第三章 土地资源与地质环境

第三章土地资源与地质环境土地资源与土地环境问题土地利用对地质环境的影响《环境地质学》第三章土地资源与地质环境3.1土地资源与土地环境问题

一、土地资源的概念及其特征（一）土壤与土地的基本概念

1.土壤及其组成与功能特性土壤是位于陆地表面具有肥力的能生长植物的疏松土层。

组成：包括矿物质（占土壤固体总量的90%以上）、有机质（1-10%）、水分（土壤溶液）和空气。

功能：①土壤具有肥力，可供植物生长，是一项宝贵的自然资源；②土壤具有同化和代谢输入物质的能力，所以土壤是保护环境的重要净化剂。（稀释扩散；沉淀和吸附；降解作用；挥发和淋溶）《环境地质学》第三章土地资源与地质环境《环境地质学》第三章土地资源与地质环境

朱大奎环境地质学P2402.土地及土地资源

土地是具有一定面积的确定边界的地理单元。包括地质地貌、土壤、植被、微生物、湿热状况等自然要素，是由上述各要素共同作用而形成的自然综合体。土地的基本属性：

面积；

质量：包括地理分布、土层厚薄、肥力高低、水源远近、潜水埋深、地势高低等。

《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（一）土壤与土地的基本概念土地

土地资源是指在一定时期内、在一定技术条件下能够被人类利用的土地。它的范畴随着历史、社会、经济与技术等条件的变化而变化。

例如，某处的沙漠在一定的历史与经济条件下不具有资源的价值。但是，如果该处发现了有经济价值的矿产（如石油），则必须把它列入土地资源和矿产资源的范畴之内。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（一）土壤与土地的基本概念土地资源

土地与土壤：既有联系，又有区别，土壤是土地表层的重要组成部分，两者是整体与部分的关系。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（一）土壤与土地的基本概念(二)土地的基本特性

1.位置的固定性

2.土地面积的有限性

3.土地的不可替代性

4.土地资源的可更新性可更新性；土地退化

5.土地随时间的变化性季节变化

6.土地用途的广泛性一、土地资源的概念及其特征《环境地质学》第三章土地资源与地质环境土地的不可替代性主要是指土地的功能不能为其他物质所代替。1977年2月，在美国召开的环境质量指标的会议文献把自然环境分为7个范畴，每个范畴的相对重要性分别为：土壤30%

空气20%

水20%

生活空间12.5%

矿物7.5%

野生动物5%

森林5%（环境地质学，陈余道）全球面积5.1×108km2海洋占71%土地占29%全球土地面积1.48×108km2，人均2.5hm2（人口按60亿计)12345适居地（30%）：耕地仅占10.8%。20%极地和高寒地区20%干旱地区20%处于山地陡坡上10%岩石裸露缺乏土壤适居地（30%）：英语为ecumene，包括可耕地和住宅、工矿、交通、文教与军事用地等。二、土地资源状况（一）世界土地资源状况《环境地质学》第三章土地资源与地质环境限制性环境（二）中国土地资源状况(国土资源部信息中心）

俄罗斯

1707×104km2，12.8%

加拿大

997.1×104km2，7.5%

中国：

960×104km2,7.2%人均土地面积仅为0.777hm2,相当于世界水平的1/3;人均耕地面积为0.106hm2,不足世界人均的43%。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境

第一次土地调查：上世纪80年代至90年代，我国开展了第一次全国土地利用现状调查即土地详查。这次详查历时12年，于1996年结束。这也是新中国成立以来的第一次土地详查，具有全国统一标准、采用大比例尺图件、调查方法和手段先进、成果资料齐全等特点。调查结果于1999年由国土资源部、国家统计局、全国农业普查办公室联合向社会公布，成为国家法定数据。（见表3-1）

第二次全国土地调查：2006年12月7日，国务院印发了《国务院关于开展第二次全国土地调查的通知》，《通知》要求，07年7月1号全面启动，09年底统一汇总各类数据。（二）中国土地资源状况《环境地质学》第三章土地资源与地质环境编码土地利用类型面积/104hm2百分比/%土地调查总面积95067.62100.01耕地小计13003.9213.7其中灌溉水田2857.23.01水浇地2167.22.28旱地7391.987.782园地1002.381.03林地22760.8723.94牧草地小计26606.48.28.0其中：天然草地26273.9327.645居民点及工矿用地2407.532.56交通用地546.770.67水域小计4230.884.58未利用土地小计24508.7925.8其中荒草地4925.465.18盐碱地1016.821.07沼泽地430.340.45沙地5048.925.31表3-1中国主要土地资源类型《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（二）中国土地资源状况

中国土地资源的基本特征：土地类型多种多样，农业用地占主导，牧草地、林地比重大；山地多，平地少，区域差异明显，耕地分布不均衡、土地垦殖指数低，林地、草地生产力低下；

未利用土地多分布在西北干旱地区和青藏高原。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境经济增长，人口增加，人类对土地资源的需求日益增长。原先局部的、次要的土地退化现象已转化为严重的全球性环境问题土地退化是由人类活动诱发或加速的一种自然过程，主要因素是草原垦荒种地、超载放牧、乱伐森林、陡坡开荒、围湖造田、粗放灌溉、土地重用轻养等不合理的土地开发活动，导致土壤生产力下降，出现土地环境问题。

3.1土地资源与土地环境问题

三、土地环境问题《环境地质学》第三章土地资源与地质环境3.1土地资源与土地环境问题

三、土地环境问题如草场退化、森林破坏、水土流失、泥沙淤积、土壤盐碱化、土壤有机碳储量变化、特殊生境消失、生物多样性减少以及土地污染等土地退化可以看做是人类对土壤物理破坏的结果，包括土壤侵蚀、土地沙化和草原退化、土壤次生盐渍化和土壤养分的淋失等。广义的壤退化还包括土壤污染。（郑度《环境地学导论》P240)3.2土地利用对地质环境的影响土地的利用与开发会产生两种效应：正环境效应和负环境效应。正环境效应（属于水土保持问题）；如人造防护林带（“三北”防护林体系、长江中、上游防护林体系、沿海防护林体系、平原地区防护林体系和太行山防护林体系）负环境效应（土地环境问题）：如水土流失、水环境恶化、土地沙质荒漠化、土地盐碱化、砖红壤和土壤板结、土地污染和耕地减少等。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境水土流失是指地球陆地表层土壤、成土母质及岩石碎屑，在水力、风力、重力和冻融等外力作用下，发生各种形式的剥蚀、搬运和再堆积的过程。

水土流失（土地表层土壤流失总量）又称土壤侵蚀（土地表层侵蚀率），是一种渐进性的地质灾害，世界大部分农业区都存在着严重的土壤侵蚀，耕地土壤的损失率一般为10~100t/(hm2.a),大约为土壤生成速率的10倍以上。3.2土地利用对地质环境的影响

一、水土流失（土壤侵蚀）《环境地质学》第三章土地资源与地质环境《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（一）水土流失的现状

全世界的水土流失每年有750.0×108t,

其中美国40.0×108t

前苏联23.0×108t

印度约66.0×108t

中国约50.0×108t

全世界80%的耕地面积面临中度乃至严重的水土流失。欧洲和美国17t/hm2.a（0.04cm/a)

亚洲、非洲和南美洲40t/hm2.a一、水土流失（土壤侵蚀）《环境地质学》第三章土地资源与地质环境一、水土流失（土壤侵蚀）中国水土流失调查：第一次是在1955年，各地对水土流失面积进行了调查（水力侵蚀部分），然后进行了汇总，统计出全国水土流失面积为153万平方公里（新疆、西藏、上海、天津、台湾未作统计），当时的调查没有统一的标准和规范。第二次：1983年开始，截止1989年，水利部应用遥感技术对全国的水土流失开展了普查。1992年国务院发布普查结果。第三次：2005年7月，水利部、中国科学院和中国工程院联合开展历时三年的“中国水土流失与生态安全综合科学考察”，重点对黄土高原、长江上游、东北黑土、北方土石山、南方红壤、西南岩溶和北方农牧交错等7个区域进行了实地考察，考察区总面积519万平方公里，覆盖人口12.5亿左右。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境目前亟待治理的面积近２００万平方公里，其中82.04％处于长江流域和黄河流域。土地调查水力侵蚀面积(×104km2）风力侵蚀面积(×104km2）冻融侵蚀(×104km2）水土流失总面积(×104km2）第一次153第二次179188125(未发布）367(占国土面积的38.2%)第三次161.22195.70356.92《环境地质学》第三章土地资源与地质环境土壤侵蚀强度：地壳表层土壤在自然营力（水力、风力、重力及冻融等）和人类活动综合作用下，单位面积和单位时段内被剥蚀并发生位移的土壤侵蚀量，以土壤侵蚀模数表示。土壤侵蚀模数表示单位面积和单位时段内的土壤侵蚀量，其单位名称和代号为吨每平方公里年（t/km2.a）或采用单位时段内的土壤侵蚀厚度，其单位名称为毫米每年（mm/a）。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境中国水土流失的特点：1.分布广、面积大

中国地势西高东低，山地、丘陵和高原约占总面积的三分之二，土地面积中沙漠、戈壁、冰川、石山和高寒沙漠等占35%。由于特殊自然地理和社会经济条件，全国绝大多数省区都存在不同程度的水土流失。按照水土流失面积占国土面积的比例及流失强度综合判定，我国现有严重水土流失县646个。其中，长江流域265个、黄河流域225个、松辽流域44个、海河流域71个、淮河流域24个、珠江流域17个。从省级行政区看，四川、山西、甘肃、内蒙、陕西五省区占到全国总数的50%以上。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境2.侵蚀形式多样、类型复杂

水蚀、风蚀、冻融侵蚀及滑坡、泥石流等相互交错。3.土壤流失严重

我国每年流失的土壤达50亿吨。2004年全国土壤侵蚀量为16.22亿吨，相当于从12.5万平方公里的土地上流失掉1厘米厚的表层土壤。

《环境地质学》第三章土地资源与地质环境4.水土流失主要来源于坡耕地

我国水土流失量主要来自坡耕地水力侵蚀和沟道重力侵蚀，并由此导致水土资源破坏，降低土地生产力。

5.开发建设加剧水土流失随着中国工业化和城市化进程加快，大量基础设施建设项目破坏原始地貌和植被，产生大量弃土弃渣。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（二）水土流失的原因一般把水土流失的原因分为自然因素和人为因素两类。自然因素是水土流失的物质基础，人为因素诱发并加剧了水土流失的过程。

1.自然因素（郑乐平《环境地学概论》P111）主要包括地形（坡度和坡面)、植被覆盖度、水文、降水、土壤结构等。土壤结构（岩石的抗蚀性和透水性）：地形：坡度越陡和坡面越长一、水土流失《环境地质学》第三章土地资源与地质环境一、水土流失

水文：降水（雨水的冲刷在坡地）植被覆盖度：是水土流失的直接原因之一，也是水土流失强度的表现。对于林地森林来说，覆盖率大于60%才能有效防治水土流失。地质因素为流水侵蚀提供物质来源和潜能；气候因素（大气降水）使地质潜能转化为流水动能作用于地表。气候因素的作用具有广泛性，而地质因素则表现出明显地区差异性。造成水土流失强度具有较大差异的根本原因应该是地质因素，如黄土高原强烈的水土流失的主要原因是地质因素，而人为破坏自然植被只是一个诱发因子。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境一、水土流失2.人为因素影响水土流失的主要人为因素是毁坏植被、不合理的耕作方式、陡坡开荒、现代城市发展以及工程建设等。

毁坏植被：森林具有涵养水源、保持水土、调节径流、减少洪涝灾害的作用。据研究，只要有1cm厚的枯枝落叶层，就可把地表径流降低到裸露地表的1/4一下，泥沙量几乎减少94%。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境

不合理的耕作方式：等高耕作是保持水土的有效方法，山区顺坡耕作仍很普遍。顺破耕作的土壤流失量是等高耕作土壤流失量的两倍左右。陡坡开荒：（山区和丘陵区）现代城市的发展：大规模土地开发或基本建设工程建设的影响：全国每年开矿、修路等新增水土流失面积1万平方公里。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境一、水土流失（三）水土流失的危害

导致土地退化，毁坏耕地。经研究测算，按现在的流失速度，50年后东北黑土区1400万亩耕地的黑土层将流失掉，35年后西南岩溶区石漠化面积将翻一番，将有近1亿人失去赖以生存和发展的基础。

导致江河湖库淤积，加剧洪涝灾害。全国8万多座水库年均淤积16.24亿立方米，是造成调蓄能力下降的主要原因之一。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（三）水土流失的危害恶化生存环境，加剧贫困。专家综合判定，我国现有严重水土流失县646个，76%的贫困县和74%的贫困人口生活在水土流失区。削弱生态系统的调节功能，对生态安全和饮水安全构成严重威胁。一、水土流失《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（四）水土流失的防治对策1991年6月29日第七届全国人民代表大会常务委员会第二十次会议通过《中华人民共和国水土保持法》。

遵循水土流失规律，贯彻“预防为主，防治结合”和“工程措施、生态效应、社会效应和经济效益统筹兼顾“的原则，坚持治理与开发相结合、治山与治水相结合，对全流域统一规划、综合治理，因时、因地制宜，退耕还林还草；加强沿河流域的山地灾害防御、农田基本建设和地方工程建设；采取”上游保、中游挡、下游导“的措施，开展河道整治工作，提高江、河、湖、库拦蓄洪水的能力，有效减轻水土流失的危害。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境1.减缓风和水流的运动速度风速或径流速度降低，它所携带的物质亦减少。在田野建设防风林带或种植防风篱笆，可降低风速减少风蚀。如：防风林带为网格状，通过第一条林带风速降为原来风速的62%;第二条，58%；第三条，48%。减弱水流最好的办法是改变坡地地形，筑成梯田。2.植树种草，增加土壤覆盖3.改变耕作方式《环境地质学》第三章土地资源与地质环境二、水环境恶化

土地利用是水环境变化的主要驱动要素之一，土地覆盖变化对水环境的影响包括水量和水质两个方面。（一）对水资源量的影响水文过程（水的时空分布和变化规律）与陆地表层系统中各种自然地理要素的时空分布密切相关，特别与农业开发、都市化等土地利用及其变化具有较高的敏感性和相关性。一些过程导致土地覆盖度变化，一定程度改变地表水分的循环状态，导致流域上下游水量空间分布和产流持续时间的变化。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（二）对水质的影响土地利用结构的变化以及河流人工改道、湖泊围垦，是天然水系遭到破坏，丧失或改变了原有的生态功能，影响了水系之间正常的水分和养分交换，降低了天然水体的环境容量及其对污染物的稀释能力，间接导致水环境恶化。如长江中下游地区人类环湖而居及农业活动《环境地质学》第三章土地资源与地质环境3.2土地利用对地质环境的影响

三、土地沙质荒漠化

荒漠化是指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱（arid）、半干旱（semi-arid）和亚湿润干旱（drysubhumid）地区（指年降水量与可能蒸散量（potentialevapotranspiration）之比在0.05至0.65之间的地区，但不包括极区和副极区）的土地退化。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境荒漠化包括水蚀、风蚀、次生盐渍化和沙化等多种土地退化的过程（即沙漠化、石漠化、盐漠化、寒漠化、砾漠化等过程）（1994年通过的《联合国关于在发生严重干旱和／或荒漠化的国家特别是在非洲防治荒漠化的公约》）

2006年世界环境日主题-“沙漠和荒漠化”，口号是“莫使荒地变沙漠”联合国大会确定2006年为“国际沙漠和荒漠化年”。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境

土地沙质荒漠化是指在干旱、半干旱和部分半湿润地区，由于自然因素或者人类活动的影响，破坏了自然生态环境的脆弱平衡，使原非沙漠地区出现了以风沙活动为主要标志的、类似沙质荒漠景观的土地退化以及在沙漠地区发生的沙漠环境向外围前进扩展的过程。简言之，沙漠化就是沙漠的形成和扩张阶段。陈余道《环境地质学》

《环境地质学》第三章土地资源与地质环境

沙质荒漠化是指在沙质地表产生的土壤风蚀、风沙沉积、沙丘前移及粉尘吹扬等一些列的过程与现象，又称沙漠化。其结果是土地退化、生物生产量降低、可利用土地资源丧失及生态环境恶化，从而严重干扰人类的正常生活和经济活动。

《教材》《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（一）土地沙质荒漠化的现状全球沙漠化面积47.06×108hm2沙漠化速度

(hm2/a)600×104草地沙化面积320×104hm2雨水灌溉农田沙化250×104hm2人工灌溉农田沙化12.5×104hm2面临沙化威胁的土地面积3800×104hm2《环境地质学》第三章土地资源与地质环境《环境地质学》第三章土地资源与地质环境气候类型区荒漠化现状（105km2)干旱区11543.62%半干旱区97.1836.86%亚湿润干旱区51.4419.52%荒漠化类型现状风蚀荒漠化183.94万平69.77％；水蚀荒漠化25.939.84％；盐渍化17.386.59％；冻融荒漠化36.3713.80％。荒漠化程度现状轻度荒漠化63.1123.94％；中度98.5337.38％；重度43.3416.44％；极重度58.6422.24％。荒漠化土地现状

沙化土地现状

(105km2)各沙化土地类型现状流动沙丘(地)41.1623.66%半固定沙丘(地)17.8810.28%固定沙丘(地)27.4715.79%戈壁66.2338.07%风蚀劣地(残丘)6.486.48%沙化耕地4.632.66%露沙地10.115.81%非生物工程治沙地96km2《环境地质学》第三章土地资源与地质环境主要分布在新疆、内蒙古、西藏、甘肃、青海、陕西、宁夏、河北8省（自治区），面积分别为107.16万平方公里，62.24万平方公里、43.35万平方公里、19.35万平方公里、19.17万平方公里、2.99万平方公里、2.97万平方公里、2.32万平方公里，8省（自治区）荒漠化面积占全国荒漠化总面积的98.45%；其它10省（自治区、直辖市）占1.55％。各省区沙化土地现状。主要分布在新疆、内蒙古、西藏、青海、甘肃、河北、陕西、宁夏8省（自治区），面积分别为74.63万平方公里、41.59万平方公里、21.68万平方公里、12.56万平方公里、12.03万平方公里、2.40万平方公里、1.43万平方公里、1.18万平方公里，8省（自治区）面积占全国沙化土地总面积的96.28%；其它22省（自治区、直辖市）占3.72%。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（二）沙质荒漠化的原因

沙质荒漠化是人类强烈经济活动与脆弱生态环境相互影响、相互作用的产物。气候变异和人类活动是沙质荒漠化的两个重要影响因素。

气候变化：世界上大部分沙漠和沙漠化土地都分布在干旱和半干旱地区。

人为活动：包括过渡放牧(28.3%)、垦殖(25.4%)、采樵（31.8%)以及工矿与城市建设(9%)和水资源利用不合理(5.5%)等加速荒漠化进程。世界人口猛增是土地沙质荒漠化的根本原因经济落后《环境地质学》第三章土地资源与地质环境水资源利用不当：塔里木河流域地下水埋藏深度/m胡杨林生长状况土地沙化情况<4影响不大基本不沙化4~6生长不良，顶秃叶枯，少数枯死轻度沙化6~10大部枯死中度沙化>10全部植被枯死强度沙化《环境地质学》第三章土地资源与地质环境上游大量饮水，造成中下游水量减少、断流，地下水水位下降，致使胡杨林及其林系植被严重衰退和枯死；随着胡杨林植被系统的破坏和衰退，许多土地开始沙化（三）土地沙质荒漠化的危害

1.可利用土地面积减少

2.土地质量降低，生物产量减少；

3.阻断交通，毁坏建筑设施；

4.污染环境（沙尘暴）年份我国沙漠土地增加速度（km2/a）20世纪50~70年代156080年代2100进入90年代2460《环境地质学》第三章土地资源与地质环境沙尘暴(sandduststorm)是沙暴(sandstorm)和尘暴(duststorm)两者兼有的总称，是指强风把地面大量沙尘物质吹起卷入空中，使空气特别混浊，水平能见度小于1km的严重风沙天气现象。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴；尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。

《环境地质学》第三章土地资源与地质环境（四）沙质荒漠化的防治途径在于保护天然植被、建立人工植被，合理调整农业生产结构和布局，加强人工草场生态系统的建设，合理开发利用水资源。采取农业、林草、水利和工程等有效措施进行综合治理《环境地质学》第三章土地资源与地质环境四、土壤盐渍化

盐土、碱土和脱碱土统称为盐渍土。

土壤盐渍化（也称盐碱化）指土壤中积聚盐、碱且其含量超过正常耕作土壤水平，导致作物受到伤害的现象。盐渍化是一种渐变性地质灾害，它是盐分在地表土层中逐渐富集的结果。由于人类不合理灌溉造成的盐渍化过程，成为次盐渍化，其形成的盐渍土，称为次生盐渍土。盐渍土是指土壤里面含有过量的钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、重碳酸盐等。据有关资料介绍，地表1m内易溶盐含量超过0.3%时，即属盐渍土。

《环境地质学》第三章土地资源与地质环境四、土壤盐渍化(一)盐渍（化）土发育状况

盐渍土主要分布于世界各地干旱、半干旱和半湿润地带，有时呈带状分布，通常呈小块状分布于其它土壤带之中。美国：加利福尼亚南部的英博里尔河谷地区使用盐污染的科罗拉多河水灌溉，导致25×104km2耕地严重盐渍化。加拿大：草原地区受盐渍化影响的土地面积达220×104km2.

非洲和亚洲：土壤盐渍化非常严重。《环境地质学》第三章土地资源与地质环境四、土壤盐渍化(一)盐渍（