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1、 土壤生态与土壤肥力的概念 土壤生态优化的一般原理 土壤生态优化技术土壤生态系统是指土壤中生物与非生物环 境的相互作用通过能量转换和物质循环构 成的整体。土壤生态系统与周围环境之间不断进行 物质、能量交换，因此土壤具有明显的地 带性和区域性。土壤生态系统的实体结构包括土体内部有机的 和无机的成分。其组成包括：生产者。高等植物 根系、藻类和化能营养细菌。消费者。土壤中的 草食动物和肉食动物。分解者。细菌、真菌、放 线菌和食腐动物等。参与物质循环的无机物质和 有机物质。土壤内部水、气、固体物质等环境因 子。土壤生态系统的结构主要取决于构成系统的生 物成分及其数量，生物成分在系统中的时空分布和 相互
2、之间的营养关系，以及非生物成分的数量及其 时空分布。土壤肥力是指土壤生长植物的能力，其 中包含了土壤中物质成分，结构与功能的好 坏，以及整个土壤生态系统运转的水平。是 土壤生态系统功能的综合表现。既是土壤成 分又是土壤环境的体现。所以无论是提高或 降低土壤肥力，都关系到整个系统状态的改 变。从系统的观点认识土壤肥力问题是增进 土壤肥力的理论指导。土壤肥力减退的原因，绝大部分是从土壤生态 系统中的某一个环节的失调开始，从而引起整体功 能的运转不灵或失调，以致肥力功能的下降与破坏 ，甚至以土地丧失而告终。土壤肥力的提高，首先是土壤生物活性的加强 ，生物量的增长。这不仅推动了土壤中物质能量的 生物循
3、环，而且对地面的水、热、气环境起着强有 力的缓冲与调控作用。良好的地面环境条件，又保 证着土体内的循环稳定，促进土壤生态系统的平衡 。这一过程中，土壤植被起着土体内、外环境条件 的调节与稳定剂的作用，是联系土体内、外生态环 境的枢纽，也是土壤肥力水平与环境生态平衡状况 的重要标志。土壤在陆生生态系统中所起的作用主要是为植物 提供生长条件，通过植物利用光能转化为生物质能储 存在植物组织中，同时承载着足够的矿质营养成分和 有机物质，以生物物质的形式进入生态系统。土壤生 物再将落入土壤中的有机物质分解，释放出营养与能 量，推动物质与能量的循环。在这一质能循环中，植 被的功能是多方面的。一方面植物的生
4、长量越大，储 蓄的物质与能量越多，供给动物和人类利用的途径越 广泛，就更能提高物质与能量的周转利用水平。另一 方面，生产的物质利用越充分，废弃物越少，对环境 的危害就越小。土壤生态优化的标志是土壤生物与土壤环境之 间相互作用的协调与统一。土壤滋养了植物、动物 和微生物，从而形成了土壤环境中与有机体休戚相 关的土壤生态系统。植物生长为系统提供物质与能 量来源，土壤内部的动物与微生物消耗这些物质与 能量，同时物植物生长提供有效的营养物质。 植被是创造肥沃土壤的保证。在任何气候、母 质、地形条件下，保护和改善植被是建设良好土壤 生态环境的先决条件。虽然有机质在土壤生态优化中占据重要位置 ，但是矿物质
5、仍然是土壤中最基本、最主要的物 质成分，是土壤生态系统的实体骨架，是有机质 与活体发挥功能的支柱。土壤生态优化也丝毫不 能脱离对土壤矿质部分的保护。土壤中物质与能量的循环，取决于它们向土 壤系统的输入，以及土壤向环境的输出。过量的 输入会引起数量或浓度超载，产生周转不畅，停 滞不前，造成危害；输入不足，则引起营养缺乏 ，造成，植物长势下降，生物量衰减。土壤生态优化的原理：一、从宏观上优化土壤环境，为植物的生存繁育创造 条件植物生长所必须的环境条件是光、热、水、肥、 气。土壤所能提供的主要是肥和部分的水和气，大部 分的条件要靠环境供给。从宏观上优化土壤环境是保证土壤生态优化的先 决条件。在利用阳
6、光方面，可以对不同光照条件的植物 、作物进行选择与配置，使农用地的休闲期尽量缩 短，地面绿叶覆盖率尽量提高。对热量的利用上，除因地制宜的选择适应的植 物外，还可间接的利用地形水文条件，甚至采取调 控技术促进植物生长。用水，除各种巧用水分的技术外，地表或地下 蓄水设施的适当配置与各种水源的开发利用也是不 可缺少的。在水热利用上，也可利用地形状况进行调节。 因为地形可以引起水、热重新分配，所以合理利用 地形条件和改造地形，使之在提供有益的水热环境 方面具有重要的作用。二、合理利用土壤资源，为提高植物产量配置恰当 的林、牧、农、渔的比例，以促进土壤生态优化。土壤资源的开发利用是必然的，但是保证一个
7、区域内的恰当的林、牧、农、渔的比例也是促进土 壤生态优化所必须的。在合理利用土壤资源的考虑中，还需预见产品 的流通运转问题。林业，具有强大的调节水热能力的作用，是调节生态 平衡的最重要的条件，它除提供林产品外，还能充分利用 荒山、荒坡等不适宜农业的土壤，同时对牧区和农区具备 防护作用。牧业，是使高海拔、高纬度的平原或峡谷地区的土壤 得以充分利用的产业。牧草的抗寒、抗倒、抗旱等能力和 它远远超过地上部分的根系生物量，使它成为最佳的保土 、固土剂。且畜产品营养价值更高，畜禽粪便可提供肥料 或其他小生物的食料。渔业，是路面水体的优良利用者。除了天然水体外， 开辟人工蓄水面，对于开发渔业，调节小范围的
8、水分周转 与温度、湿度也是十分有利的。合理安置适当的林业、牧业、渔业、和农业，一方面 充分而合理的利用了土壤资源，一方面提高了土壤生态优 化平衡的水平。三、搞好土体的自身建设，重视各业中的土壤管理土壤自身建设主要手段是日常的土壤管理，土 壤管理的目的是在环境条件和技术条件允许的情况 下，保护土壤不受侵蚀及土壤内部的生态平衡。具 体到土壤的功能、性质等项目就是保持土体稳定不 受破坏，土壤三相状态不受破坏，土壤水、热、气 、肥的调匀状态保持永续更新。保证这一点，既要利用自然规律和生产规律， 也要尽量利用经济规律进行集约化的土壤经营。集 约化经营土壤，首先需要环境条件的宏观保证和土 地的合理利用为前
9、提。它使土壤的生产负荷与物质 能量周转频率有定规，超载运转与低频周转的都是 破坏土壤生态的原因。土壤管理的具体内容是水肥的适时适量的输入 ，影响水肥条件的适时适当的耕作。前者是合理灌 溉与施肥，后者是对土体内部的层次调整、结构调 节，使土壤疏松，层次得以保持，甚至逐渐增厚， 达到土壤水肥能够发挥最大效力的程度。优化土壤生态的技术需从优化土壤环境、合理 安排各业用地和优化土体功能三个方面考虑。一、土壤环境的优化技术土壤的空间位置，决定了它所处的气候特征， 其水热条件发生较大改变是不可能的事。因此工作 的重点是那些气候条件基本上可以生长植物，但存 在季节性或周期性的干、湿、冷、热巨变的环境。 他们
10、一般是能够在相当程度上进行改善和优化的。进行环境优化的目标是使水热条件能够得到调 节与控制；优化的依据是生物措施与工程措施相结 合。生物措施主要是植树造林、发展植被以涵养水 源，调节水热状况；工程措施主要是蓄水工程，补 充地区性或季节性自然降水之不足。1.造林与保护植被难利用的石山与疏林草地，是最需要造林而又难于造林的地方 。石山土薄，水源不济，植物湿盛干衰，难以使植物稳定生长形成 完整的植被。单纯造林很难立足。可以乔、灌、草配合，多品种交 叉，速生为主的原则进行造林，并把握季节播种、移栽，把握时机 伐苗助长。乔木、灌木、草木在适应土壤水热肥条件方面与利用光 能的空间层次上是很不同的，所以他们
11、能够共同生存互不矛盾。但 也要注意相克植物之间的危害。在气候干燥，林木难以生长的地方，则以保护植被，以固土保 水为好。这类环境大多旱季长达半年以上，草被只能夏秋生长，冬 春枯苗。所以，一方面选用耐旱品种，一方面有重点的增添水利设 施，以利人工植被的保护。为了保存植被，在热量允许的地方，须 尽量安排各季节都有适当的牧草生长，保证绿色草被终年不断，在 水热限制的地方，也应保持旱、冷季节里的草根层不被破坏。在经 营方面则应重视草、畜比例。在南方丘陵坡地，母质风化快，冲刷严重，土壤贫瘠， 不但林木难于生长，草本植物也只能在雨季略生寸草，旱季 一到，草被死亡，一遇大雨，连根带草冲刷殆尽。这种环境 下，只
12、能选择先锋草种，以藤本，走茎类型较宜，并促其早 生快发覆盖严密，避免夏季暴雨直接冲刷表土，从而起到防 冲保土的作用。在草被生长良好，土层逐渐稳定和增厚的基 础上，再种植灌木和乔木。农地种植实行轮、间、套、密、养用一致化，既可以稳 定植被层水热动态，又能增产增收，保护土壤生态环境，减 少污染。因为按农作物受保护的垂直高度通常根为两层，这 两层的相对湿度以稳定在6080范围内才能达到稳定植被 层水热动态的效果。2. 蓄水与合理用水蓄水是保证环境供水最有力的措施。蓄水主要包括工程 蓄水、植被蓄水和土体蓄水。植被与土体蓄水具有直接参与 生物循环的意义，而工程蓄水却是补充生态系统蓄水不足。在干旱地区，应
13、当开发地下水的蓄存与使用。在降水丰 富的地区，蓄水同样重要。因为降水具有季节性，塘、库蓄 水在调节旱季水源方面具有重要的意义。 无论造林与种草，目的是减少裸露地面，增加生物量， 利用植物生长的强大自然力量改善地表的水分状况；通过良 好的水分循环与生物活动，起到调湿调温、保护土壤、培肥 地力的作用。项目渗灌喷灌畦灌不灌 用水量(m3/667m2) 667m2产(皮棉，kg)42.4 7772.2 49.898 34.5 21.6在合理用水上，应以改进灌溉技术，以最小水 量获得最大灌溉效益为原则，并根据不同土地利用 情况，采取不同的灌溉措施。如：旱田作物采用沟 畦灌溉，丘陵山区，干旱缺水地区以及果
14、实蔬菜应 使用喷灌和滴灌，稻田使用浅水湿润灌溉。不同灌水方式用水量和棉花产量的关系3. 土壤生态优化的综合技术(1)发展生态农业，保护土壤生态环境。所谓“生态农业”是指从系统思想出发，按 照生态学原理、经济学原理和生态经济学原理， 利用现代科学技术成果和现代管理手段，从生产 上做到宜农则农，宜林则林，宜牧则牧，因地制 宜地进行各业适当地配合，以达到相互促进、共 同发展地目的；从经营上做到使各业所获得得物 质和能量得到最充分的利用，为此，必须建立以 物质与能力循环再利用的流通渠道，从而获得较 高的经济效益、生态效益、环境效益和社会效益 的现代化农业发展模式。 主要内容：高度重视农业的第一性生产，
15、提高太阳 能的转化率。生态农业的首要任务就是使绿色植物的光合 作用将太阳能转化为生物能的功能尽可能高。提高生物能的利用率，多层次利用生物 能。把生物能进行多次综合利用，既利用可食部 分，又利用非可食部分；既利用其产品，又利用 其废料，从而建立起利用率最高而又无污染的农 业。全面规划一个相互协调的整体农业。生态农业要求不管哪个级别的系统，都必须全 面规划、统筹兼顾、因地制宜、合理布局，使系统 内部的全部资源都得到合理利用，使各级系统相互 协调、协同发展。有机农业与无机农业相结合。有机农业强调按自然生态规律，完全不用或基 本不用合成的化肥、农药等，而无机农业则以机械 工具代替传统工具，大量施用化肥
16、、农药等。两者 各有利弊。生态农业注重两者有机结合。保护和改善农业生态环境和农业自然资源。这是生态农业所追求的目标之一。(2)重视土壤的合理区划，因地制宜地利用土壤资源 。土壤区划是合理利用土壤资源，因地制宜发 展区域农、林、牧业生产地的重要基础工作，是 因地因时进行作物配置和采取相应生产措施不可 缺少地重要步骤。不同的土壤，其生产潜力与农 、林、牧业发展的适应性不同，所以利用方式和 改良途径也要求不同。(3)重视土壤普查成果利用，搞好低产田改良。因地制宜、合理进行作物布局不同土壤具有不同的肥力水平、生产性能及作物的 适宜性。科学施肥施肥在于补充物质循环中的缺损，解决土壤供肥与 作物需肥之间的矛盾。因此，科学施肥应根据土壤 养分存量与释放供肥规律结合植物的需要，否则会 造成浪费和环境污染。土壤改良土壤普查分辨了土壤肥力的等级，查出了肥力特征 及低产原因。对于环境条件基本正常而土质需改造 的因素，可采用合理的措施，对土壤进行改良。推广先进的科技成果二、合理用地的一般技术所谓合理用地，除了“宜农则农，宜林则
