10位的依次是云南省的曲靖市（77.3%）、广西壮族自治区的大化瑶族自治县（60.23%）、贵州省的黔西县（58.92%）、贵州省的安顺县（53.26%）、云南省的文山县、广西壮族自治区的靖西县（51.69%）、贵州省的平坝县（50.58%）、贵州省的长顺县（49.29%）、云南省的开远市（49.02%）和云南省的砚山县（46.86%）。
图2-6 调查区县、市个数与石漠化比重统计图
图2-7 西南岩溶县石漠化发生率分布图
三、主要危害
（一）水土流失严重
据水利部门 1999年调查资料，以岩溶石漠化区为主的红水河上中游流域水土流失面积占土地总面积的 25%以上，红水河河水含沙量为 0.726 kg/m3，流域土壤年均侵蚀模数1622 t/km2。持续不断的大量泥沙淤积，正成为制约沿河水电工程发挥综合效能的严重障碍，直接威胁着下游珠江三角洲地区和港澳特区的生态安全。
（二）耕地面积减少，人地矛盾加剧
据对乌江流域近年来的遥感观测：该流域 89%的新增石漠化面积是由陡坡旱耕地演变而来的。石漠化的加剧，使耕地质量下降并被破坏，可耕地面积因此减少。如位于黔中的普定县现人均拥有耕地仅0.04 hm2，而每年新增严重石漠化面积就达 500 hm2。由于新增的石漠化主要发生在陡坡耕作区，相当于全县每年人均减少耕地 0.0016 hm2，即人均耕地年平均减少4%，人地矛盾日趋突出。
（三）加剧了人畜饮水和灌溉用水的困难程度
由于岩溶地区的漏斗、裂隙及地下河网发育，地表径流又能较快地汇入地下河系而流走，加上石漠化地区地表土层流失殆尽，植被生长困难，地表土壤植被系统的贮水保水功能大幅度降低，导致地表可方便利用的水资源极度匮乏，大部分石漠化地区都不同程度地存在人畜饮水困难。虽经近年的渴望工程解决了相当部分的人畜饮水问题，但目前西南岩溶石山地区还有1700万人饮水困难。并且大面积的地表干旱，滇、黔、桂3省（区）有 168万hm2耕地受旱。
（四）生物多样性程度低
石漠化地区植物种群结构的垂直结构和水平结构不明显。从植物群落来看，正常的生长型类植物群落应该是：木本植物（乔木、灌木、竹类、藤本植物、附生木本植物、寄生木本植物）、半木本植物（半灌木、小半灌木）、草本植物（多年生草本植物、一年生草本植物、寄生草本植物、腐生草本植物、水生草本植物）、叶状体植物（苔藓及地衣、藻菌）等。但由于森林植被被严重破坏，植物群落结构已变得非常简单，随之而来的是生物遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性的消失，很多物种灭绝。
在石漠化地区，绿色植物的严重破坏导致生物之间的食物链关系和食物网关系越来越简单，层次越来越单一，生态系统能量流动严重受阻。
农业产业以种植业为主，种植业中又以粮食种植为主，主要种植玉米、红薯、大豆等旱地作物。农产品以低产、低质、低效产品为主，农产品单产低。
（五）生态环境持续恶化，旱涝自然灾害频繁
在石漠化地区，由于地表植被破坏，形成“地表水贵如油，地下水滚滚流”和“三天无雨地冒烟，一日大雨半月涝”的现象。在干旱的时候，不仅生产无法正常进行，而且造成人畜的饮水用水的严重困难。而一旦出现强降雨，又会形成大面积内涝，干旱、洪涝等自然灾害轮流使灾区人民的财产遭受巨大损失，生命安全也受到严重的威胁。据不完全统计，黔、桂、滇3省（区）200个县中，1999年遭受旱、涝等自然灾害，农作物受灾430万hm2，损坏耕地6万hm2，因灾减产粮食300万t，直接经济损失121亿元。
（六）居民生活贫困，经济、文化落后
石漠化地区已成为我国农村贫困程度最深、社会经济发展严重滞后的地区，目前西南岩溶区有经济重点扶持的贫困县152个，约1000万人没有越过温饱线，约占全国贫困人口的一半。贵州省48个国家级贫困县中有39个集中分布在石漠化较突出的喀斯特山区，2000年底全省有贫困人口 313多万人，其中大部分分布在石漠化地区。
石漠化地区生产和生态效率低，居民生产生活设施差，文化层次低品味，生活质量低。居民饮水难、行路难、用电难、听看广播电视难，居民世世代代长期生活于超稳定、超封闭和超自然经济的社会环境中，形成了低品味的文化层次，物质文化消费和精神文化消费的低层次、文化心理愚昧和思维方式以及价值观念的低层次的长期混合积淀并发挥作用。
四、发展趋势
石漠化演变总体上呈严重恶化趋势。石漠化面积达11.35万km2。占总面积的22.6%，并以每年1.86%增长率增加，如果不能及时治理，西南岩溶区石漠化面积将在30年左右翻一番。届时在西南岩溶区将有1/3的国土面积演变为石漠化区。
五、防治对策
20世纪80年代以来，在西南岩溶区开展了很多项目，如实施了“八七”扶贫攻坚计划，退耕还林工程、“长防”和“长治”工程、“珠治”试点工程，以及国土资源大调查、国家科技攻关、世界粮食计划、世界银行贷款和澳大利亚、新西兰的援助项目等，在石漠化治理方面已经取得了不少经验。
（一）以治水为龙头的岩溶流域综合治理
岩溶石山区特殊的双层水文地质结构，造成地表严重干旱缺水，而丰富的地下水资源又未能充分利用，加上土少地薄，粮食产量低，导致上山开荒毁林，进一步加剧了水土流失和石山的石漠化。这一恶性循环链的始端是未能有效利用岩溶水资源。因此应以流域为单元，重点解决水的问题，然后开展综合治理。“六五”以来，湖南洛塔在位置较高但有隔水层的岩溶盆地进行堵洼成库，建设小水电和水力灌溉渠道；然后，对整个岩溶盆地进行山、水、田、林、路综合治理，取得了成功经验。“十五”期间，通过开展国家科技攻关课题，在广西平果果化和环江古周峰丛洼地以及贵州花江岩溶峡谷建立了石漠化环境生态重建示范区，在解决干旱缺水、生态脆弱、居民贫困等方面均取得了显著效果，成为石漠化综合治理的新样板。“珠治”试点工程，是2003年开始实施的以治水为龙头的岩溶流域综合治理的典型工程，两年来，已在贵州的关岭、晴隆、兴义、兴仁等县取得显著成效。国土资源大调查计划中2003年以来实施的西南岩溶水开发示范项目，在云南的小江流域、贵州的大小井流域、广西的刁江流域和湖南的新田河流域等取得了地下水开发并带动区域经济发展的成功例子。
（二）“养殖—沼气—种植”三位一体
以沼气为纽带，发展林果业和养殖业，把发展沼气同退耕还林、封山育林及发展养殖业结合起来，也是遏制石漠化的成功经验。广西恭城县就是一个样板。以发展果园和庭院经济为主来代替传统的农业，以养殖业为支撑的沼气为主要能源，不但农民的收入显著提高，石山区的植被覆盖率由1988年的54.3%提高到1998年的74.4%。
（三）发展立体生态农业
发展立体生态农业，既能够有效利用土地资源又不毁坏其脆弱的生态环境。立体农业的具体内容根据各自的地貌特点和地质特点因地而异，如20世纪90年代在广西马山弄拉建立的峰丛洼地立体生态农业模式，耕地主要在洼地底部，以旱作粮食作物为主，山麓、平缓的山坡重点发展优质果树和经济林、用材林，间种药材；峰丛垭口和比较陡的山坡主要发展金银花等藤本植物，有土地段适当发展竹林；陡峻山峰地段则长期封山育林，重点发展水源林，涵养表层岩溶水。“十五”期间，在广西平果果化，根据当地峰丛洼地的地形特点，又发展成为复合型立体生态农业模式。贵州摸索的一套简单易行的措施，如“山顶带帽子”（封山育林）、“山腰系带子”（砌墙保土、坡改梯）、“山脚盖被子”（推广农用薄膜及大搞农田基本建设、建立稳产高产农田）也是石漠化治理成功的范例。
（四）生态移民
对石漠化非常严重的地区，移民也是石漠化治理的一项非常有效的措施，它能够减轻人口对岩溶生态环境的压力，封山育林，生态环境恢复效果显著。20世纪90年代以来，广西环江县建立肯福、城北等移民开发区，建立了一整套的林（果）—草—畜（牧）—沼复合生态系统技术体系和科技+公司+基地+农户的管理模式，成功安置从岩溶山区移出的居民7万多人，2004年人均纯收入2000多元，成为居民环境明显改善、生活富裕的移民新村。
这是一个很大的题目。简化来说，酸碱度影响矿物质的形态及植物对矿物质的吸收。pH不同也会影响土壤团粒结构，进而影响毛细结构...等等有很多方面的。可以具体一些。
该研究引用土壤酸度ph3000和土壤养分测定仪LASA AGRO 1900得出以下结论：
由于农民的不合理施肥,导致大同区土壤酸碱度不断升高,而土壤酸碱度对土壤养分的有效性影响很大,使土壤肥力逐渐下降,出现了农作物发育缓慢、粮食质量下降和粮食作物产量不断减少等一系列问题。本研究根据土壤酸碱度现状,通过对土壤酸碱度描述性分析,对土壤养分的丰缺状况进行研究,并分析它们之间的相关性和关联程度,旨在为当地农民合理施肥提供一定科学依据。本研究以4个乡镇的农田土壤作为研究对象,通过野外调查、采样和室内分析相结合的方法,对土壤酸碱度和土壤养分状况进行描述性分析。并且参照国内外学者的研究成果,选取多重比较分析方法和灰色关联分析法,对土壤pH值与有机质、有效氮、全氮、有效磷、全磷、速效钾、有效锰、有效铜、有效铁和有效锌10个养分因子之间关系进行研究。有机质、有效磷和速效钾处于最适宜水平,有效氮和全氮的含量过多,但全磷含量比较缺乏,微量元素含量中等。灰色关联分析结果表明,与土壤pH值关联度排序为有效氮>全氮>速效钾>有机质>有效铁>有效铜>有效锰>有效磷>全磷>有效锌。生产中应积极采取措施改善土壤酸碱度,合理施肥,以促进农作物更好地生长。
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研究区土壤总体状况是土壤发育年轻，土壤贫瘠，物理性粘粒含量少，养分含量少，并有多年性冻土存在；植被组成单一，稀疏，生态环境脆弱，局部地区可进行改良利用。大部分地区应以保护为主，在保护的前提下可适当进行开发利用，尤其是做好本区的国土保护工作。
1.新成土
新成土分布于垂直带谱上部，处于冰缘气候的严酷环境中，土壤风化发育程度低，表层有机质含量（11.1±4.8）g·kg-1；全氮（0.64±0.19）g·kg-1；全磷与母质有关，为（1.41±0.27）g·kg-1；全钾丰富，达（26.6±9.2）g·kg-1；速效养分中氮、磷较低，而钾丰富（10.5±49.7）g·kg-1；pH值8.3±0.51。有效养分含量不足，腐殖质含量低，植被极为稀疏，种类成分单调，农林牧业利用价值不高，主要是保护，也可作为高原高山地区特有药材（如雪莲、贝母等）的采挖基地考虑。由于环境条件严酷，生态系统脆弱，利用强度需严加控制，避免强度利用而破坏环境。
2.草毡寒冻雏形土（高山草甸土）
在高山草甸土带，热量不足，是深厚的季节性冻土和多年冻土层。高山草甸土的有机质积累量常无明显的规律性差异，高山草甸上As层有机质含量的平均值和标准差分别为（121.2±53.8）g·kg-1，全氮为（4.9±2.5）g·kg-1，A1层相应为（78.7±44.8）g·kg-1，（3.82±2.0）g·kg-1，AB层或BC层分别为（35.5±36.9）g·kg-1，（2.0±1.4）g·kg-1。本土类保肥能力强，生产潜力大，但因地势高寒，土壤微生物种类少，数量低，活动弱，养分的释放率低，周转慢，在牧草吸收强度较大的生长旺盛期土壤含量下降明显，在草地的氮、磷施肥试验中，增产明显。
高山草甸土冻融作用强烈，冻融对土壤扰动作用的表现主要是冻裂的产生和泥石流的发育上，As层在重力作用下沿坡下滑而产生泥流，泥流不仅发生于陡坡，在频繁的冻融胀缩交替下，即使缓坡也可出现，地下挖土动物在As层下挖掘活动，亦是引发和加重这种作用的一个因素。高山草甸土带结冰强烈，冻融交替频繁，冻胀收缩严重，故泥流发生较普遍。当土壤在失去As层的保护后，下部松软的A1层裸露，明显地减弱了抗风水侵蚀的能力，而逐渐演变成“黑土滩”，致使生产力严重降低甚至丧失。
由于高山草甸土区的气候条件严酷，热量不足，因而限制了种植业的发展。今后仍以发展草地畜牧业为主。但由于条件恶劣，加上人为过度放牧，区域自然变干加重，融冻滑塌加重而导致草场退化。为扭转由此造成嵩草死亡、草皮剥蚀、土地沙漠化，“黑土滩”逐年扩大、肥力下降、产草量降低的局面，应加强草场管理，合理放牧，在科学利用上下功夫。建立人工草地，刈草补饲，可提高抵御雪灾的能力。随着牧业经济的发展，逐步扩大人工草地的比重，改变靠天养畜的经营模式，使牧业生产步入高产稳产的良性循环。
3.暗沃寒冻雏形土（高山草原土）
本土类是本区的主要土壤类型，由于质地粗疏，土层浅薄，肥力低，加之地处高寒，气候变化强烈，自然灾害频繁，冬春季易遭雪灾，牧业生产不稳定，特别是水热条件严酷，缺少种植业的发展条件，牧业仍是主要利用方向。加之温度低，持续时间长，虽太阳辐射强，光照时间长，但由于低温的制约，暖季短，有效积温不足，牧草生长期短，产草量低，季节牧场极不平衡，不同亚类间差异较大。
在有条件地区，可推行季节性畜牧业，选育当地优良牧草，建立人工草地及扩大饲草饲料基地，秋季贮草，冬季补饲，扩大草地利用面积，避免过度放牧，是保持区域生态环境，稳定牧业生产的必要措施。
青藏公路两侧都是高山草原土，青藏铁路也将从这里通过，保护本类土壤的生态平衡非常重要，可采取生物和工程措施进行治理，保护路基，避免引起高山草原土退化、沙化，确保青藏铁路的畅通无阻，发展区域经济，取得明显的生态效益、社会效益和经济效益。
4.潜育土
本土类在研究区内面积较大、分布广、土壤有机质丰富，是牧业良好的土壤资源。由于潜育土是一个隐域性土壤，其利用不但受本身特征的影响，也受所在区域生态环境条件的制约，本区由于热量条件的限制而不能用于种植业，但植物生长稠密、高大，常是区域内产草量较高的土壤类型。但因自然条件恶劣、生产水平和科学技术条件等限制，采用大规模人为措施改良难度大，效益低，因而主要是保护好湿地和维护生物多样性。
5.有机土
全量养分丰富，氮、磷、钾平均值分别达（11.5±4.1）g·kg-1、（2.4±0.7）g·kg-1及（18.5±4.7）g·kg-1；速效养分中，碱解氮充足（574±24）mg·kg-1，上层钾含量高，向下明显降低，而磷普遍不足。底土母质层常是永冻层，有机质丰富，但泥炭层以下明显减少。本区地处高寒，牧草青草期短，易受雹灾危害，霜冻也来得早，去得迟。故保护好有机土非常重要，否则会引起研究区水土流失，后患无穷。
太高难度你应该发表到大学的论坛上去
1.地源热泵发展史
我国热泵技术的研究开始于20世纪50年代，天津大学热能研究所开展了我国的热泵的最早研究。1956年吕灿仁教授的《热泵及其在我国应用的前途》一文是我国热泵研究现存的最早文献。
20世纪60年代，我国开始在暖通空调中应用发展热泵，并取得了一大批成果。1960年同济大学吴沈钇教授发表了“简介热泵供暖并建议济南市试用热泵供暖”；1963年原华东建筑设计院与上海冷气机厂开始研制热泵式空调器；1965年上海冰箱厂研制成功了我国第一台制热量为3720W的CKT-3A热泵型窗式空调器；1965年天津大学与天津冷气机厂研制成国内第一台地下水热泵空调机组；1966年又与铁道部四方车辆研究所共同合作，进行干线客车的空气/空气热泵试验；1965年，由原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕教授、吴元炜教授领导的科研小组，根据热泵理论首次提出应用辅助冷凝器作为恒温湿空调机组的二次加热器的新流程，这是世界首创的新流程；1966年与哈尔滨空调机厂共同开始研制利用制冷系统的冷凝废热作为空调二次加热的新型立柜式恒温湿热泵式空调机。
1978～1988年我国热泵应用与发展进入全面复苏阶段。这期间，为了充分了解国外热泵发展的现状与进展，大量出版有关著作，国内刊物积极刊登有关热泵的译文，对国外热泵产品进行测试与分析，积极参加国际学术交流。同时，一些国外知名热泵生产厂家开始来中国投资建厂。例如美国开利公司是最早来中国投资的外国公司之一，于1987年率先在上海成立合资企业。
1989～1999年期间我国热泵又迎来了新的发展里程。在我国应用的热泵形式开始多样化，有空气/空气热气、空气/水热泵、水/空气热泵和水/水热泵等。在这期间国内已有国有、民营、独资、台资等不少于300家家用空调器厂家，逐步形成我国热泵空调器的完整工业体系。水环热泵空调系统在我国得到广泛应用。据统计到1999年，全国约有100个项目，2万台地下水热泵机组在运行。20世纪90年代初开始大量生产空气源热泵冷热水机组，90年代中期开发出井地下水热泵冷热水机组，90年代末又开始出现污地下水热泵系统。土壤耦合热泵的研究已成为国内暖通空调界的热门研究话题。国内的研究方向和内容主要集中在地下埋管换热器，在国外技术的基础上有所创新。
进入21世纪后，由于我国快速城市化，人均GDP的增长，拉动了中国空调市场的发展，促进了热泵在我国的应用越来越广泛，热泵的发展十分迅速，热泵技术的研究不断创新。2000年至2003年间，热泵的应用、研究空前活跃，硕果累累。
2000～2003年4年间，专利总数287项，年平均为71.75项，是1989～1999年专利平均数的4.9倍。2000～2003年间发明专利共119项，年平均29.75项，是1989～1999年发明专利平均数的4.25倍。
2000～2003年中热泵文献数量剧增，如2003年文献数是1999年文献的5倍。全国高校有105名研究生以热泵技术为题目，平均每年有26.25名，是90年代平均数的7倍多。
全国各省市几乎均有应用热泵技术的工程实例。热泵技术研究更加活跃，创新性成果累累。在短短的几年中有3项创新性成果问世：同井回灌热泵系统、土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统、供寒冷地区应用的单、双级耦合热泵系统。
2.地源热泵应用基础与实践的研究
我国地源热泵研究起步于20世纪80年代，首先是一些高校和科研机构对地源热泵的相关技术进行了专题研究。部分研究项目列入表3-1中。
表3-1部分高校地源热泵研究课题
研究工作主要集中于以下几个方面：地下埋管换热器的传热模型和传热研究；夏季瞬态工况数值模拟的研究；热泵装置与部件的仿真模型的理论和实践研究；
地源热泵空调系统制冷工质替代研究；其他能源如太阳能、水能等与地热源联合应用的研究；地源热泵系统的设计和施工；地源热泵系统的经济性能和运行特性的研究；地下地下水热泵回灌技术与实践；土壤热物性及土壤热导率的试验研究。
同井回灌地下地下水热泵地下水运移数值模拟与实验研究；土壤蓄冷与土壤源热泵集成系统的应用基础研究等。
进入20世纪90年代，北京工业大学丁良士教授、山东建筑工程学院方肇洪教授等人先后在美国俄克拉荷马州立大学和瑞典、德国、加拿大等地学习考察地源热泵技术，回国之后纷纷投入国内地源热泵技术研究的实践中。丁良士教授主持北京市“低温地热能梯级利用技术研究”重大科研工程项目，通过在校内的小试、中试、工程三个阶段，研究深层地热利用技术，开创了国内的先河。方肇洪教授完成的山东省重点科技攻关项目“地热综合利用关键技术”在专家鉴定中被评定为“达到国际领先水平”。
同时，原重庆建筑大学、同济大学、湖南大学、青岛建筑工程学院等院校纷纷建立了土壤耦合热泵实验系统，展开了全面全面的研究，土壤耦合热泵研究迅速成为热门研究课题之一。
进入21世纪后，在国家自然科学基金的资助下，地源热泵的研究更加深入，更富有创新性。哈尔滨工业大学姚杨教授等，在对国内外关于土壤源热泵及冰畜冷技术的发展和应用充分了解的基础上，以新技术改造传统技术，整合集成土壤源热泵和冰蓄冷的技术要素和成果，提出一种适合于以空调负荷为主，采暖负荷为辅的全新空调系统形式，即土壤畜冷与土壤源热泵集成系统。哈尔滨工业大学热泵空调技术研究所先后建立了同井回灌地下地下水热泵地下水运移的数学模型；并推导了单一均匀介质含水层中定流量同井回灌地下地下水热泵地下水渗流的分析解；对同井回灌地下地下水热泵地下含水层温度场进行了数值模拟；并对北京恒有源科技发展有限公司共同开展了同井回灌地下地下水热泵工程的现场实践研究。
在各高校研究工作的基础上，研究成果也不断地被应用于工程实践中。例如重庆大学城市建设与环境工程学院在新疆米泉市小型办公楼和重庆大学B区暖通实验楼采用了土壤源热泵系统。北京工业大学新建的综合科技楼、逸夫图书馆、改建的经管学院楼、室内地热游泳池和新建的能容纳8000名学生的教学楼等建筑，供热（制冷）面积5000m2以上的“低温地热能梯级利用技术研究”重大科研工程项目。山东建筑工程学院的学院学术报告厅工程（包括学术报告厅500m2，学生自习室及计算机房等空调面积约2700m2）选用2台水-水热泵冷热水机组。室外地热换热器采用垂直U形埋管形式由25组并联的垂直U形埋管组成的地源热泵系统。
为了推广研究成果，各高校纷纷走上产、学、研结合的道路。1999年天津大学地热中心、天津甘泉集团公司成立研究设计院。2000年山东建筑工程学院成立了首个专门从事地源热泵供热空调系统的理论研究、技术开发、工程设计和旋工指导的方州地源热泵研究所。北京工业大学成立了北京天地能流科技发展有限公司。清华大学的北京清源世纪科技有限公司也参与到地源热泵的工程实践当中。而许多企业也与高校科研机构紧密结合，以高校的技术力量为依托，共同建立科研机构、开发产品、承接工程。比如清华大学和山东富乐达空调设备有限公司，同济大学和广州从化中宇冷气科技科技发展有限公司，山东建筑工程学院和北京嘉和晟业地下水热泵空调有限公司、烟台荏原空调设备有限公司、山东宏力空调设备有限公司，北京工业大学和山东利丰公司，湖北风神净化空调设备工程有限公司和华中科技大学、东南大学等。
3.北京区地源热泵相关的管理规定和政策
1）地下水热泵
近年来，随着国家加大建设“资源节约型、环境友好型”社会的力度，实现国家节能减排目标，各地也相继出台支持开发利用浅层地温能项目。如2006年5月31日，由北京市发展改革委联合市水务局、国土局等九个委办局联合发文对采用地下地下水热泵系统实现供暖和制冷项目按35元/m2的标准进行补贴。
由于地下水热泵项目必须凿井抽取和回灌地下水，因此地下水热泵项目开工前须按照水利部颁发的《建设项自水资源论证管理办法》要求，开展建设项目水资源论证，编制水资源论证报告书，对地下水热泵项目取水、退水的可行性、用水的合理性、保护措施及对其他取水用户的影响进行分析。
为保护珍贵的地下水资源，避免地下水热泵盲目上马对现有集中供水水源地的不良影响和产生不良的地质环境后果（如地下水交叉污染、地面沉降，地裂缝等），各地方水务主管部门还根据当地的水文地质条件有针对性的制定了管理措施，如北京市水务局2007年5月16日发布的《关于加强我市地下水热泵管理工作的通知》中对地下水热泵项目抽、灌距离，限制发展范围等提出了明确要求：
（1）地下水热泵系统抽灌含水层为第四系水，井深不得超过100m;
（2）抽灌井与建筑物距离不少于30m；抽灌井之间水平距离不少于50m，抽水井之间距离不少于100m;
（3）为防止不同含水层水体交换造成水污染，保证回灌效果，抽灌必须在同一含水层内进行；
（4）严禁在自来水水厂地下水源保护区范围内、地面沉降区、地下水严重超采区、承压含水层内批准建设地下水热泵系统；
（5）地下水热泵抽灌井的施工，应严格遵守国家有关规程规范，确保抽灌井质量。承担凿井施工的单位须应具有相应资质；
（6）新建地下水热泵系统抽灌水井应分别安装抽水和回灌计量装置。已建地下水热泵系统也必须限期安装计量设施；
（7）地下水热泵抽灌水量实行月统季报制度。地下水热泵系统使用单位每月末应书面报告当月的抽水量、回灌水量。
2）地源热泵
由于地源热泵无需开采地下水，对地质环境的影响远远低于地下水地源热泵，其潜在的地质风险、安全风险等也远远低于地下水地源热泵，但是地源热泵初投资略高于地下水热泵项目。因此，在2006年5月31日，由北京市发展改革委联合市水务局、国土局等九个委办局联合发文对采用地源热泵系统实现供暖和制冷项目按50元/m2的标准进行补贴，高于地下水地源热泵补贴（35元/m2）。
根据北京市国土资源局关于申报地源热泵项目的通知，项目建设单位需提交经专家审查通过的《地源热泵系统浅层地温能勘查评价报告》，报告主要内容为：序言：情况简介及任务的来源与要求说明；简要评述勘查区以往水文地质的工作程度及浅层地温利用的现状；叙述区域的地层分布情况、气候条件及水文特征；简述勘查工作的进程以及完成的工作量。地源热泵系统的初步设计方案；项目所在地水文地质条件论证；勘查工作情况；项目所在地的浅层地温能的评价：地层换热能力的测试情况；论述浅层地温能利用量计算的依据，计算评价浅层地温能；根据保护资源，合理开发的原则，提出相应的利用方式，简述其保证程度，并预测其可能的变化趋势，对浅层地温能资源进行综合的评估。结论及建议。
沈阳市发布的《关于地源热泵系统建设和应用工作的实施意见》中明显指出：地源热泵系统是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，具有清洁、高效、节能的特点。推进地源热泵系统建设，有利于优化能源结构，促进能源互补，提高能源利用效率。要求在沈阳市三环内的455km2核心区范围内，对符合应用地下水热泵技术的409km2范围内的建筑物，原则上都要采用地下水热泵技术规划建设。
4.地源热泵相关的学术交流
近年来，有关地源热泵的学术流，也是逐步升温。从地热应用、热泵技术发展和清洁能源利用等多角度对地源热泵发展和应用的会议日益增多。
1978～2005年，中国制冷学会第二专业委员会主办过12届“全国余热制冷与热泵技术学术会议”。1988年中国科学院广州能源研究所主办了“热泵在我国应用与发展问题专家研讨会”。自20世纪90年代起，中国建筑学会暖通空调委员会、中国制冷学会主办全国暖通空调制冷学术年会上专门增设“热泵”专题交流。1994年9月6日中国能源研究会地热专业委员会在北京召开了“第四次全国地热能开发利用研讨会”。
2000年6月19～23日，国家科学技术部高新技术开发与产业化司在北京召开了“中美地源热泵技术交流会”，会议介绍了地源热泵技术、国外的应用状况和在中国的推广，会议的主题就是“提供运用地热泵技术为住宅小区或公用楼宇采暖制冷，大幅降温低运行费用的节能解决方案”。
2002年5月20日上午，国际能源机构（LEA）第七届会议在北京国际会议中心举行，这是该组织第一次在中国也是第一次在非组织成员国举行这样的会议，此次会议的目的是促进热泵技术在世界范围内特别是中国的交流和应用。居于国内行业领先地位的富尔达公司成为惟一赞助单位。
2003年3月17日，山东建筑工程学院地源热泵研究所与山东建筑学会热能动力专业委员会联合在山东建筑工程学院举行“国际地源热泵新技术报告会”。
为了落实“科技奥运”、“绿色奥运”的理念，为奥运场馆建设提供可行的清洁能源建设方案，由北京工业大学和《工程建设与设计》杂志组织的体育场馆工程清洁能源建设方案研讨会于2004年7月6～8日在北京召开。此次会议邀请国内外专家就以地源热泵技术为主的体育场馆可能应用的清洁能源建设方案进行了研讨，为2008年奥运会体育场馆最终确定能源方案提供依据。北京奥组委、北京发改委、北京科委等有关单位，国内外学术界、设计界的权威以及28个奥运场馆业主代表、相关企业代表参加了会议。
2005年9月，国际地热协会第39次理事会在北京召开，出席会议的主席伦德先生和参会理事被邀请出席全国地热产业可持续发展学术研讨会。
2005年9月23日，由联合国开发计划署驻华代表处、科技部和国家环保总局共同举办的中国清洁能源行动推广会议在北京举行，来自国内40多个城市的市长、环保局长和其他代表出席了会议。会议旨在推广联合国开发计划署、科技部和国家环保总局共同设立的为期四年的名为“通过使用清洁能源和清洁能源技术减少城市空气污染的能力建设”的项目所取得的成绩和经验。
2007年1月27日，中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心成立，中心设在北京市地质矿产勘查开发局。该中心专门从事全国浅层地温能研究与推广工作。2007年1月29～30日，由国土资源部主办，北京市国土资源局、北京市地质矿产勘查开发局承办的在全国地热（浅层地热能）开发利用现场经验交流会上在北京友谊宾馆召开。来自全国400多位代表考察了示范工程，并就国内外浅层地温能资源勘查评价、开发利用情况、热泵利用现状及其发展前景、浅层地温能利用实例、政策及技术规程等进行了充分的交流，会议号召地质科技人员深入进行浅层地温能资源赋存、来源、运移规律等基础研究，为国家大规模科学合理的开发利用浅层地温能资源奠定坚实的基础。会议出版了《全国地热（浅层地热能）开发利用现场经验交流会论文集》。
2007年12月，由中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心组织的全国浅层地温能资源开发利用高级研修班在北京召开，众多在浅层地温能资源开发利用领域的专家学者从理论和实践两方面详细介绍了浅层地温能资源从勘查评价到开发利用的理论、核心技术和实践经验，会议鼓励科学合理的开发利用浅层地温能资源，为国家节能减排目标的实现做贡献。
在增加会议交流的同时，与地源热泵相关的出版物也不断面世。1988年由中国建筑工业出版社出版了徐邦裕教授等编写的《热泵》教材。机械工业出版社1993年出版了郁永章教授主编的《热泵原理与应用》，1997年出版了蒋能照教授主编的《空气用热泵技术及应用》。1994年由华中理工大学出版社出版了郑祖义的《热泵空调系统的设计与创新》。1998年出版了郑祖义博士的《热泵技术在空调中的应用》。
2001年由中国建筑科学研究院空调所徐伟等人翻译的《地源热泵工程技术指南》一书出版，为国内地源热泵工程设计和施工人员提供了参考。《地源热泵工程技术指南》原是由美国能源部、美国国防部、加拿大自然资源等七家单位支持，美国ASHRAE学会出版的地源热泵技术专业书，全书分为原理篇、设计篇、安装篇和节能篇。内容包括：介绍地源热泵系统的分类、工作原理、系统构成、与常规系统比较；如何进行现场地质调查和实验；地热换热器、地下水换热器及地表水换热器系统的设计；输配系统和室内空调系统的设计；地源热泵系统的安装、调试和检验；地源热泵系统的节能措施和节能设计计算，并提供了土壤和岩石的特性数据、防冻剂的特性数据以及塑料管和配件的特性数据。
2004年哈尔滨工业大学马最良教授等人写作的《水环热泵空调系统设计》出版，这是一部较全面阐述水环热泵空调系统应用理论基础与实践的专著。书中首次归纳出可再生能源水环热泵空调系统的称谓，这个概念的提出，将为水环热泵系统注入新的活力，使其系统的应用更加广泛、更加合理、更加经济。因此，这种可再生能源水环热泵系统将会有很好的应用前景，对解决暖通空调的能源与环境问题将有更长远的战略意义。
这些教材、著作、译著的出版，推动了热泵空调技术在我国的普及与推广。
与此同时，国内的科技期刊上有关地源热泵技术的论文也大幅增加。《暖通空调》、《制冷与空调》等杂志都开设专题进行研讨。《工程建设与设计》杂志为此出版了地源热泵专刊，同时开展了“国内地（水）源热泵应用情况调查”，2004年第4期据调查形成的《国内地源热泵应用情况调查报告》首次全面地展现了国内地源热泵应用的情况。《建设科技》杂志对际高集团有限公司、山东富尔达空调设备有限公司等单位的地源热泵技术给予多次报道。
戴传山
（天津大学地热研究培训中心）
一年一度的日本冷冻空调学会（JSRAE Annual Conference）于2002年11月在红叶满开的日本冈山大学举行。冈山大学工学部传热教研室是这次大会的组织者，作为该教研室即将毕业的博士留学生，我有幸协助组织并参加了这次大会。大会共宣读了173篇论文，其中18篇与地热有关，约占论文总数的10%，会议论文的内容主要包括：①对地源热泵发展的回顾；②相关的基础及软科学研究；③地下水式、桩式等地源热泵和空调系统；④利用地热进行道路融雪；⑤地源蓄冷及土壤冻结。
1 地源热泵的发展与回顾
在对世界及日本地源热泵发展的回顾中，北海道大学长野克则教授在引用J.W.Lund的数据同时对美国、欧洲和澳大利亚的地源热泵的发展现状及市场特点进行了分析。基于2000年的数据表明美国是地源热泵普及最多的国家，全国安装负荷量为480万千瓦，相当于安装12千瓦的机组40万台，约占世界总安装量的68%。其中垂直式井下热交换器是最多的一种形式，占46%；而水平式其次约占38%；开放式换热器并不多，只占15%。
尽管日本的电价是柴油价格的4～5倍，远高出瑞典的1.8倍，但瑞典的总安装负荷却是日本的近百倍，而且大部分的地源热泵系统是兼供热水式。在奥地利，2000年仅一年内安装的2000多台热泵当中有超过70%是以地源作为热源。在日本地源热泵受到重视是在1990年以后。主要是在四国岛及九州地区的空调和道路融雪等规模的利用。最近，日本国土资源省在其东北部成立了以环境产业研究所科技力量为中心的道路融雪项目计划，项目实施以来收到很好的效果。
日本作为经济实力第二的火山岛国，地热资源丰富，地热能的开发利用落后于许多欧洲国家甚至一些亚洲的其他发展中国家。这一事实引起日本国内许多学者和机构的注意。预计在今后几年里，日本可能在地热利用方面将有较大的投入。
2 相关的基础研究及软科学研究
如果把地源热泵的研究归结为简单的半无限大固体内的线源导热问题，最早的研究可以追溯到至少半个世纪以前。而实际上，地源热泵是涉及许多学科的复杂问题。其中难点之一是如何确定地表的边界条件。在这个问题上大阪大学的奥野博信等学者提出一个描述地表水，水蒸气及热量等平衡关系的数学及物理描述模型，并与实测结果有很好的吻合。在该模型中主要考虑了太阳的辐射、风速及环境空气的温度和湿度等参量。
另一个有趣的研究是利用国土资源数据进行关于地域性的地下水层蓄热和回收的研究论文。该论文以北海道札幌市为研究对象，利用有关札幌市内的地下、地上相关数据进行大都市的地下水层内采用蓄热和取热的技术可行性。这一研究成果可以宏观上了解蓄热和用热的区域分布，从而可以提供地源热泵的规模，并对控制大都市的热岛现象提出理论依据和对策。作者认为，严格地讲，这是一个比较复杂的动态模拟问题，也是一个必须有政府机关介入的课题。
3 地下水式、桩式等地源热泵和空调系统
由于地源热泵的众多优点，一些日本中小企业公司开始组织开发和研制地源热泵系统的工作，尽管起步较晚，但已显示出所具有的潜力。在本次会上由日本名古屋Zeneral热泵股份有限公司和东京JMC地热工程有限公司合作，在日本及我国东北长春市安装了共近90马力的地源热泵机组。见表1。
表1 Zeneral热泵股份有限公司安装的机组
A/C：空调，H/W：供热水。1HP＝0.7457kW。
在长春安装的50马力的机组是由5台10马力的机组构成，出于实验的考虑，地源换热器是16根100m长，直径和材料各异的管材。机组的COP为2.7～3.3，供热温度在40℃左右。折合计算平均换热器管长取热约30W/m。
桩基式地源热泵系统有兼热源或冷源和建筑固基的双重效果。福井大学工学部对yi该系统进行了数值模拟和实验研究，也是日本国在该领域中的首次尝试。对面积为3693m2，桩根数（井下换热器）为70根的数值模拟计算表明，供热负荷可达到437.9GJ。供冷负荷也可达到近300GJ。相当于每根地基桩有41.08MJ/日的供热负荷。COP值可达到3.60～4.14。空调系统如图1所示。在经济上，对50冷吨规模的初投资与空气源热泵系统的初投资比增加不到15%。桩基式总投资为1720万日元，而空气源式约为1515万日元。尽管实验进行的不很顺利，但通所获得的实验数据进行分析，得到的结果是与空气源空调系统相比，在制冷时节能效果可提高12.1%，而供热时约26.7%。
利用地源热泵进行道路的积雪清除是日本比较早的地热研究项目。在这一方面比较有名的研究学者是茨城产总研的盛田耕二先生。最近，私人企业公司的研究人员也开始介入，这也许和日本最近实行的道路民营化政策有关。在北方寒冷的地区，由于积雪而造成的交通事故很多，且往往主要出现在转向较急的地方（图2）。
因此在某些关键地方采用地源热泵融雪系统很有必要。为了提高冬天时运行的工作效率，在夏季可以采用同一系统收集道路上的太阳辐射热能，蓄热到地下（图3）。对加热能力为56千瓦的机组来说，可以对面积为332m2的道路进行融雪，相当于170W/m2。如果每根井下换热器的有效长度为151m的话，所需的根数和返回井下换热器的流体温度有关，温度越低所需的根数越少（图4）。
图1 桩基式地源热泵系统
图2 采用地源热泵进行道路融雪系统
图3 冬季融雪运行模式（上）和夏季蓄热模式
图4 井下换热器入口温度与换热器根数及COP的关系
4 地源蓄冷及土壤冻结
由于土壤内还有水分，在低温下可以发生相变凝固而蓄冷。发生相变的潜热量占总蓄冷量的比例较大，因此，在一定程度上含水量的多少决定了蓄冷的能力。大阪精研公司对体积含水率为0.6m3/m3土壤的蓄冷机理进行实验和理论研究。包括冷媒的入口温度，埋管的排列方式等。在一般情况下，热回收系数可以达到80%以上。根据模拟实验的结果可以进行实际应用例子的预测：冷负荷：9～105kJ/h；每米管长的回收热：630kJ/mh。那么所需的管群用地圆半径R，根数N及管长的预测值（表2）。
表2 管群范围半径及管长
冻土过程在大多数情况下对建筑物或道路是有害的。然而，采用适当的技术条件可以发挥其有益的一面。大阪摄南大学环境工学部伊藤A提出了利用冻土技术实现地基坚固强化的设想。在冻土层的周围添加抽水蒸气的排气管。外围放置的排气管可以抑制由于冻土过程中水蒸气向冻土层的不断凝聚，从而达到一个传质动态的平衡，而内部水蒸气排气管可以起到在施工即将完成自然融解时的部分排气。作者指出：这一方案也可适用于地下污染的处理，因为伴随着水蒸气的流动，污染物的浓度也随之聚集，达到回收清除的目的。文中尽管给出了传质和内部压力的变化情况，但未给出相变过程中传热过程的描述。
5 结论与讨论
本文总结了去年在日本冷冻空调大会上日本在地源热泵研究上的进展。虽然是部分反映日本国地源热泵的研究和利用情况，但一定程度上反映日本国内关于该领域的前沿方向。利用地源作为热泵的热源或冷源要比空气源有更多的优越性。作者把采用地（土壤）源的空调系统的主要优点总结如下：
（1）有稳定的运行条件。从空调机的热源稳定性条件看，垂直式井下换热器优于水平式。土壤埋式优于湖泊等开放式。一般空气源热泵在－15℃以下较难启动，而地源井下换热器的出口温度一般都高于这一温度。
（2）能够利用季节性的蓄热和蓄冷。
（3）与空气源热泵相比有较高的COP。
以上介绍了许多应用实例，给出了一些经验数据或设计模型。但作者提醒读者最好不要照搬套用这些数据。正如上面在相关的基础及软科学研究一节中所阐述的，作为基本应用和模拟条件之一的地表边界条件仍然有人在研究。合理的设计取决于对许多因素的考虑。设计者也不必望而却步，因为许多热或物质的传递过程在一定条件下都有其极限或限制，只要了解这一条件下所对应的限制，也就掌握了设计主动。这就是所谓的设计标准问题，在这一方面国内也急需论证和设立。
良好的土壤结构是植物生长的基础，如果土壤的结构遭到破坏，将会削弱植物根系吸收利用土壤中养分和水分的能力。
土壤团聚体是指土粒通过有机及矿质物质的胶结作用、反负荷离子的凝聚作用、土壤耕作及干湿交替作用而形成的直径为0.25~10毫米的团聚状结构单位（小团块和团粒）。土壤团聚体按其粒径大小分为。
大团聚体，直径>0.25毫米的团聚状结构单位；微团聚体，直径<0.25毫米的团聚状结构单位。按其抗力性又分为：稳定性团聚体，抗外力分散的土壤团聚体；水稳性团聚体，抗水力分散的土壤团聚体。
非稳定性团聚体，外力易分散的土壤团聚体。土壤团聚体是良好的土壤结构体,具有水气协调土温稳定、保肥供肥性能良好、土质疏松、耕性质量优良等特点。团聚体内部以持水孔隙占绝对优势，而团聚体之间是充气孔隙。
这种孔隙状况为土壤水、肥、气、热的协调创造了良好的条件。团聚体间的充气孔隙，可以通气透水，在降水或灌水时，水分通过充气孔隙，进入土层，减少了地表径流；团聚体内部的持水孔隙水多空气少。
既可以保存随水进入团聚体的水溶性养分，又适宜于嫌气性微生物的活动，保肥供肥性能良好。团聚体的土壤土质疏松，易于耕作，宜耕期长，耕作质量好，种子易于发芽出土，根系易于伸展。总之，团聚体的土壤水。
肥、气、热协调,肥力状况良好。所以一般都认为，团聚体多是土壤肥沃的标志之一。
创造土壤团粒结构的主要措施有：
1、精耕细作、增施有机肥 。
精耕细作使表皮土壤松散，虽然形成的团粒是水不稳性的，但也会起到调节土壤孔性的作用。连续施用有机肥料，可促进水稳定性团聚体的形成，并且团粒的团聚程度较高，各种孔隙分布合理，土壤肥料得以保持和提高。
2、合理轮作倒茬 。
一年生或多年生禾本科牧草或豆科作物，生长健壮，根系发达，都能促进土壤团粒的形成。秸秆还田、种植绿肥、粮食作物与绿肥轮作、水旱轮作等等都有利于土壤团粒结构的形成。
3、合理灌溉、适时耕耘 。
大水漫灌容易破坏土壤结构，使土壤板结，灌后要适时中耕松土，防止板结。适时耕耘，充分发挥干湿交替与冻融交替的作用，有利于形成大量水不稳定性的团粒，调节土壤结构性。
4、施用石灰及石膏 。
酸性土壤施用石灰，碱性土壤施用石膏，不仅能降低土壤的酸碱度，而且有利于土壤团聚体的形成。
5、土壤结构改良剂的应用 。
土壤结构改良剂是根据团粒结构形成的原理，利用植物残体、泥炭、褐煤等为原料，从中提取腐殖酸、纤维素、木质素等物质。作为土壤团聚体的胶结物质，或模拟天然物质的分子结构和性质，人工合成高分子胶结材料。土壤团粒结构是由若干土壤单粒黏结在一起形成为团聚体的一种土壤结构。因为单粒问形成小孔隙、团聚体间形成大孔隙，所以与单粒结构相比较，其总孔隙度较大。小孔隙能保持水分，大孔隙则保持通气，团粒结构土壤能保证植物根的良好生长，
土壤团粒结构是由若干土壤单粒粘结在一起形成为团聚体的一种土壤结构。因为单粒间形成小孔隙、团聚体间形成大孔隙，所以与单粒结构相比较，其总孔隙度较大。小孔隙能保持水分，大孔隙则保持通气，团粒结构土壤能保证植物根的良好生长，适于作物栽培。
团粒结构的土壤，其实就是介于板结的土壤和纯沙粒的土壤之间一种的土壤，多为壤质土、轻粘质土、沙壤土。 以烟草种植为例，一般要求耕层土壤砂土可大些，粘土可小些。土壤容重在1.0-1.2，总孔隙度和通气孔隙度分别保持在50-55%和15-22%为宜，土壤呈协调的团粒结构。
土壤为植物提供养料，植物为动物提供营养，动物的遗体和粪便使土壤更肥沃土壤是岩石圈表面的疏松表层，是陆生植物生活的基质。它提供了植物生活必需的营养和水分，是生态系统中物质与能量交换的重要场所。由于植物根系与土壤之间具有极大的接触面，在土壤和植物之间进行频繁的物质交换，彼此强烈影响，因而土壤是植物的一个重要生态因子，通过控制土壤因素就可影响植物的生长和产量。土壤及时满足植物对水、肥、气、热要求的能力，称为土壤肥力。肥沃的土壤同时能满足植物对水、肥、气、热的要求，是植物正常生长发育的基础。
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谈净土洁食问题“万物土中生，食以土为本”， 土壤是人类生存的基本资源，是农业发展的重要基础。据统计，2000年世界粮食总产量约为22亿吨，其中我国粮食产量约5亿吨。这些粮食均是在全球17亿公顷（我国占 1．2亿公顷）耕种土壤上生产的。正是因为这些土壤能提供作物生长的养分和水分，也就是具有土壤“肥力”，才能使粮食获得稳定的产量，才能维系人类的生存和繁衍。然而，事物总有两面性，一方面，土壤中如果没有充分的养分和水分，没有“肥力”，就不可能使作物正常生长，更谈不上获得稳定的产量，而另一方面，土壤中的养分元素含量，对作物生长讲，经常是供需不平衡的，必须注意调节，特别是人们有意无意地向土壤中加入了不利于作物生长的各种“有害”元素，使土壤及水体发生污染，就会导致农产品品质恶化，影响人体健康。因此，土壤质量的好坏，直接关系到人类生存质量的好坏。当前我国农产品质量与安全问题，越来越引起社会广泛关注。引发农产品质量不良的因素，包括自然与人为两个方面，其中生态环境，即水、土、气、生等方面的污染，是导致农产品品质不良的重要根源。以往人们关注的是“蓝天、碧水”，认为只要天蓝，水碧，就能保证农业环境及其产品质量安全。岂不知，除了“蓝天、碧水”外，更重要的是保证土壤质量的安全，只有保证了“净土”、才能保证“洁食”，才能保证人类生命的健康与安全，最终才能保障整个社会的稳定与发展。相反，如果没有“净土”，土壤中的有害气体将影响大气，土壤中的有毒物质也会影响到水体，致使天不再蓝，水不再碧，即使天蓝、水碧，也会有毒害物质飘在空中，溶在水中，或进入土中。因此，对农产品质量安全而言，“净土、洁食”比“蓝天、碧水”更加重要，都是同等重要的战略性安全问题。土壤污染是农产品不安全的源头不洁净的土壤是指遭受不良物质污染的土壤。土壤污染包括重金属污染、农药和持久性有机化合物污染、化肥施用污染等多方面。随着人口增加及经济发展，我国面临的土壤环境安全问题越加突出。据统计，我国重金属污染的土壤面积达2000万公顷，占总耕地面积的1／6。因工业“三废”污染的农田近700万公顷，使粮食每年减产100亿公斤。其中，在一些污灌区土壤镉的污染超标面积，近20年来增加了14．6％，在东南地区，汞、砷、铜、锌等元素的超标面积占污染总面积的45．5％。有资料报道，华南地区有的城市有50％的农地遭受镉、砷、汞等有毒重金属和石油类的污染。长江三角洲地区有的城市有万亩连片农田受镉、铅、砷、铜、锌等多种重金属污染，致使10％的土壤基本丧失生产力，也曾发生千亩稻田受铜污染及水稻中毒事件，一些主要蔬菜基地土壤镉污染普遍，其中有的市郊大型设施蔬菜园艺场中，土壤中锌含量高达517毫克／千克，超标5倍之多。其次，我国农药总施用量达131．2万吨（成药），平均每亩施用931．3克，比发达国家高出一倍。特别是随着种植结构的改制，蔬菜和瓜果的播种面积大幅度增长，这些作物的农药用量可超过100公斤／公顷，甚至高达219公斤／公顷，较粮食作物高出1～2倍。农药施用后在土壤中的残留量为50％～60％，已经长期停用的六六六、滴滴涕目前在土壤中的可检出率仍然很高。据调查，一些名特优农副产品中，有机磷检出率100％，六六六检出率95％，超标2．4％。另在全国16个省的检查结果，蔬菜、水果中农药总检出率为20％～60％，总超标率为20％～45％；因蔬菜、水果农药残留引起人畜中毒死亡事件时有发生。据不完全统计，华南地区的中心城市自1997年至2001年共发生因蔬菜农药残留引发的食物中毒事件28起，中毒415人，个别地市高毒、高残留农药每年造成急性中毒5～7宗，受害人数约300人。类似的急性中毒事故在长江三角洲地区也有发生。值得注意的是，近年来沿海大部分地区的大田耕地土壤中持久性毒害物质大量积累，2000年太湖流域农田土壤中，15种多氯联苯同系物检出率为100％，六六六、滴滴涕超标率为28％和24％。令人不安的是，许多低浓度有毒污染物的影响是慢性的和长期的，可能长达数十年乃至数代人。第三，过量施用化肥也会造成土壤污染。90年代，全世界氮肥使用量为8000万吨氮，其中我国用量达1726吨氮，占世界用量的21．6％。我国耕地平均施用化肥氮量为224．8公斤／公顷，其中有17个省的平均施用量超过了国际公认的上限225公斤／公顷，有4个省达到了400公斤／公顷。据31个省、市、自治区的调查，目前在农业结构改制后的蔬菜、瓜果地里，单季作物化肥（折合纯养分）用量通常可达569～2000公斤／公顷以上，如一些蔬果种植大县的化肥平均用量已达1146公斤／公顷；滇池区蔬菜花卉基地，一季作物氮磷肥用量（纯养分）达687公斤／公顷，最高可达3300公斤／公顷；其化肥用量远高于全国平均水平（390公斤／公顷），较之世界用化肥首户的荷兰还高出一倍多；每年农田使用化肥氮进入环境的氮素达1000万吨左右，有些地区饮用水及农产品中，硝态氮和亚硝态氮的含量均明显超标。2000年下半年，华南地区有的城市监测到菜地土壤硝酸盐含量超标率为33．1％；据中国农科院对某地32种主要蔬菜调查，蔬菜硝酸盐含量比80年代初增加了1～4倍，其中有17种蔬菜硝酸盐含量超过欧盟提出的最低量标准；2001年长江三角洲的个别省份农产品出口由于监测不合格而损失数亿美元。综上所述，近年来我国的土壤污染正在向不同尺度的区域性发展，并对各种农产品品质产生严重影响。特别是我国东南沿海经济快速发展地区，土壤及环境污染问题严重。主要表现为：1．持久性微量毒害污染物已成为新的、长期潜在的区域性土、水环境污染问题；2．大气中有害气体细粒子和痕量毒害污染物构成了土壤与大气的复合污染，城市光化学烟雾频繁并加重；3．农田与菜地土壤受农药／重金属等污染突出，硝酸盐积累显著，已严重影响农产品安全质量及其市场竞争力；4．珠江三角洲和太湖流域土壤和沉积物中有机氯农药残留普遍，已发现一些多环芳烃和多氯联苯等有害污染物的潜在高风险区。造成如此严重的污染，除了自然原因外，人为活动是产生土壤与环境污染的主要原因，尤其是近20年来，随着工业化、城市化、农业集约化的快速发展，人们对农业资源高强度的开发利用，使大量未经处理的固体废弃物向农田转移，过量的化肥与农药大量在土壤与水体中残留，造成我国大面积农田土壤环境发生显性或潜性污染，成为影响我国农业与社会经济可持续发展的严重问题。应当指出，由于土壤污染具有隐蔽性，潜伏性和长期性，其严重后果仅能通过食物给动物和人类健康造成危害，因而不易被人们察觉。因此，改善生态环境，保护土壤质量，控制与修复土壤污染，才能实现农业安全，保证人畜健康。值得商榷的几种认识针对当前农产品质量安全问题，社会上有各种提法。如�建立“无公害农业”、“绿色农业”、“有机农业”、“绿色食品”、“生态农业”等。的确，21世纪的农业应该建立以“生态农业”为标志的现代化农业，但生态农业并不等于或不能完全保证农产品是安全的。如果不能从本质上实施生态农业的基本原则，杜绝有害物质的介入，不能通过整个农业生产体系与全程质量控制来保证农产品质量安全，则上述的这些提法均是无济于事的。下面就相关问题进行商榷。1．“有机”不能替代“无机”，有机肥并非是最“洁净”的人们一般认为有机肥培肥土壤是最安全的。这种认识是不全面的。第一，农业增产的实践证明，1公斤化肥，可增产5公斤～10公斤粮食。我国粮食的增产，有30％～35％是靠施用化肥取得的，化肥的贡献不容忽视。正确地说，化肥和有机肥的配合施用才是最有效的增产措施。第二，从对环境的污染看，无论是化肥还是有机肥，只要施用不当，均会出现污染。过量施用化肥是有害的，但有机肥若用量过大，腐熟不全，施用季节不当，也会对水圈、生物圈与大气圈产生污染。特别应注意的是，当前农村中的有机肥有不少是来自含化学激素或重金属等饲料饲养的畜禽排泄物，不少企业制造的商品有机肥的原料也不纯净。因此，有机肥也会变成引发土壤污染的根源。第三，目前社会上提出的“无公害”、“绿色”、“有机食品”以及A级、AA级“绿色食品”等，是以不使用或少用化学合成物质（化肥、农药、食品添加剂等）为主要标准的，其中以有机食品为最高等级。然而，这些标准还有待于国家对土壤与农产品质量标准与监测体系全面建立和完善后才能真正做到。对此，我们必须要有清醒的认识。2． “无土栽培”不能代替“净土”种植随着农业经济的不断发展，各地已广泛建立了农业科技示范园或基地，并以高度集约的方式，进行无土栽培，取得了可喜的成绩，解决了部分城市的蔬菜、瓜果供给，获得了很好的经济、社会效益。但从国家的粮食总体需求来看，至少在近阶段（几十年甚至几个世纪）仍然不能取代广阔的农业耕地。因此，必须在发展无土栽培蔬菜、瓜果的同时，继续强化全国耕地土壤肥力的培育与土壤污染防治，用“净土”生产粮食，造福于人民。3．目前的“生态农业”并非等于安全农业所谓“生态农业”是以生态理论为基础，以现代生态农业技术为手段，以农业可持续发展为核心，通过农业与环境，生态与经济的平衡，达到农业安全与人类健康的最终目标。在建设生态农业过程中，必须注意贯彻生态学原理，做到生态系统的良性循环，保持系统功能的稳定性与持续性；将农业安全与人类健康列为首位，建立多层次的持续高效的农业生态系统，并按区域特点建立生态区域模式。从而使现代生态农业在促进地区与国家经济发展方面起重要推动作用。生态农业是综合复杂的系统工程，需要与国家及地区的农业现代化建设相结合，核心是农业安全与人类健康。其中土壤与环境质量是农业生态工程的重要内容。这是一项需要投入实力，坚持不懈，科学实施的宏大工程。而目前多数地方多只是停留在口号和概念上，尤其不注意农业安全与人类健康。大家应对此有清醒认识。4．“净土”不等于“洁食”的确，洁净的土壤只是生产质量安全农产品的基本保证。事实上，洁净基地生产出的清洁农产品，还需经过储存、运输、深加工、市场流通直至餐桌等诸多过程。只有经过了这些全过程质量控制，最后到达餐桌仍是清洁的，才算农产品的真正安全。因此，在农业安全生产中，除了从防治土壤污染这个源头抓起外，还必须注意防治产地环境、生产过程、流通环节中所产生的污染问题，并通过建立与制定国家与地方一系列的农产品规范，完善质量认证、监测、管理、法制等体系建设，严格控制农产品的“全程清洁”生产，才能使农业安全得到可靠保障。保护和治理土壤与环境质量的建议1．开展全国土壤质量本底调查，建立全国土壤质量监测网络，为实现农产品的安全生产提供保障我国土壤资源丰富，土壤类型复杂多样，不同利用方式、不同投入水平、不同管理模式均对土壤质量产生影响。虽然已经进行过两次全国性的土壤普查，但最近的一次已经过去了20多年，当时所获得的有关土壤环境质量的信息甚少，不能满足当今农业生产，特别是农产品质量安全生产的需要。如最近在太湖地区进行的土壤质量调查，其结果表明土壤质量的空间变异很大，环境质量状况令人担忧。如果不全面摸清各地土壤质量本底情况，针对不同质量土壤进行农业清洁生产，就根本不能保障农产品的质量安全。因此，在全国范围内进行土壤质量的本底调查十分紧迫。目前，国家有关部门也正在推动全国性的与土壤质量有关的调查，如国土资源部的农业环境地球化学调查；国家环境保护总局的土壤污染调查；农业部的耕地质量调查与评价以及中国科学院的土壤质量研究等。但从目前的进展来看，各部门的侧重点均有所不同，缺乏必要的统一与整合，造成工作重复和资源浪费。因此，建议国务院组织、协调有关部门，加强资源和技术的整合，逐步、分区、分阶段地开展基于农产品质量安全的全国性耕地土壤环境质量调查与评价工作，并建立长期的动态监测体系。2． 尽快修订土壤环境质量标准，加强土壤有机与激素类污染物质的监测和研究，并尽快与国际接轨目前，就农业生产中污染物而言，FAO（联合国粮农组织）迄今已公布了相关限制标准共2522项，美国则多达4000多项，其它发达国家的控制标准达数百项甚至上千项，而我国农产品质量标准中仅涉及62种化学污染物，所颁布的无公害农产品标准中，也仅规定了农药残留、重金属和硝酸盐含量控制标准，这与发达国家的限制标准不相适应。此外，美国、德国、英国、荷兰等西方国家对PCBs（多氯联苯）、PAHs（多环芳烃）、PCDD／PCDFs（二恶英类）等与人体健康威胁最大的有机污染物（环境激素）也制订了有关的质量控制标准。而我国新近颁布的无公害农产品产地土壤环境质量标准仍是引用现行土壤环境质量标准，且重金属仅限5种，农药仅限六六六和滴滴涕，其它有机污染物未涉及。因此，建议加强土壤中环境激素类物质的监测和研究，尽快修订有关土壤环境质量标准和农产品质量标准，尽快与国际接轨。3．大力开展农业清洁生产，加强土地质量保护和修复的研究开展农业清洁生产是解决农产品品质的根本措施。据江苏的经验，必须在摸清土壤与环境质量本底，抓好“净土”这个源头的基础上，选好主要农产品，明确技术规程，通过试验示范抓好并建立五大体系，即农产品质量安全生产技术规范体系；农产品质量安全标准体系；农产品质量安全监管监测与认证体系；质量安全农产品管理与市场信息体系；农产品质量安全法规与执法体系。对大面积遭受污染的土壤，必须开发行之有效的污染土壤修复技术，并对有关环境技术基础与原理，如土壤污染形成机制与农产品质量安全措施；持久性微量毒害物的环境行为、生态毒理及人体健康危害；污染土壤、地表水和地下水的环境生物修复；农业面源污染及水体富营养化的修复过程与机理；痕量气体污染、细粒子污染及酸雨的形成、危害机制与防治等进行深入研究，以恢复和提高其土壤与环境质量水平。与此同时，应发展具有我国自主知识产权的环保技术与产业。此外，应将生态环境资产损失计入生产成本，以绿色GDP指标来衡量和考核地区经济发展成就。4．制订土地质量修复和保护规划，加强规模化和标准化农产品生产示范基地的建设应利用土壤环境质量调查与评价的结果，制订土地质量修复和保护规划，包括质量安全农产品发展的生产基地布局、结构调整、污染防治、污染土壤修复、农业清洁生产规划等，加强污染土地整治与修复的资金投入。同时在长江三角洲、珠江三角洲、胶东半岛、京津塘和东北等地区进行规模化和标准化农产品生产示范基地建设，逐步在全国建成一批安全、优质（营养、保健）、特色农产品生产基地，不断提升市场竞争力和出口创汇能力。此外，应加强环保法规建设，健全管理体制和机制，制定更严格的环境标准。在保证国家现行环境法规的基础上，制定区域性新法规。在控制农业和农村面源污染的工作中，重点应该包括制定合理的土壤质量保护条例、湖泊和近海养殖规划，实施规模化畜禽养殖和生态养殖，建设农村集中居住社区和污水废物集中处理，合理使用有机肥，推广使用绿色农药，推广精准施肥技术，严禁使用高毒、高残留农药等。重视土壤、水体和大气持久性有毒物质及其长期危害效应的监测。5．加强土壤与环境质量的宣传与科普工作，进一步提高全民生态环保意识农田土壤环境质量的不断恶化，必将严重影响到我国农田生态系统的生物多样性、食物链安全、人体健康和经济、社会的可持续发展，也必将影响到我国农业在世界上的地位和命运。因此，土壤环境质量的健康和安全是我国农产品质量安全及人民健康安全的重要基础，也是我国人口－资源－环境－经济－社会协调、可持续发展的根本保证。要大力开展土壤与环境质量的宣传与科普工作，让全社会都知道只有“净土”才有“洁食”，只有“洁食”才能“健康”，只有“健康”才能“稳定”，只有“稳定”才能保证全社会的“可持续发展”。可见，“净土、洁食”与“蓝天、碧水”是同等重要的国家生态与环境安全发展的长远战略。因此，我们建议国家要像治理沙尘暴，治理长江、黄河与水土保持一样，刻不容缓地对待和解决我国当前面临的土壤与环境污染问题。希望全社会共同努力，使我们的天空更蓝，水更清，土壤更洁净，食物更安全。
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