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近年來土壤學發展的特點范文1
關鍵詞：設施園藝；土壤污染；生態問題；清潔生產
當前，我國的設施園藝產業是以蔬菜作物為主，設施園藝自誕生以來取得了長足的發展。在面積上就可以充分體現出來：20世紀80年代我國的設施園藝面積僅有0.693萬m2，而到了2010年則超過了339.81萬m2[1]。但是30多年來，受各種因素的影響，設施園藝產業面臨著非常嚴峻的土壤生態環境問題，同時也導致農產品的質量安全倍受質疑。為了保證設施園藝業的可持續發展，必須要深刻剖析這些問題，并提出可靠的解決措施。
1 設施園藝中的土壤生態問題分析
1.1 設施園藝農業土壤酸化問題嚴重
以全國著名蔬菜基地山東壽光大棚設施土壤研究為例，經過仔細的調查發現，給蔬菜施用的化學肥料營養元素并不均衡，現在的狀況是鉀、磷、氮的比例為0.359：0.961：1，與蔬菜作物應有的比例1.251：0.502：1極為不符。而且，隨著大棚使用年限的增加，N、P的含量明顯隨之增加但是K的含量增幅不大，很容易導致土壤營養元素比例失調，營養不均。為了增加產量而過度的施肥，卻取得了相反的結果，很是得不償失。不符合事物常規性的操作往往會帶來較大的危害，比如，磷氮的過量使用就會導致病蟲害的加劇。
土壤營養元素比例不和諧必然會引發土壤酸化。由于過量使用N肥和酸性化肥，使得設施園藝農業土壤的pH值急劇下降，并呈現出隨種植時間的增長pH越來越小的趨勢。土壤酸化不僅會減緩有機物質的分解與礦化，影響土壤養分的合成和作物的吸收，也會影響作物的正常生長發育和產量。
1.2 設施園藝農業土壤次生鹽堿化問題嚴重
據分析，造成設施園藝土壤次生鹽堿化的原因主要有兩個：一是施肥不科學、缺乏正確的指導。盲目地認為只要大量施肥就能高產，結果卻差強人意。二是溫室大棚內的土壤常年被覆蓋，土壤接觸不到天然的雨水滋潤，土壤里面的鹽分隨著水分的蒸發不斷積聚在土壤表層，加快了土壤的次生鹽堿化。
1.3 設施園藝農業中蔬菜的硝酸鹽含量增加
世界衛生組織和聯合國糧農組織明確規定了硝酸鹽的攝入量和蔬菜的硝酸鹽含量，以確保人類的飲食健康[2]。近年來，根據大量的調查研究發現：受設施條件及其它影響，隨土壤含鹽量的增加，硝酸鹽的含量也在上升，所以設施園藝蔬菜產品的硝酸鹽含量會超標。
1.4 設施園藝內的連作障礙比較嚴重
由于設施園藝的專業化特點，設施內種植的蔬菜品種較為單一，所以導致連作障礙的產生。尤其是一些搞大規模生產的設施園藝蔬菜基地，常年只生產一種作物，連作困難就很明顯。連作造成的危害很多，最嚴重的就是土傳病害的加劇，因為設施內土壤的酸化抑制了有益微生物的生存和土壤的正常代謝。另外還有化學物的自毒現象等，嚴重影響了蔬菜對養分的吸收。
2 設施園藝實現清潔生產的技術對策
2.1 采用高效、節約的灌溉技術
采用先進的灌溉技術，比如微噴技術和滴管技術等[3]，不但能提高水資源的利用率減少浪費還有利于改善設施園藝內的環境，促使作物健康的生長。筆者認為，大棚的覆蓋物應適時的打開，讓土壤和植物能夠接受自然的陽光和雨露，以減少人為造成的損害。
2.2 科學的使用肥料
目前，由肥料帶來的土壤問題越來越嚴重。很多設施園藝經營者盲目的相信化肥的功效，而忽視了土壤和植物的喜好和接受能力?？茖W證明，有機肥和無機肥要根據土地的實際需要搭配使用，才能實現作物的豐收。
2.3 病蟲害防治技術
一些病蟲害的產生，是不合理的施肥和灌溉等人為因素造成的。世界上最好的病蟲害防治技術，莫過于利用生態鏈，實施自然的控制，不僅沒有污染還能降低生產成本。這樣才真正能實現清潔生產。
3 結語
綜上所述，設施園藝業在不斷發展的同時一定要注意生態保護和產品安全，在清潔生產上加大力度，只有這樣才能實現我國設施園藝產業的可持續發展。
參考文獻
1 李平平.設施園藝中土壤生態問題分析及清潔生產對策[J].農業工程學報，2010（12）
近年來土壤學發展的特點范文2
至今仍然保留下來時間在50年以上的“經典試驗”包括美國伊利諾斯州立大學的Morrow輪作-肥料試驗（1875年）、Morrow磷礦石粉肥料試驗（1900年）；德國哥廷根農業研究所的E-Field輪作下的肥料試驗（1873年）和多年生黑麥草肥料試驗（1873年），林布爾格羅夫農業研究站的化肥對作物產量及產品質量影響試驗（1938年）；法國貴格納國立農業研究所的Deherain小麥、甜菜肥料試驗（1876年），小麥連作肥料試驗（1876年）以及芬蘭、荷蘭、丹麥、加拿大和澳大利亞等國家的相似試驗等。而亞洲最早開展且持續至今的土壤肥料長期定位試驗是日本鴻巢縣中央農業試驗站的水稻連作肥料試驗（1926年）。但我們同時還要看到，目前絕大多數的土壤肥力長期定位點多集中在發達國家，而在熱帶地區以及發展中國家的定位研究還比較少。以我國來說，現存的長期定位試驗主要建立于20世紀70年代后期，而始建于1987年的“國家土壤肥力與肥料效益監測站網”當屬目前國內最為完整、覆蓋面最大、具有網絡試驗特征的大型長期土壤肥料試驗群。我國長期土壤肥力監測研究目前面臨的最大問題是經費不足和隊伍不穩定，不少試驗正在被迫關閉或處于失管狀態。國家應對保護完整的、有代表性的大型長期定位監測研究平臺給予重點支持和保護，使之像英國洛桑試驗站和美國的Morrow長期試驗基地一樣，受到國家的高度重視，成為國家科技創新體系重要的基礎條件平臺。就方法論而言，土壤肥料長期定位試驗是一種采用既“長期”又“定位”的方法的試驗。農業生態系統中很多過程進展緩慢，外部環境條件也在不斷發生改變，短期試驗往往不能揭示這種長期的變化趨勢。長期定位試驗具有時間的長期性和氣候的重復性（即能克服氣候的年際變化對肥效的影響）等特點，信息量豐富，準確可靠，能系統地揭示土壤肥力的演變過程。不同氣候條件和土壤類型下的土壤肥力長期定位試驗得到了一些共性的結論：
（1）有機和無機肥料的配合施用能夠最大程度地達到高產的目的，但單施化肥或有機肥一樣具有持續增產的效果，連續合理施用化肥并不影響作物產量；
（2）盡管在相同施肥條件下，作物輪作較連作可獲得較高產量，但這些經典試驗告訴我們在合理施肥的情況下，單一種植也一樣能夠維持一定的高產；
（3）從提高土壤有機質含量和提高地力的角度而言，有機肥明顯優于化肥，但合理施用化肥對提高土壤有機碳、有機氮庫仍有微弱作用。依靠從這些土壤肥料長期定位試驗中獲得的共性結論，歐洲、美國以及其他發達國家在近數十年內迅速形成了依靠單一種植、合理施肥、機械耕作和科學用藥為四大支柱的現代農業方式，其中前2項的實用性和可靠性便來自長期肥料試驗的研究結果。同時，土壤肥力長期定位試驗以長久固定的土壤管理模式使土壤性質按不同的方向不斷地改變，從而形成具有不同肥力性狀和生物活性的各種土壤類型。這些永久保存下來的不同時期的土壤樣品，為后來者研究不同農業耕作模式下土壤的發展變化過程以及了解人類活動對這些演變過程的影響提供了珍貴的研究對象。此外，土壤肥力試驗長期以來不間斷的試驗結果存檔也為驗證土壤肥力變化模型的可靠性提供了寶貴的數據，將有助于研究和預測現代農業耕作措施對未來土壤質量乃至農業生產的影響。
二、農田土壤肥力培育研究及其進展
張福鎖等研究指出，土壤肥力是土壤質量的重要特征，是作物高產穩產的保證，土壤的基礎地力越高，作物的產量也就越高。而就我國現有耕地而言,中低產田面積比例高達71.3%，因此如何提升土壤地力已經成為我國農業科技工作者關注的焦點。全球諸多不同氣候條件以及土壤類型上的長期土壤肥料定位實驗總結并闡明了在不同耕作措施下的土壤肥力的長期演變規律，為土壤地力提升提供了有效的理論依據及其技術支撐，為農業的可持續發展提供決策依據。
1、優化化肥施用
化肥持續大量施用造成近年來土壤肥力下降很快、生態環境惡化。究其原因除了忽視有機肥的投入以外，化肥投入比例不當亦是重要的一個方面。據有關資料統計，目前我國施用化肥比例N∶P2O5∶K2O為1∶0.34∶0.25，磷鉀不足，嚴重失調。平衡施肥是目前普遍提倡的科學施肥方法，傳統的平衡施肥主要目的是提高作物產量，為我國的糧食增產、農民增收作出了重大貢獻。推廣平衡施肥，除了作物產量與品質之外，還要關注施肥對土壤生態系統其他因素產生影響。陳建國等在南方缺磷水稻田上的試驗表明，平衡施肥能夠提高土壤肥力，與不施磷肥和過量施磷處理相比明顯增加土壤有機質含量，顯著提高土壤微生物生物量。而王伯仁等和林新堅等的研究也都指出，平衡施肥在提高作物產量及其施肥效益的同時，還有利于保持和提高紅壤旱地的土壤肥力。因此，在增施有機肥的基礎上，科學施用化學肥料，可以改善耕地養分失調，同時有利于優化土壤理化性狀。
2、合理增施有機肥
全球不同區域的土壤肥料長期定位試驗的結果均指出，長期施用有機肥能夠明顯增加土壤中有機質的含量，而土壤有機質含量正是反映土壤肥力的重要指標之一，對于土壤中養分的積蓄、良好結構的形成以及土壤中有害物質毒性的消除等均具有重大的意義。其次，孫福來、勞秀榮等的研究表明有機肥培肥措施還能夠有效明顯增加土壤中有效氮、磷、鉀養分的含量，而且是對于表層土壤（0~20cm）有效養分的增加尤為顯著。再次，有機肥的施用還能增強土壤的保水性和固氮能力，有利于水肥的耦合；增加土壤有機C、非水穩性團聚體、水穩性團聚體的含量，有效地提高土壤團聚體的穩定性；還有研究認為，施用有機肥后土壤容重降低，致使有效水分、導熱率和氣體比例得到改善，促進作物生長發育。最后，有機肥的施用還有效地提高了土壤酶活性以及微生物碳、氮的含量。但隨著近年來以農戶家庭為單元的家畜養殖存欄量的逐漸減少，導致農民的有機肥積造量急劇下降。如何充分挖掘和利用農業生態系統中的有機肥源，合理循環使用有機物質已成為了實現有機-無機肥配合施用的物質基礎和前提。其中農作物秸稈還田和綠肥種植重新引起了人們的關注。農作物的秸稈含有相當數量的碳、氮、磷、鉀等營養元素，秸稈還田必然增加土壤中相應養分的儲量。作物秸稈還田還提高了土壤耕層有機質含量，Gra－ham等認為，隨著作物秸稈還田量的增加，0~10cm土層中有機質含量也隨之增加。關連珠等的研究進一步指出，在配施化肥的基礎上,施用有機肥可提高有機質含量7%~15%，其中尤以施用未腐熟秸稈處理效果最好，可提高有機質含量9%~15%。此外，秸稈還田還能夠提升土壤有機質的品質，孫星等的研究結果表明，秸稈與化肥配施能夠改變土壤腐植酸的組分，其中胡敏酸與富里酸的比例比單施化肥土壤明顯提高。我國南方農作區冬閑田面積大、空閑時間長。因此利用冬季空閑茬口種植一季綠肥作物，既能增加當季地面覆蓋，保持水土，又能增加生物固氮量，活化富集土壤磷、鉀等養分，翻壓還田后能提高土壤有機質含量，為后季作物提供速效養分。李繼明等通過26年的長期定位試驗發現，紅壤稻田區綠肥與化肥長期配合施用不僅有利于水稻穩產增產，減少了化學肥料的使用量，而且土壤中有機質、全N和全P均明顯高于單施化肥處理。王勁松等的研究還發現，綠肥種植不僅增加了土壤中速效養分和有機質含量，還能夠改良土壤結構，降低土壤容重。因此，綠肥與化肥長期配合施用可以減少化肥的使用量，提高化肥氮、磷、鉀養分的農學效率，增加土壤有機質，改善土壤物理結構，提高土壤肥力，是作物增產和培肥地力的有效途徑。
3、優化耕作制度
近十幾年在生產實踐中總結出的保護性耕作法是一個成功范例。大量的研究表明，保護性耕作減少了土壤的翻動，加上秸稈覆蓋作用，可以有效地控制土壤侵蝕，減少水土流失。該技術的應用還對土壤理化性質改善，進而提升土壤肥力起到積極的作用。朱文珊等的研究表明，免耕土壤的孔隙分布較合理，有利于土壤上下層的水流運動和氣體交換。免耕還可以顯著改善土壤化學性狀，土壤有機碳顯著提高，同時可提高土壤表層的N、P和K含量。此外，免耕還可增加土壤生物和微生物數量和活性。由此可見，實施保護性耕作措施改良了土壤物理結構，提高了土壤養分水平，使得土壤團粒穩定，增加了水分入滲量，從而減少了徑流和土壤流失，有效提高了土壤肥力。
三、提升土壤肥力與發展現代農業思考
所謂現代農業，相對于傳統農業而言，是廣泛應用現代科學技術、現代工業提供的生產資料和科學管理方法進行的社會化農業，是以農業生產過程中生產技術手段應用的水平、程度和范圍來確定的。凡是大量應用現代先進的科學技術，使勞動生產率大幅度提高，并有較發達的社會經濟環境和其他高技術配套產業的密切配合，這就是現代農業。目前我國正處于傳統農業向現代農業的過渡階段。農業發展主要依賴提高土地產出率為重點的勞動實用型的生物化學技術創新。所通行的仍然是以農戶為單位的小規模生產，也沒有跳出傳統農業方式的范疇。由此可見，中國農業出現的增長，從總體上來看，主要還是傳統農業方式下的增長行為。那么，伴隨農業的推行，在傳統農業向現代農業轉變的過程中，土壤肥力究竟發生了什么樣的變化？不少學者認為，由于農業生產水平與復種指數的提高，耕地質量出現了令人擔憂的征兆，綜合表現為土壤基礎肥力下降、土壤物理性狀變差（如耕層變淺、容重增加）、土壤緩沖能力下降、各種污染加劇等，已明顯地制約著農業可持續發展。特別是1980年以后高產品種、高產栽培技術的應用以及化學物質（化肥、農藥）投入量激增，作物產量水平也隨之迅速提高；但由于小規模生產的限制，農家肥投入不斷降低，綠肥種植幾乎絕跡，農民對土壤養分的投入遠遠低于土壤的產出，導致了土壤肥力退化嚴重。以張炳寧等在揚州的研究為例，20世紀八九十年代，隨著作物產量的激增，該地農田土壤大都出現了耕作層變淺、土壤物理結構變差、耕層養分含量下降等一系列土壤肥力退化癥狀。這一現象在當時的中國極具代表性。土壤不僅是人類生存的基本資源，也是農業可持續發展的重要基礎?，F代農業的發展是以持續農業為戰略體系。發展持續農業的目的，是獲得高產優質的農業產量，保持清潔的環境和生物多樣性，其內涵主要是在保持和提高代傳土地質量，增強抗風險的緩沖能力，使土地在保護環境的基礎上永續利用，并不斷提高其農業生產力和經濟價值。因此，人們通過了解土壤肥力的演化規律，采用不同的耕作措施調節土壤肥力的發育過程，使其朝著高產、優質、高效、安全和生態方向發展，已經成為了現代持續農業的根本措施。在此意義上，根據現代持續農業發展的需求，我國土壤學中長期發展優先研究內容可集中以土壤質量提升與調控為核心，具體有以下5個方面：
（1）交互作用。從研究土壤本身轉向研究土壤與人口、資源、生態、環境、社會經濟發展相協調，從單一學科走向與其他相關學科相互綜合、相互滲透和相互交叉，不斷豐富和發展土壤肥料領域的研究內容。包括不同生態區域土壤肥力的演變規律與主要驅動因子及機制，土壤肥力演變與生態環境之間相互關系的研究等。
（2）土壤管理。研究土壤肥力及其影響因素，土壤養分含量與肥力的相互關系，土壤肥力與土壤生產力、作物產量與品質等的相互關系，施肥與耕作等措施對土壤肥力的影響，探討提高土壤肥力的方法與對策，建立土壤肥力評價指標體系，從而為現代化農業大生產中的土壤管理提供理論支持。
（3）過程變化。土壤研究從靜態走向動態的監測、預控和長期定位觀測。土壤作為一個獨立的歷史自然體無論在時間上還是空間上都處于變化之中。同時土壤本身的發生發展過程是緩慢的，有其自身的發生發展規律。因此，要研究土壤的形成演變規律、養分變化動態等一系列問題，必需從靜態的研究走向動態的監測、預控和長期定位觀測。
（4）時空尺度。土壤學的全球變化研究已從全球、區域、流域到土鏈、田塊、顆粒，從結構、表面、內層到分子、原子、電子，從靜態到動態，從短時到長久。人類活動在地球各圈層中發揮著重要影響，從根本上改變了各環節或各圈層的物源、能源和信息流，從而影響生態環境與生物健康。
近年來土壤學發展的特點范文3
關鍵詞：實踐教學；環境資源；分析測試；教學質量
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）15-0043-02
隨著社會經濟的快速發展，環境污染、資源稀缺等諸多問題也日益顯現，如何保護有限的資源、優美的環境是人類在21世紀必須面對的難題。而應對這一難題的首要環節便是讓人們清晰地認識當前與人類生活、生產息息相關的土壤、水體、大氣等環境資源狀況，了解這些環境要素，如當前的清潔程度或受污染程度。因此，培養具備環境與資源分析測試技能的專業人才成了新世紀高等學校的一項重要任務。《資源與環境分析測試》課程的開設恰好順應了這一時代要求，成為農業資源與環境專業一門重要的專業基礎課程，也是環境類和農學類專業有益的選修課程。該課程特點有：（1）內容廣泛，涉及面廣。包括土壤肥力及污染物測定、水質分析、作物營養診斷、農產品安全與品質分析等。（2）課程內容和實驗方法更新較快。隨著社會進步和人民生活水平的提高，人們對環境和食品安全提出了更高的要求，新的標準也不斷制訂，而這些新的檢測項目也將被納入到該課程內容中。另一方面，科技的飛速發展也使得分析測試的方法與設備不斷改進，這些更精確、更高效、更安全的測試方法也將被引入到該課程中。（3）該課程理論性和實踐性都較強，對學生科學素質和實踐能力培養均具有重要作用。筆者所在課程組成員在《資源與環境分析測試》課程開設之前做了大量的論證和精心的準備工作，而在近年來的實際教學過程中還是發現了一些有待改善的問題。比如教學過程主要以驗證實驗原理和鍛煉學生實驗室基本操作技能為主，重視實驗結果，整個實驗過程缺少懸念，難以引起學生的興趣；學生對環境或者實驗條件對實驗結果的制約作用認識不夠深刻；實驗課時相對緊張，學生難以在有限的時間內完成從試劑配制、器材準備到實驗測試、結果分析整套流程；有些實驗技術手段與科研、生產的實際需求之間存在一定差距；課程的考核指標仍需逐步完善等。為提高該課程教學質量，筆者根據近年來授課中遇到的這些問題和分析測試科學的發展趨勢，提出改革《資源與環境分析測試》課程教學的幾點建議。
一、激發學生求知欲望，啟發學生學習興趣
傳統教學過程中，教師先對實驗中測試項目的基本原理、實驗方法和操作步驟進行講解，然后學生按照講解內容進行操作，通過操作過程和實驗結果驗證書本知識，反映學生的基本操作技能。這種教學過程固然嚴謹，但也容易造成學生僅僅以完成實驗任務為目的的弊端，難以激發學生的學習興趣和求知欲望。針對這種情況，筆者在授課中加入測試項目在當前社會發展中的應用介紹。例如，在講授土壤中氮、磷、鉀等指標的測定時，向學生介紹我國測土配方施肥工作的開展情況，介紹學好本課程與開展測土配方施肥工作的關系，啟發學生的學習興趣。在測定水體中污染物濃度時，讓學生自己在校園內的池塘、溪流中采集樣品，使分析測試過程與學生日常生活所處的環境聯系在一起，充分調動學生的主觀能動性。
二、設置不同條件下的實驗流程，讓學生自主發現影響結果的因素
分析測試過程中環境因素與實驗條件對分析結果存在影響，需要加以校正。直接將書本上的校正系數告訴學生，雖然也能完成分析測試任務，但難以讓學生對所測試的具體指標受哪些環境因素和實驗條件的影響有深刻印象，學生在今后的工作中容易忽略這些因素。通過不同環境、實驗條件下，讓學生對同一樣品進行分析測試，對比測試結果，讓學生自己去發現這些因素對最終結果的影響，往往能起到良好的效果。
三、加強實驗全過程操作鍛煉，培養學生獨立開展測試工作能力
《資源與環境分析測試》是一門重視培養學生實踐操作能力，提高分析測試技能的課程。其中的每一項實驗都包括試劑配制、器材準備、實驗測試、結果分析等諸多環節，但僅依靠有限的課堂教學時間，很難保證學生在每項實驗環節中都能親歷親為。而當學生就業后，往往需要獨立地開展工作，了解、掌握各項測試指標的完整流程成了一項基本要求。為了解決這一矛盾，課程組教師除了在理論教學中強調實驗流程的系統性、完整性外，在實踐教學中，對每一項分析測試實驗所包含的步驟、完成實驗所需要的時間進行了細致、充分的論證。盡可能地將實驗試劑、器材準備工作也加入到實踐課程內容中來，讓學生更牢固地掌握每項測試實驗的全部過程。對于那些確實無法將實驗所有環節都安排在課堂教學時間內完成的測試指標，則可以通過合理規劃、制訂專業培養方案，不斷改進課程設置與大綱內容，使各門課程在內容上既能相互銜接，又能相互補充、加強。
四、多種實驗方法相結合，全面提升學生測試技能
隨著試驗儀器、設備的不斷更新與改進，分析測試技術的發展也日新月異。無論是針對土壤、水質，還是植物分析，許多指標都存在多種測試方法，傳統經典的方法往往需要更多的人為操作步驟，有利于鍛煉學生在實驗中的各項基本技能，并且采用這些方法，對儀器設備的要求也容易滿足，適應面廣。掌握好這些方法，有助于學生今后在各級機構中順利開展分析測試工作。而在應用大型儀器進行分析測試的方法中，自動化程度被極大地提高，能使操作人員從大量繁瑣的實驗步驟中解放出來，同時也減少了實驗中造成人為誤差的可能性，提高了測試精度。學習掌握這類分析測試方法，能使學生今后在有條件的企事業單位中從事分析工作時更加得心應手。針對《資源與環境分析測試》課程的這一特點，在教學過程別重視分析同一指標時，應用多種測試方法的實驗環節。例如在測試土壤中交換性鉀、鈉、鈣、鎂時，既使用經典的滴定和火焰光度計測試方法，也應用電感耦合等離子原子發射光譜儀（ICP-OES）進行測定。通過這一舉措，進一步提高了學生的測試技能。
五、逐步改善考核體系，提高分析測試水平
《資源與環境分析測試》課程包括理論教學和實踐教學兩部分，現階段兩部分的課時數相同，均為64課時，考核時采用期末考試成績與實踐操作成績相結合的方式。近年來，課程組教師根據該課程的特點和教學過程中的具體情況，逐步調高了實踐操作部分在考核中所占比例。除保留平時每項測試實驗分數計入實踐操作成績外，適當增加實踐操作測試環節。測試的時間和項目并不固定，一般安排在后半學期，針對學生進行分析測試過程中經常會應用到的步驟來設置。通過對這些最基本的實驗步驟進行測試檢查，利于學生養成標準、規范的操作習慣。另一方面，課程組成員也在爭取適當增加實踐部分的課時，讓學生有更多動手操作的鍛煉機會。這些舉措逐步實現后，必定能使學生在思想上對實踐操作環節更加重視，分析測試水平進一步得到提高。
作為一門分析測試類課程，《資源與環境分析測試》的教學內容必定會隨著測試方法科學的發展和分析儀器科學的進步而不斷變化，在此程中，一些新的問題也必然會在教學環節中顯現。因此，面對新的問題，繼續推進有助于提高該課程教學質量的改革實踐，是一項長期工作。唯有如此，才能更好地培養具備扎實的理論和實踐基礎，并能夠適應社會發展和時代需求的專業人才。
參考文獻：
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近年來土壤學發展的特點范文4
【關鍵詞】土壤地理學 課程改革 教學方式 創新型人才
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）09-0259-02
一、引言
《土壤地理學》是以土壤和環境為研究對象的一門綜合性學科，這門學科不僅與農業生產密切相關，更與人們的生活也息息相關。在食品安全和環境保護倍受關注的今天，學習土壤地理學相關知識具有重要意義。同時，促進《土壤地理學》課程的改革與發展，對培養“寬口徑、厚基礎、高素質”的專業性人才具有重大的現實意義[1]。
高等院校是培養人才的重要基地，培養創新型人才是新時期對高等教育提出來的新要求，也是高校參與國家體系的建設的主要方式[2]。實踐教學是培養學生創新思維和增強創新意識的重要環節，學生在實踐過程中會逐步培養起以研究的眼光去觀察事物，他們的創新意識和創新思維也會在實踐過程中逐漸形成[3]。理論創新源于實踐、又高于實踐，是為了改變傳統教學中的不合理的教學方法和手段，提高教學質量，激發學生的學習興趣，培養高素質高質量的人才[4]。所以在培養人才的過程中，不僅要重視學生的理論基礎，更要加強實踐動手能力。為了迎合新的教學模式和培養更多的創新型人才，探索學生的實踐能力培養、加強學生的動手能力成了當今時代的迫切要求。
二、《土壤地理學》教學現狀與存在問題
《土壤地理學》是各高等院校地理科學專業必修的基礎課程之一，它對培養地理科學專業學生對自然地理環境-土壤環境的認知具有重要的作用。以往傳統的教學由于受課時及經費等條件的限制，對《土壤地理學》的理論和實踐教學不夠深入，還存在一些問題，主要表現在以下幾個方面：
（一） 理論教學
（1）教學形式不創新、模式太單調
傳統的教育模式對《土壤地理學》的教學具有很大的影響。近年來，我國大部分的高等院校都采用多媒體課件進行教學，教學手段雖然先進了但與課本內容脫節；學生與教師課下交流的機會越來越少，使學生的問題得不到解決而越積越多；考前劃重點的現象越來越普遍，導致學生考前突擊、上課卻不認真；這些都不利于學生對課本知識的進一步了解，也不利于學生思維的發展和創新。
（2）教學內容不新穎，理論與實踐聯系不緊密
《土壤地理學》是研究土壤與地理環境相互關系的學科，它研究土壤的形成、演變、分類和分布，為評價、改良、利用和保護土壤資源，發展農、林、牧業生產，提供科學依據。 目前，我國的土壤資源以及土壤環境也正在面臨嚴峻的挑戰。此課程為了適應社會的需求， 其涉及內容也在不斷地更新發展；但是由于教材更新與學科發展的不協調，照本宣科的傳統教學模式，導致課程內容陳舊跟不上學科的發展；教師的科研項目與教學內容銜接也相對較少，對課程相關的前沿領域拓展相對不足；理論與實踐聯系不緊密。
（二）實踐教學
（1） 教學目的不明確
在不少的高校中，對該《土壤地理學》的教學目的了解不清楚，很難達到預期的教學目標；也有一部分的教師缺乏教研的意識，只教不研的現象普遍存在。此外，缺乏市場的導向性，沒有很好的結合市場需求培養相應的人才，過于注重對理論知識的理解，從而導致很大一部分的學生走向社會時手足無措，缺乏嚴重的實踐性。
（2）實踐方式不先進，不利于學生的思維發展
實踐是對理論知識具體運用的最好的檢驗方式。目前，雖然很多高校都對《土壤地理學》這門學科開設了實踐的課程，但是基本上是以教師為主導，由教師撰寫實驗或實踐的過程和具體步驟，學生只是按部就班的完成相應的步驟即完成了整個實踐活動，很多學生對其真正的原理并不了解；所以這種方式對學生思維的發展、實踐的能力的培養都起不了積極的作用。
（3）考核方式太僵硬，不利于學生自主性發展
從某種角度上來說，考試是評價教學效果最重要的方式；其最為明顯的作用是檢測學生的學習效果，同時對學生的學習產生反作用力，即影響學生的學習方式和對學習內容的選擇。當前階段大多數高校都是通過閉卷考試來進行，在課程結束后通過老師劃出的重點進行復習，記憶性的答卷。且不說這種考試方式單一，不利于學生綜合素質的發展，而且也很容易導致學生課堂也不積極以及作弊的現象增多。所以改革考核方式也是一個不可忽視的重點。
三、《土壤地理學》課程改革實踐
本文通過對當前《土壤地理學》的教學方法、教學內容、教學體系等方面的現狀分析，以培養新型人才為目標。對《土壤地理學》課程教學提出以下改革方案。
（一）理論教學改革
（1）打破傳統培養模式，重組課程內容
作為擁有地理科學專業的高等院校，一定要結合本地區的特點，培養高素質、有基礎、有知識、能創新的適應性人才[4]。與此同時，將專業特點再與當地的實際情況，確定培養方案；教師可以根據培養方案靈活設定課程內容，拓展知識面；另一方面，可以根據本專業的特點和學科發展重組課程教學內容。以廣西師范大學環資學院為例，《土壤地理學》課程共10大章47個小節，可以適當的刪減陳舊的課程內容，精簡重復內容，合并、歸納對某些章節具有指導意義的知識點，這樣也可以節省出課時。在此基礎上，也增設現代土壤地理學方面的最新理論、最新進展；也可以將任課教師及相關專業課題組的科研項目與課程內容相結合，以增加對本專業前沿領域的拓展，提升學生的思維能力，拓展知識面，同時也加強了內容的新穎性，調動學生的積極性。并且結合當前現狀，補充土壤環境等方面的相關內容，如環境惡化對當代人類生活的影響等，以提高學生的環保意識。
（2）結合課程特點，改善教學方式和手段
《土壤地理學》是一門綜合性比較強的課程，與多門學科交叉，比如生態學、地質地貌學、氣象學等，內容相當的廣泛、概念也多，具有較強的抽象思維，理論性和實踐性要求較高，傳統的教學模式很難滿足高質量的教學的需求。因此，在教學方法方面，以研究性教學取代以往的灌入式教學，具體表現為問題教學、案例教學、討論式教學、參與式教學等多種教學方法[5] 。針對不同的知識點，應用不同的教學方法，同時，借助網絡信息化發達的技術手段，可以實行網絡教學，如利用微信教學、微博教學、QQ教學以及超級課程表教學等；教師可以建一個群，如微信群、QQ群等，然后在群里對相關教學內容提出問題、引用案例，再進行討論，討論之后讓每個學生進行總結，在上課的時候進行抽查；同時，為了促進師生感情、更好的幫助學生減輕壓力，教師也可以在群里面和學生一起組織一些課余活動。在利用超級課程表教學時，教師可以給學生安排總體的要求，然后學生根據自己的情況以及目標自主進行安排，每個月可以在課程表上抽查學生的落實情況。此外，為了提高學生的實踐能力，還可以進行微格教學，在課余時間給學生申請一個教室，讓學生自己組織教學內容，然后每個人撰寫課程心得，之后教師根據自己的時間對學生進行抽查。
（3） 拓展新思維，有力地結合地理信息系統技術（GIS）
《土壤地理學》是自然地理學課程體系的重要課程之一，由于土壤也具備空間屬性，因此可以將GIS運用到土壤地理學的教學課程中去。例如，我國的土壤沙化、鹽漬化問題突出，土壤污染問題嚴重，借用GIS手段的空間分析功能能夠更好的輔助解決上述問題。另一方面，讓學生們運用ArcGIS和MapGIS對中的空間分析模塊，對土壤類型圖、坡度圖、土地利用現狀圖疊加分析，生成土壤資源類型圖，并對圖斑進行顏色變換、添加指北針、比例尺、圖名、圖幅、圖框、制圖者等信息，也可以評價土壤質量；同時也可以運用 ArcGIS 中的查詢、統計工具，根據指定查詢條件對具體的土壤類型、土地利用類型面積、周長、類型、分布情況查詢統計，制作土壤類型與土地利用類型圖；運用ArcGIS對空間分析結果制圖設計，并制作土壤類型與土地利用類型圖[6]。這不僅提高了土壤數字制圖的精確性、靈活性與可視性，對獲取土壤知識也變得更直觀和便捷；同時也增長了學生的知識，大大的提高了學習與研究的興趣。
（二）實踐教學改革
（1）明確教學目的，優化課程實踐方式
《土壤地理學》是理論與實踐相結合的學科，所以在教學方面既不忽視理論，更要加強實踐能力的培養。根據相關資料的調查發現，大部分高校的實驗與實習兩種實踐教學形式不銜接；實驗一般是在學期內分期進行，而課程實習一般是在假期或是學期末進行，這樣很容易中斷知識點間的關聯性，不利于知識的鞏固和實踐能力的培養。以廣西師范大學環資學院《土壤地理學》的實踐教學現狀為例，其原培養方案中設置了64個課時，其中實驗課占14個課時，每個實驗課都是相互分開來的，在實驗中，完全以教師為主導，學生被動接受；導致學生很難在實驗中確切了解該實驗的前因后果和每個實驗之間的聯系，思維易受中斷，降低學生的研究興趣。野外實習主要設在貓兒山，一般是在暑假進行，為期15天左右，由任課教師帶隊，學生聽老師安排進行觀察即可，之后寫一份實習報告就完成了整個實習，這樣不利于學生自主觀察能力和實踐能力的培養。
因此，在實驗方面可以將原有的實驗課改為技能培訓。即在野外實習前單獨安排兩周的技能培訓課，在培訓的期間，教師主要是作為“場外指導”，讓學生自己去發現問題，解決問題；到培訓結束后再叫每個同學總結培訓的心得和提出相關建議。這不僅提高了實驗的連續性，同時也將實驗和實習兩者之間相互銜接了起來。在實習方面，由于之前剛進行了校內的培訓，可以在實習的前5天，教師安排學生去實習地點，告訴相關注意事項，讓學生自己根據之前的培訓所學的知識應用到具體野外實踐上去，提出問題，寫下不能理解的問題和現象，之后將相關問題和建議上交給任課教師。在接下來的10天時間里，教師根據學生提出的問題和建議以及結合原來的實習方案進行實習，有針對性的指導與答疑，也可以刪除一些不必要的實習內容；在實習期間，要充分體現以學生為主導。這樣既提高了學生的實踐自主性以及創新能力，又體現了當代人才培養需求。
（2）改革考核方法，提高學生綜合能力
課程考核是教學過程中的重要環節，是對教學效果的一個檢驗方式，課程成績的評定方法是否客觀和科學，直接影響學生的學習態度和效果[7]?，F在多數高校中《土壤地理學》課程考核以閉卷形式為主，考試方式單一、無法有效的體現對學生學習過程的考核、不能全面的表現學生對該課程知識的理解；考前的突擊，也容易導致考生考后即忘的現象。根據《土壤地理學》課程的特點，建議課程的考核方式由期末閉卷成績、實驗成績、論文成績、考勤成績四個部分組成。其中閉卷成績是進行期末閉卷考試，主要分為客觀題和主觀題，客觀題以基礎知識為主，占試卷的百分之五十；主觀題主要考查學生對本課程的重點難點問題的分析和解決能力，也占卷面的百分之五十，題型可以以分析題和問題解決題為主。實驗成績分為實驗報告和實驗操作兩部分的成績，其中分值比例可各占一半。論文成績主要是考查學生對本課程的前沿能力的探索和創新能力；兩項的分值比例亦各占一半?？记诔煽冎饕疾閷W生的出勤狀況和平時作業情況以及課堂的活躍程度。四種成績的分配比例可由任課教師與學生共同商討確定。
四、結束語
《土壤地理學》是一門綜合性很強的課程，它不僅融合“天、地、水”等自然要素，更與當代經濟的發展息息相關，學生能否學好本課程對今后的發展也影響重大。因此，在對《土壤地理學》課程進行改革的過程中，必須進行“兩手抓”原則，一手抓理論，一手抓實踐；重視對新型技術的培養，以提高學生的綜合素質和實踐能力；充分利用現有的教學、技術資源，開展討論和啟發式教學，激發學生的主動性、創造性，培養其創新能力，讓學生真正的意識到土壤地理學在促進經濟社會發展過程中的重要作用，以增強學生的社會責任感和使命感。
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近年來土壤學發展的特點范文5
（1．西南大學資源環境學院，重慶 400715；2．重慶煙草科學研究所，重慶 400715）
摘要：采用框栽法對不同綠肥品種的生物量和氮磷鉀養分進行分析比較，初步篩選出旱坡地不同紫色土上適宜的綠肥品種。結果表明，在酸性紫色土上，黑麥草和毛葉苕子是鮮干草產量較高且養分積累量較多的綠肥品種；在堿性紫色土上，蠶豆和黑麥草是鮮干草產量較高且養分積累量較多的綠肥品種；在中性紫色土上，黑麥草和紫云英是鮮干草產量較高且養分積累量較多的綠肥品種。因此，酸性紫色土上適宜種植和翻壓黑麥草和毛葉苕子，堿性紫色土上適宜種植和翻壓蠶豆和黑麥草，中性紫色土上適宜種植和翻壓黑麥草和紫云英。
關鍵詞 ：紫色土；綠肥；干鮮草產量；養分積累量
中圖分類號：S142 文獻標識碼：A 文章編號：0439－8114（2015）06－1320-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.010
Differences of Biomass and Nutrient in Different Varieties of Green Manure
in Three Kinds of Purple Soil
GENG Sai－nan1，XI Xiang－yin1，YUAN Xiu－mei1，CHEN Yi－yin2，SONG Da－li1
（1．College of Resource and Environments， Southwest University， Chongqing 400715，China；
2．Chongqing Tobacco scientific Research Institute， Chongqing 400715，China）
Abstract： The method of box incubation was used to study differences of biomass and N，P，K nutrients in different varieties of green manure in three kinds of purple soil. Suitable varieties of green manure on upland sloping field with different kinds of purple soil were preliminarily screened． The results showed that fresh or dry grass yield， nutrient accumulation of ryegrass， hairy vetch were higher than those of other varieties of green manure in acid purple soil． Fresh or dry grass yield， nutrient accumulation of broad bean and ryegrass were higher and more than those of other varieties of green manure in alkaline purple soil． Fresh or dry grass yield， nutrient accumulation of ryegrass and milk vetch were higher than those of other varieties of green manure in neutral purple soil． Ryegrass and hairy vetch were suitable to be planted and pressed in acid purple soil． Broad bean and ryegrass were suitable to be planted and pressed in alkaline purple soil． Ryegrass and milk vetch were suitable to be planted and pressed in neutral purple soil．
Key words：purple soil； green manure； fresh or dry grass yield； nutrient accumulation
收稿日期：2014－12－16
基金項目：國家自然科學基金項目（40801109）；中央高校基本科研業務費專項資金項目（XDJK2011B007）；西南大學資源環境學院“光炯”科技
創新項目（2014）
作者簡介：耿賽男（1991－），女，河南駐馬店人，在讀碩士研究生，研究方向為植物營養與環境，（電話）18223520397（電子信箱）
18223520397@163．com；通信作者，習向銀（1976－），女，副教授，主要從事植物營養與環境研究，（電子信箱）xixiangyin@126．com。
紫色土主要分布在中國南方地區，并且一般地處山地丘陵，其旱坡地占50％以上［1］，坡陡土薄，土粒粗大，保水保肥能力差，抗旱能力弱，礦質養分多，有效養分低。由于紫色土的成土母質天然養分豐富，易風化，易熟化［2］，因此其生產潛力很大，且紫色土經過改良后的利用價值也較大［3］。自20世紀90年代以來，由于糧食生產效益低、農村勞務經濟發展快等社會和經濟原因，南方紫色土的冬閑田面積不斷擴大。據調查，中國南方16?。ㄊ校┑那锒胤N植面積僅占耕地面積的60％左右，冬閑田面積近2×107 hm2［4］。耕地的大量閑置不僅造成光、熱、水、土資源的大量浪費，同時也引起土壤質量退化、養分流失等生態環境問題。
利用冬閑田種植綠肥是中國南方紫色土重要的傳統管理措施，具有填閑、養地、兼用的多功能特點。自20世紀80年代后期以來，綠肥生產及相關研究基本處于停滯階段。近年來，在環境不斷惡化和資源耗竭加劇的背景下，高品質、低污染的農業生產愈發受到重視，清潔農業生產的理念被廣泛認同。綠肥是純天然、最清潔的有機肥源之一，有研究表明，綠肥是一種養分完全的優質有機肥料［4，5］，在改良土壤結構、提高土壤肥力等方面具有良好的表現［6－10］。此外，種植綠肥能延長地面覆蓋時間，增加地面的植被覆蓋度，防止地面濺蝕［11］，并能有效地利用豐富的光熱資源，控制水、土、肥的流失［12］，既可以防止土壤表面積鹽，又可以降低地下水位和鹽分，同時改良土壤的物理性質，并增加土壤有機質和微生物的含量［13，14］，且具有修復土壤重金屬污染［15］和防?。?6］的特殊功能，從而徹底改善周圍的生態環境，以達到用地養地的目的。因此，綠肥可作為紫色土培育的重要途徑之一。
綠肥作物的生物量和養分特性是其用作綠肥的重要指標，也是決定種植利用綠肥對土壤和主作物影響的重要因素。但綠肥作物的生長和養分積累會受到生長環境和作物品種特性的影響，在一定的生態條件下，綠肥作物的品種選擇尤為關鍵。研究表明，同一生態區不同綠肥作物的生物量和營養特性差異明顯［8，10］。目前，關于紫色土上綠肥品種篩選的研究報道尚少，為此，本研究旨在初步篩選出不同旱坡地紫色土適宜的綠肥品種，以期為綠肥合理利用和紫色土培育提供科學依據。
1 材料與方法
1．1 試驗材料與地點
10種常見的冬季綠肥品種為毛葉苕子、黑麥草、豌豆、光葉紫花苕子、黃花苜蓿、白三葉、草木樨、蠶豆、紫云英及紫花苜蓿（種子均從綠肥種子市場購買）。供試土壤為3種紫色土［17］，即酸性紫色土、中性紫色土、堿性紫色土。其中，酸性紫色土采自江津；堿性紫色土采自潼南；中性紫色土采自合川。3種紫色土均為旱坡地土壤，肥力較低（表1）。試驗在西南大學資源環境學院網室內進行。
1．2 試驗設計
試驗共設置了15個處理，即酸性紫色土－毛葉苕子、酸性紫色土－黑麥草、酸性紫色土－豌豆、酸性紫色土－光葉紫花苕子、酸性紫色土－黃花苜蓿、酸性紫色土－白三葉、堿性紫色土－毛葉苕子、堿性紫色土－黑麥草、堿性紫色土－草木樨、堿性紫色土－蠶豆、堿性紫色土－光葉紫花苕子、中性紫色土－毛葉苕子、中性紫色土－黑麥草、中性紫色土－紫云英，中性紫色土－紫花苜蓿。每個處理重復3次，每個種植框規格為40 cm×80 cm，隨機區組排列。綠肥種子經過精選后，于2012年10月27日進行播種，播種方式采用人工條播，播種量參考當前生產推薦量。播種前后不施用任何肥料，生長期間水分保持在最大田間持水量的70％左右，當綠肥長至盛花期全部收獲。
1．3 測定指標及方法
試驗于播種前采用多點法進行3種土樣的初始采集，然后風干，進行基礎土樣的農化分析。具體指標如表1所示，測定方法參照《土壤農業化學常規分析方法》［18］。在綠肥盛花期收獲綠肥，利用電子天平（精確到0．001 g）稱量綠肥鮮重，于60 ℃烘箱內進行烘干后稱干重。最后利用微型植物粉碎機制樣待測。植物樣品主要測定全氮、全磷和全鉀含量。全氮含量測定采用凱氏定氮法；全磷含量測定采用釩鉬黃顯色分光光度法；全鉀含量測定采用火焰光度法。
1．4 數據分析
所有數據均為3個重復的平均值，采用Excel 2003和spss 17．0軟件進行數據統計分析，5％水平下LSD多重比較檢驗各處理平均值之間的差異顯著性。
2 結果與分析
2．1 3種紫色土不同綠肥鮮草產量差異
鮮草產量是篩選綠肥品種的重要指標之一。鮮草產量越高，綠肥翻壓還田的養分和有機物就越多，其對土壤改良和培肥的效果越好。由表2可知，在酸性紫色土上，鮮草產量具體表現為黑麥草＞毛葉苕子＞黃花苜蓿＞豌豆、白三葉、光葉紫花苕子；在堿性紫色土上，鮮草產量具體表現為蠶豆＞黑麥草＞毛葉苕子＞草木樨＞光葉紫花苕子；在中性紫色土上，鮮草產量具體表現為黑麥草＞紫云英、紫花苜蓿＞毛葉苕子。由此可見，黑麥草和毛葉苕子較適宜在酸性紫色土上種植，蠶豆和黑麥草適宜在堿性紫色土上種植，黑麥草和紫云英適宜在中性紫色土上種植。此外，黑麥草在3種紫色土上均能較好生長，說明黑麥草生態適應性較好。同樣，3種紫色土對不同綠肥干草產量表現出類似規律。
綠肥干物質含量反映植株埋青腐爛后遺留有機質能力的大小。由圖1可知，在酸性紫色土上，毛葉苕子、豌豆和黃花苜蓿的干物質含量較高；在堿性紫色土上，毛葉苕子的干物質含量最高，黑麥草次之；在中性紫色土上，紫云英的干物質含量最高，毛葉苕子和黑麥草次之。這10種綠肥干物質含量范圍在10％～20％之間波動，而其含水量在80％～90％之間波動，由此推測，以上10種綠肥埋青后更容易腐爛和快速融入土壤中。
2．2 3種紫色土不同綠肥養分含量差異
綠肥是一種養分完全的優質生物肥源，直接或間接將其翻壓入土而起到施肥的作用。因此，養分含量是綠肥品種篩選的重要指標之一。由3種紫色土上不同綠肥品種的養分含量（表3）可知，全氮、全鉀含量明顯高于全磷。因此，綠肥翻壓后，補充土壤氮素和鉀素多，補充磷素較少。
由表3可知，在酸性紫色土上，全氮含量方面，黃花苜蓿最高，其次為毛葉苕子和豌豆，黑麥草最低；全磷含量方面，毛葉苕子最高，其次為豌豆和黃花苜蓿，白三葉最低；全鉀含量方面，毛葉苕子最高，其次為黑麥草和黃花苜蓿，豌豆最低。由此可見，在酸性紫色土上，毛葉苕子為氮磷鉀養分含量均較高的綠肥品種。在堿性紫色土上，全氮含量方面，蠶豆最高，其次為毛葉苕子和草木樨，黑麥草最低；全磷含量方面，蠶豆最高，其次為草木樨和光葉紫花苕子，黑麥草最低；全鉀含量方面，蠶豆最高，其次為光葉紫花苕子和黑麥草，草木樨最低，且各品種之間含量差異不顯著。因此，在堿性紫色土上，蠶豆為氮磷鉀含量均較高的綠肥品種。在中性紫色土上，全氮含量方面，毛葉苕子最高，其次為紫云英和黑麥草，紫花苜蓿最低；全磷含量和全鉀含量方面，幾種綠肥間含量差異不顯著，但由平均值來看，紫云英的全磷含量和全鉀含量均為最高。因此，在中性紫色土上，紫云英為氮磷鉀養分含量均較高的綠肥。
2．3 3種紫色土不同綠肥養分積累量差異
植株吸收積累的養分數量反映了綠肥的營養價值。生物量大、養分含量高、吸收積累養分量高的綠肥翻壓后補充土壤養分的數量多。由表4可知，在酸性紫色土上，氮磷鉀養分積累量具體表現為黑麥草＞毛葉苕子＞黃花苜蓿＞豌豆＞光葉紫花苕子、白三葉。由此可見，對于酸性紫色土而言，黑麥草補充土壤養分最多，毛葉苕子次之，白三葉最低，并且毛葉苕子和黑麥草與其他品種差異顯著。在堿性紫色土上，氮素養分積累量具體表現為蠶豆＞黑麥草＞毛葉苕子＞草木樨＞光葉紫花苕子，磷素養分積累量表現為蠶豆＞黑麥草、毛葉苕子、草木樨＞光葉紫花苕子，鉀素養分積累量表現為蠶豆＞黑麥草＞毛葉苕子、草木樨、光葉紫花苕子。由此可見，對于堿性紫色土而言，補充土壤養分最多的為蠶豆，黑麥草次之，光葉紫花苕子最少。在中性紫色土上，氮素養分積累量具體表現為黑麥草＞紫云英＞毛葉苕子＞紫花苜蓿；磷素養分積累量具體表現為黑麥草＞紫云英＞紫花苜蓿、毛葉苕子；鉀素養分積累量具體表現為黑麥草＞紫云英、毛葉苕子、紫花苜蓿。由此可見，在中性紫色土上，黑麥草補充土壤養分最多，紫云英次之，紫花苜蓿最低。
綜合綠肥的生物產量（鮮草產量和干草產量）和養分積累量，發現兩者的最終結論相吻合，這與兩者相關關系達到極顯著或顯著水平相關（表5）。
3 小結與討論
選擇適宜的綠肥品種需要從主作物與綠肥的育期匹配程度、綠肥的生物產量（產青量和干物質量）以及養分積累量等多方面綜合考慮。本研究結果表明，就綠肥的生物產量而言，黑麥草和毛葉苕子較適宜在酸性紫色土上種植，蠶豆和黑麥草較適宜在堿性紫色土上種植，黑麥草和紫云英較適宜在中性紫色土上種植。就綠肥的養分積累量而言，在酸性紫色土中，黑麥草補充土壤養分最多，毛葉苕子次之；在堿性紫色土中，蠶豆補充土壤養分最多，黑麥草次之；在中性紫色土中，黑麥草補充土壤養分最多，紫云英次之。由此可見，綜合綠肥的生物產量和養分積累量，黑麥草和毛葉苕子較適宜在酸性紫色土上種植和翻壓，蠶豆和黑麥草較適宜在堿性紫色土上種植和翻壓，黑麥草和紫云英較適宜在中性紫色土上種植和翻壓。
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近年來土壤學發展的特點范文6
遙感技術具有宏觀性和現勢性強、綜合信息豐富等優勢，為礦區土壤重金屬污染評價提供了可行的方法。本文綜述了遙感技術在礦區土壤重金屬污染評價方面的研究，并對其進行了展望。
關鍵詞：
遙感；土壤；重金屬
1.引言
礦產資源是生產資料和生活資料的重要來源，人類社會的發展進步與礦產的開發利用密不可分。礦產的開采、冶煉、加工過程中大量的鉛、鋅、鉻、鎘、鈷、銅、鎳等重金屬以及類金屬砷等進入大氣、水、土壤引起嚴重的環境污染。根據2014年4月17日環境保護部、國土資源部的《全國土壤污染調查公報》，“全國土壤環境狀況總體不容樂觀，部分地區土壤污染較重，總的超標率達16.1%”、“在調查的70個礦區的1672個土壤點位中，超標點位占33.4%，主要污染物為鎘、鉛、砷和多環芳烴”。資源、環境是制約社會經濟發展的兩大瓶頸，如何克服這個瓶頸問題同時又能實現礦山開發的可持續發展，是我國社會必須面對和解決的緊迫的社會問題［1］。傳統的土壤重金屬污染監測方法有實驗室監測、現場快速監測等方法。實驗室監測方法雖然測量精度高，但是存在勞動強度大、采樣分析費時，適用范圍小的缺點；現場快速監測法雖然具有大面積、連續、高密度獲取信息的特點，但是還大多處于定性或半定量的試驗階段，易受周圍因素影響［2］。各種巖石、土壤、植被及水體等均有各自獨特的光譜特征。地物光譜特征的差異，是遙感技術識別各類地物的主要依據，也是應用遙感技術開展土壤重金屬污染評價的理論基礎。遙感技術以其宏觀性和現勢性強、綜合信息豐富等優勢，在礦區土壤重金屬污染評價中起到了積極的先導作用，并取得了良好的應用效果。一般情況下，土壤中的有機質、水分、鐵氧化物、重金屬等對土壤光譜反射率有一定影響。國外相關研究起步較早，始自20世紀六十年代土壤光譜研究［3］。國外有研究中表明，當土壤有機質含量超過2％，鐵氧化物、重金屬等光譜信息有可能被土壤中的有機質的光譜信息所掩蓋，進一步加大了光譜信息提取的難度；同時土壤的反射率會因鐵氧化物的存在而在整個波譜范圍內有明顯的下降趨勢，土壤的光譜反射率都朝著藍波方向下降，并且這種下降趨勢可以擴展到紫外區域［4］，相關研究陸續拓展至礦區重金屬污染中來［5］；國內自20世紀八十年代在云南騰沖系統地開展土壤光譜與理化性狀關系的研究［6~7］，并于九十年代末開展遙感技術在礦區重金屬污染監測的探索。目前遙感技術對礦區土壤重金屬污染評價研究主要有兩個方向：一是植被反演。根據地表植被覆蓋以及重金屬在植被根莖、葉片中富集，植被在重金屬脅迫下葉綠素等光譜特征發生變化的特點，通過植被光譜數據反演土壤中的重金屬含量，間接評價重金屬污染。二是土壤監測。利用重金屬對土壤波譜特性的影響，通過土壤光譜數據監測重金屬含量［8-10］。
2.植被反演方法
植被在生長發育的過程中，礦區土壤中的重金屬被吸收和富集，對植物的產生的影響主要體現在長勢方面產生了生物地球化學效應，如色素含量、水含量、葉面溫度的變化，進而影響植被的光譜反射率，植被光譜的變化能夠在遙感光譜信息中有所體現?；谝陨险J識，可以通過植被光譜信息、波譜曲線變化的分析提取污染信息［11］。不同植物對重金屬敏感性不同，重金屬脅迫導致植物體內生物化學成分發生改變，使電磁波譜反射特性不同。植被反演方法的原理是，運用遙感技術研究重金屬污染條件下植被光譜特征變化，建立植被光譜特征與重金屬污染條件下植被生長狀態參數變化之間的關系［7］；研究葉綠素含量與重金屬污染之間的關系，分析葉綠素變化敏感的光譜指數及其響應規律，并進行了區域應用與驗證［11-13］。研究表明，隨著土壤中重金屬含量增加，植被近紅外、可見光反射光譜特征發生顯著變化，表現為可見光光譜反射增強，近紅外光譜減少，紅邊移動范圍減少［14-15］。此方法適用于礦區植被覆蓋較茂密的區域。王杰等（2005年）以江西德興銅礦去為實驗區，采用美國陸地衛星（Landsat）ETM+數據，采用比值分析、彩色合成、影像融合等方法增強影像視覺效果，對污染區的植被的波譜曲線與正常區的同種植被的光譜特征作對比，總結出受毒化植物葉冠的波譜形態與正常植物葉冠的波譜形態相比發生的形態變異的特征，總結對照區和污染區植被的波譜特征差異和各污染區的受污染程度，分析出不同污染區植物的受毒害程度［16］。雷國靜等（2006年）在南方植被茂密區離子型稀土礦區采用高分辨率QuickBird遙感數據采取坐標換的方式，消除土壤信息干擾，獲取了較真實的植被受污染影響程度的信息，運用了歸一化植被指數密度分割方法和通過旋轉二維散點圖獲得植被綠度方法來提取植被污染信息，取得了較好的效果［17］。李新芝等（2010年）以肥城煤礦區為實驗區，將SPOT-5數據2.5米分辨率的全色波段進行小波變換、主成分分析等融合方法提高圖像的空間信息量，綜合運用纓帽變換、植被與土壤相關性分析、支持向量機分類等方法提取礦區植被信息，并制作了植被等級分布圖，確定了不同污染程度的植被覆蓋面積，與礦區污染分布的規律具有較好的一致性［11］。黃鐵蘭等（2014年）以廣東大寶山礦區及周邊10公里范圍作為研究區，分別以ASTER及QuickBird為數據源，采用植被指數法和植被綠度法對植被污染信息進行識別，對獲取的植被綠度信息圖像進行密度分割，獲得植被污染程度及分布情況。同時建議大范圍的礦山植被污染信息的識別，考慮到項目綜合成本等因素，采用ASTER等低分辨率的數據源，選擇植被綠度指數法進行識別。對于小范圍的典型礦區，可選用QuickBird等高分辨率的數據源，用植被指數法進行識別［18］。由于混合像元、大氣效應的存在，植被信息提取過程中容易出現錯分、漏分現象；相關系數的設置易受經驗的影響。同時信息提取易受云層、山體陰影和人類生產活動的影響，均存在一定的誤提現象。未來應加強信息提取技術、多源遙感數據在植被反演中的應用研究，以解決上述問題。
3.土壤監測方法
土壤是由多種物理化學特性不同的物質的組成的混合體，例如有機質、重金屬、水、其他礦物質等。各種物質均有發射、反射、吸收光譜的特性，都會對土壤光譜特征產生影響，同時植被覆蓋也對土壤光譜的監測有較大影響，因此對于通過土壤光譜數據直接監測土壤重金屬含量的研究，尚處于探索階段。土壤監測方法的原理是，利用光譜分析方法室內測定土壤發射光譜數據，經線性回歸分析或指數回歸分析、標準化比值計算、特征光譜寬化處理后，利用回歸分析方法建立重金屬元素含量與發射率變量之間的土壤重金屬反演模型，定量反演出礦區土壤重金屬含量［19-23］。此類方法適用于植被覆蓋率較低的地區。ThomasKemper等（1998年）在西班牙Aznalcóllar尾礦庫潰壩事件土壤重金屬污染監測中，基于多元線性回歸分析（MLR）和人工神經網絡（ANN）方法分別通過化學分析、特征光譜--近紅外反射光譜（0.35−0.35μm）手段監測土壤重金屬含量，兩種手段對As、Fe、Hg、Pb、S、Sb等六種元素監測有較高的相似度。為相似礦區環境的監測提供了較好的借鑒意義［13］。李淑敏等（2010年）以北京為研究區，研究土壤中8種重金屬（Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg）的含量與熱紅外發射率的關系，分析了土壤重金屬的特征光譜，并模擬預測了重金屬含量的回歸模型，為基于遙感光譜的土壤重金屬含量監測奠定了基礎［24］。宋練等（2014年）以重慶市萬盛采礦區為研究區，通過光譜特征物質之間的自相關性來分析土壤中光譜特征物質，在回歸分析的基礎上建立As、Cd、Zn重金屬含量的遙感定量反演模型，監測三種重金屬含量，結果表明土壤在近紅外波段和可見光波段的反射值比值與土壤中As、Cd、Zn含量存在較好相關性［25］。部分研究對波段選擇和光譜分辨率的重要性認識不高，影響了重金屬元素光譜信息識別、重金屬污染預測精度；土壤中絕大部分重金屬，如鉛、鋅、鉻、砷等在可見光—近紅外波段區間的光譜特征較弱，易被植被、土壤波譜信息掩蓋，對直接利用土壤重金屬光譜特征來提取污染信息帶來了難度。研究發現，鐵氧化物的波譜特征較明顯，今后需加強土壤中重金屬與鐵氧化物相關性的研究，以提高污染信息提取的準確性。
4.未來展望
近年來，遙感技術用于礦區土壤重金屬評價取得了一定進展，今后要在以下幾個方面尋求突破：
（1）研究遙感信息提取新技術新方法。地物波譜特性易受土壤成分、大氣效應、植被等環境噪音的影響，需進一步加強波譜信息提取技術的研究，以提高遙感信息提取的準確性。
（2）加強田間光譜測量研究。目前對土壤重金屬監測僅局限于實驗室級別的光譜監測，需要進一步探討其他因素對重金屬吸附的影響以建立準確的土壤重金屬含量光譜估算模型，并進行大量而精確的實驗室與田間的光譜測量工作。
（3）由定性監測向定量監測轉變。遙感技術在礦區土壤重金屬污染評價方面的研究大多是定性或半定量評價，尚達不到定量評價。需在遙感反演土壤污染信息模型與理論方法、土壤重金屬含量與光譜變量的相關關系等方面加強研究，以接近或達到定量評價污染的水平，進而利用遙感技術評價大面積土壤污染及修復。
（4）研制高性能的衛星，提高遙感信息獲取能力。作為中國16個重大科技專項（2006年~2020年）之一的高分辨率對地觀測系統已進入全面建設階段，其中2014年8月發射升空的高分二號衛星空間分辨優于1m，這必將改變遙感數據普遍采用國外遙感數據（SPOT、Landsat、QuickBrid等）的局面。
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