人类生产活动对土壤生态系统的影响

　　Abstract:Soilecosystemisawholecomposedofthesoilbiologicalandnon-livingenvironment,whichinteractedthroughenergyconversionandmaterialcycle.Anditisakindofecosystemofhumaninterventioninmost.Inthispaper,thehumanfactors,includingtypes,time-series,aswellasthedifferentproductionactivitieswhichimpactonsoilecosystemwasstudied.

　　Keywords:soilecosystem,humanfactors,productionactivities

　　对于土壤生态系统，人类首要的企图是维持它的天然生物生产能力和增加它的有效肥力。在耕地上，为了生产更多的农产品，人类正在大力进行灌溉、排水、翻耕、施肥、除草以及病虫害防治等人为管理措施。这些措施是保持原来土壤生产率的有效手段，但这些做法往往利弊参半，增加的生产率以破坏土壤生态系统为代价，从而使土壤生态系统生物集群多样性的程度降低，导致土壤肥力下降、团粒结构破坏，以及减弱对病虫害的抵御能力，最终使土壤生态系统的生产力遭到彻底破坏。

　　1人为因素对土壤生态系统影响的种类

　　人类生产活动对土壤生态系统的影响可分为直接影响和间接影响。直接影响包括天然植被的破坏、土壤的耕种、灌溉、排水、化肥和有机肥的施用，病、虫、草的化学防治等作用;间接影响与工业或高能的发展、大气和水污染、人为气候变化和流域治理等有关。

　　2人类对土壤生态系统影响的时间序列

　　人类对土壤生态系统影响的时间序列分为以下两种情况：

　　①人类对土壤生态系统较新的影响在作用的强度和深度上超过了人类对土壤生态系统较老的影响，并且破坏了过去人类对土壤生态系统影响的结果，从而导致了现在土壤中只反映出人类对土壤生态系统较新影响的一面。

　　②人类对土壤生态系统较老的影响造成了强烈的、不可逆转的变化，以致人类对土壤生态系统较新的影响不能将其掩盖，使得正在变化的土壤生态系统承受了较老和较新双重影响。

　　3人类生产活动对土壤生态系统影响分述

　　人类生产活动对土壤生态系统的影响，在任何情况下，都会导致出现一些新的土壤特征和属性形态，或者以系统输出过程的变化反映出来。下面以作为土壤生物能源的有机质数量与土壤生物数量的变化，以及土壤环境的变化为核心，就翻耕、施肥、灌排、施用农药等对土壤生态系统的影响予以介绍。

　　3.1耕垦对土壤生态系统的影响

　　土壤腐殖质是地球表面太阳能的主要累积器，亦是保证生物圈生态稳定的土壤生产力的保护者。人类开始农业耕作以来，强烈地改变了土壤生态系统的生物物质循环、土壤的水热状况等，其结果使系统中的腐殖类物质迅速下降，系统调节能力减弱，系统结构缺损和功能衰退，进而对以土壤腐殖质作为能源的土壤动物和微生物产生影响。

　　据相关资料表明，在最近1万年的农业文明中，人为影响土壤损失有机碳总量为3.13×1012t，占原始贮量的15.8%。在最近50年内人类对土壤的影响，导致全球土壤腐殖质的损失量比1万年农业文明以来平均腐殖质损失量高约24.3倍。如果不加以遏制，地球上土壤腐殖质的损失可以酿成生态危机。

　　我国东北黑土区，土壤有机质含量已由开垦初期的8-10%，下降到1.0—5.0%。由此统计，土壤耕垦10年后，腐殖质含量减少了31%，耕垦50年后，减少了55%。全氮、全磷的含量也相应由0.35—0.40%和0.18—0.20%下降到0.15—0.20%及0.10—0.12%。

　　坚实与硬化，是土壤在机械耕作及侵蚀影响下，结构劣化、孔隙降低的过程。我国太湖地区曾因推行三熟制，几乎使50%的水稻土出现紧实与粘闭现象，东北黑土在大型机械作业下出现压实现象，热带亚热带地区红壤，在不良耕作与侵蚀的影响下，出现了脱硅与铁结核化。

　　亦有资料表明，耕垦将明显降低土壤中氨基酸的相对含量。施书莲等研究了耕垦对砖红壤和黑土的氮素形态分布和氨基酸组成的影响，结果表明，耕垦导致土壤中氨基酸态氮，N-苯氧基氨基酸氮和非α-氨基酸态氮含量下降，但土壤中非水解性氮仍有一定的有效性。

　　3.2施肥对土壤生态系统的影响

　　化肥对土壤生态系统的间接影响，主要是促进有机质矿化，加速土壤有机质的消耗，进而影响土壤动物和微生物的数量与种类。同时对土壤某些物理性质，如土壤结构、持水性、耕性等产生影响。长期大量施用化肥，还可引起土壤pH值的某些变化，导致一定程度的酸化或碱化，尤其是连年施用单一品种化肥时，在短期内即可出现酸化现象。

　　在洛桑试验站的肥料试验中,向旱田连年施用了化肥和有机肥,结果使土壤有机质含量和土壤生物数量产生了显著的差异。维持高有机质含量的厩肥区，土壤生物的数量及有机质的含量明显地高于无肥区和化肥区。

　　3.3灌溉与排水对土壤生态系统的影响

　　灌溉是提高旱地土壤生态系统生产力的有效措施，人类灌溉的初衷是改良土壤，增加作物产量。但是，不适当的灌溉，如灌区进水多，排水少，大水漫灌，渠道渗漏，大量多余水分进入灌区地下，导致地下水位上升，引起系统次生盐渍化发展，造成作物“生理干旱”。

　　目前，全世界的灌溉面积已达2.0×108ha，约占地球陆地的1.5%。而受次生盐渍化影响的就占灌溉面积的50%。由于强烈的盐渍化，每年有高达1.0×106ha的灌溉地丧失生产能力。我国是世界上灌溉面积最大的国家，为7.4×107ha，灌溉地与国土比为7.73%。

　　黄河三角洲地区由于不合理的灌溉引起土壤生态系统的水盐运动失去平衡，盐分向表层聚积，导致了严重的次生盐渍化，土壤有效含水量由31.1%下降到13.4%，供肥能力也随之下降，土壤生态系统趋于恶化。

　　3.4农药对土壤生态系统的影响

　　农田中施入农药，对土壤生态系统中生物群落及种群会产生重大影响。该影响可分为直接影响和间接影响二种，直接影响有：①改变土壤生物群落的组成;②改变土壤生物种群的组成;③降低土壤生态系统的生物多样性;④增加土壤生态系统一级营养水平生物的生物量，减少二级(甚至三级)营养水平生物的生物量。间接影响有：①杀虫剂的应用间接影响其它非靶标动物;②杀虫剂的应用间接影响植物;③杀虫剂的应用间接影响微生物;④除草剂的应用间接影响动物;⑤除草剂的应用间接影响其它植物;⑥杀菌剂的应用间接或直接影响动物。目前我国受农药污染的土地高达l.3×107ha，对土壤生态系统生产力、人类健康及环境均产生了严重的影响。

　　3.5植被破坏对土壤生态系统的影响

　　上述人为诱发土壤脱腐殖化和盐渍化等过程对土壤生态系统的危害还不是最严重的，最为严重的是由于植被破坏所造成的对坡地土壤生态系统的破坏，这种破坏常常是毁灭性的。

　　3.5.1直接毁灭土壤生态系统：植被破坏造成水土流失是直接毁坏土壤生态系统的根本因素，全国每年流失土壤5.0×1010t，相当于毁坏1.0×106ha土地。

　　3.5.2土壤生态系统逆向发育：土壤侵蚀导致土体构型劣化，由原来的A、B、C层和谐排列的完整剖面，演变成没有A、B层的母质性土壤，甚至岩性土，使土壤生态系统逆向演替，返回到原始的矿物质状态。

　　3.5.3恶化土壤生态环境，降低土壤肥力：植被破坏后，随着水蚀和风蚀的加剧，土壤肥力迅速下降，土壤的水热状况变劣，逐渐失去生长植物和保蓄水分的能力。最终使土壤生态环境长期处于恶化状态而难以逆转。我国每年流失土壤中所含N、P、K营养元素就达4.0×1010kg。黑龙江省因水土流失每年损失粮食1.0×109~1.25×109kg。西北黄土高原失去A层和A+B层的土壤达90%以上，丰产年景每1ha产量不超过750kg。

　　3.6土壤生态系统的非农业占用

　　土壤生态系统的非农业占用，直接毁灭土壤生态系统。据统计，1957~1977年，我国每年的耕地平均占用量为1.5×104ha，1977~1981年，每年为9.3×105ha，现在每年仍在4.7×105ha左右。土壤生态系统的生产力可以提高，但土壤资源是有限的，土地一旦被占用，就完全丧失了生产能力。

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