土壤的概念篇1

关键词：森林生态系统；水源涵养；功能表现

【分类号】：X32

随着水资源需求量的不断增加以及水环境的急剧恶化，水资源紧缺已成为世人所共同关注的全球性问题。由于森林生态系统是清洁水源的发祥地，因而其涵养水源的功能尤其受到人们的重视。自20世纪初森林与水的关系研究开始以来，森林的水源涵养功能一直是生态学与水文学研究的重点内容，而且发表了大量研究成果。为了客观认识与正确评价森林生态系统的水源涵养功能，本文探讨了森林水源涵养功能的概念，并分析了其主要表现形式，旨在为我国的森林水源涵养功能评价研究提供参考。

1森林水源涵养功能的概念

森林的水源涵养功能是一个动态发展中的概念，其内涵随着人们对森林与水关系认识的不断深入而变化。19世纪末20世纪初，森林水文学的研究主要集中在以流域（或集水区）为单元研究森林对河川径流的影响上），到了20世纪60、70年代，森林的生态水文过程研究开始受到重视，林冠截留、枯枝落叶层截持、土壤水分入渗与贮存以及林地蒸发散等水文过程逐渐为人们所认识。因此，在研究的早期，水源涵养功能主要是指森林对河水流量（增或减）的影响；后来，森林的拦蓄降水功能逐渐受到重视，而目前的森林水源涵养功能研究包括多项内容，比如森林对降水的影响、森林蒸发散、森林对径流的影响和森林对水质的影响等。当前的水源涵养功能概念更加综合化，它不仅关注森林生态系统内的水文过程，同时也关注于多个水文过程所产生的综合效应。因此，可以用水源涵养功能的狭义概念和广义概念进行区分，即狭义的水源涵养功能是指“森林拦蓄降水或调节河川径流量的功能”，而广义的水源涵养功能是指“森林生态系统内多个水文过程及其水文效应的综合表现”。

2森林水源涵养功能的主要表现形式

水源涵养功能主要表现形式为：截留降水、涵蓄土壤水分、补充地下水、抑制蒸发、凋节河川流量、缓和地表径流、改善水质和调节水温变化等。

2.1蓄水功能

由于森林生态系统的特殊性质，森林土壤像海绵体一样，吸收林内降水并很好地加以蓄存，在陆地生态系

统中具有最大的水源涵养能力，被誉为“绿色水库”。森林通过截留、吸收和下渗对降水进行时空再分配，减少无效水，增加有效水。研究表明，森林土壤根系空间达lm深时，lhm2森林可贮存水200～2000m3，比无林地能多蓄水300m3。

2.2调节径流

森林对河川径流的形成起着重要的影响作用，它能降低地表融雪水和雨水的径流量，并使其渗入地下，变为地下径流，从而可降低洪峰高度，提高平水期的水位，防止水库被土壤水蚀产物淤塞。

2.3削洪抗旱功能

森林在洪水季节通过降水截留，森林的蒸腾、蒸发，森林土壤的水分渗透，延长融雪时间，减少地表径流等起到蓄水防涝的作用。在干旱季节则可以供水抗旱。

2.4净化水质的作用

森林对水质有良好的净化作用。我国热带森林尖峰岭实验站长期观测结果表明，热带原始森林流域集水径流水质检出均值为最优质的源水，其次为天然更新山地杉木幼林流域、天然更新山地雨林流域，森林对水质净化能力非常强。

水源涵养功能通常可以通过以下指标的测定而获得：

（1）林冠截留量。通过林内穿透雨测定装置测定并计算林冠截留量。

（2）树干径流量：，通过树干径流测定装置测定并计算树干径流量。

（3）林下植物层持水量。采用浸泡法测定林下植物层最大持水量。

（4）枯枝落叶层持水量。采用浸泡法测定枯枝落叶层最大持水量。

（5）土壤持水量。采用土壤水分测定仪（TDR）测定土壤持水量。

森林对水质的净化则可根据径流小区的泥沙数据进行推算，森林的水源调节效能的经济评价主要取决于两个因素：①集水地区径流的增长状况（与无林地相比）；②水源的经济价值。

3结论

森林是自然界中重要的可再生资源，它能调节气候、涵养水源、净化空气等，有效地改善生态环境。随着当前水资源缺乏以及各种污染引起的水质下降，解决水资源问题已成为人类面临的重要任务，森林与水之间的关系也成为当今社会关注的热点。

土壤的概念篇2

关键词：流域水循环水文分布式模型WEP

一、分布式流域水循环模拟的意义与作用地球环境变化和人类活动的影响改变了水的自然循环规律,加剧了我国水资源的供需矛盾，许多地区出现了水环境与水生态恶化的严重局势。地表水、地下水及人工侧支循环水等各类水资源转化频繁，狭义的水资源概念与传统的水资源评价方法已显不适。

20世纪80年代中期以来，随着计算机技术、地理信息系统和遥感技术的发展，从水循环过程的物理机制入手并考虑水文变量的空间变异性问题，即分布式流域水文（水循环）模型或称“白箱”模型的研究在国内外受到广泛重视，涌现出许多分布式或半分布式模型,如SHE模型、IHDM模型及TOPMODEL模型等（参见文献1）。另外，全球大循环（GCM）研究对陆地地表过程模拟提出了越来越高的要求，土壤-植物-大气连续体（SPAC）研究受到重视，出现了各类SVATS（土壤-植物-大气通量交换方案）模型，从另一方面加强了水循环的研究。本文使用“流域水循环模拟”而不是“流域水文模拟”，意在强调需要将流域水循环系统的所有要素过程联系起来研究而不仅仅是产汇流模拟。

分布式流域水循环模拟能够回答水在时空间上如何移动和转化、什么样的工程与管理措施才能减少无效耗水以及人与生态如何分水等问题，而且其模型参数具有物理意义、可根据测量和下垫面条件进行推算。因此，基于物理机制的分布式流域水循环模型的研究与开发具有重要意义，在以下几个方面具有不可替代的作用：（1）预测未来环境变化下的流域水资源演变趋势，（2）分析人类活动的影响与各类对策的效果，（3）借助各类遥测技术在缺乏地面观测资料流域进行水文分析与预测，（4）为流域水资源评价与配置、洪水预报调度、水环境评价、水土流失监督治理及水生态环境分析等各专业应用提供强力支持。

二、WEP模型的开发与验证本文作者从1995年起从事分布式流域水循环模拟研究，开发了网格分布式流域水循环模型WEP(WaterandEnergytransferProcess)模型（参见文献2至4）。该模型以长方形或正方形网格为计算单元，便于使用GIS和卫星遥感数据，并具有物理概念强、计算精度高和速度快等特点，已在日本谷田川等多个流域得到验证，正在日本战略性创造研究推进事业项目(CREST)“都市生态圈、大气圈和水圈中的水量能量交换”课题中使用，并正在我国的几个流域进行验证中。WEP模型2002年10月获日本国著作权登录，并可从互联网上下载，详见。虽然WEP模型还包括水质模拟模块，受篇幅所限，这里仅就WEP模型的水循环模拟部分的开发与验证情况做简要介绍。

1．1WEP模型的开发为提高计算效率，WEP模型对非饱和土壤水运动的模拟采取了比SHE模型简化的算法，但强化了对植物生态耗水与热输送过程的模拟，对水热输送各过程的描述大都是基于物理概念。

（1）模型结构。各网格单元的铅直方向结构如图-1（a）所示。从上到下包括植被或建筑物截留层、地表洼地储留层、土壤表层、过渡带层、浅层地下水层和深层地下水层等。状态变量包括植被截留量、洼地储留量、土壤含水率、地表温度、过渡带层储水量、地下水位及河道水位等。主要参数包括植被最大截留深、土壤渗透系数、土壤水分吸力特征曲线参数、地下水透水系数和产水系数、河床的透水系数及坡面和河道的糙率等。为考虑网格内土地利用的不均匀性，采用了“马赛克”法即把网格内的土地归成数类，分别计算各类土地类型的地表面水热通量，取其面积平均值为网格单元的地表面水热通量。土地利用首先分为水域、裸地－植被域、不透水域三大类。裸地－植被域又分为裸地、草地与耕地、树木3类、不透水域分为都市地表面与都市建筑物。另外，为反映表层土壤的含水率随深度的变化和便于描述土壤蒸发、草或作物根系吸水和树木根系吸水，将裸地－植被域的表层土壤分割成3层。

（a）

（b）

图-1WEP模型的结构：（a）网格单元内的铅直方向结构，（b）平面结构

WEP模型的平面结构如图-1(b)所示。首先，为追迹计算坡面径流，根据流域数字高程（DEM）及数字化实际河道等，设定网格单元的汇流方向（落水线）。然后，将坡面径流沿着落水线用1维运动波法由流域的最上游端追迹计算至最下游端。关于各支流及干流的河道汇流计算，视有无下游边界条件采用1维运动波法或动力波法由上游端至下游端追迹计算。地下水流动采用多层模型进行数值解析，并考虑其与地表水、土壤水及河道水的水量交换。

(2)水循环过程的模拟。蒸发蒸腾包括植被截留蒸发、土壤蒸发、水面蒸发和植被蒸腾等。WEP模型按照土壤-植被-大气通量交换方法(SVATS)、采用Penman-Monteith公式详细计算了蒸发蒸腾。由于蒸发蒸腾过程和能量交换过程客观上融为一体，地表附近的辐射、潜热、显热、热传导及地表温度的计算不可缺少。为减轻计算负担，热传导及地表温度的计算采用了强制复原法(FRM)。GREEN-AMPT入渗模型物理概念明确，所用参数可由土壤物理特性推出，并已得到大量应用验证，因此，WEP模型采用GREEN-AMPT铅直一维入渗模型模拟降雨入渗及超渗坡面径流。GREEN-AMPT模型仅适用于降雨入渗过程。而非降雨期的表层土壤(通常是非饱和状态)水分量的再分配将影响到降雨入渗时的初期水分量、土壤和植被的蒸发蒸腾和对浅层地下水的补给等，为减轻计算负担，WEP模型将表层土壤分成数层，按照非饱和状态的达西定律和连续方程进行计算。在山地丘陵等地形起伏地区，同时考虑坡向壤中径流及土壤渗透系数的各向变异性。地下水流动采用多层模型进行数值解析。浅层地下水运动按照BOUSINESSQ方程进行二维数值计算，源项包括表层土壤的降雨补给、地下水取水、深层渗漏及地下水溢出(或来自河流的补给)等。在河流下部及周围，河流水和地下水的相互补给量根据其水位差与河床材料的特性等按达西定律计算。为考虑包气带层过厚可能造成的地下水补给滞后问题，在表层土壤与浅层地下水之间设一过渡层，用储流函数法处理。另外，WEP还考虑了雨水人工储留渗透设施的模拟、防灾调节池的计算及水田的模型化等。

2．2WEP模型的验证

WEP模型先后在日本东京的多摩川中部流域（578km2）、千叶县海老川流域（27km2）及茨城县谷田川流域（166km2）得到验证和应用。其中，海老川流域是高度都市化的流域，谷田川流域是农地与人工林地为主的自然流域，多摩川中部流域是半都市化半自然的流域。WEP模型的模拟结果示例见图－2至4。可以看出，WEP模型不仅对流量，而且对地下水位及土壤水分等均有良好的模拟结果。验证后的WEP模型曾用来分析都市化对东京都水热收支及水热通量的空间分布的影响，评价雨水人工储留渗透设施和防灾调节池对流域水循环的改善作用，研究水田的维持河川枯水流量及滞洪效果等（参见文献2至4）。

WEP模型具有较高的计算效率。以谷田川流域的计算为例，共有16661个计算网格单元，计算时段步长采用1小时，在CPU为1.4GHZ的微机上，一年的计算时间约为3小时。

图－2WEP模型的流量模拟结果示例（谷田川流域）

图－3WEP模型的地下水位模拟结果示例（海老川流域）

图－4WEP模型的土壤水分模拟结果示例（海老川流域）

三、分布式流域水循环模拟面临的难题与对策分布式流域水循环模拟在我国推广应用所面临的主要难题有：（1）水文变量及参数的空间变异性与尺度问题。我国流域尺度大、人类活动影响深。可根据流域不同地区的地形地貌特点，分区选取不同的计算网格步长，然后根据网格内土壤等参数的概率分布规律考虑其空间变异性对产汇流的影响。（2）水循环的动力学机制的描述和计算量大之间的矛盾。水循环的许多过程如降雨时的入渗和地表径流过程变化快，描述这些过程常需要日以下的时间步长。如果所有过程所有时期均采用很短的时间步长，计算量将很大。因此，采用变时间步长，即针对不同过程及同一过程的不同时期采用不同的时间步长，将是缓解矛盾的对策之一。（3）下包气带过厚滞后了降雨对浅层地下水的补给问题。我国许多地区特别是干旱半干旱地区的浅层地下水位往往很深，和地表之间存在很厚的包气带，滞后了降雨对浅层地下水的补给。可通过典型调查和观测，采取滞后曲线法、储留函数法等方法来解决。（4）资料收集难与数据不足问题。分布式水循环模拟需要大量的基础数据。虽然我国的水文气象观测、地质调查与资料整编等基础工作开展较早、质量较高，但目前仍存在资料收集难与数据不足问题。

四、结束语分布式流域水循环模拟和GIS、DEM和各类遥测技术相结合，解决水资源评价、洪水预报调度、水土流失、水污染以及水生态等各种生产实际问题，近年来已成为跨学科的国际研究前沿。国际水文学会（IAHS）2002年将“观测资料缺乏流域的预测（PUBs）”提议为下一个国际水文十年研究计划。欧美国家已开发出分布式流域水循环模拟与流域水资源管理、污染物运移或土壤侵蚀流失计算等耦合的应用系统，如美国USGS的MMS系统、欧洲的SHETRAN模型等。因此，加快开发适应我国自然地理特征与气候特点的各类基于GIS的耦合式应用系统显得十分重要。此外，考虑到我国流域尺度大、人类活动影响深、环境复杂多变的实际情况，虽然传统的以率定参数为本的集总式水文模型无法客观地描述产汇流机制和预测人类活动带来的影响，但完全按数学物理方程模拟又受计算量的限制和尺度问题的困扰，因此基于物理概念和变时空步长的分布式流域水循环模型将是未来的发展方向。

参考文献[1]SinghV.P.andD.AWoolhiser,Mathematicalmodelingofwatershedhydrology，JournalofHydrologicEngineering,ASCE,Aug.，2002，Vol.7,No.4,270-292

[2]JiaYangwen,GuanghengNi,YoshihisaKawaharaandTadashiSuetsugi,DevelopmentofWEPModelandItsApplicationtoanUrbanWatershed,HydrologicalProcesses,May,2001,Vol.15,2175-2194

土壤的概念篇3

“种子和土壤”学说

1889年，英国外科医生StephenPaget就提出关于癌变发生的“种子和土壤”学说。人体与癌症的关系就如同土壤与种子的关系，种子的生长需要合适的土壤、生态环境，人体的癌细胞就像一颗种子，癌细胞的生长，也需要“土壤”和土壤周围的生态环境。对癌细胞而言，它生长的“土壤”就是人类的身体。因此，对于胃癌前病变来说，改变人体内的环境条件，使之不利于癌细胞生长，从而达到抑制癌细胞生长应该是可行的。

从“生态医学”角度理解，“土壤”（即生态环境）有三个层次：“大生态”是指自然界与人的关系状态;“小生态”指的是人体的内环境，癌之所以发生在你身上，就必然有适合生长的内环境，即“邪之所凑，其气必虚”，癌之所生，体内必然有某些薄弱环节，是癌毒侵蚀的内在依据;“微生态”是指某种疾病好发于某一脏器，癌细胞之所以会发生在该脏器的局部，一定在其局部有着某种易感因素。因此运用中医的整体理论，我们调治的重点应放在改变小生态、微生态环境，希望阻断其病理演变进程。

中医药治疗的思路

1调五脏，治脾胃，改善“小生态”

采用中医辨证，肝脾不和者疏肝以理脾胃，治疗以柴胡、黄芩、青陈皮、制香附、郁金、川楝子、延胡索、佛手、八月札、当归、白术、白芍等。火不生土者，补火以生脾土，治疗宜在黄芪、党参、白术、茯苓、甘草等健脾补气的基础上加上桂枝、干姜等温阳之品。心脾亏虚者调心和脾胃，可用归脾汤加减。肺脾气虚者补肺以壮脾气，治以黄芪、党参、百合、北沙参、白术、茯苓、白扁豆等。通过调五脏改善“小生态”环境，以改善其“土壤”。

2调升降，和气血，改善“微生态”

改善“微生态”的宗旨是调节脾胃的内环境，脾胃升降失调是导致痰、湿、瘀、毒等癌变因素积聚的重要原因，因此调节脾胃升降，改善致癌前胃内环境，如胃酸分泌减少，胃排空时间延迟，胃肠激素分泌紊乱等。改善胃黏膜血液循环，纠正病变局部的缺血、缺氧和营养代谢障碍，促进炎症吸收，以期逆转黏膜腺体的病变，促使损伤修复。具体来说，“降”法包括降气、行瘀、祛湿、通腑、泄浊等，药用枳壳、枳实、大黄、半夏、厚朴、黄芩、黄连、木香、砂仁、蔻仁、泽泻、藿香、紫苏梗等;“升”法包括补气、健脾、升清等，药用黄芪、党参、白术、茯苓、甘草、柴胡、葛根、桔梗、薄荷、荷叶等。常采用补泻兼施、寒热并用、升降相因，取其相激相成的作用机制，张仲景“半夏泻心汤”辛开苦降法是调节脾胃升降的经典方。

3消积聚，解瘀毒，针对局部

土壤的概念篇4

关键词：水土保持；概念；方案编制

中图分类号：S157文献标识码：A文章编号：

引言：

随着国家对水土保持的重视，水土保持专业技术人员需求量急剧上升，因一时不能满足社会需求，使得一部分相近专业的技术人员流动到水土保持行业从事水土保持工作。这一类专业技术人员的水土保持专业知识相对薄弱。然而这一部分人员又主要从事着水土保持工作重点之一的水土保持方案编制，因此，编制方案时会出现一些认识、理解上的问题。

1.水土保持概念的内涵

由水土保持的概念看来，要弄清水土保持的内容，还必须弄清水土流失的定义。水土流失和水土保持是两个相对的概念，虽然未在国际经典辞书上找到专门简明释意条目，但根据一些国际学术专著，它们的意义也是比较明确的：是指土壤侵蚀（包括水、风、重力、人为活动等营力）造成陆地表面水土资源和土地生产力的破坏和损失。

当然,随着人们对土壤侵蚀和水土保持的认识的不断深入,土壤侵蚀、水土保持的概念和内涵也在不断地发展演变。正如:土壤侵蚀从最初的由于水力或风力作用引起的土地表面物质的移动,逐步发展到土壤在内外营力(如水力、风力、重力、人为活动等)的作用下,被分散、剥离、搬运和沉积的过程,水土保持概念也由初期的土壤保持发展为今天的水土保持并举,从单一强调土壤侵蚀引起土地生产力退化到同时强调土壤侵蚀环境与全球生态环境的联系,如水土流失与水环境的联系,水土保持与全球气候变化的联系等,即水土保持的对象已经不再是停留在山区、丘陵区和风沙区的水土资源,而是任何在内外营力(如水力、风力、重力、人为活动等)的作用下被分散、剥离、搬运和沉积的水土资源,水土保持的内容已不只是防治水土流失,而是维护和提高土地生产力,建立良好的生态环境。

由此看来，水土保持涉及的内容除了防治水土资源的流失外，还赋予了利用水土资源、绿化美化环境等。其中，防治水土流失涉及了防治土地荒漠化、防旱保水等内容，维护和提高土地生产力涉及了植物侵蚀、化学侵蚀、慎重考虑工程措施等内容，绿化美化环境则涉及了植树造林、慎重使用复垦措施等内容。总之，水土保持已不是最初的水土流失防治，即采取措施简简单单地把水土资源固定在某一个区域。

2.问题的原因分析

2.1没有着眼于提高土地生产力

因为他们认为,用工程措施可以把土壤很好地圈定在某一空间范围,甚至于有人采用表层硬化处理。当然,这样处理后基本不会发生土壤侵蚀的现象。但他们没有考虑到这样处理后可能会增加圈定土壤的再利用难度,如再利用的时候得撬开硬化层并对其进行相应的处理等,即降低了土地生产力。正因如此,他们在方案设计中没有考虑到化学侵蚀,忽略了工程施工建设过程中使用的化学物质和生产运营过程中废弃物含有的化学物质对土壤水体的污染和土壤本身的盐碱化。还有的就是忽略植物措施对土壤的改良功能及其对荒漠化的防治功效,在方案编制中忽略植物措施,至少不对石料场、石渣场采用植物措施,加速了该区域土地石漠化、荒漠化的进程。也有人在方案编制中不是先考虑提高土地生产力方面的土地熟化,而是随意采用复垦措施,使土地越垦土质越差。相对次要一点的是,在方案中没有提及风力的扬尘等对土地沙化的影响。

从提高土地生产力、水土资源的可持续发展来看,把弃渣场设置在农田的方案也是不可取的。就算弃渣在水土保持措施处理后,能够使土地生产力提高到以前农田状况下的水平(一般情况下是不可能的),但弃渣场本身占压了肥沃的土壤,让其退化变得难以利用。据科学测算,自然风化1cm表土层需要400a时间,而风化成30cm耕作层,则至少需要12000a。但破坏这12000a才风化成的耕作层,却只需一朝一夕就完成了。这是一种资源在时间上的巨大浪费。因此,占用农田不经处理就用作弃渣处理场地处理弃渣的方案是不可取的。

2.2对绿化、美化环境认识不足

由于没有意识到绿化、美化环境，一部分人没有考虑植物措施、或是乱用植物措施、或是没有把植物措施设计到相应深度等。总的说来，是对绿化、美化环境的认识没有深入。

没有考虑植物措施的人完全没有考虑水土保持的绿化、美化这一部分内容。在方案设计中，不再乎植物措施，认为在工程措施的防护下，已经能够达到防治目标，采用植物措施纯属多余。乱用植物措施是不知道植物间的互生与对土壤肥力的竞争和只知道植物对土壤的改良、不知道一些植物在人为作用下恶化土壤理化性质、降低土壤肥力（即植物侵蚀）。他们要么是简单的进行混交造林，没有考虑主要树种与伴生树种之间的关系对各树种进行优化配置；要么乱用植物种造林，使得外来物种入侵并恶化土壤理化性质、降低土壤肥力，造成植物侵蚀。没有把植物措施设计到相应深度的人是对植物的绿化、美化作用的认识深度不够而总认为种下去就成。他们要么是随意设计，没有考虑立地条件；要么是简单设计，没有考虑混交造林；在简单的进行混交造林设计中，没有考虑造林密度对生长量的影响；当然，他们植物措施中更不会考虑到微生物对土壤理化性质的改良作用（其实，植物措施常常是和生物措施相互通用的）。

2.3仅从定义上理解，没有注意到事物的发展

水同土地资源一样，是限制农业发展的重要因素之一。中国地下水资源有限，地面水分配不均，事实上只有20%的水分布在64%的耕地上。估计到2050年，将缺水4,000亿立方米（目前设施，总共为供应5,000亿立方米，已经不敷需要），水资源方面形势严峻。早期，人们只提出了土壤保持这一概念。而今，还有很大一部分在停留在这一概念上或在这一概念上前进不大，认为只是对于水力、风力等各类因素引起的土壤侵蚀的治理。于是，他们没有注重水体的保护和利用，没有意识到化学侵蚀带来的危害。也就是说，没有水忧患与水战略的意识。当然，这些还与水体保护的具体定义有关，因为在这一方面大家还持不同的意见：如国内有人把入渗作为一种水体保护措施；但有人认为，入渗到地层深处的水体已经变得难以利用。个人认为，水资源的保持要从水资源的利用、便于利用出发，做好库存，同时进行防污染处理。

3.结语

随着人们认识的发展，土壤侵蚀与水土保持学的概念在不断完善、深化，水土保持学正在逐步演变成一个涉及物理、化学、数学、计算机、气象、水利、农业、林业、资源、环境、社会经济等的综合学科，相信今后的水土保持会更完善、更丰满。在此，希望大家在今后的方案编制工作中，不仅要基于水土保持的概念，同时也要重视水土保持的内涵与外延，与时俱进，从防治水土流失、恢复植被、环境与可持续发展等方面，同时结合资源的便于利用、混林农业、防旱、土地保育等内容，谨慎地做好水土保持方案的编制工作，编制出高质量的水土保持方案。

参考文献：

[1]中科院水利部水土保持研究所.国外对土壤侵蚀与水土保持的解释[M].

[2]青海省水保局.水土保持问答[M].

土壤的概念篇5

科学概念是需要描述与解释的。我们的学生非常想描述清楚某一样事物的特征，或者非常想说明某一样事物的规律，非常想提出某一样事物的推论，但会无从下手，甚至于自相矛盾，我们需要系统的培养学生的科学解释能力，需要形成学生的逻辑思维，让学生完整的表述自己的思想。

一堂科学课中，学生的思维主要呈现在描述、解释与推论中。学生在描述科学现象或事物特征，提出科学假想与科学猜测，分析规律原因或实验数据，进行概念归纳与概括时，能够组织起合理的科学语言，将特点、性状、现象、规律等表述完整，是需要进行整体培养的。小学科学课程标准提出：“科学课程可以丰富学生的词汇，培养他们语言的准确和精炼，提高他们表达和辩论的能力，有效地促进学生语言能力的发展。”

目前，我们的科学课程走向“概念——过程”的模式，从前概念到纵向探究，科学解释能力在整个探究过程中是核心的、融合的、循序渐进的发展。

在遵守证据法则和科学知识增长的基础上，描述、解释和推论在逻辑上具有内在的延续性。描述、解释、推论作为科学解释的方法，是科学哲学的重要内容。学生需要通过自己批判性思考，并合理地接受他人的质疑，进行科学的描述、解释与推论。

一、运用合理的句式进行描述

科学描述基于科学现实，存在于探究的各个阶段，甚至在问题提出前，以及课外探究延伸。在小学阶段的科学教学中，我们发现整个“观察和提出问题—形成假设—检验求证—得出结论—交流应用”探究过程的着重点是逐渐后移的。从三年级的动植物观察活动，到四年级《矿物与岩石》等单元，涉及到了大量的科学描述，包括一些长周期的课外观察活动。养成学生的描述能力，主要形成在三四年级阶段，

科学描述不同于其它学科的一般的描述。我们必须用句式来精确科学描述。

1、确定性句式：“……可以这样的……”，“……是这样的……”，“我通过……观察到了……，并且……”，“在……时，我发现了……”等。

我们在上《水》一课时，学生提出了很多关于水的描述，我们让学生形成的句式是“……水是这样的……”，如“水是没有形状的”、“水是没有颜色的”，最后将学生描述的各种主要特征，概括成“水是一种没有形状、没有味道、无色透明的液体。”在各种观察活动中，需要用确定性的句式逐步建立事物的特征、性状。

随着学生的成长，确定性的句式在逐渐加长。如《各种各样的岩石》中，学生的一次科学描述可能是岩石的几个特征，用到了“通过……我发现了……，通过……我发现了……”句式。到了五六年级，学生更需要思考的是发现的前提，我们要尽量让学生一次描述完整。如《电与磁》一课，“在通电线圈靠近小磁针时，我们发现了小磁针的偏转，偏转的角度较小，当通电线圈越来越接近小磁针时，小磁针的偏转角度在加大”。

2、可能性句式：“……可能是……”，“……可能属于……”等。

在科学描述中，在对活动或现象进行描述的同时，需要做出一些不确定的猜测，这需要运用一些可能性的句式描述。在《蚯蚓》一课中，学生观察到蚯蚓老是爬到饲养盒子里面，描述“蚯蚓喜欢爬到盒子里面不出来，蚯蚓可能喜欢阴暗的环境”。如《溶解》一课，学生在观察了面粉在水中的溶解状况后，提出“面粉在水中没有沉淀下来，可能是溶解了”。

运用可能性的句式，能够让学生学会建立一种观察后的逻辑推理。

3、假设性句式：“假如……就会……”，“如果……可以……”，“……就会……”等。

在学生描述时候，也有不经历科学观察活动的，直接建立在学生生活经验之上的，或者是科学活动前，进行的假想描述。这时候，采用假设性句式会比较合理。

在观察活动前，我们可以让学生来描述会发生的现象。《它们吸水吗》一课中，学生在观察木片、纸片、塑料片、铁片四种材料的吸水性实验前，就需要提出假设，我们让学生尝试着描述：“假如我们看到水滴在木片上，水滴马上消失了，就说明该木片的吸水性较强”；“假如我们看到水滴在木片上，水滴没有变化，就说明该木片的吸水性弱”。

我们培养三四年级学生运用句式描述，必须关注两个主要阶段：复述阶段，在三年级科学刚开始时候，教师需要进行确定性描述指导，一般可以老师说范句，然后学生再接着模仿说，如《我看到了什么》，教师：“我通过手的触摸，发现树皮表面是凹凸不平的而且很硬”，然后学生根据教师指导的句式，再进行“我通过……发现……”的观察描述。随着复述训练的逐渐发展，可以让学优生先描述，然后学困生再描述，先小组内描述，再进行个人描述。描述的高级阶段是概述阶段，在几个学生的描述基础上，组合主要的描述，撇去不重要的描述，就会形成比较完整的概述。如《身体的结构》一课，在师生观察描述的基础上，最后形成了人体结构的描述性概念。所以让学生进行概述时，提醒学生思考是否一个人就描述完整了。

二、抓住典型的特点组成命题

我们的认知，是起源于观察和探究的，认知从描述开始。当我们对描述内容进行一定的归纳、判断和分类，就能得出简单的解释，解释是以命题形式存在的。解释不同于描述，解释必须建立在描述的基础上。

学生在具备一定的描述能力后，需要对描述内容进行概括和归纳，在描述的基础上，抓住典型特点，组成一个重要命题。四五年级的教材，渐渐的出现了一些需要学生归纳的命题，这些命题是是我们观察探究后简单的科学解释。

命题是需要逻辑结构的。小学科学四五年级中，一般出现的是正命题，而在我们的逆向思维训练中，也会出现一些逆命题。

1、抓住典型特点或性状。

确定性的描述，让我们看到了事物的很多特点或形状，抓住一些典型的特点，就能归纳出简单的科学命题，也是我们对科学问题的解释。如《土壤中有什么》一课，是探究土壤中的主要成分。我们进行系列观察和实验后，得出一些确定性的描述：

①土壤中有捻不碎的小石子。

②土壤中有沙子。

③土壤中有草根。

④土壤中有动物遗迹。

⑤土壤中有空气。

⑥通过分层实验，发现土壤中有黏土，砂子颗粒有大小等。

⑦发现一些土壤潮湿，土壤中有水分。

⑧发现土壤中还有其它不明物质。

整合出一个概括性的描述：土壤是沙、小石子、黏土、腐殖质、水和空气等物质。

土壤是混合物。

我们可以形成的科学解释：土壤是由沙、小石子、黏土、腐殖质、水和空气等物质组成的混合物。

2、基于命题的对比进行解释。

五六年级科学中，我们会发现一堂课中，形成了多个命题，而这些命题之间是相互联系相互区别的，当我们进行对比后，作出的解释，更有利于认识事物。

比如《各种各样的岩石》一课，我们在观察各种各样的岩石标本时，发现了一些岩石在颗粒、透明度、硬度的不同表现，而对比这些不同的表现，让我们认识到，我们可以根据颗粒、透明度、硬度等不同将岩石分类。而砂岩、页岩等概念，就是归纳一些命题后的解释。在《相貌各异的我们》中，当认识到人的各种面貌上的性状后，我们进行命题的对比，进行分类，分类能够归纳出不同的种类，从而更好的认识性状。

3、基于实验数据的分析。

对实验数据的分析，让我们得出接近事实的科学解释。《抵抗弯曲》一课，我们通过对比实验，知道了增加纸梁的厚度，纸梁的抗弯曲能力得到大大加强，增加纸梁的宽度，也能增加纸梁的抗弯曲能力。而且，纸梁的增加的是呈倍数关系上升，而纸梁的承受抗弯曲能力是呈几何曲线形式增加的。

在实验数据的分析中，学生通过数据的对比，很容易就能得出科学解释：增加纸梁的厚度比增加纸梁的宽度更加强抗弯曲能力。当然，从纸梁迁移到生活中的横梁，还是需要进一步的科学论证与解释。

三、建构模型中建立推论

学生在描述和解释的层次上，需要能够推理出一些自己的想法和观点。在小学五六年级的科学中，已经着重了学生的推论。

三段论是最基本的推论。是在大前提、小前提的比较中，得出新命题。如：“月球上是没有水和空气的，地球上的生命是需要水和空气的，所以地球上的生命无法在月球上生存。”

《环形山》一课，我们需要解决的科学问题是：什么是环形山？课堂上，我们首先是观察与描述环形山的各种特征，特别是典型特征，然后归纳出环形山的主要特点“大小不一、深浅不同、数量众多、分布杂乱”，得出环形山的描述性解释。在解释了环形山概念基础上，学生能够围绕着“环形山”概念做出一些科学的判断。这时，我们需要经历推论，来进一步推理环形山是怎么形成的？这个推论必须符合前面的描述，以及我们对环形山的科学解释。学生观看陨石撞击模拟视频以及火山喷发视频，推理对陨石撞击是否是形成环形山的原因，教师肯定陨石撞击说是目前科学界主要的一种猜测，但我们需要有同学对陨石撞击说产生疑问？现在的科学界其实并未对环形山的形成盖棺定论。

推论源于科学概念的形成，是建立在客观分析的基础上。建立起概念箱后，就需要进一步推演概念的变化，这就需要形成合乎逻辑的推论，从而产生新的科学问题。

土壤的概念篇6

文献标识码A

文章编号1000－3037(2000)03－0280－05

鉴于土壤及土地退化对全球食物安全、环境质量及人畜健康的负面影响日益严重的现实，从土壤圈与地圈—生物圈系统及其它圈层间的相互作用的角度研究土壤退化，特别是人为因素诱导的土壤退化的发生机制与演变动态、时空分布规律及未来变化预测与恢复重建对策，已成为研究全球变化的最重要的组成部分，并将继续成为21世纪国际土壤学、农学及环境科学界共同关注的热点问题。但是，迄今为止，有关土壤退化的许多理论问题及过程机理尚不清楚，还没有公认的或统一的土壤退化指标和定量化评价方法[1]。因此，及时了解国际土壤退化研究的最新动向，并结合我国实际创造性地开展该领域的研究工作，具有重要的学术价值和现实生产意义。

1土壤退化的概念

土壤退化(Soildegradation)是指在各种自然，特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力，即土壤质量及其可持续性下降（包括暂时性的和永久性的）甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程，包括过去的、现在的和将来的退化过程，是土地退化的核心部分。土壤质量(Soilquality)则是指土壤的生产力状态或健康(Health)状况，特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力[2]。土壤质量的核心是土壤生产力，其基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力，它一方面是五大自然成土因素，即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果，带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性；另一方面，人类活动也深刻影响着自然成土过程，改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。因此，土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。根据土壤退化的表现形式，土壤退化可分为显型退化和隐型退化两大类型。前者是指退化过程（有些甚至是短暂的）可导致明显的退化结果，后者则是指有些退化过程虽然已经开始或已经进行较长时间，但尚未导致明显?耐嘶峁?/P>2全球土壤退化概况

当前，因各种不合理的人类活动所引起的土壤和土地退化问题，已严重威胁着世界农业发展的可持续性。据统计，全球土壤退化面积达1965万km2。就地区分布来看，地处热带亚热带地区的亚洲、非洲土壤退化尤为突出，约300万km2的严重退化土壤中有120万km2分布在非洲、110万km2分布于亚洲；就土壤退化类型来看，土壤侵蚀退化占总退化面积的84%，是造成土壤退化的最主要原因之一；就退化等级来看，土壤退化以中度、严重和极严重退化为主，轻度退化仅占总退化面积的

38%[3～6]。

全球土壤退化评价(GlobalAssessmentofSoilDegradation)研究结果[3～6]显示，土壤侵蚀是最重要的土壤退化形式，全球退化土壤中水蚀影响占56%，风蚀占28%；至于水蚀的动因，43%是由于森林的破坏、29%是由于过度放牧、24%是由于不合理的农业管理，而风蚀的动因，60%是由于过度放牧、16%是由于不合理的农业管理、16%是由于自然植被的过度开发、8%是由于森林破坏；全球受土壤化学退化（包括土壤养分衰减、盐碱化、酸化、污染等）影响的总面积达240万km2，其主要原因是农业的不合理利用(56%)和森林的破坏(28%)；全球物理退化的土壤总面积约83万km2，主要集中于温带地区，可能绝大部分与农业机械的压实有关。

3我国土壤退化状况

首先，我国水土流失状况相当严重，在部分地区有进一步加重的趋势。据统计资料[7]，1996年我国水土流失面积已达183万km2，占国土总面积的19%。仅南方红黄壤地区土壤侵蚀面积就达6153万km2，占该区土地总面积的1/4[8]。同时，对长江流域13个重点流失县水土流失面积调查结果表明，在过去的30年中，其土壤侵蚀面积以平均每年1.2%～2.5%的速率增加[9]，水土流失形势不容乐观。

其次，从土壤肥力状况来看，我国耕地的有机质含量一般较低，水田土壤大多在1%～3%，而旱地土壤有机质含量较水田低，＜1%的就占31.2%；我国大部分耕地土壤全氮都在0.2%以下，其中山东、河北、河南、山西、新疆等5省（区）严重缺氮面积占其耕地总面积的一半以上；缺磷土壤面积为67.3万km2，其中有20多个省（区）有一半以上耕地严重缺磷；缺钾土壤面积比例较小，约有18.5万km2，但在南方缺钾较为普遍，其中海南、广东、广西、江西等省（区）有75%以上的耕地缺钾，而且近年来，全国各地农田养分平衡中，钾素均亏缺，因而，无论在南方还是北方，农田土壤速效钾含量均有普遍下降的趋势；缺乏中量元素的耕地占63.3%[10]。对全国土壤综合肥力状况的评价尚未见报道，就东部红壤丘陵区而言，选择土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表层土壤厚度等11项土壤肥力指标进行土壤肥力综合评价的结果表明，其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影响，处于中、下等水平，高、中、低肥力等级的土壤的面积分别占该区总面积的25.9%、40.8%和 33.3%，在广东丘陵山区、广西百色地区、江西吉泰盆地以及福建南部等地区肥力退化已十分严重[11]。

此外，其它形式的土壤退化问题也十分严重。以南方红壤区为例，约20万km2的土壤由于酸化问题而影响其生产潜力的发挥；化肥、农药施用量逐年上升，地下水污染不断加剧，在部分沿海地区其地下水硝态氮含量已远远高于WHO建议的最高允许浓度10mg/l；同时，在一些矿区附近和复垦地及沿海地区土壤重金属污染也相当严重[8]。

4土壤退化研究进展

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部级土壤退化和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?霾呦低车妊芯糠矫嬗辛诵碌姆⒄埂9仕帘3盅Щ嵋灿?nbsp;1997在加拿大多伦多组织召开了以流域为基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[12]。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，?芯扛骼嗤寥劳嘶难荼涔碳胺⒄骨飨蚝退俾剩⒍云浣心D夂驮猓虎懿嘀厝死嗷疃ㄌ乇鹗峭恋乩梅绞胶屯寥谰芾泶胧┒酝寥劳嘶屯寥乐柿坑跋斓难芯浚⒔寥劳嘶睦砺垩芯坑胪嘶寥赖闹卫砗涂⑾嘟岷希型恋馗录际鹾屯寥郎δ鼙；氖匝槭痉逗屯乒悖虎葑⒅卮臣际酰ㄒ巴獾鞑椤⑻锛涫匝椤⑴柙允匝椤⑹笛槭曳治霾馐浴⒍ㄎ还鄄馐匝榈龋敫咝录际酰ㄒ8小ahref=//dili.7139.com/target=_blankclass=infotextkey>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?/P>

我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“我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[8、13]：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，计算我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我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，并进行校正对我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。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，我国幅员辽阔，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。

5土壤退化的研究方向

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。

我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，今后我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：

(1)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；

(2)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；

(3)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；

(4)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；

(5)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；

(6)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；

(7)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。