第一篇：長期使用地膜對土壤環境質量影響的研究進展

長期使用地膜對土壤環境質量影響的研究進展

作者:譚婭 指導老師:徐文修

摘要：地膜技術的應用極大地促進了我國農業的發展，隨著地膜應用面積和使用年限的不斷增加，負面報導不斷增加。本文通過收集不同使用年限、不同地膜殘留量對土壤環境質量的影響，以及對作物生長發育的影響等方面的研究資料，進行了綜合分析：大量殘留地膜造成的“白色污染”不但影響農業環境、破壞土壤結構、危害作物正常生長發育，并造成農作物減產。應合理使用地膜，增加地膜厚度，及時揭膜和加大地膜回收管理力度，有效保護土壤永續利用。關鍵詞：地膜；土壤環境；防治途徑

Abstract: The technical application of plastic film that has promoted the development of the agriculture of our country maximumly ,But along with the plastic film applications and tenure use of the increased, negative reports increase.This article by collecting different tenure use of plastic film and different quantities residual plastic film of influence agricultural environment and damage soil structural,and for crop development impact of information and research conducted comprehensive analysis：large quantities residual plastic film which causes “white pollution” Not only affect agriculture, soil, the destruction of crops normal growth and caused crop yield reduction.We should be rationally using plastic film thickness, and increase the membrane in time to get the recovery management and plastic film and effective protection of soil lasting use.Key words: Plastic film;Soil environmental;Prevention means 地膜是農業生產的重要物質資料之一，我國每年地膜應用量近百萬噸，地膜覆蓋作物達40多種。地膜覆蓋技術已成為確保農業生產高產穩產的重要手段，它以增溫、抗旱、保墑、抑制雜草生長、促苗早發、增加作物產量等顯著特點為優勢，在農業生產中的效益顯著，所以發展快速.但由于長期使用地膜，農膜在土壤中年殘留量不斷增加，重污染區已達近130 kg·hm-2—270 kg·hm-2.多數農膜是由一種由高分子碳氫化合物(聚氯乙烯)組成,性能穩定,在自然環境中光解性較差, 也不易通過細菌和酶等生物方式降解，即使降解也將產生有害物質。因而在土壤中長期積累,造成“白色污染”,如此下去就會對土壤環境及作物的生長產生較大影響，譬如土壤透氣性變差,水分、養分的流動受阻,土壤板結, 根系得不到正常發育,導致農作物減產等。本文闡述了地膜殘留量對于土壤環境質量和作物生長的之間關系以及相應的防治技術途徑等方面的近期研究進展。1 我國地膜的應用現狀

何文清研究表明，地膜在我國應用已將近30年。地膜技術極大地促進了我國農作物產量和經濟效益的提高，成為農業生產中不可或缺的生產資料之一。目前我國地膜覆蓋面積已經達到0.13億hm2，每年用量近百萬噸。棉區是我國地膜應用的主要區域，我國長江流域和黃河流域棉田每年地膜用量為37.5～45 kg·hm-2，西北內陸棉區每年地膜用量為79～90 kg·hm-2。隨著地膜應用量和應用面積的不斷增加，越來越多的殘膜留在了土壤中。

據農業部20世紀90年代初對全國17個省市調查結果表明，所有地膜覆蓋過的農田土壤均有不同程度的殘留，殘留量平均為60 kg·hm-2，最高達135 kg·hm-2。近些年來，國內一些研究人員以及農業環境監測部門也對地膜的殘留情況進行了初步的調查，在地膜廣泛應用的區域，都有不同程度的殘留污染，如河南省中牟、鄭州、開封等地花生地耕層土壤地膜殘留量年均為66 kg·hm-2，最高可達135kg·hm-2。河北省邯鄲地區棉田土壤地膜殘留量達59.1～103.4 kg·hm-2。在這些地區中，尤以新疆地區棉田土壤污染最嚴重，根據最新調研結果，新疆石河子地區棉田耕層中平均殘膜量為300.7 kg·hm-2，最高達381.1 kg·hm-2，而且隨著覆膜年限越長，污染越嚴重。

嚴昌榮根據過去十幾年農用地膜覆蓋面積及使用量統計數據顯示，我國農作物地膜覆蓋面積一直保持持續的增長態勢。1981年農作物覆蓋面積僅為1.5萬hm2，1991年達到490.9萬hm2，2001年上升到1 096萬hm2，2005年更進一步達到1 350萬hm2，是1981年覆蓋面積的797.8倍。農膜使用量也大幅度上升，統計表明，使用量從1991年31.9萬t增加到2005年的95.9萬t，增加了近3倍，增長速度非常快。2 殘膜造成污染因素 2．1殘膜的難降解性

據劉金軍、李團結、曾祥斌等等的研究報告知道:目前使用的地膜多為聚乙烯農膜,它是由聚乙烯加抗氧化劑、紫外線吸收劑而制成的有機化合材料,具有分子量大、性能穩定、耐化學侵蝕,能緩沖冷熱等特性。在自然環境中,它的光分解性和生物分解性均較差,難以使其降解,即使長達上百年的時間,殘膜仍多以獨立的形式存留在土壤中。2．2 土壤中地膜殘留量大

劉志鋒表明，據技術人員調查測算, 由于長期使用地膜,地膜在土壤中年殘留量高達35萬t，污染嚴重的地方多達90～135 kg·hm-2,甚至高達270 kg·hm-2 據專家測定,種植棉花3～5年的土地，平均廢膜殘留量13.5g/m2, 每667m2平均殘膜殘留量8.99kg，8～10 年的土地，畝平均存廢膜量12.5kg，土地減產7%，種植13年以上的土地，平均每22.87kg/667m2，相當于一年的覆膜全部留在地里，減產達17%。如果這樣繼續下去,若干年后土質嚴重惡化,農產品質量、產量下降,土地將無法耕種。2．3 回收難度大

郭希敏調查發現，大部分地區殘膜回收基本上以人工撿拾的方式進行，新疆地區多年來殘膜回收也一直以人工撿拾為主，但由于人均耕地面積多，勞動力少，人工撿拾的殘膜回收率非常低。再加上農民普遍選用超薄膜,以降低生產成本,而超薄膜老化速度快、易破碎、更不易撿拾,不利于機械回收。因此使得殘膜回收十分困難。李燕紅還認為農民對殘膜的危害認識普遍不夠,對于殘膜的清理回收不重視。只注重當年土地上的產出,不注重殘膜的回收。又由于新疆等地春季風多風大、雨少、表土易干,壓膜土較多,加上灌水泥砂大,秋后膜面便被泥砂覆蓋,加之秋季忙于秋收,無人顧忌撿拾殘膜,因此人工清理回收十分困難。孫孝貴認為除上述原因外還有宣傳力度不夠。農民沒有認識到不揭膜對產量的影響。因此,沒有把人工揭膜列為必不可少的一道生產工序,這是生產管理、勞動安排和宣傳提高認識上存在的問題。3 殘膜對土壤物理性狀的影響

土壤的物理性狀包括土壤容重、比重、孔隙度以及土壤水分的含量，土壤的保水保肥特性等。大量研究表明，殘留地膜會影響土壤正常結構的形成。3．1殘膜在土壤中分布的層次性

殘留在土壤中地膜主要分布在耕作層，但由于各地農作措施的不同，殘膜在各層次中分布的數量也不一致。齊小娟等研究表明，土壤中殘膜集中分布在0～10 cm，一般要占殘留地膜的2/3左右，其余則分布在20～30 cm，再往下基本沒有分布。馬輝等研究結果為，0～10 cm土層中殘膜的片數約占總量的58.5%～76.4％，10～20 cm土層中約占總數的22.3%～35.1％，20～30 cm土層中占總數的1.3%～6.4％左右，大部分殘膜集中在0～20 cm層土壤中。而新疆地區由于機械化程度高，土壤耕翻尺度深，所以在30 cm以下的土壤仍有分布。何文清等的研究顯示無論在哪個地區，0～20 cm內的土壤耕層是殘膜污染的主要區域，占土壤中殘膜總量的90％以上。3．2 殘膜破壞土壤結構，降低耕地質量

由于土壤中大量殘膜的存在，導致了土壤物理結構層次的改變，使得土壤水分、養分向下運移受到阻礙，土壤空隙度、通透性降低，不利于土壤空氣的循環和交換，影響土壤正常結構的形成,最終造成耕地質量下降。又由于殘膜阻礙土壤毛管水和自然水的滲透而使水分滲透量因地膜殘留量增加而減少,致使土壤含水量下降。

趙素榮研究發現,當農膜殘留量由0提高到225 kg·hm-2時，土壤容重增加18.2%，土壤孔隙度降低13.8%、土壤含水量降低11.7%，而且這些土壤參數隨殘留農膜碎片增大而劣變。南殿杰的試驗結果，水分下滲速度與土壤中地膜殘留量呈對數相關關系，當殘留量達到360 kg·hm-2時，水分下滲速度明顯減慢，只相當于對照的2/3。李青軍的研究發現，殘留量為0 kg·hm-2時的含水量分別比處理為225、450和900 kg/hm2減少1.29%、4.39%和11.22%。還有研究表明，在新疆等干旱地區由于殘膜的存在導致地下水難以下滲，造成土壤次生鹽堿化等。4 殘留地膜對作物造成的影響

劉志鋒根據近年國內的許多報道。普遍認為:土壤內非降解膜殘留膜數量如超過土壤允許容量時，會影響農田機械耕作，破壞土壤結構，影響下茬作物根系的伸展和微生物的活力，阻礙作物根系的深扎和對土壤水分、養分的吸收，造成弱苗、死苗、倒伏。據農業部門測定種子播在殘膜上,爛種率達6.92%,爛芽率達5.17%。棉苗側根比正常減少4.8～7.6條,2～3片真葉期死亡率1.19%,子葉期棉苗死亡率3.08%,現蕾期推遲3～5天,株高降低6.7～12.9cm。如果不采用高密度種植技術,減產量達12%左右。每667m2有12.5kg殘膜量的地塊與無殘膜的地塊對照田相比減產達8.8%。

解紅娥試驗結果表明,棉花的株高、根數、主根長度、莖粗、果枝及皮棉產量隨著殘留地膜量的增加呈降低趨勢,其中殘留地膜量為720和1 440 kg·hm-2的棉花生長發育受到嚴重影響,導致皮棉產量顯著降低。還認為殘膜對玉米和小麥的產量影響較大,這是因為玉米和小麥的根系為須根系型,而且根系主要集中在0～20 cm的耕作層,受殘膜的影響較突出。還有研究表明在土壤中地膜殘留量達到37.5 kg·hm-2時，小麥基本苗較對照降低了25%，冬前分蘗數較對照降低了17%，表現出苗慢，出苗率低，根系扎得淺，有些根系由于無法穿透殘膜碎片而呈現彎曲橫向發展，殘留地膜對玉米、茄子、白菜和花生根系的生長具有明顯的抑制作用。

李青軍試驗結果表明，殘膜對作物生長發育的危害主要表現在兩個方面，一是由于殘膜改變了土壤正常的結構層次，造成水分、養分的運移被阻斷，從而導致作物營養不良，大幅度減產。第二就是由于土壤中殘膜存在，導致作物在生長的時候經常會使幼小的根系被殘膜纏繞，從而導致水分、養分的吸收被阻斷，造成作物死苗。5 結論

針對以上的問題，對殘膜回收工作的有以下幾點建議(l)要防治地膜污染 “以宣傳教育為先導，以強化管理為核心，以回收利用為主要手段，以替代產品為補充措施”的原則，積極防治殘膜污染，主要通過清理和回收利用來減少污染，依靠有利于回收利用的經濟政策提高回收利用率。(2)研究開發新材料，尋找農膜替代品。實踐證明，研制出易降解，無污染的新材料才能根除地膜污染。故應鼓勵開發無污地膜，加大對可降解膜的研究與開發，努力降低農膜成本，積極尋找功效相同、成本相對低廉的替代品。(3)加大殘膜回收機械的研制。如果在殘膜回收機械上取得突破性的進展，能進一步地提高其回收率，可大大減少殘膜污染。(4)利用各種媒體進行廣泛宣傳，使大家認識”白色污染”的危害性。不可降解的塑料制品進人土壤里，會影響土壤內的物、熱的傳遞和微生物生長，改變土壤的物質結構。(5)優化耕作制度，進一步加強倒茬輪作制度，通過糧棉、菜棉輪作倒茬減少地膜單位面積平均覆蓋率，進而減輕殘膜的污染。

根據已報道的結果分析, 農田殘留地膜對土壤的理化性狀以及對作物的生長發育和產量有一定的影響。常年地膜覆蓋的地塊,若土壤中的殘膜得不到及時揀拾,就會使土壤的容重增加,殘膜使土壤水分的上下移動速度減慢。并且地膜殘留刺激根系生長,消耗了大量的養分,使棉花地上、地下部生長不平衡，作物的產量降低。若殘膜長期存留于土壤中,影響土壤的通氣性、透水性和導熱性,將進一步影響土壤微生物的數量、種類及分布以及土壤養分有效性,進而降低作物的抗逆性等,這有待于進一步的研究。

清理回收農用殘膜是保護有限耕地資源、促進農業與生態和諧發展的一件大事，利在當代，功在千秋。這項工作需要全社會的參與，因此，有必要加強相關部門的溝通協調，加大宣傳力度和檢查力度，尤其是讓廣大農民認識到農用殘膜對自身和社會的危害，推動農用殘膜污染治理工作有效開展。

參考文獻：

[1] 何文清，嚴昌榮.我國地膜應用污染現狀及其防治途徑研究.農業環境科學學報2009,28(3):533-538 [2] 曾祥斌.農用殘膜污染現狀及治理措施.《現代農業科技》，2009年第16期 [3] 郭希敏.農用殘膜污染現狀及治理措施淺析.農業科學通訊，2010.9工作研究 [4] 侯鳳巖.農用殘膜污染現狀及治理措施.農業科技與裝備，第2期總第182期2009年4月

[5] 嚴昌榮,梅旭榮,等.農用地膜殘留污染的現狀與防治[J].農業工程學報,2006,22（11）：269-272.[6] 馬輝,梅旭榮,嚴昌榮,等．華北典型農區棉田土壤中地膜殘留特點研究[J]．農業環境科學學報,2008,27（2）：570-573.[7] Kenneth Moller,Thomas Gevert.Arne holmstrom examination of a low density polyethylene（LDPE）film after 15 years of service as an air and water vapour barrier[J].Polymer Degradation and Stability,2001,73（1）：69-74.[8] 孫孝貴,劉文江.新疆棉田殘膜危害及其治理對策.中國棉花·新疆棉田殘膜危害及其治理對策·2005, 33(2)∶7～8 [9] 李團結，鄭新偉.農用殘膜污染現狀及治理措施.資源與環境科學,現代農業科技.2010年第11期

[10] 王曉方,申茂向.塑料農膜-中國農業發展的希望和曙光[M].中華人民共和國科學技術部農村科技司，1998.[11] 李青軍,危常州,雷詠雯.白色污染對棉花根系生長發育的影響.新疆農業科學 2008,45(5):769-775.[12] 解紅娥,李永山,楊淑巧,等.農田殘膜對土壤環境及作物生長發育的影響研究.農業環境科學學報2007, 26(增刊): 153-156.[13] 劉金軍,王環.農用地膜的污染及其治理對策研究.山東工商學院學報, 2009年12月 第23卷第6期

山東工商學院學報[14] 南殿杰,解紅娥,高兩省,等.棉田殘留地膜對土壤理化性狀及棉花生長發育影響的研究[J].棉花學報,1996,8(1):50-54.[15] 張保民,王蘭芝,潘同霞,等.殘膜土壤對小麥生長發育的影響[J].河南農業科學,1996,15（2）：9-10.[16] 嚴昌榮,王序儉,何文清,等.新疆石河子地區棉田土壤中地膜殘留研究[J].生態學報,2008,28（7）：3470-3484.[17] 楊志新,鄭大瑋,靳樂山.京郊農用地膜殘留污染土壤的價值損失研究[J].生態環境,2007（2）：414-417.新疆農業大學

專業文獻綜述

題

目: 姓

名: 學

院: 專

業: 班

級: 學

號: 指導教師:

長期使用地膜對土壤環境質量

影響的研究進展

譚婭

農學院

種子科學與工程

農學074

073131402

徐文修

職稱:

教授

2010 年 12 月 23 日

新疆農業大學教務處制

第二篇：影響土壤真菌多樣性的土壤因素及土壤真菌研究進展

土壤真菌多樣性研究及真菌分類方法研究進展

陳秋君 201231142005 經濟管理學院12級20班

摘要：簡述了土壤真菌的多樣性以及影響土壤真菌多樣性的因子，介紹了土壤真菌分類方法近年來的研究進展。

關鍵詞：土壤真菌 多樣性 影響因子 研究方法

0 引 言

真菌是一類種類繁多、分布廣泛的真核微生物.真菌多樣性在維持生物圈生態平衡和為人類提供大量未開發的生物資源方面起到了重要作用.真菌構成了土壤的大部分微生物生物量, 具有分解有機質, 為植物提供養分的功能, 是生態系統健康的指示物.在農業中, 真菌既降低糧食產量, 又為控制植物病蟲害和其他真菌生物防治提供一條有效途徑.對根際真菌結構和多樣性的了解將有助于更好的了解真菌對病原菌的抑制功能.在林業中, 叢枝真菌與植物相互共生作用, 為植物提供養份, 使植物能耐受干旱或貧養的條件, 同時也提高了植物的多樣性.在草地生態系統中, 分解者生物量總體中78% ~ 90%是真菌.20 世紀60 年代以來, 微生物生態學研究發展較快, 推動了土壤真菌學研究的發展, 人們對探究土壤中真菌存在的形式、數量、活性以及它們在物質轉化中的重要作用等方面充滿興趣。70 年代以后人們更進一步認識到土壤真菌是微生物區系的主要成分, 并具有較高的生物活性。80 年代至今, 由于逐漸采用新的研究技術和手段, 土壤真菌研究的發展進入了一個新時期。

雖然真菌在陸地生態系統中有很重要的作用, 但是人們對自然界的真菌多樣性了解還很少.受到全球氣候變化、環境污染和人類活動等諸多因素的影響, 自然環境中真菌的種類和數量、分布都發生了顯著的變化.土壤真菌研究越來越受到人們的重視。土壤真菌多樣性

1.1 物種多樣性

通常真菌被描述為具有真核, 能產生孢子、無葉綠素的有機體, 以吸收方式獲得營養, 普遍以有性和無性兩種方式進行繁殖, 菌絲通常是由絲狀、分枝的枝細胞構成, 并典型地被細胞壁所包裹.真正意義的真菌包括四大類群, 壺菌門、接合菌門、子囊菌門、擔子菌門.已知的壺菌約100 屬, 1 000種.最新研究估計全世界的真菌種類約有150 萬, 但至今已被正式描述的只有5%~ 10%[ 18~ 20] , 絕大多數是未知的.其原因一方面在于對真菌分離培養技術的依賴, 不能從少量材料中分離出目標生物, 缺少對所有真菌群落生物都適應的培養基和培養條件;另一方面在于對真菌生活環境缺乏全面了解, 不能準確地評價不同地域(特別是熱帶雨林地區)真菌群落的結構組成.1.2 生境多樣性

真菌廣泛分布在各種各樣的土壤環境中, 包括農田、林地、草地、沼澤濕地、溫泉熱土、凍土層等.由于不同環境因子的影響, 使土壤真菌在其生活環境中形成獨特的群落種類、組成和分布規律.例如在林地中外生菌根真菌的種類、數量較多, 而在草地生態系統中叢枝菌根真菌的分布比較廣泛.在一些極端環境, 如南北極的凍土層中則分布著豐富的子囊菌門生物, 而在溫泉熱土中則與其他土壤例如林地的優勢種類幾乎完全不同.一些真菌的生活環境仍然沒被完全的報道,真菌能否像細菌一樣生活在一些極端環境中? 這有待我們進一步去發現新環境中新的種類, 并探索其生理機制.1.3 功能多樣性

真菌在土壤生態系統中發揮著多種多樣的功能, 包括降解纖維素、半纖維素、木質素、膠質、還原氮、溶解磷、螯合金屬離子、產生青霉素等一些抗生素等.功能基因多樣性又使我們對真菌功能多樣性有了更進一步的理解, 使我們認識到真菌生物功能的差異是通過功能基因多樣性來體現的.科學家通過從純培養物和環境樣品中擴增漆酶基因序列, 研究了美國東南部沼澤濕地中有木質素降解潛在功能的子囊菌漆酶序列多樣性.獨特的序列類型顯示出真菌群落中這一功能基因的高度序列多樣性.雖然這方面的研究受到許多因素的限制, 處于剛剛起步階段, 但不失為我們未來發展的一個方向.真菌多樣性分布影響因子的分析

2.1 種植年限對真菌多樣性的影響

蔬菜種植年限對真菌的影響沒有一定的規律性，總的說來，棚齡較短的較棚齡長的，土壤真菌的數量和種類都要多，但棚齡超過5 a 以后，真菌數量顯著減少，不過一定周期后土壤真菌的數量又會逐漸增多，但只是少數種類真菌數量的增多，這可能與之適應了土壤環

境有關。種植年限對真菌種類的影響與對數量的影響趨勢基本相同，到一定年限后，真菌種類呈現減少的趨勢。

2.2 土壤堿解氮對真菌多樣性的影響

土壤堿解氮含量的高低影響到土壤真菌的種類和數量。隨著土壤堿解氮增多，土壤真菌的數量基本呈現出下降趨勢，當土壤堿解氮低于50 mg/kg 時，真菌數量最多，達到29.49×104 cfu/g 土，高于300 mg/kg 時，真菌數量最少，僅為17.33×104 cfu/g 土。當堿解氮含量在100~300 mg/kg 之間時，真菌的種類最多，分別為44 種和35種。

2.3 土壤有效磷對真菌多樣性的影響

土壤有效磷含量與土壤真菌的種類和數量之間相關性不大（表5），土壤中有效磷含量在10~50 mg/kg 之間時，土壤真菌的數量最多，極顯著高于其他磷含量土樣中的真菌數

量。有效磷含量為50~100 mg/kg 時，真菌種類最多，為46 種。而其他磷含量不同的土樣中的真菌種類差異不大。

2.4 土壤速效鉀對真菌多樣性的影響

速效鉀含量在250~350 mg/kg 之間時真菌數量和種類均最多，分別為21.49×104 cfu/g 土和40 種，顯著高于其他土樣中的真菌的種類和數量。

2.5 有機肥對真菌多樣性的影響

隨著土壤有機肥含量的升高，土壤真菌的種類和數量也在上升，當有機質高于40 g/kg，土壤真菌的種類和數量均最高，分別為22.86×104 cfu/g 土和55 種，經過分析得出，有機肥含量與土壤真菌的數量和種類的相關系數分別為0.976和0.960。

2.6 土壤含水量對真菌多樣性的影響

土壤含水量在10%~25%之間適宜真菌的生存和繁殖，在這其間真菌的數量差異不大，土壤含水量過高或過低，真菌數量均明顯下降。同樣，土壤含水量對真菌種類的影響也如此，土壤含水量在10%~30%之間，土壤真菌種類較多，其中含水量在15%~20%之間真菌種 類最多，為50種。

2.7 土壤質地對真菌多樣性的影響

土壤質地對真菌的種類和數量影響較大，輕壤土中真菌數量最多，為23.98×104cfu/g 土，極顯著高于其他類型土壤中的真菌數量。但中壤土真菌種類最多，為68種，其次是輕壤土中的真菌種類，但中壤偏重和砂壤偏輕土壤中真菌種類最少，僅為1種。關于影響土壤真菌多樣性因子的討論

土壤真菌的數量和種類受耕作制度、土壤層次、氣候變化及土壤類型等諸多因素影響，輪作與連作對土壤細菌數、真菌數和放線菌數均有較大影響，設施栽培條件下，輪作有利于土壤微生物群落的多樣性和穩定性的提高，有利于土壤生態環境的改善。

施肥能不同程度地促進或抑制土壤微生物數量，影響根際土壤生理活性，尤其是有機肥能夠促進蔬菜根際真菌的繁殖。

種植的蔬菜種類也影響土壤真菌的數量和種類。保護地種植年限的延長后，土壤中病原菌如鐮孢菌、致病疫霉、鏈格孢、絲核菌的數量得到累積，一旦發病條件適宜就會造成病害的流行，給蔬菜生產帶來巨大的損失。

但土傳病害的抑制在一定程度上是土壤微生物的群體作用，土壤微生物群落結構越豐富，物種越均勻，多樣性越高時，對抗病原菌的綜合能力就越強，這也是單一或少數拮抗菌往往難以成功拮抗病原菌的原因之一。由于土壤條件復雜，微生物之間的作用關系微妙，而化學農藥的大量施用，又會殺掉許多有益微生物，破壞土壤生態系統平衡，使病害更加猖獗，因此應采取各種農業綜合措施，如通過施肥和輪作等來改善土壤條件，調整和優化土壤微生態結構，使土壤中病原菌數目下降到不至于引起作物病害造成經濟損失程度。真菌分類技術在土壤真菌研究中的應用和發展

早在數千年前真菌就已被人類認識和利用,但對真菌的系統研究卻只有200 多年的歷史。此間, 主要依據形態特征描述和鑒定真菌的屬和種,并且在比較形態學的基礎上建立了一些分類系統。隨著人類整體科學技術水平的不斷提高, 真菌分類研究技術也得到了不斷的發展、完善和補充, 大大推動了真菌分類研究的進展。到目前為止, 已被描述的真菌約有1 萬多屬, 12 萬多種, 而且還不斷有新的真菌屬、種被陸續發現。

4.1 傳統分類方法

經過多代真菌分類學家們200 多年的不懈努力, 已形成了比較完善的真菌分類體系, 對科學研究和生產實踐起著重要的指導作用。

到目前為止, 由以形態學為主的傳統分類方法為基礎, 建立的分類系統在分類學界仍占據著舉足輕重的作用, 99%的真菌屬、種級分類單位仍然是建立在傳統分類研究基礎上的, 并仍在為人類認識真菌物種、了解和利用真菌資源發揮著重要作用。不同真菌分類學家對一些分類特征的認識和理解不同, 提出的真菌分類系統就不同。具有較大影響的真菌分類系統有以Ainsworth為代表的分類系統、Hawksworth分類系統、Kirk分類系統、Alexopoulos分類系統及Kendrick分類系統等。上述分類系統都基本上是基于主要形態學為依據的傳統分類方法。傳統分類方法主要依據真菌的形態、生理和生化特征等對真菌進行分類。

盡管傳統分類方法有一定的局限性, 但是, 目前仍是相當有效而且可靠的方法, 是大多數分類專家所樂于采用和接受的, 仍然是發展其它現代分類方法的重要基礎。離開傳統分類系統和方法這個基礎, 真菌分類學就會成為無源之水, 無本之木。況且, 傳統分類方法本身也正處于不斷發展和完善的新階段, 并不排除采用分子生物學、生理學、生態學和生物化學等學科的新進展和新方法,來不斷地改進和提高真菌分類研究工作。生物分類研究的目的是認識物種和客觀地反映其系統演化關系, 無論將來的分類系統和方法多么先進, 都無法摒棄以簡明、節約為主要優點, 并在很大程度上反映客觀實際的傳統分類方法。

4.2 現代分類技術在土壤真菌研究中的應用

傳統的分類方法主要依據于真菌的形態特征及細胞生理和生化等特性, 尤其是有性生殖階段的形態特征。其主要困難是, 在許多情況下某些真菌的表型性狀相對貧乏, 難于透過現象認識其遺傳本質。許多真菌有性生殖極少發生, 難以通過檢查生殖隔離來界定物種。

近年來多門新興學科和技術的發展, 尤其是分子生物學技術的興起極大地促進了真菌分類學的發展。一些已經或即將用于真菌分類研究的分子生物學技術指標日漸顯示出重要的分類潛能。利用各種分子生物學手段、特殊探針和特定序列鑒定真菌種類是這一領域深入發展的前提和基礎。

2000 年, Muriel等采用非培養條件下, 對ITS 基因直接擴增,克隆和對ITS 區段進行限制性酶切和序列分析的方法嘗試檢測了土壤真菌的多樣性。通過從土壤中直接提取總DNA 和從相同的土壤中分離培養真菌、鑒定后提取其DNA 兩種方法來嘗試、對比。

從土壤中得到67個真菌分離物, 從土壤中提取的總DNA中得到51個擴增子, 進行ITS 擴增、酶切并比較, 共得到了58 個ITS-RFLP 圖譜。可培養真菌與土壤中擴增子的ITS-RFLP 圖譜差異很大,僅有一種圖譜是共有的, 其他的都不相同。同樣的, 培養真菌和土壤中擴增子的ITS 序列也差別很大, 58 個ITS 序列同已知序列進行比較, 結果顯示所有從土壤中分離培養得到的真菌幾乎都是子囊菌, 只有一種為擔子菌, 而在土壤總DNA 得到的擴增子中, 除了大部分為子囊菌外, 還有一種擔子菌, 一種接合菌, 和幾種分別屬于藻物界的卵菌(Oomycota)和原生動物界的根腫菌(Plasmodiophoromycota), 可見PCR 直接擴增獲得的真菌的范圍明顯廣于培養獲得的。與傳統方法相比, 它們可以揭示更多的從未檢測到的微生物的多樣性,并為理解自然狀況下土壤真菌的組成和功能提供更加客觀可靠的依據。現代科學技術的發展, 尤其是以揭示某些核酸和蛋白質等分子生物學性狀來探索真菌的種、屬、科、目、綱、門等分類階元的進化的研究日漸增多, 大大開闊和延伸了人們認識真菌遺傳本質的視野。現代分類技術主要包括: 真菌次生代謝產物的應用、可溶性蛋白質凝膠電泳、同工酶聚丙烯酰胺凝膠電泳[ 38]、DNA 水平上的真菌分類學(DNA 中G+ Cmol%含量測定、基于聚合酶鏈反應(PCR)基礎上的DNA 多態性分析、DNA 基因位點的序列分析、多位點酶電泳、脈 沖電泳核型分析、DNA-DNA 雜交和DNA-rRNA 雜交)及數值分類分析等等。

土壤真菌中, 無性態真菌(半知菌)占很大比重。無性態真菌中又以絲孢綱真菌所占份額最大。由于基本上無法通過生殖隔離試驗來測定無性態真菌成員之間的親緣關系, 在培養過程中, 真菌的形態特征和性狀, 如菌落的顏色、分生孢子的形態和菌絲的顏色等都易受培養基的類型、光照、溫度、培養時間的長短等條件的影響而發生變化。

因此, 在傳統分類研究的基礎上, 采用現代分類技術, 特別是分子生物學手段來研究此類真菌的分類問題就顯得更為迫切和必要。

以傳統分類為基礎, 不斷探求以現代生物技術為手段的綜合分類研究方法, 實現傳統分類方法與現代分類技術的有機結合, 是未來真菌分類研究的必由之路。

參考文獻

1、《土壤真菌研究進展》張 偉,許俊杰 ,張天宇

2、《土壤真菌研究方法及人為干擾對森林土壤真菌群落影響研究進展》陳曉，劉勇，李國雷，孫巧玉，張碩，許飛

3、《土壤真菌多樣性及分子生態學研究進展》張 晶，張惠文，李新宇，張成剛

第三篇：燃放煙花爆竹對環境質量的影響

燃放煙花爆竹對環境質量的影響

今年春節煙花爆竹解禁，為了解城區燃放煙花爆竹對環境空氣和環境噪聲的影響，根據市環保局要求在春節期間，特別是除夕夜針對環境空氣和環境噪聲進行監測。

一、空氣環境質量監測利用自動監測數據。

二、環境噪聲

環境噪聲監測設雙鳳路15號區環境監測站和錦湖路28號區環保局兩個功能區噪聲認證監測點位，區環境監測站按功能分區執行道路交通噪聲標準，區環保局執行城市區域環境噪聲標準。據渝北府發[2006]笫1號公告規定，區環保局地段為煙花爆竹限放區、區環境監測站地段為禁放區，按照功能區監測規范，從1月28日12時到29日11時進行24小時監測，且每小時監測時間增加到60分鐘，以真實的表明燃放煙花爆竹的噪聲值。

三、監測結果

1、空氣質量所監測指標二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物濃度在除夕夜的22點過后明顯升高，在初一的1-2點達到峰值，二氧化硫、二氧化氮和可吸入顆粒物濃度最高為0.235、0,098和0.721毫克/立方米，可吸入顆粒物濃度超過標準3.8倍，二氧化硫和二氧化氮小時濃度未超標準，但也比正常值高幾倍，29日城區空氣污染指數為249，表明空氣質量受燃放煙花爆竹影響非常大。

2、環境噪聲

兩個監測點的噪聲從除夕夜的19點后開始升高，至初一零點達到最高，其中區環境監測站零點的小時等效聲級為86.8分貝，超標31.8分貝，最高瞬時聲級高達109.2分貝；區環保局零點的小時等效聲級為85.1分貝，超標35.1分貝，最高瞬時聲級高達120.7分貝。監測時間是采用60分鐘連續監測，如果按正常的每小時監測20分鐘兩個點的噪聲值將更高。

三、建議

監測結果表明燃放煙花爆竹對環境空氣和環境噪聲的污染非常嚴重，城區29日環境空氣和噪聲污染已達到重污染程度，對市民身體健康特別是老年人及有呼吸道、心腦血管等癥人群影響很大，除夕夜燃放煙花爆竹基本處于失控狀態。

根據渝北府發[2006]笫1號公告規定，城區的限放和禁放區應加強管理，對市民進行正確的引導和對違規者進行處罰，以減少其對環境污染的程度。

第四篇：土壤石油污染綜合治理研究進展

土壤石油污染綜合治理研究進展

秦玉廣

（山東省淡水水產研究所，濟南 250013）

摘要：文章就土壤石油污染修復綜合治理問題，從法律法規、行政管理體制、政策措施、思想觀念、污染防治理念、修復治理技術、修復策略等進行了系統論證，并提出土壤石油污染治理需在政府主導下，統籌兼顧、標本兼治、綜合治理。

關鍵詞：土壤石油污染；政府主導；綜合治理

Comprehensive Control Strategy Study of Soil Petroleum

contamination

QIN Yu-guang(Shandong Fresh Water Fishery Institute of Provience, Jinan 250013)Abstract: This article was focused on the comprehensive control strategy of soil petroleum contamination.In order to gives out a comprehensive exposition, the correlate aspects such as the laws and regulations, the administrative system, the policy and measurement, the idea, the concept of prevention and remediation, the hot question of restoration technology, the recovery strategy etc.were all shed light on and systematically discussed.Even presented that to prevent from oil pollution and to restore the oil-contaminated soil, all factors should be taken into consideration and both the symptoms and root causes should be addressed, what’s more all should be conducted under the guidance of the government.Key words: soil petroleum contamination;guidance of the government;comprehensive control

石油號稱“工業的血液”，是重要的戰略資源我國石油企業每年約有7萬噸落地原油進入土壤[1]，有近10萬噸石油污染土壤有待修復 [2]。土壤是一個復雜的陸地生態系統，是人類賴以生存的主要資源之一，是國家最重要的自然資源 [3]。土壤中石油污染物對土壤生態[4]、食品安全[5]、人居環境和人類自身健康都有廣泛而持久的危害[6]。除陸域環境外，大連港和渤 海灣漏油致海域污染事件，再一次牽動了人們對環境的關注，也使人們更加認識到環境污染治理絕非單純技術層面問題。我國土地和礦產資源都歸國家所有，各級政府不可避免地成為礦產資源開采和土壤污染修復的雙重推手。土壤石油污染治理涉及多個社會層面如思想觀-------------------------作者簡介：秦玉廣（1970-)男,助研,從事漁業資源與環境研究（E-mail: qinyuguang888@126.com）

念、法律法規、政策措施、修復技術研究、檢驗評價等，并牽動各個利益攸關方，需要在各 級政府主導下，整合各種社會資源，統籌兼顧、標本兼治、綜合治理。本文以土壤石油污染 治理為切入點綜合論證，希望也能對其他類型的環境污染綜合整治有所助益。

1.積極推動包括石油污染在內的土壤污染防治法律、法規和體制建設

健全的法律法規是實施土壤污染綜合治理的先決和保障。土壤污染防治是環境保護三大任務（空氣、水、土壤）中最為薄弱的環節。

1.1我國土壤污染防治立法保護有待進一步完善[3, 7]

我國綜合性法律法規如《憲法》、《刑法》和專門性法律法規如《土壤環境質量標準》、等都對土壤污染進行了相關法律界定與解讀。但界定目標主要圍繞土地權屬、管理、規劃和利用，對污染防治和環境保護僅能提供點源上的法律支持，無力應對大面積的土壤質量下降和土壤退化問題，且對于石油污染涉及更少。伴隨著我國經濟和社會不斷發展和土壤污染狀況日益嚴峻，其不足之處逐步凸顯，主要表現為：

第一，綜合性法律法規對土壤污染防治多為原則性、概括性法律規范與解讀，對于土壤污染的防范，受污染土壤的治理、修復，缺乏可操作性的明確而具體的法律條文。

第二，現行土壤污染防治法律規范散見于各種綜合性、專門性法律處法規甚至部門規章中，而土壤污染防治需要一個整體、綜合的法律保護體系。

第三，現行土壤污染防治立法中許多基本的、具體的法律制度存在缺失現象，如土壤污染區域分級、防治規劃、責任認定、整治費用的承擔等，使得土壤污染防治工作無法有效展開。

第四，現行土壤污染防治法律沒有從土壤污染的隱蔽性、滯后性、累積性、不可逆轉性和難治理性等特點進行制度設計，缺乏針對性。例如，通過對較為直觀的廢物、廢水、廢氣的控制并不能達到對土壤污染控制的效果，土壤污染治理效果需要通過檢測土壤質量及其對人畜健康狀況的影響才能確定。

第五，土壤污染防治現行管理體制、政府職能、公眾參與、糾紛處理和責任認定等各項具體制度還缺乏明確的法律界定，還沒有形成有效的土壤污染防治綜合法律體系。

第六，現行法律體系中缺乏有關土壤污染防范、治理、修復措施的法律規范，未做到“防”、“治”結合，更沒有強調加強預防，源頭治理的重要性。

第七，現行《土壤質量標準》嚴重滯后，不能滿足經濟和社會發展的需要，亟待補充修訂。

1.2 借鑒發達國家經驗，建立健全我國土壤污染防治法制體系建設

（1）借鑒歐美、日本等發達國家的土壤污染法制建設成果，建立健全我國特色土壤污 2 染防治法制體系。

第一，明確立法目的，提高立法思維高度

土壤污染防治立法，除了為保障人民健康和公私財產安全、有利于土地資源的有效利用外，更應將防治土壤污染上升到立足民生、維護生態安全、建設生態文明的高度，注重對土壤生態功能的維護和修復。

第二，通過立法完善土壤污染防治行政管理體制，以法律的形式明確界定政府各相關部門的權責范圍，壓縮、堵塞部門間爭相管理或責任推諉的法律漏洞，形成即統一領導又各負其責的高效、有序的土壤污染防治和監管體制。

第三，建立和完善公眾參與制度和機制，在政府主導的總體框架下，吸納社會力量，鼓勵公眾參與包括石油污染在內的的土壤污染防治。（2）制定土壤石油污染防治細則。

以《中華人民共和國憲法》和《中華人民共和國環境保護法》為依據，以保護生態安全和公民環境權利為目標，關注民生，制定土壤石油污染防治細則，突出規范性、操作性和實用性。

1.3 推動土壤石油污染防治的地方性法規及體制建設

我國幅員遼闊，地區差異明顯，1995 年國家頒布《土壤質量環境標準》，對于土壤污染的認定具有決定性意義。業內專家普遍認為，該標準過分強調統一，并不適合我國土壤多樣化的特點，也需要相關地方性法規和行業標準的補充。各地應立足區域人文、經濟、社會發展現狀和土壤石油污染特征，并兼顧其他污染修復治理特點，在國家相關法律法規的總體框架內，制定可操作性強的地方性法律法規。以可持續發展思想為指導，科學規劃，防治結合，牢固樹立全局觀、人本觀、科學發展觀和新型政績觀，從思想認識、體制機制和法規建設等方面做文章。

隨著土壤污染問題越來越被普通民眾所重視，近年來一些發展較快、經濟實力較強的省市也推出地方性的污染土壤防治法規，并以此推動了國家土壤污染防治立法進程[8]。

2.樹立正確的思想觀念，堅持以防為主、防治結合的治理理念

2.1倡導樹立正確的思想觀念

土壤石油污染的治理是一項關乎經濟、社會和人的全面、健康、可持續發展的社會性行為，亟需扭轉生產、治理、監管各自為戰、自掃門前雪的片面認識，增強社會意識，積極引導、樹立以政府“主導”為主，全社會積極參與的整體治理觀念。

2.2堅持以防為主、防治結合的治理理念

土壤石油污染防治包括新污染事件的防范和對既成污染的修復兩個方面，應該確立以防為主，防治結合的治理理念，既要著重科學、實用修復方案的研究制定與貫徹實施，更要強調預防和減少污染事件的發生，預防污染勝過最好的污染修復措施。

（1）增強風險防范意識[9]

首先，思想上高度重視，充分認識土壤石油污染的危害性和全面治理的長期性、艱巨性和緊迫性，防止和克服“無所謂”、“與己無關”和“麻痹大意”等思想。作為污染源頭，石油企業項目職業健康安全管理應符合 HSE 目標，創造一個安全和健康的工作環境[10]。

其次，涉油企業要充分考慮發生事故，特別是人為因素引發事故的可能性，在油田開采以及輸油管道、油庫和加油站等設施建設之前，加強環境影響評價和環境風險評估工作，把事故發生的可能性降到最低，此外安全保衛部門亦需加強涉油案件污染防范意識。

第三，政府行政主管部門要切實履行監督職能，防患于未然。（2）健全應急處理機制

中石油2009年業已出臺企業應急預案編制通則[11]，政府也有相關應急機制出臺[12, 13]，會同相關單位，建立了聯動機制。但尚需進一步完善、強化，力圖將不可預測性污染災害降至最低。

3.建立合理賠償機制，確保土壤修復資金支持

既成土壤污染的修復治理離不開財政經濟支持，治理方案、治理范圍和力度均受制于成本收益比較，可以充分借鑒美國“棕色地塊法”又稱（超級基金法(Super-fund Act)）[14]。3.1設立專項基金

根據“政府的作用是提供公共物品”的觀點以及“誰污染誰付費”的原則，由政府和污染事故潛在責任人共同出資，設立石油污染專項基金，事故發生后先行對受害人進行賠付并支付污染治理費用。3.2保險公司介入

為分散風險、降低損失、保護受害人和責任人的利益，應強制規定污染潛在責任人每年應繳納的最低保額，一旦事故發生可由保險公司先行理賠。3.3適度引入市場機制

2010 年我國環保產業市場規模約130億美元[15]，石油污染土壤修復，盡管以政府為主導，并不是政府包攬一切，還需要社會參與，可以適度引入市場機制，形成產業化，讓政府 4 有限資金激活并充分利用民間資本，從而最大限度地發揮主導作用。

4.提高石油污染土壤治理的技術水平

4.1 復合、集成現有修復技術

根據不同污染類型、不同地塊用途，復合、集成利用現有物理、化學、生物修復技術，修復過程既突出資源化，注重資源的回收利用，又兼顧生態目標。4.2 因地制宜，結合區域原生態特點，實施生物修復

以黃河三角洲為例，石油污染土壤修復，應著重考慮本地先鋒植物蘆葦、堿蓬、檉柳等非飼用植物實施植物修復，或植物—微生物聯合修復，特別是充分利用蘆葦濕地的修復作用，蘆葦濕地生態工程凈化落地原油是保護油田開發地區土壤環境的有效方法。應用濕地植物(蘆葦、香蒲等)構建“濕地桶”模擬實驗證明[16]，濕地環境對土壤中的石油污染有明顯的降解作用，落地原油還可以改善蘆葦纖維素和木質素等品質指標，收獲的蘆葦可用于造紙，既可以移除石油污染，又充分利用廢棄物資源，且不進入食物鏈，既無二次污染，又可獲得可觀的經濟效益。此外，蘆葦濕地生態工程還可以恢復黃三角洲退化生態系統，凸顯生態效應和景觀效應。

4.3 推進生物修復熱點研究，提高生物修復技術水平

由于生物修復具有低碳化、設備簡單、成本低廉、應用范圍廣、處理方法多樣、形式靈活，并能充分轉化利用廢棄污染物等諸多優勢，越來越受到世界各國的關注，當前研究熱點有：高效石油降解菌株的選育[17]；強化生物修復技術研究[18]；生物表面活性劑的研究應用[19]；植物—微生物聯合修復、真菌——細菌協同修復研究[20]；通過基因工程技術，改造、構建高效降解菌株[21, 22]，環境基因組學研究應用；分子生態學技術研究應用[23] 等。

5.石油污染土壤的修復策略

為推進環境友好型社會和生態文明建設，石油污染土壤的修復需要兩手抓：一是加強突發性污染事故的應對能力；二是對既成污染土壤實施修復。5.1建立專業化、常態化污染災害事故應急處置機制

盡管從法規體制上重視加強事故災害預防，但仍需相關部門聯合，建立專業化、常態化應急處置機制，以應對不可預見性污染災害事故的發生，增強搶救性修復能力。力爭第一時間有序進入現場，既要做好現場參與處置人員的安全防護，又要及時遏制事故性污染的擴散蔓延，同時對事故區域內受污染危害的人員及野生動物及時進行轉移、搶救。5.2 對既成污染土壤的修復（1）政府出臺受污染土壤修復規劃

政府主管部門設立專項資金，組織社會資源進行調研，根據地區土壤石油污染歷史和現狀調研評估結果，充分考量土壤石油污染對環境和人類健康的生態風險，結合區域經濟和社會發展戰略目標，制定出臺相應的石油污染土壤中、長期修復規劃。（2）修復單位制定合理的修復方案

為解決環境問題，最終修復效果、修復時間和資金都是決定性因素[24]。有一定資質的修復單位，以政府中、長期土壤修復行政規劃為依據，按照受污染地塊不同用途和生態風險輕重緩急，申請專項經費，經充分調研論證、選擇合理的修復技術，經小范圍實驗驗證，按照科學的成本—效益數據分析，分塊、分階段、有針對性地制定詳盡的修復計劃方案，競投標或報請政府主管部門批復，并在政府有效監督之下，有序實施。

①調研

調研是制定合理修復方案的先決條件。首先，污染物性質、濃度、分布，理化修復、生物修復的可行性及其限制因素，現場地質、水文、氣象等環境條件。其次，科學制定調查方案。再次，按批準的方案認真組織調查，保證調查質量，如遇特殊情況確需變更方案的，要及時按規定報批。②優選修復方案

在調研的基礎上，本著兼顧資源、生態、經濟和效能的原則制定適宜的修復方案，并進行必要的室內實驗或小規模實地修復試驗，提出合理的工程設計、運行方案和費用預算。5.3政府對修復工程實施過程控制，對修復效果實施檢驗評價（1）對修復工程實施和資金使用情況實行有效監督

施工質量是保證修復效果的關鍵，修復承擔單位需嚴格按批準的方案組織實施，如需修改修復計劃需報請批復，不得擅自更改，切忌偷工減料，確保施工進度和質量。

政府實施質量同步監測，及時掌握工程進展，客觀評估施工質量、物料供應、設備運行狀況和費用效益比，確保工程順利運行。（2）組織修復效果檢驗評價

土壤石油污染修復效果的評價是一項復雜的技術工作，修復工作完成后，政府相關部門需組織土壤、石油石化和生態等領域的專家成立評估小組，運用恰當的技術方法，對修復后場地內污染物去除率、次生污染物的增加率和污染物毒性下降率等技術數據進行綜合分析，作出客觀和準確評價。

結論

我國東北、華北、華南、華東、西北等不同地理位置和氣候特征的油田區土壤均受到了不同程度的石油污染，含油率最高達23%，超過環境背景值的500-1000倍。經濟效益受生態效益制約，人類的經濟活動不能脫離一定量的生態環境物質要素的支持，經濟效益必須以生態效益為基礎[25]。隨著 “十二五”規劃的逐步貫徹，轉變經濟發展模式，大力發展循環經濟、低碳經濟、綠色經濟，淡化增速概念，明確效益導向，突出保障改善民生等指導思想的確立，在政策推動和政府主導下，采用先進科學技術和完善的法律法規體系“雙輪驅動”[15]，我國土壤石油污染修復綜合治理必將迎來新的明天。

參考文獻

[1]陸昕.產表面活性劑石油降解菌的選育及對陜北石油污染土壤生物修復的試驗研究[D].2010 [2]劉鵬，李大平，王曉梅等.石油污染土壤的生物修復技術研究[J].化工環保，2006, 26(2): 91-94.[3]周 輝.我國土壤污染防治立法初探[J].江西理工大學學報，2008, 29(4): 53-55.[4]張學佳，紀巍，康志軍，孫大勇等.石油類污染物對土壤生態環境的危害[J].化工科技, 2008, 16(6):60-65.[5]劉五星，駱永明，滕應，李振高等。石油污染土壤的生態風險評價和生物修復III.石油污染土壤的植物—微生物聯合修復[J].土壤學報, 2008，45(5)：994-999.[6] D.G.Rushton, A.E.Ghaly and K.Martinell.Assessment of Canadian Regulations and Remediation Methods for Diesel Oil Contaminated Soils[J].American Journal of Applied Science, 2007, 4(7): 465-478.[7]王 瑞.我國土壤污染防治法律問題探討[J].甘肅農業, 2008(6): 57-59.[8]各地土壤修復工程推動立法.中國化工信息網（2011）

（http://）[12]國家突發公共事件總體應急預案(國發[2005]11號)。[13]達縣突發石油天然氣事件應急預案（達府發[2007]144號）

[14]倫納德·奧托性諾．環境管理與影響評價[M]．化學工業出版社．2004.[15]吳作軍，盧滇楠，張敏蓮等.微生物分子生態學技術及其在石油污染土壤修復中的應用現狀與展望[J].7 化工進展, 2010, 29(5): 789-795.[16]許學工，Shaw L.YU，張枝煥等.濕地狀態對石油污染和植物長勢影響的模擬研究[J].北京大學學報(自然科學版), 2005, 41(6): 935-940.[17]Sunday A.Adebusoye.Microbial degradation of petroleum hydrocarbons in a polluted tropical stream[J].World J Microbiol Biotechnol, 2007, 23: 1149–1159.[18]韓慧龍,湯晶,江皓等.真菌-細菌修復石油污染土壤的協同作用機制研究[J].環境科學, 2008, 29(1): 189-195.[19]林立寧.陜北石油污染土壤微生物一植物聯合修復技術研究[D].西安建筑科技大學, 2009.[20]De Boer W, FolmanL B, Summerbell RC,et al.Living in a fungal world: impact of fungi on soil bacterial niche development[J].FEMS Microbiology Reviews, 2005,29: 795-81.[21]Frederic Coulon, Daniel Delille.Influence of substratum on the degradation processes in diesel polluted sub-Antarctic soils(Crozet Archipelago)[J].Polar Biol, 2006, 29: 806–812.[22] 汪浩勇.石油微生物基因工程菌的構建[D].湖北工業大學, 2009.05.[23]Vogel T M，Walter M V.Bioaugmentation：In Manual of Environmental Microbiology[M].Hurst C J，Crawford R L，Knudsen G R，et al.Washington，DC，USA：American Society for Microbiology Press，2001： 952-959.[24]Nielsen ST, Deigaard L.Environmental/economic management in remediation of contaminated sites[J].Groundwater, 2000: 433-434.[25]齊如松, 帥相志.現代科技咨詢業持續發展對策研究[M].山東人民出版社, 2010.

第五篇：土地利用變化對土壤有機碳的影響研究進展??

龍源期刊網 http://www.tmdps.cn 土地利用變化對土壤有機碳的影響研究進展

作者：馬玉霞

來源：《環境與發展》2014年第03期

摘要研究土地利用變化對土壤有機碳及其動態變化規律，有助于掌握全球氣候變化與土地利用變化之間的關系。本文分別從土地利用及其管理方式變化的角度，綜合闡述了土地利用變化對土壤有機碳的影響過程與機理。

關鍵詞土地利用方式 土壤有機碳 溫室效應

中圖分類號 X14文獻標識碼 A文章編號1007-0370（2014）03-0064-04 Abstract： Studying the effect of land use change on soil organic carbon and its dynamic change rules，help to grasp the relationship between global climate change and the land use change.By literature review，this paper summarizes major research progresses on the effects of land use change on SOC，explaining the process and mechanism of SOC change induced by changes of land use and land management.Key words： Land use；Soil organic carbon；Greenhouse effect 土壤碳庫是大氣碳庫的3.3倍，生物碳庫的4.5倍，是陸地生態系統最大的碳庫[1-2]，也是最活躍的碳庫之一。土壤碳可分為有機碳（SOC）和無機碳（SIC）。無機碳相對穩定，而有機碳則與大氣頻繁地進行著二氧化碳交換，與大氣進行活性交換的SOC約占陸地生態系統碳的2/3[3]，所以SOC的變化將會影響大氣CO2濃度，進而改變全球碳循環[4]。SOC是直接影響土壤性質和植物營養系統的土壤重要屬性之一，是二氧化碳、甲烷等溫室氣體的重要釋放源，也是吸收匯 [5]。在人類活動擾動下，自然土壤原有的結構狀態被破壞，改變了土壤碳庫的正常代謝，從而影響大氣中CO2濃度[6]，增大了全球氣候變暖的壓力。

土地利用變化通過改變地表反射率和糙度[7]，通過改變植被和土壤碳庫的方式[8]，影響地表的熱量平衡、大氣溫室氣體濃度[9-10]。自然生態系統轉換到農業生態系統，其土地利用方式的改變會使SOC庫在溫帶地區降低60%熱帶地區降低75%以上[1]。嚴重的SOC庫縮減將使土壤質量、生物產量和水資源質量下降，也可能使預期的全球變暖現象惡化[1，11]。所以，了解土地利用變化對SOC的影響對認識氣候變化具有重要的意義。1總有機碳（TOC）與溶解性有機碳（DOC）、有機質（OM）的關系

目前國內外對SOC的研究出于不同的研究目的、方法，主要以總有機碳（TOC）、溶解性有機碳（DOC）和有機質（OM）為研究對象。有機碳與有機質是土壤中有機物質的不同表示方式，是土壤中較為活躍的部分，表示土壤肥沃程度的指標。TOC是通過將有機物全部高

龍源期刊網 http://www.tmdps.cn 溫燃燒成CO2，通過非分散紅線外吸收法（NDIR）測定其濃度。有機質是使用重鉻酸鉀氧化，硫酸亞鐵滴定測定有機碳含量，再乘以轉換系數1.724換算成有機質含量。因此有機質是能被重鉻酸鉀氧化的物質的總合，即包括有機物，也包括還原性的無機物。對不同的實際樣品，燃燒氧化與重鉻酸鉀氧化其氧化效率有所不同，因此測得有機質與有機碳比值有很大差異[12]。

SOC可分為溶解性有機碳和非溶解性有機碳。國內外有關土壤溶解性有機碳的術語很多，如有效碳、易氧化碳、可礦化碳、活性有機碳、微生物量碳。雖然溶解性有機碳只占SOC很小一部分，但參與土壤生物化學轉化過程，是土壤微生物可直接利用的有機碳源[13]，是陸地生態系統生物化學循環的重要組成部分，影響著全球SOC的平衡。2土地管理方式對SOC的影響

SOC的儲量是進入土壤的植物殘體量和分解損失量二者之間動態平衡的結果，如自然植被的清除、輪墾、耕地、施肥、作物殘余物還田、土地撂荒、有機土壤的農業利用等[14]。土地利用變化既可以通過影響地表凈初級生產量和死有機物質的滯留直接影響SOC的儲量輸入，也可以通過潛在改變土壤的生物、化學與物理過程而間接影響SOC的儲量輸出[15]，因此，土地利用變化是影響SOC動態平衡的最主要人為因素。2.1農田的變化對其SOC的影響

影響農田中SOC的主要管理類型可分為：殘余物管理類型、耕作管理、肥料管理、作物的選擇和耕作系統的強度、灌溉管理，以及輪作等。由耕作引起的土壤有機碳的損失涉及3個過程。[16]：（1）由于土壤團粒結構被破壞，溫度和濕度發生變化所引起的氧化和礦化過程；（2）可溶性有機碳或顆粒有機碳的淋溶和遷移過程；（3）加速的土壤侵蝕過程。傳統耕作方式，會破壞土壤團粒結構，使土壤溫度、濕度發生變化，加快氧化和礦化過程，并提高可溶性有機碳或顆粒有機碳的淋溶和遷移，加速土壤侵蝕，一般會引起SOC的損失。秸稈燃燒、濕地排水、翻耕以及類似的措施，去除作物殘留物、夏閑和無覆蓋播種，以及過度使用殺蟲劑等均可使土壤碳庫迅速下降。保護性耕作（少耕或免耕）、合理施用肥料、覆蓋作物、應用深根且富含木質素的作物等[16]措施，增加了地表歸還生物量，減弱了表土擾動和土壤有機質的氧化與礦化，使得土壤水穩性大團聚體數量增加，團聚體中的碳含量也相應增加，從而提高了SOC[15]。實施秸稈還田與免耕措施能夠有效促進農田土壤有機碳貯量的增加[17]，保護性耕作措施土壤有機碳增加量顯著高于傳統翻耕.秸稈還田處理0～10cm土層有機碳含量表現為深松>旋耕>免耕>耙耕>傳統翻耕，說明保護性耕作措施能提高0～10cm土層的有機碳含量[18]。科學的農業措施包括保護性耕作、秸稈還田、覆蓋作物、合理施肥、應用深根且富含木質素的作物等，會使碳損失量的60%-70%被重新被固定，SOC會得到較大提高[19-21]。

以有機肥或以化肥形式配合施用，不但可以極大提高土壤生產力，而且有益于增加土壤有機碳儲量。有機肥對土壤有機碳含量的提高作用顯著高于化肥[22]。施肥對土壤有機碳的影響隨著土層深度的增加而下降，而土壤無機碳隨著土層深度的增加而增加。化肥、有機肥長期配

龍源期刊網 http://www.tmdps.cn 合施用和長期施用有機肥可以在0～30cm土層增加土壤有機碳含量[23，24]。將保護性耕作與合理配置施肥結合可顯著提升SOC。因此，在我國現在措施下，減少化肥的同時增加秸稈還田比例和增施有機肥是既增加土壤有機碳含量又減少化肥污染的雙贏措施[25]。化肥處理中不同氮肥施用量有利于耕層土壤有機碳及其組分的積累，配施秸稈還田效果更佳[26]。

灌溉被認為是最具固碳潛力的管理措施，灌溉能夠改變土壤C輸入、輸出以及土壤C儲量[27]。長期使用污染的渭水灌溉，使土壤中有機物質的質量分數明顯增加。隨著土壤剖面深度的增加，其增加幅度會顯著降低[28]。渭河水中富含的有機污染物提升了灌溉農田土壤有機碳貯量[29]。干旱區荒漠土壤開墾為灌溉農田后，增施有機肥、秸稈覆蓋還田、種植多年生苜蓿或苜蓿插入輪作體系是快速提升SOC水平[30]。2.2林地的變化對其SOC的影響

不同的森林管理活動，如輪伐期的長度、樹種的選擇、排水、采伐做法（全樹或鋸材原木、更新、部分采伐或疏伐）、整地活動（計劃火燒、松土）以及施肥等，均會影響SOC庫[31]，其中采伐和火燒是造成林地SOC減少的主要的原因。森林采伐后，地表生物量大量減少，地表溫度升高，水分蒸發加快，土壤微生物分解活動增強，加上表土擾動可能帶來侵蝕，SOC 將會減少，但適度采伐的林地既能保持系統的平衡，又能調節林內環境因子，有利于系統內的元素轉化利用。

不同強度火干擾對林地SOC 有不同的影響，一般而言，低強度火干擾長時間內不會導致SOC 減少，而高強度火干擾則會使SOC出現不同程度的下降[15]。重度火燒后土壤有機碳含量有極顯著的即時下降，主導因素是表層有機碳燃燒損失和高溫揮發損失，以及后期的侵蝕損失等所致[32]。高強度林火有使土壤有機碳在空間分布上具有“低值趨同”趨勢[33]。合理的林地管理措施可以增加林地SOC，如增加林地儲量、水土保持、減少風和火的干擾、林間道與溝渠灌排網絡的設計、采用間伐減少森林砍伐量、提高生物多樣性、短期木材林與能源作物輪作、肥料施用等[15]，這些措施不僅可以維持或增加現有土壤碳庫，還可以預防或減緩森林砍伐、限制森林退化，從而加強林地利用的可持續性。

林地轉為農田或草地都會使SOC降低，因為植被凈生產力降低減少了SOC輸入量，覆被類型改變使地表溫度升高而加快了SOC分解。實施退耕還林以后，土壤有機碳會有明顯增加，0～20cm土層的土壤有機碳含量增加24.4%，退耕還林顯著提高了土壤有機碳含量[34]。2.3草地的變化對其SOC的影響

影響草地SOC的管理措施主要包括開墾、放牧、火燒、肥料管理、石灰施用、灌溉等。草原開墾會使草原SOC大量釋放，開墾活動減少了碳素向土壤輸入，增強了有機質分解和土壤侵蝕活動，破壞了土壤顆粒有機碳和土壤團聚體。農地轉為草地一般會使SOC提高，這是由于林、草地凋落物量和質量均較高且易分解，土壤有機質穩定性增強，而且隨著林、草地郁

龍源期刊網 http://www.tmdps.cn 閉度的提高，地表溫度降低，土壤濕度和水分得以保持，從而降低了SOC的分解速率，促進了SOC的積累[15]。

只以打草場作為利用方式的表層土壤總有機碳含量較高，常年放牧場的總有機碳水平較低[12]，過度放牧可使草原固碳能力下降，減少了其向土壤中的碳輸入，因此使得有機碳含量明顯低于其平均水平。一般情況下，不同強度的放牧都會造成草地表層（0-30cm）SOC的下降，且表現為過牧>重牧>輕牧>中牧，而補播、圍封和禁牧將使SOC增加[35]。過度放牧，由于牲畜采食減少了植物向土壤的碳素歸還量，加上過度放牧對土壤物理化學性質的干擾，加速了土壤的呼吸作用，造成SOC的損失。重建或修復開墾牧場可大幅增加SOC，在自然保護區和高草草原地區尤為明顯。人為干擾對典型草原SOC含量具有明顯影響，放牧導致SOC顯著下降，而施肥和封育可以提高SOC[36]。3結語

土地利用方式的改變不僅影響土壤有機物的輸入，也可通過對土壤條件的改變來影響SOC的分解速率，從而改變其含量。如林地、草地的退化，及其向耕地的轉化都將使SOC凈固存率降低，反之，退耕還林、退耕還草將增加SOC的凈固存，提高土壤中有機碳的穩定性。

參考文獻

[1] Lal R.Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security.Science，2004，304（5677）：1623-1672.[2] Murty D，Kirschbaum M U F，Mcmurtrie R E，et al.Does conversion of forest to agricultural land change soil carbon and nitrogen？ A review of the literature.Global Change Biology，2002，8（2）：105-123.[3] Post W M，Emanuel W R，Zinke P J，et al.Soil carbon pools and world life zones.Nature，1982，298（5870）： 156-159.[4] Yang Y S，Xie J S，Sheng H，et al.The impact of land use /cover change on storage and quality of soil organic carbon in midsubtropical mountainous area of southern China.Journal of Geographical Sciences，2009，19（1）： 49-57.[5] A.Etana，I.Hakansson，E.Zagal，et al.Effects of tillage depth on organic carbon content and physical properties in five Swedish soils[J].Soil & Tillage Research，1999，52：129-139.[6] Smith，P.Land use change and soil organic carbon dynamics[J].Nutr.Cycl.Agroecosys，2008，81：169-178.龍源期刊網 http://www.tmdps.cn [7] Brovkin V，Claussen M，Driesschaert E，Fichefet T，Kicklighter D，Loutre M F，Matthews H D，Ramankutty N，Schaeffer M，Sokolov A.Biogeophysical effects of historical land cover changes simulated by six Earth system models of intermediate complexity.Climate Dynamics，2006，26（6）： 587-600.[8] Houghton R A，Goodale C L.Effects of land-use change on the carbon balance of terrestrial ecosystems De Fries R，Asner G，Houghton R，eds.Ecosystems and Land Use Change.Washington DC： American Geophysical Union，2004，153： 85-98.[9] Foley J A，Costa M H，Delire C，Ramankutty N，Snyder P.Green surprise？ How terrestrial ecosystems could affect earth s climate.Frontiers Ecology and the Environment，2003，1（1）： 38-44.[10] Smith P.Land use change and soil organic carbon dynamics.Nutrient Cycling Agroecosystems，2008，81（2）： 169-178.[11] Smith P，Powlson D S.Sustainability of soil management practices-a global perspective Abbott L K，Murphy D V，eds.Soil Biological Fertility-A Key to Sustainable Land Use in Agriculture.Dordrecht，Netherlands： Kluwer Academic Publishers，2003： 241-254.[12]周海軍，孫靜萍，崔敏等.呼倫貝爾地區草原表層土壤中總有機碳與有機質初探.中國環境監測，2013，29（5）.[13]萬忠梅，郭岳，郭躍東.土地利用對濕地土壤活性有機碳的影響研究進展[J].生態環境學報，2011，20（3）：567-570.[14] Li K R.Land Use Change，Net Emission of Greenhouse Gases and the Carbon Cycle in Terrestrial Ecosystems.Beijing： China Meteorological Press，2002，152-152.[15]陳朝，呂昌河，范蘭等.土地利用變化對土壤有機碳的影響研究進展.生態學報，2011，31（18）：5359.[16]朱詠莉，韓建剛，吳金水.農業管理措施對土壤有機碳動態變化的影響.土壤通報，2004，35（5）：648-649.[17]鄧祥征，韓健智，王小彬等.免耕與秸稈還田對中國農田土壤有機碳貯量變化的影響.中國土壤與肥料，2010，（6）：22.[18]田慎重，寧堂原，王瑜等.不同耕作方式和秸稈還田對麥田土壤有機碳含量的影響.應用生態學報，2010，21（2）：373.龍源期刊網 http://www.tmdps.cn [19]朱詠莉，韓建剛，吳金水.農業管理措施對土壤有機碳動態變化的影響.土壤通報，2004，35（5）：648-651.[20]陳尚洪，朱鐘麟，劉定輝.秸稈還田和免耕對土壤養分及碳庫管理指數的影響研究.植物營養與肥料學報，2008，14（4）： 806-809.[21]胡誠，喬艷，李雙來，陳云峰，劉國際.長期不同施肥方式下土壤有機碳的垂直分布及碳儲量.中國生態農業學報，2010，18（4）：689-692.[22]孟磊，丁維新，蔡祖聰等.長期定量施肥對土壤有機碳儲量和土壤呼吸影響.地球科學進展，2005，20（6）：687.[23]董博，張東偉，郭天文等.長期定位施肥對土壤有機碳和微生物量碳的影響.土壤通報，2012，43（6）：1467.[24]曾駿，郭天文，包興國等.長期施肥對土壤有機碳和無機碳的影響.中國土壤與肥料，2008，（2）：11.[25]王立剛，李虎，邱建軍等.田間管理措施對土壤有機碳含量影響的模擬研究.中國土壤與肥料，2010，（6）：29.[26]艾孜古麗·木拉提，同延安，楊憲龍等.不同施肥對農田土壤有機碳及其組分的影響.土壤通報，2012，43（6）：1465.[27]李發東，趙廣帥，李運生等.灌溉對農田土壤有機碳影響研究進展.生態環境學報 2012，21（11）： 1906.[28]趙加瑞，王益權，劉軍等.灌溉水質與土壤有機質累積的關系.生態環境 2008，17（3）： 1242.[29]李霄云，王益權，石宗琳等.有機污染水灌溉對土壤有機碳狀況的影響.干旱地區農業研究，2012，30（2）：21.[30]蘇永中，楊榮，楊曉等.農業管理措施對新墾荒漠沙地農田土壤有機碳及其組分的影響.中國農業科學 2012，45（14）：2867.[31] Liski J，Pussinen A，Pingoud K，et al..Which rotation length is favourable to carbon sequestration Canadian Journal of Forest Research，2001，31（11）： 2004-2013.[32]崔曉陽，郝敬梅，趙山山等.大興安嶺北部試驗林火影響下土壤有機碳含量的時空變化.水土保持學報.2012，26（5）：195.龍源期刊網 http://www.tmdps.cn [33]王海淇，郭愛雪，邸雪穎等.大興安嶺林火點燒對土壤有機碳和微生物量碳的即時影響.東北林業大學學報.2011，39（5）：72.[34]劉苑秋，王芳，柯國慶等.大興安嶺北部試驗林火影響下土壤有機碳含量的時空變化.應用生態學報.2011，22（4）： 885.[35]李春莉，趙萌莉，韓國棟等.不同放牧壓力下荒漠草原土壤有機碳特征及其與植被之間關系的研究。干旱區資源與環境.2008，22（5）：134.[36] 陳芙蓉，程積民，劉偉等.不同干擾對黃土高原典型草原土壤有機碳的影響.草地學報，2012，20（2）：298.收稿日期：2014-03-03 作者簡介：馬玉霞（1966-），女，高級工程師，主要從事環境監測工作.更正《環境與發展》1～2期合刊中，作者楊春的論文題目《地下水質量綜合評價方法的對比分析》更正為《干旱區植被與其地貌過程的相互作用》