标题：土壤退化
概念
土壤退化问题早已引起国内外土壤学家的关注，但土壤（地）退化的定义，不同学者提出了多种不同的叙述。现在一般认为，土壤退化（soil degradation）是指在各种自然和人为因素影响下，导致土壤生产力、环境调控潜力和可持续发展能力下降甚至完全丧失的过程。简言之，土壤（地）退化是指土壤数量减少和质量降低。数量减少表现为表土丧失、或整个土体毁坏、或被非农业占用。质量降低表现为物理、化学、生物方面的质量下降。[1]
为了正确理解土壤（地）退化的概念，可从以下三方面进行认识：①土壤（地）退化的原因：土壤退化虽然  土壤退化是一个非常复杂的问题，但引起其退化的原因是自然因素和人为因素共同作用的结果。自然因素包括破坏性自然灾害和异常的成土因素（如气候、母质、地形等），它是引起土壤自然退化过程（侵蚀、沙化、盐化、酸化等）的基础原因。而人与自然相互作用的不和谐即人为因素是加剧土壤（地）退化的根本原因。人为活动不仅仅直接导致天然土地的被占用等，更危险的是人类盲目的开发利用土、水、气、生物等农业资源（如砍伐森林、过渡放牧、不合理农业耕作等），造成生态环境的恶性循环。例如人为因素引起的“温室效应”，导致气候变暖和由此产生的全球性变化，必将造成严重的土地退化。水资源的短缺也促进土壤退化。②土壤退化的本质：就是土壤[1]（地）资源的数量减少和质量降低。土壤资源在数量上是有限的，而不是无限的。随着土壤退化的不断加剧，土壤（地）数量逐渐减少。对于人多地少的中国，潜在危险较大的是土壤质量的降低。从这个意义上来看，改良和培肥土壤，保持“地力常新”，提高土壤质量，是一项具有战略地位的重要工作。由此可见，土壤退化和土壤质量是紧密相关的一个问题的两个侧面。因此，要正确认识人与自然的关系，按照自然规律搞好生态环境建设、区域开发、兴修水利、合理耕作、培肥土壤，以防止土壤质量的退化。③防治土壤退化的首要任务是保护耕地土壤：因为耕地土壤是人类赖以生存最珍贵的土壤（地）资源，是农业生产最基本的生产资料，是农业增产技术措施的基础。耕地土壤退化虽然受不利自然因素的影响，但人类高强度的利用、不合理的种植、耕作、施肥等活动，是导致耕地土壤生态平衡失调、环境质量变劣、再生能力衰退、生产力下降的主要原因。因此，防治土壤退化，首先要切实保护好对农业生产有着特殊重要性的耕地土壤。在讨论土地退化或土壤退化时，两者常常混为一谈。许多情形下，把土壤退化简单地作为土地退化来讨论，反之亦然。应该看到，土地是土壤和环境的自然综合体，它更多地强调土地属性，如地表形态（山地，丘陵等）、植被覆盖（林地，草地，荒漠等）、水文（河流．湖沼等）和土壤。而土壤是土地的主要自然属性，是土地中与植物生长密不可分的那部分自然条件。对于农业来说，土壤无疑是土地的核心。因此，土地退化应该是指人类对土地的不合理开发利用而导致土地质量下降乃至荒芜的过程。其主要内容包括森林的破坏及衰亡、草地退化、水资源恶化与土壤退化。[1]
土壤退化是土地退化中最集中的表现，是最基础和最重要的，且具有生态环境连锁效应的退化现象。土壤退化即是在自然环境的基础上，因人类开发利用不当而加速的土壤质量和生产力下降的现象和过程。这就是说，土壤退化现象仍然服从于成土因素理论。考察土壤退化一方面要考虑到自然因素的影响，但另一方面要关注人类活动的干扰。土壤退化的标志是对农业而言的土壤肥力和生产力的下降及对环境来说的土壤质量的下降。研究土壤退化不但要注意量的变化（即土壤面积的变化），而且更要注意质的变化（肥力与质量问题）。
分类
土壤（地）退化虽自古有之，但土壤（地）退化的科学研究一直是比较薄弱的。联合国粮农组织1971年才编写了《土壤退化》一书，中国80年代才开始研究土壤（地）退化分类。所以目前还没有一个统一的土壤（地）退化分类体系，仅有一些研究结果，现列举有代表性的二种分述如下。  土壤退化
（一）联合国粮农组织采用的土壤退化分类体系
1971年联合国粮农组织在《土壤退化》一书中，将土壤遏化分为十大类：即侵蚀、盐碱、有机废料、传染性生物、工业无机废料、农药、放射性、重金属、肥料和洗涤剂。此外，后来又补充了旱涝障碍、土壤养分亏缺和耕地非农业占用三类。[1]
（二）中国对土壤退化的分类
中国科学院南京土壤研究所借鉴了国外的分类，结合中国的实际，采用了二级分类。一级将中国土壤退化分为土壤侵蚀、土壤沙化、土壤盐化、土壤污染、土壤性质恶化和耕地的非农业占用等六大类，在这6级基础上进一步进行了二级分类。
一级二级A土壤侵蚀A1水蚀A2冻融侵蚀A3重力侵蚀B土壤沙化B1悬移风蚀B2推移风蚀C土壤盐化C1盐渍化和次生盐渍化C2碱化D土壤污染D1无机物（包括重金属和盐碱类）污染D2农药污染D3有机废物（工业及生物废弃物中生物易降解有机毒物）污染D4化学肥料污染D5污泥、矿渣和粉煤灰污染D6放射性物质污染D7寄生虫、病原菌和病毒污染E土壤性质恶化E1土壤板结E2土壤潜育化和次生潜育化E3土壤酸化E4土壤养分亏缺F耕地的非农业占用​​
性质
土壤退化是土壤物理、化学、生物学性质恶化导致肥力下降的总称，因此可分为土壤物理退化、土壤化学退化、土壤生物退化，土壤荒漠化是土壤退化的终极形式。土壤退化的原因非常复杂，有些完全是由于人类不合理利用所引起的，大部分是人类活动与自然条件综合作用的结果，主要以土壤侵蚀的形式致使土壤退化。①土壤物理退化：土壤物理退化主要有土层变薄、土壤沙化或砾石化、土壤板结紧实等，前三者主要是由土壤侵蚀引起的，而土壤板结紧实主要是耕作栽培措施不当所致，特别是随着农业机械化的提高，机械作业导致土壤压板也越来越严重。
土壤侵蚀也称水土流失，是指表层土壤或成土母质在水、风、重力等力量的作用下，发生各种形式的剥  土壤退化蚀、搬运和再堆积的现象。可见土壤侵蚀包括水力、风力、重力和冻融等类型。
水力侵蚀是指由于地表水的径流，导致土壤随水流走的现象，是最普遍、最广泛、最严重的一种土壤侵蚀，所以一般将土壤侵蚀视为水土流失。气候、地形、地貌等，降雨强度、降雨量、地形的坡度、地表覆盖状况等是影响土壤侵蚀的主要因素。中国是一个多山的国家，山地和丘陵占国土面积的1/3，中国也是一个季风气候的国家，一半以上的降雨集中在夏秋季节，多以暴雨的形式出现，这就为土壤侵蚀创造了基本条件。一般说来，降雨多、强度大、坡度陡、土质松、植被稀少时，水土流失就非常容易发生。中国是农业古国，农耕历史悠久，加上不断战乱和历代的大兴土木，使开发较早的中原邻近地区树尽林光，水土流失非常严重。[1]
泾渭分明这一成语的产生，就是华北地区历史上水土流失的真实写照。20世纪以来，随着人口的急剧增长，对农产品数量的要求越来越大，掠夺性经营，滥砍滥伐，自然植被遭受了严重的破坏，加剧了水土流失。目前，中国水土流失总的情况是点上治理、面上发展、治理赶不上破坏。全国水土流失面积在150万km2以上，约占总面积的1/6。以黄土高原地区最为严重，流失面积约43万km2，其中严重地区约28万km2，是黄河泥沙的主要来源。长江上游的西藏、青海、甘肃、陕西、四川、云南、贵州、湖北8个省区水土流失面积达到35万km2，其中30%多的面积水土流失相当严重。专家发出警告：如果不保护长江中上游环境，长江很快就会变成另一条黄河。
风力侵蚀是指风将表层土壤吹走的现象，一般当风速>4~5米/秒时，就会产生风力侵蚀的现象，当风速达8米/秒时，风力侵蚀就很严重。风力侵蚀的结果往往导致表层土壤沙化或砾石化，最终成为沙漠。中国土壤沙漠化面积很大，每年约有400万亩农田和草场成为沙漠，主要分布在西北、华北北部和东北西部的干旱和半干旱地区，主要是由于干旱少水的气候和草原垦殖及过牧引起的。专家预测：如果继续保持中国现有的土地利用方式，土壤沙漠化将以平均每年3.5%的速度递增，中国土壤沙漠化的形势非常严峻。重力侵蚀是指在重力的作用下，土体发生位置移动的现象，常常形成滑坡和泥石流等灾难。冻融侵蚀是指由于结冰和融化，使土体松散，并发生位移的现象。
②土壤化学退化：土壤化学退化包括土壤有效养分含量降低、养分不平衡、可溶性盐份含量过高、土壤酸化碱化等。长期单一的耕作种植制度，不仅过度消耗某些养分，造成土壤养分不平衡；而且有害有毒的物  土壤退化质增加，直接影响作物的生长。[1]
过度依赖化学肥料，加上不合理的施用化学肥料，特别是单一地施用氮磷化肥，不仅不会提高作物产量，而且还会降低品质，还容易造成土壤养分不平衡，养分流失也会加剧，对水体等环境造成危害。中国上世纪六十年代每公斤氮一般增产小麦10～15公斤、水稻15～20公斤、玉米20～30公斤、皮棉3公斤，到了八十年代每公斤氮素只增产小麦10公斤、水稻9公斤、玉米13公斤、皮棉1公斤。
主要是由于土壤氮磷不平衡，因此，九十年代前后施用磷肥的效果格外显著，但不久又出现大面积缺钾，钾肥效果越来越好，特别是高产农田，钾肥已经成为不可缺少的肥料，微量元素肥料也有很好的效果。
长期施用生理酸性化学肥料会导致土壤酸化，相反，长期施用生理碱性肥料会提高土壤碱度。保护地长期大量施用肥料，还会导致土壤盐份增加，产生盐类浓度障碍。不合理灌溉也会提高地下水位，引起土壤次生盐渍化。
③土壤生物退化：土壤生物退化主要指土壤微生物多样性减少、有害生物增加、生物过程紊乱等。不同于土壤生物污染是由于人为地引入外来物种或基因，土壤生物退化主要是由于不科学的农业耕作措施，如单一的耕作制度、过度依赖化学肥料、大量施用农药等，导致土壤生物数量减少，群落结构改变，有害生物数量增加，而有益生物数量减少。西瓜、大豆等连作障碍就是最好的例子。[1]
现状
全球土壤退化概况

研究进展
自1971年FAO提出土壤退化问题并出版“土壤退化”专著以来，土壤退化问题日益受到人们的关注。第一次与土地退化有关的全球性会议——联合国土地荒漠化(desertification）会议于1977在肯尼亚内罗毕召开。联合国环境署（UNEP）又分别于1990年和1992年资助了Oldeman等开展全球土壤退化评价（GLASOD）、编制全球土壤退化图和干旱土地的土地退化（即荒漠化）评估的项目计划。1993年FAO等又召开国际土壤退化会议，决定开展热带亚热带地区国家级土壤退化和SOTER（土壤和地体数字化数据库）试点研究。在1994年墨西哥第15届国际土壤学大会上，土壤退化，尤其是热带亚热带的土壤退化问题倍受与会者的重视，不少科学家指出，今后20年热带亚热带将有1/3耕地沦为荒地，117个国家粮食将大幅度减产，呼吁加强土壤退化及土地退化恢复重建研究，并在土壤退化的概念、退化动态数据库、退化指标及评价模型与地理信息系统、退化的遥感与定位动态监测和模拟建模及预测、土壤复退性能研究、退化系统恢复重建的专家决策系统等研究方面有了新的发展。国际水土保持学会也于1997在加拿大多伦多组织召开了以流域为基  相关书籍础的生态系统管理的全球挑战国际研讨会，从生态系统、流域的角度探讨土壤侵蚀等土壤退化等问题。而且，国际土壤联合会于1996年和1999年分别在土耳其和泰国举行了直接以土地退化为主题的第一届和第二届国际土地退化会议，并在第一届会议上决定成立了土壤退化研究工作组专门研究土壤退化，在第二届会议上则对土壤退化问题更为重视，并有学者倡议将土壤退化研究提高到退化科学的高度来认识，并决定于2001年在巴西召开第三届国际土壤退化会议。同时，在亚洲，由UNDP和FAO支持的“亚洲湿润热带土壤保持网(ASOCON）”和“亚洲问题土壤网”也在亚太土地退化评估与控制方面开展了大量的卓有成效的研究工作。总的说来，国际上土壤退化研究在以下方面取得了重要进展：[1]
①从土壤退化的内在动因和外部影响因子（包括自然和社会经济因素）的综合角度，研究土壤退化的评价指标及分级标准与评价方法体系；
②从土壤的物理、化学和生物学过程及其相互作用入手，研究土壤退化的过程与本质及机理；
③从历史的角度出发，结合定位动态监测，研究各类土壤退化的演变过程及发展趋向和速率，并对其进行模拟和预测；
④侧重人类活动（特别是土地利用方式和土壤经营管理措施）对土壤退化和土壤质量影响的研究，并将土壤退化的理论研究与退化土壤的治理和开发相结合，进行土地更新技术和土壤生态功能保护的试验示范和推广；
⑤注重传统技术（野外调查、田间试验、盆栽试验、实验室分析测试、定位观测试验等）与高新技术（遥感、地理信息系统、地面定位系统、模拟仿真、专家系统等）的结合；
⑥从社会经济学角度研究土壤退化对土壤质量及其生产力的影响。[1]
中国研究
中国土壤学研究工作在过去几十年主要集中在土壤发生、分类和制图（特别是土壤资源清查）；土壤基本物理、化学和生物学性质（特别是土壤肥力性状）；土壤资源开发利用与改良（特别是土壤培肥，盐渍土和红壤的改良等）等方面。这些工作虽然在广义上与土壤退化科学密切相关，但直接以土壤退化为主题的  土壤干旱检测研究工作主要集中在最近10多年，其中又以热带亚热带土壤退化研究工作较为系统和深入，并在80年代参与了热带亚热带土壤退化图的编制，完成了海南岛1∶100万SOTER图的编制工作。90年代以来，中国科学院南京土壤研究所结合承担国家“八五”科技攻关专题“南方红壤退化机制及防治措施研究”和国家自然科学基金重点项目“中国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究”任务，将宏观调研与田间定位动态观测和实验室模拟试验相结合，将遥感、地理信息系统等高新技术与传统技术相结合，将自然与社会经济因素相结合，将时间演变与空间分布研究相结合，将退化机理与调控对策研究相结合，对南方红壤丘陵区土壤退化的基本过程、作用机理及调控对策进行了有益的探索，并在以下方面取得了重要进展：
①初步定义了土壤退化的概念，阐明了红壤退化的基本过程、机制、特点。②在土壤侵蚀方面，利用遥感资料和地理信息系统技术编制了东部红壤区1∶400万90年代土壤侵蚀图与叠加类型图及典型地区70、80、90年代叠加土壤侵蚀图，并在土壤侵蚀图、土地利用图、土壤母质图等基础上，编制了1∶400万土壤侵蚀退化分区概图；对南方主要类型土壤可蚀性K值进行了田间测定，并利用全国第二次土壤普查数据和校正的Wischmeier方程，计算中国南方主要类型土壤可蚀性K，编制了相关图件。
③在肥力退化机理方面，建立了南方红壤区土壤肥力数据库，初步提出了肥力退化评价指标体系，进行了土壤肥力退化评价的尝试，并绘制了红壤退化评价有关图件；将养分平衡与土壤养分退化研究相结合总结了中国南方农田养分平衡10年变化规律及其与土壤肥力退化的关系，认为土壤侵蚀、酸化养分淋失等造成的养分赤字循环及养分的不平衡是土壤养分退化的根本原因；应用遥感手段及历史资料，编制了0～20cm及0～100cm土层的土壤有机碳密度图，探讨了红壤有机碳库的消长与转化及腐殖质组成性质的变化规律；提出了磷素固定是红壤磷素退化的主要原因，磷素有效性衰减的实质是磷素的双核化和向固相的扩散，解决了红壤磷素退化的实质问题。④在土壤酸化方面，研究了红壤的酸化特点，根据土壤的酸缓冲性能，建立了土壤酸敏感性分级标准，进行了红壤酸敏感性分级和分区，首次绘制了有关地区土壤酸敏感性分区概图；采用MAGIC模型，并进行校正对中国红壤酸化进行预测，揭示红壤酸度的时空变化规律；并在作物耐铝快速评估方面取得了重要进展。
⑤在土壤污染方面，利用多参数对重金属的土壤污染进行了综合评估，建立了综合污染指数(CPI）值的计算方法，对不同地区的污染状况进行了评估，绘制了重金属污染概图；应用农药在土壤中的吸附系数(Kd）和半衰期(t1/2）及基质迁移模式，阐明了土壤农药污染的机理；在重金属污染对土壤肥力的影响方面的研究结果表明，重金属污染可降低土壤对钾的保持能力，促进钾的淋失；而对氮和磷而言，主要是降低与其催化降解和循环相关的酶的活性。[1]
⑥红壤退化防治方面，提出了区域治理调控对策，“顶林—腰果—谷农—塘鱼”等立体种养模式等，并对一些开发模式进行示范和评价。
然而，中国幅员辽阔，自然和社会经济条件复杂多样，地区间差异明显。各类型区在农业和农村发展过程中均不同程度地面临着各种资源环境退化问题，有些问题是全区共存的，有些则是特定类型区所特有的。过去的工作仅集中于江南红壤丘陵区，而对其它地区触及较少。而且，在研究工作中，也往往偏重于单项指标及单个过程的研究。土壤退化综合评价指标体系的研究基本处于空白，对退化过程的相互作用研究不够。同时，在合理选择碱性物质改良剂种类、提高经济效益以及长期施用改良剂对土壤物理、化学，特别是生物学性质的影响等方面还有许多问题有待进一步研究，对耐酸（铝）作物品种的选择研究也亟待加强。此外，对其它土壤退化问题，如集约化农业和乡镇企业及矿产开发引起的土壤及水体污染、土壤生物多样性衰减等问题，尚未开展系统研究。[1]
研究方向
土壤退化是一个非常综合和复杂的、具有时间上的动态性和空间上的各异性以及高度非线性特征的过程。土壤退化科学涉及很多研究领域，不仅涉及到土壤学、农学、生态学及环境科学，而且也与社会科学和经济学及相关方针政策密切相关。然而，迄今为止，国内外的大多数研究工作偏重于对特定区域或特定土壤类型的某些土壤性状在空间上的变化或退化的评价，而很少涉及不同退化类型在时间序列上的变化。而且，在土壤退化评价方法论及评价指标体系定量化、动态化、综合性和实用性以及尺度转换等方面的研究工作大多处于探索阶段。
中国土壤退化研究虽然在某些方面取得了一定的、有特色的进展，但整体上还处于起步阶段。为此，作者认为，今后中国土壤退化的研究工作应从更广和更深的层次上系统综合地开展土壤退化的综合评价与主要退化类型农业生态系统的重建和恢复研究，并逐步向土地退化或环境退化方向拓展。具体来说，应加强以下几个方面的研究工作：⑴土壤与土地退化指标评价体系研究。主要包括用于评价不同土壤及土地退化类型的单项和综合评价指标、分级标准、阈值和弹性，定量化的和综合的评价方法与评价模型等；
⑵土壤退化的监测与预警系统研究。主要包括建立土壤退化监测研究网络，对重点区域和国家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的类型、范围及退化程度进行监测和评价，并进行分类区划，为退化土地整治提供依据；
⑶土壤与土地退化过程、机理及影响因素研究。重点研究几种主要退化形式（如土壤侵蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤污染及土壤盐渍化等）的发生条件、过程、影响因子（包括自然的和社会经济的）及其相互作用机理；
⑷土壤与土地退化动态监测与动态数据库及其管理信息系统的研究。主要包括土壤退化监测网点或基准点（Benchmarksites）的选建、3S(GIS、GPS、RS）技术和信息网络及尺度转换等现代技术和手段的应用与发展、土壤退化属性数据库和GIS图件及其动态更新、土壤退化趋向的模拟预测与预警等方面的工作；
⑸土壤退化与全球变化关系研究。主要包括土壤退化与水体富营养化、地下水污染、温室气体释放等；
⑹退化土壤生态系统的恢复与重建研究。主要包括运用生态经济学原理及专家系统等技术，研究和开发适用于不同土壤退化类型区的、以持续农业为目标的土壤和环境综合整治决策支持系统与优化模式，主要退化生态系统类型土壤质量恢复重建的关键技术及其集成运用的试验示范研究等方面的工作，为土壤退化防治提供决策咨询和示范样板；
⑺加强土壤退化对生产力的影响及其经济分析研究，协助政府制定有利于持续土地利用，防治土壤退化的政策。
防治办法
尽管土壤是可再生利用的自然资源，并且具有自我恢复或修复污染的能力，但过度利用或遭受污染，不仅  防护林带恢复和治理的难度非常大，而且需要比较长的时间。因此，土壤污染和土壤退化的防治必须以防为主，治为辅，综合治理。防治土壤退化是一个系统工程，除了科学施肥与灌溉、合理耕作栽培，尤其是推广应用粮草轮作、水旱轮作、保护性耕作，重点在防治土壤水蚀和土壤风蚀。①水土流失的治理：水土流失是综合因素作用的结果，所以必须综合治理，建立健全的法律，提高全民意识；全面规划，统筹安排；恢复植被与发展经济相结合。中国目前推广的小流域综合治理技术，有效地阻止了局部地区的水土流失，并使当地农民脱贫至富。具体说来，治理水土流失的方法有生物措施和工程措施两种。生物措施包括植树造林、种草护坡、覆盖地表、等高种植、免耕、少耕、间作套种等耕作技术，其目的都在于减少雨滴对地面的直接打击，提高地表的渗水能力，从而减少地表径流量，避免土壤侵蚀。
修筑梯田是最常用而有效的防治水土流失的工程措施，规模不一的层层拦洪坝也起到拦洪蓄水，存留肥沃表土的目的。二者应该有机结合起来，工程措施是基础，但只有通过生物措施才能永久地治理水土流失。
②土壤沙漠化的防治：防治土壤沙漠化应遵循因地制宜的原则，宜林的种树，宜草的放牧，宜耕的种植作物。充分利用降雨，推广抗旱保墒和节水灌溉技术。建立防护林带（网），降低风速，改善小气候。中国建设多年的三北防护林在阻止土壤沙漠化上起了非常重要的作用，国家和个人应该继续努力，持之以恒，阻止和延缓土壤沙漠化。[1]
结语
保护地土壤退化是一个渐进的过程，退化诱因涉及到施肥、灌溉、耕作方式、植物保护等诸多因素，因而解决这一问题是一项系统工程。只有持续的采取综合防治措施才能取得好的成效。但纵观引发保护地土壤退化的各因素，以科学施肥、灌溉和合理安排茬口最为重要，应引起特别重视。 为避免保护地土壤退化带来的困扰，今后保护地蔬菜、水果生产应向无土化栽培方向发展。 保护地土壤退化还表现在各种化学农药的大量施用所带来的土壤污染方面，也要引起高度重视。[1]