土壤生態退化是指由於人類活動干擾及惡劣的自然環境調節作用或二者共同作用下造成的土壤生態系統結構破壞，調節功能衰退，土壤多樣性減少，土壤生產率下降及土壤荒漠化、乾旱化、板結化、酸化、鹽鹼化、養分虧缺與失衡等一系列的土壤生態環境惡化過程和現象。
基本介紹
- 中文名：土壤生態退化
- 外文名：Soil ecological degradation
- 套用學科：環境科學
- 類型：土壤乾旱化、荒漠化、鹽漬化等
- 原因：極端氣候、土壤特性、山地災害等
- 危害：破壞自然景觀及人類生存環境等
簡介,土壤生態退化的類型,土壤生態退化的驅動機制,土壤生態退化的後果,
簡介
土壤生態退化實質上是土壤生態系統遭受破壞或各亞系統之間不協調發展的產物，任一亞系統的破壞均可能導致土壤生態系統的退化，只有當土壤系統、環境系統和生物系統三者協調發展時，才可能建立良性循環的土壤生態系統。毋庸置疑，土壤退化和植被破壞若超過土壤生態系統的生態閡限，必然導致土壤生態退化，例如，嚴重的土壤污染及乾旱區的植被破壞必然引起土壤生態系統的崩潰。同樣，土壤生態退化也必然伴隨著土壤退化和生物系統退化。但是，輕度的土壤退化若在生物系統的調節範圍內，則不一定導致土壤生態退化。可見，土壤生態退化與土壤退化是兩個密切相關但又不同的概念。土壤生態退化概念是將生物、土壤和環境退化緊密聯繫在一起的土壤生態學術語。
土壤生態退化的類型
流水作用下的土壤侵蝕是土壤生態退化的最重要類型之一，主要表現為土壤養分肥力下降、土層淺薄、土壤碳庫損失、土壤水庫功能喪失、母岩和母質裸露、景觀破碎以及植被生長困難等特點。Scherr（1999）認為，水蝕導致了最嚴重的土壤退化，隨之而來的是風蝕、土壤養分耗竭和鹽化。Oldeman（1993）等對全球尺度上退化土壤評價的研究結果表明，世界上84%和7%的土壤退化分別歸因於侵蝕和肥力下降。土壤侵蝕是導致土壤生態系統退化的最主要自然驅動力。例如，中國僅因為水土流失所致的土壤退化面積就達356×104 km2，約占國土面積的37%。水蝕通過細溝間侵蝕（interrill erosion）、細溝侵蝕（rill erosion）和溝谷侵蝕（gully erosion）過程產生表土散失、物質位移和土體變形，其後果比風蝕更加嚴重，尤其是在丘陵和山地發育的地區以及降雨短而集中的乾旱‘、半乾旱地區。例如，新疆博河中下游兩岸由於博河河床較寬，沒有固定的河道，冬季豐水期及夏季洪水沖刷，河道經常改道沖刷兩岸耕地，每年達2000 hm2，直接衝掉的土地每年為333～533 hm2，經常受洪水危害的面積每年在1333 hm2以上。
氣候乾燥和風蝕導致的土壤乾旱化和荒漠化是乾旱和半乾旱地區最典型的土壤生態類型之一，主要表現為土壤乾旱化和沙化嚴重、土壤水庫喪失、有機質耗竭、養分肥力衰竭等。我國西北地區氣候乾燥，土壤水分蒸發強烈，地表物質疏鬆，土壤團粒結構差，植被覆蓋率低，大風常吹蝕表土，導致風沙，引起土壤沙化搬移沙石，造成嚴重的風蝕現象。例如，新疆博樂市地處荒漠地區和阿拉山口風口區，氣候條件惡劣，風沙加劇，風蝕面積約2萬餘畝。大風及風沙是最終導致土壤退化、沙化的原因之一。
土壤鹽漬化是乾旱和半乾旱地區及濱海地區土壤退化的典型類型，主要表現為土壤鹽鹼化、土壤養分有效性降低、次生鹽漬化等。我國20世紀80—90年代期間的開荒造田造成許多地區的水土不平衡，同時，由於不注重養地用地相結合，大水漫灌及不合理耕作制度等造成地下水位抬高，土壤次生鹽漬化，嚴重影響了農作物的產量，有的甚至不能種植農作物而撂荒。
隨著社會經濟的快速發展，以持久性有機污染物質（POPs）和重金屬污染為主要特徵的土壤污染逐漸成為土壤生態退化的最主要類型，且正在威脅著食品安全和人類的生存與健康，制約著人類經濟和社會的可持續發展。
土壤生態退化的驅動機制
極端氣候（如寒冷、高溫、乾旱、水災等）、地質構造運動、土壤母岩和母質特性、山地災害等組合作用導致了土壤自然環境的先天脆弱性。這些脆弱的土壤生態系統在森林採伐、過度放牧、陡坡耕作、土地墾殖、城市化過程、工業污染、化肥和農藥施用等人類活動的干擾作用下，逐漸或迅速喪失土壤團粒結構、土壤養分庫、土壤水庫、有機碳庫、土壤生物多樣性甚至完全喪失土壤生產力。因此，土壤生態系統結構和功能的退化是自然環境的先天脆弱性和人類活動及其疊加作用的過程和產物。
（1）自然環境的先天脆弱性是土壤生態退化的潛在原因
極端氣候條件、地質地貌過程、頻繁的山地災害、破碎的地質構造及土壤母岩和母質等導致的自然環境的先天脆弱性是土壤生態退化的潛在原因。
極端氣候條件導致的自然環境的先天脆弱性是土壤生態退化的最重要的潛在因素之一。高寒（高緯度、高海拔和寒冷）地區的低溫導致了相對較低的生物多樣性，也限制了植物的生長發育、生物元素循環及土壤的發育和形成，從而導致了土壤生態環境的脆弱性。例如，亞高山和高山地區，由於母岩的生物風化和化學風化速率較緩慢，因而成土過程和植物群落演替相當緩慢，自然成土過程中形成1cm厚的土壤大約需要1000年的時間，一旦土壤生態系統的結構和功能遭受破壞，土壤生態系統恢復就相當困難，甚至出現難以逆轉的退化。
極端乾旱是極端氣候條件的一種典型類型，也是導致乾旱和半乾旱地區自然生態環境脆弱及土壤生態退化的最重要的潛在因素之一。受水分限制，生物（植物、動物和微生物）多樣性的分布受到限制，表現為相對較低的生物多樣性和較低的生產力，生物元素循環和土壤發育受到限制，一旦自然植被受到破壞，土壤蒸發量大於降水量，土壤就容易受到風蝕和水蝕危害，從而導致土壤養分庫下降、土壤水庫喪失、乾旱化和荒漠化加劇、土壤物理結構受到破壞、土壤生物多樣性喪失等土壤生態退化現象。例如，我國西北的乾旱和半乾旱地區以及金沙江乾熱河谷和岷江乾旱河谷等就是受極端乾旱脅迫形成的脆弱土壤生態系統。
地質地貌過程及頻繁的山地災害（如火山爆發、地震、滑坡和土石流等自然災害）是複雜地形地貌條件下形成脆弱生態環境的重要自然驅動力，脆弱的土壤生態系統在人為活動的干擾下極易發生不可逆轉的退化。例如，受青藏高原隆升的影響，橫斷山區的地質構造運動強烈，地震活動頻繁，致使崩塌、滑坡和土石流等山地災害嚴重，不僅導致大面積的森林植被破壞，而且阻礙了植被群落的演替及土壤發育與形成，表現為土層淺薄，土體結構簡單，土壤生態系統的結構和功能較差，一旦受到森林採伐、墾殖和陡坡耕作等人類活動的干擾，極易發生變化甚至發生不可逆轉的生態退化。
（2）人類活動干擾是土壤生態退化的根本原因
自然驅動力是土壤生態退化的潛在原因，人類活動干擾則是世界範圍內土壤生態系統結構和功能退化的根本原因。根據世界人為誘導土壤退化圖，導致土壤退化的人為因素分為五類：森林破壞、過渡放牧、農業活動、植被的過度開發以及工業活動和生物工業活動。Daily（1997）對造成土壤生態退化的人類活動的統計表明，過度開發土壤資源（含直接破壞和環境污染等）占35%，毀林占30%，農業活動占28%，過度開發森林資源占7%，生物工業占1%。由於人口對資源需求的增長遠遠超過土地的供給能力，所以土壤退化進程仍然在快速發展，估計每年土壤退化面積將以500（～700）×10 4hm2的速度增加。
（3）人口稠密、生產方式落後和貧困是土壤生態退化的內在原因
人口稠密、生產方式落後和貧困是土壤生態退化的內在原因和社會驅動力。據估計，世界上水土流失最嚴重的地區在開發中國家，90%以上的貧困人口在水土流失嚴重的地區。這種因為貧困與土壤生態退化之間的矛盾正在成為區域經濟和社會可持續發展的瓶頸，是土壤生態退化的重要社會驅動力。
（4）全球氣候變化正在成為土壤乾旱化、荒漠化和水土流失加劇的重要驅動機制。
以大氣CO2濃度升高和全球變暖的氣候變化正在改變全球範圍內的水熱分布格局，可能加劇乾旱和半乾旱地區的乾旱化以及增加強降雨發生的頻率，從而加劇土壤乾旱化、荒漠化和水土流失。同時，氣候變化可能改變地球表面的植被和生物多樣性格局，引起陸地表面的植被覆被變化，間接改變土壤生態系統的結構和功能。
此外，城市化過程、工業“三廢”和生活“三廢”排放等正在直接或間接改變土壤生態系統的結構和功能，當超過土壤生態系統的自淨化能力時，土壤生態系統的結構和功能便退化或喪失。
土壤生態退化的後果
土壤生態退化對我國生態環境和國民經濟造成巨大影響。其直接後果如下：①陸地生態系統的平衡和穩定遭到破壞，土壤生產力和肥力降低。②破壞自然景觀及人類生存環境，誘發區域乃至全球的土被破壞、水系萎縮、森林衰亡和氣候變化。③水土流失嚴重，自然災害頻繁，特大洪水危害加劇，對水庫構成重大威脅。④化肥使用量不斷增加，而化肥的報酬率和利用率遞減，環境污染加劇；農業投入產出比增大，農業生產成本上升。⑤人地矛盾突出，生存環境惡化，食品安全和人類健康受到嚴重威脅。
