区域土壤主要功能评价研究 ——以郑州市为例

论文摘要

土壤作为人类赖以生存的物质基础和宝贵财富的源泉,在人类文明和社会发展过程中起了至关重要的作用,然而,随着社会经济的发展,工业化和城市化导致大面积土壤的地表永久密闭,致使土壤的生产功能、缓冲、净化功能和景观功能等自然功能绝大部分甚至完全丧失,这不仅仅关乎一个国家的社会经济持续发展,也在深刻影响着生态环境和全球变化。因此,对土壤功能的分类与评价进行研究显得尤为必要。国内外学者关于土壤功能及其评价等方面的研究刚刚起步,本文参考国外现有土壤功能分类成果,探索性的提出符合国内的土壤功能分类方案,对各土壤功能涵义进行界定,并以此为基础,选取能够突出反映各土壤功能的指标对其进行评价,由于资料与时间的限制,以郑州市为例,仅对土壤的生产功能、缓冲与过滤功能进行了评价,为土壤功能分类和评价研究、制定土壤资源合理利用与管理政策提供依据与参考。研究主要内容如下:1.土壤功能分类:从土壤所具有的资源、环境、经济、社会和文化等多种功能,对土壤功能分类进行探索性的划分,即土壤的生产功能、缓冲与过滤功能、承载功能、栖息地与基因库功能、原材料功能、历史档案记录功能。对每种土壤功能的涵义进行界定,并对能够表述这些土壤功能的指标进行了描述。2.构建了活动—土壤性质—土壤功能(APF)分析框架,以土壤性质为桥梁,将各种自然和人为活动等驱动力因子与土壤各项功能相联系,为土壤功能的后续研究提供理论基础。3.土壤功能评价的方法:采用单因子评价与综合评价两种方法。首先建立起单因子评价的等级评判标准,依据等级评判标准,进行单因子的等级评价,借助Mapgis软件对样点数据进行空间插值分析形成单因子评价等级图;其次采用层次分析法与加权指数平均相结合的方法进行土壤功能的综合评价,在评价指数的确定时,对因子级别为I级的评价指数赋值为50,II级赋值为30,III级赋值为20,即可得到各因子的初始评价指数;最后采用频率直方图法,选择曲线突变点进行综合评价的等级划分,并将评价结果图示化。4.土壤生产功能的评价:以郑州市的五个区为研究区域,结合郑州市土壤的实际情况,选取了土壤质地、pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾、阳离子代换量(CEC)7个指标建立土壤生产功能评价的指标体系,对生产功能的单因子等级和综合等级进行3个级别的划分,并将等级结果图示化。研究结果显示,一级地仅有黄河南岸的惠济区、市区东面、中原区零星地块,主要原因是有多年种植蔬菜的土壤在此分布,肥料投入比较多;三等地大面积集中分布在郑州市区的西南和西北方向,二七区面积最大,土壤类型主要为褐土,地形为丘陵,此区域较为干旱,有机质分解比较快,质地较轻,而有机质和质地在评价中的所占权重比较高的缘故。与农用地自然等等别成果分布相一致,说明农用地的自然质量等别主要取决于土壤自身的属性,研究土壤生产功能的好坏,对调整作物种植结构、提高作物产量、合理利用土壤资源具有重要的意义。5.土壤缓冲与过滤功能的评价:以郑州市郊的五个区为研究区域,依据土壤缓冲与过滤功能的界定,选取有机质、pH值、CEC、容重、土壤的可容纳的环境容量、剖面构型6个指标构建土壤的缓冲与过滤功能评价的指标体系,并以地下水埋深作为修正指标来修正综合评价结果,对土壤缓冲与过滤功能的单因子等级和综合等级进行3个级别的划分,并将等级结果图示化。研究结果显示,一级地主要分布在市区东南方向与西部部分地区;三级地主要分布在黄河南岸、贾鲁河流域、市区南部。对比分析以绿色蔬菜产地土壤环境质量为标准的土壤环境质量评价可以看出:土壤的缓冲与过滤能力的等级分布区域与土壤环境质量评价的大体一致,说明土壤的缓冲与过滤能力强,滞污纳污的能力强,土壤不易遭受污染,反之,亦然。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1. 文献综述
• 1.1 土壤功能分类研究
• 1.1.1 国外关于土壤功能分类研究
• 1.1.2 国内关于土壤功能分类研究
• 1.2 国内外关于自然和人类活动与土壤属性和功能关系研究
• 1.2.1 自然条件与土壤属性关系研究
• 1.2.2 人为活动与土壤属性和功能的关系研究
• 1.2.3 国内外关于土壤功能评价的研究
• 2. 引言
• 2.1 研究背景与意义
• 2.2 研究目标
• 3. 研究区域概况
• 3.1 气候条件
• 3.2 地形地貌
• 3.3 成土母质
• 3.4 土壤分布
• 3.5 水资源状况
• 3.6 植被概况
• 4. 土壤功能分类
• 4.1 生产功能
• 4.2 缓冲与过滤功能
• 4.3 栖息地与基因库功能
• 4.4 承载功能
• 4.5 原材料功能
• 4.6 历史档案记录功能
• 5. 活动—土壤性质—土壤功能（APF）分析框架
• 6. 土壤功能评价
• 6.1 评价指标的选择
• 6.1.1 评价指标的选择原则
• 6.1.2 生产功能评价指标的选择
• 6.2 评价方法的选取
• 6.2.1 单因子评价
• 6.2.2 综合评价
• 6.3 土壤生产功能的评价
• 6.3.1 确定初始评价指数
• 6.3.2 确定评价因子权重
• 6.3.3 土壤生产功能等级划分
• 6.3.4 土壤生产功能等别与农用地自然等别的对比分析
• 6.4 土壤缓冲与过滤功能的评价
• 6.4.1 确定初始评价指数
• 6.4.2 确定评价因子权重
• 6.4.3 土壤缓冲与过滤功能等级划分
• 6.4.4 土壤缓冲与过滤功能评价与土壤环境质量评价的对比分析
• 7. 结论与讨论
• 7.1 结论
• 7.1.1 土壤功能分类
• 7.1.2 构建活动—土壤性质—土壤功能（APF）分析框架
• 7.1.3 土壤功能评价
• 7.2 讨论
• 参考文献
• ABSTRACT
• 个人简历