当今土壤科学面临的挑战和土壤化学基础研究侧重点和前沿.pdfVIP

面向农业与环境的土壤科学 当今土壤科学面临的挑战与 土壤化学基础研究侧重点和前沿 李学垣 (农业部亚热带土壤资源与环境重点开放实验室，华中农业大学，武汉430070) 土壤在人类生存和发展中的作用是别的自然体不能取代的。人类生活质量与环境质 量的提高需要不同尺度的土壤科学研究。对土壤进行宏观调控要以土壤微观性质的认识 为基础和前提。上世纪80年代以来，用分子尺度微观光谱技术研究原位土壤化学作用 后，土壤基础研究为提高农业生产和环境质量的贡献显著增强。但与微观生物学与分子 生物学的发展速度相比，土壤学显得落后，需奋起直追。本文拟概述当今土壤科学面临的 挑战与土壤化学基础研究的侧重点与前沿。 l土壤科学面临的挑战 随着人口增加、现代化、城镇化与交通的发展和人类对粮食、纤维、生活物质、居住条 soil)扩大，废弃物 件与环境质量要求的提高，导致耕地面积减少、地表土壤封闭(sealin只of 增加，土壤的环境负荷加重，人类对自然与生态系统的影响和自然界生态平衡的于扰加 重，土壤退化和土壤污染加剧。当今土壤科学面临的挑战【lJ主要有： 1．1科学技术方面的挑战 (1)更好地认识时空中的土壤特性、与人类利用、改良、保护土壤的经验，增进国内国 际间的相互交流以掌握当地、区域和全球土壤的地理分布、土壤系统分类的发展，并建立 相应的土壤数据库。 (2)近期从土壤的原位测定和微观研究中认识到：①土壤中的物理、化学、生物过程主 要发生在土壤孔隙中的液体、气体、生物之间及其与孔隙壁的有机、无机成分间的各种反 应；②生物(特别是微生物)在这些过程与电子转移决定的能量过程中起很重要作用；进一 步研究土壤特性与过程，需要土壤各方面研究的密切联系及与其相关基础学科研究工作 的紧密结合。 (3)面对新形势、新问题和新要求深化并提高对土壤利用管理的理解和认识，例如随 着土壤、植物营养、生命科学的发展认识到：①根际过程是了解土壤一植物营养之间关系， 以促进植物生长、维护与增进土壤肥力的关键；②农业生产中转基因植物的有些基因在土 壤中迁移引发的问题应列入土壤研究议程；③农药、废弃物散发在土壤内的激素(如壬酚 等)能保存很久，并构成长期生态毒害的危险；④土壤酸化和污染导致的铝与重金属在土 壤中的迁移淋洗，危及到饮水资源，提醒我们要加强土壤酸性的治理与森林土壤的保护与 管理；⑤协调与处理好土地农业利用及其用水与地下水保护间的竞争；⑥揭示土壤对有毒 物质的结合固定机理，以服务于污染场地和污染土壤的修复；⑦现有磷矿资源的数量与品 · · 8】 当今土壤科学面临的挑战与土壤化学基础研究侧重点和前沿 质，不久会制约磷肥的生产供应，宜着手寻找其它农业磷源，提高磷的利用率。针对以上 现实，土壤工作者应充分运用现代信息技术、生物技术与测试技术，深化并提高对土壤利 用与管理的理解。 1．2文化、社会和经济方面的挑战 随着社会和人类发展对土壤干预的加强，土壤的文化、社会和经济特征对局部、区域 和全球的影响都越来越重要。例如(1)土壤问题在国际公约中的作用日益提高，土壤在联 个重要部分；(2)土壤与粮食安全、特别是粮食的持续生产，仍是世界许多地区远未解决的 问题；(3)土壤与人类健康和环境毒理之间有很多关系，这对人类社会生活非常重要，当今 它在许多地区已像粮食生产一样重要。 土壤科学面临的种种挑战，需要它引入或发展新观念、新观点，以促进土壤科学与环 境保护、土地持续利用、农业生产等有关学科(特别是交叉学科)的结合与综合研究，以加 强和提高土壤的基础研究与微观研究。 2近期土壤化学研究的某些侧重点与前沿 2．1土壤化学研究的侧重点 (1)随着土壤学为提高农业生产服务向提高生态环境质量的延伸，土壤化学需要研究 ①与提高土壤生产力、土壤退化与污染物迁移和水污染有关的土壤化学(尤其是土壤胶体 化学)问题；②与污染物生物有效性和