土壤鹽堿化的災害學定義

土壤鹽堿化的災害學定義

土地資源是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。它在確保居民和居民的生活、支持經(jīng)濟發(fā)展和保持生態(tài)平衡方面發(fā)揮著不可替代的作用。在土壤鹽堿化尤為嚴重的干旱半干旱地區(qū),如何認識土壤鹽堿化的內(nèi)涵從而保證良性發(fā)揮土地資源功能與維護國家土地與糧食安全是擺在我們面前的重要課題。本文結合土壤鹽堿化自身的特點,通過分析鹽堿化在形成、發(fā)展、演化的過程中與生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟的關聯(lián)性,在以往土壤鹽堿化概念的基礎上,著重考慮生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟因素,基于災害學原理,賦予土壤鹽堿化災害學定義。文中闡明新概念的內(nèi)涵,剖析新概念與傳統(tǒng)概念的不同之處,最后建立其風險評價體系,為科學地確定土壤鹽堿化危害程度的時空演變特征與災害損失定量評價,確保土地資源可持續(xù)開發(fā)利用,降低其對生態(tài)環(huán)境與人類社會所產(chǎn)生的負效應提供了一個新途徑。1該概念的必要性1.1漸變性環(huán)境地質(zhì)問題與突發(fā)自然災害的關系土壤鹽堿化是導致土地荒漠化的主要因素之一,它的形成是伴隨土壤化學成分孕育產(chǎn)生、遷移、分異、循環(huán)積淀的一個長期復雜過程的結果,且通常與荒漠化過程相伴生,甚至相互誘發(fā)、相互轉化,對生物圈和生態(tài)環(huán)境構成威脅,已成為全球最嚴重的、最受關注的地質(zhì)環(huán)境問題之一。它與突發(fā)性自然災害如地震、洪水、干旱、雪災、滑坡、泥石流、海洋災害等造成巨大直接經(jīng)濟損失相比,土壤鹽堿化等環(huán)境地質(zhì)問題所造成的是潛在的、長期穩(wěn)定的危害,對社會、環(huán)境帶來的影響及對人體健康和經(jīng)濟發(fā)展之危害程度難以用經(jīng)濟損失來衡量,其導致的災難性后果往往具有廣泛性和持久性。在土壤鹽堿化程度日益嚴峻、面積不斷擴大的背景下,人們已對這一漸變性環(huán)境地質(zhì)問題與洪水、干旱等突發(fā)性災害采取了治理與防御并重的策略。為此,筆者通過對土壤鹽堿化形成過程、產(chǎn)生結果的研究提出了一個新的概念———土壤鹽堿化災害學定義,希望這一概念的提出能夠促進對土地鹽堿化相關諸多問題的討論。那么,土壤鹽堿化原有定義有何局限性?又該如何對其概念重新進行災害學意義上的界定?二者又有何不同?要想回答上述問題,就有必要對有關土壤鹽堿化的概念、定義與內(nèi)涵進行深入分析。1.2土壤鹽堿災害學定義的提出近年來,人類對生態(tài)環(huán)境的干預作用逐步加大,在一定程度上或加劇或削弱土壤鹽堿化的惡化趨勢,在某種程度上改變了其原有客觀發(fā)展變化規(guī)律。隨著人們對土壤鹽堿化現(xiàn)象認識的逐步深入,其原有概念已不能完全反映自身特征及其與社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境的關系,也不能滿足人類合理利用和管理規(guī)劃土地資源的需要。為了能夠更準確、更科學地反映土壤鹽堿化現(xiàn)象的客觀實際,本文賦予土壤鹽堿化災害學定義,以期更清晰更為全面地認識漸變性環(huán)境地質(zhì)災害———土壤鹽堿化,又搭建了環(huán)境地質(zhì)問題與災害學的聯(lián)系橋梁,同時也有助于解決長期以來土壤鹽堿化問題所帶來的危險性分析與經(jīng)濟損失評價問題。土壤鹽堿化的災害學概念及其科學合理的界定是定量評價土壤鹽堿化危險性概率及其所造成的經(jīng)濟損失評價的基礎,而土壤鹽堿化危險性及災害損失評價的合理與否直接關系到一個區(qū)域土地開發(fā)利用的合理性與可持續(xù)性。因此,“土壤鹽堿化”問題及其災害學定義是一個一直備受關注的重要的問題,對其進行討論具有極重要的理論和實際應用意義。而每一次新概念的提出既是對該階段研究成果的集中反映,同時它又為下一個階段發(fā)展進步提供新的思路。2鹽堿土的定義國外對土壤鹽堿化的定義是伴隨土壤的系統(tǒng)分類而進行的,分為古代(中國、古羅馬、古希臘)、近代(美國、歐洲、前蘇聯(lián))、現(xiàn)代土壤(美國)3個階段先后進行了土壤逐步的系統(tǒng)分類。土壤鹽堿化的定義以鹽土與堿土的綜合而定,鹽土或堿土是指土壤中鹽分(或其離子)含量妨礙了大多數(shù)作物生長的那些土壤,可分為兩類:受中性鈉鹽(主要是NaCl和Na2SO4)影響的土壤和受能起堿性水解作用的鈉鹽(主要是NaHCO3、Na2CO3和Na2SiO3)影響的土壤。較早階段,認為鹽堿災害是一個影響糧食產(chǎn)量的鹽分在干旱、半干旱區(qū)域土壤中植物根系深度內(nèi)土層過量聚集的現(xiàn)象。鹽堿化的概念從強調(diào)成土條件,進而同時強調(diào)條件、過程和屬性的一致性,直至定量化和標準化過渡。國內(nèi)研究中定義土壤鹽堿化與國外也相類似。王遵親等從資源及土壤發(fā)生學的觀點給出如下定義:鹽漬土是地球上分布較廣泛的一種對發(fā)展綜合性農(nóng)業(yè)具有很大潛力的土地資源。鹽漬土系是一系列受土體中鹽堿成分作用的、包括各種鹽土和堿土以及其他不同程度鹽化和堿化的各種類型土壤的統(tǒng)稱,亦稱鹽堿土,在此認為鹽漬土發(fā)育的地區(qū)即為鹽堿化發(fā)生區(qū)。龔子同等在其著作《中國土壤系統(tǒng)分類》提到鹽成土是在各種自然環(huán)境因素(包括氣候、地形、水文和水文地質(zhì)條件等)和人為活動因素綜合作用下,鹽類直接參與土壤形成過程,并以鹽堿化(或鹽漬化)過程為主動作用而形成的,其上界在礦質(zhì)土表至30cm范圍內(nèi)有積鹽層,或上界在礦質(zhì)土表75cm范圍內(nèi)有堿積層,而無干旱表層的土壤。該定義從土壤發(fā)生學的觀點詮釋了鹽堿土的形成發(fā)展過程,重點在于敘述了與其他類的土壤區(qū)分特點,但未提及其危害。宋長春等認為鹽堿土是含有一定數(shù)量的,能危害或干擾植物生長的可溶性鹽類的土壤。潘懋等從其危害地環(huán)境的角度出發(fā)將鹽土、堿土和脫堿土統(tǒng)稱為鹽漬土,土壤鹽漬化系指土壤中積聚鹽、堿且其含量超過正常耕作土壤水平,導致作物生長受到傷害的現(xiàn)象。李志洪等從鹽漬土成因的角度分析認為:鹽漬土(鹽堿土)是在各種自然環(huán)境因素和人為活動因素綜合作用下,鹽類直接參與土壤形成過程,并以鹽、堿化過程為主導作用而形成的,具有鹽化層或堿化層,土壤中含有大量可溶鹽類,從而抑制作物正常生長的土壤。國內(nèi)外學者通過對土壤鹽堿土概念界定間接表述了土壤鹽堿化的概念演變,從各自的立場、角度,揭示了鹽堿土形成的基本特性及其危害,且均強調(diào)鹽漬土(鹽堿土)的形成是土壤鹽漬化的結果。但由于土壤鹽堿化具有漸進性發(fā)展的特點,不少學者未把其列入災害的范疇,有的學者在定義、概念中已表達出災害的內(nèi)涵,但土壤鹽堿化災害一詞卻在文獻中也鮮為人見。3土壤鹽堿化災害的基本原理災害的定義必須具備兩個條件:(1)要有自然異變作為誘因,(2)要有受到損害的人、財產(chǎn)、資源作為承受災害的客體。因此,與定義地質(zhì)災害相類似,筆者認為闡明某種災害定義包括以下兩點:首先闡述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因或機制(自然成因、人為成因或二者兼顧),其次強調(diào)其對人類社會所構成的危害,兼顧上述兩種基本要素的突發(fā)或漸發(fā)性現(xiàn)象、事件都屬于災害的范疇。土壤鹽堿化在巖石圈中孕育產(chǎn)生,其產(chǎn)生原因與自然背景中的地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣象和人為等因素緊密相關,根據(jù)致災因子分類方案和災害成因分類歸屬自然———人文災害類別,是一種典型的漸發(fā)性環(huán)境地質(zhì)災害?；谝陨戏治?本文將土壤鹽堿化災害概念界定為是由于自然和人為因素引起的土壤系統(tǒng)變異,使其喪失原有(部分)功能,導致土壤表層鹽堿成分大量積聚,造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)或生態(tài)系統(tǒng)功能的嚴重損害,傷害程度接近或超過了該區(qū)域(社會)的應對能力,使該區(qū)域人類生存、糧食產(chǎn)量、經(jīng)濟活動和資源環(huán)境等遭受巨大影響和損失。簡言之,土壤鹽堿化災害由土壤鹽害、堿害和鹽堿復合災害組成,是土壤在自然和人為因素作用下富集鹽、堿含量達到抑制農(nóng)作物正常生長的水平,危害社會經(jīng)濟、農(nóng)作物生長及工程設施基礎建設,并可能加劇生態(tài)環(huán)境惡化的一種土壤類環(huán)境地質(zhì)災害。因而,根據(jù)災害學原理,土壤鹽堿化災害的內(nèi)涵由下列四個基本要素構成。(1)孕災環(huán)境。從全球孕災環(huán)境角度上講,所有災害的產(chǎn)生都處于由大氣圈、巖石圈、水圈、物質(zhì)文化圈所組成的綜合地球表層環(huán)境之中,孕災環(huán)境的穩(wěn)定程度是標定區(qū)域孕育土壤鹽堿災害形成環(huán)境的定量指標。土壤系統(tǒng)處于巖石圈的最表層,土壤鹽堿化災害的形成也是地球表層過程中一系列具有耗散特性的物質(zhì)循環(huán)和能量流動以及信息與價值流動的過程———響應關系的體現(xiàn)形式之一。地球表層之孕災大環(huán)境與區(qū)域局部孕災環(huán)境對土壤鹽堿化災害系統(tǒng)的復雜程度、強度、災情程度起著決定性的作用。(2)致災因子。導致土壤鹽堿化災害發(fā)生的直接原因,包括自然因素、人為因素,以及人與自然關系失調(diào)等。概括地說,土壤鹽堿化災害致災因子包括自然致災因子、人為致災因子和人為———自然綜合致災因子,詳見圖1。(3)承災體。災害承受體,即暴露于土壤鹽堿化災害風險下的要素,就是承受災害的客體。包括人類本身在內(nèi)的物質(zhì)、文化環(huán)境,具體為人口、農(nóng)田、森林、草場、湖泊水域、地下水環(huán)境、建筑、城市交通礎設施、生產(chǎn)與生活構筑物、生態(tài)環(huán)境等。(4)災情。災情是孕災環(huán)境、致災因子、承災體綜合相互作用的結果,即土壤鹽堿化災害對人類生存環(huán)境、糧食安全、土壤功能、資源環(huán)境破壞的狀況及經(jīng)濟損失嚴重程度等。本文所賦予的土壤鹽堿化災害學定義,不僅強調(diào)了其形成機理、發(fā)展演變過程,而且還強調(diào)了其研究時段的區(qū)域針對性、時序性及對承災體的危害性。由于土壤在生態(tài)系統(tǒng)鏈中占據(jù)重要的位置,因此一旦發(fā)生土壤鹽堿化災害,常常在某一地區(qū)或某一時段帶來一系列的連鎖反應進而形成復雜的區(qū)域土壤鹽堿化災害系統(tǒng),可能形成災害群與災害鏈,二者相互交織在一起往往放大了該種災害的效應,從而嚴重擴大土壤鹽堿化災害化系統(tǒng)影響范圍和延長其影響時間。4鹽堿化災害的概念內(nèi)涵我國與土壤鹽堿化斗爭的歷史由來已久,它的概念一直沿用“土壤含鹽量太高(超過0.3%)而使農(nóng)作物低產(chǎn)或不能生長的現(xiàn)象”。因此,以上述定義為代表,討論新定義與傳統(tǒng)概念之間的本質(zhì)區(qū)別。土壤鹽堿化傳統(tǒng)概念強調(diào)的目標是土壤中鹽分含量超過某一限值,僅對農(nóng)作物的危害。該概念由來的出發(fā)點是基于其自身形成演化的特點及其產(chǎn)生的對應結果,僅是對這一現(xiàn)象的客觀描述,其中考慮了土壤中鹽分的積聚及對農(nóng)作物的影響。而土壤鹽堿化的災害學定義是從災害學原理為指導,充分考慮傳統(tǒng)概念的局限性,并以其為基礎提出了土壤鹽堿化災害由土壤鹽害、堿害和鹽堿化復合災害組成,是土壤在自然和人為因素作用下富集鹽、堿含量達到抑制農(nóng)作物正常生長的水平,危害農(nóng)作物生長及工程設施基礎建設,并可能加劇生態(tài)環(huán)境惡化的一種土壤類環(huán)境地質(zhì)災害。兩種定義均以土壤和其中鹽分變化為研究對象;界定依據(jù)或標準則有所差別,前者為土壤鹽分含量超過0.3%,后者則為鹽分含量達到抑制農(nóng)作物正常生長水平,考慮了不同農(nóng)作物耐鹽含量的差異性,由于農(nóng)作物種類與經(jīng)濟效益直接相關,從此角度出發(fā)則可認為該定義間接考慮了經(jīng)濟效益;從組成關系看,前者僅說明含鹽量值,而未對鹽分類型進行劃分;后者則明確突顯了其鹽分類型由鹽分、堿分和鹽堿混合成分三部分組成,從而對應鹽害、堿害和鹽堿化災害三種災型;從其造成結果來看,前者僅說明對農(nóng)作物的危害,有一定的局限性,后者從災害學角度出發(fā),明確其承災體(危害對象)為人類社會、農(nóng)作物、工程設施、生態(tài)環(huán)境等,更為實際地對與其相關的因素及所可能產(chǎn)生的危害進行了說明;從概念內(nèi)涵角度看,前者為一種自然現(xiàn)象,后者則有條件地定義為一種土壤類環(huán)境地質(zhì)災害,由孕災環(huán)境、致災因子、承災體與災情四要素構成。綜上所述,與傳統(tǒng)概念相比,土壤鹽堿化災害學定義在界定依據(jù)和標準、組成關系、造成結果、概念內(nèi)涵等方面進行了改進與拓展,具體為新概念拓寬了成災判定標準、突出了土壤鹽堿化災害類型、延括并強調(diào)了其承災體及對承災體所構成的危害、分析了新概念的內(nèi)涵。5建立風險評價體系以土壤鹽堿化的災害學概念內(nèi)涵為基礎,鑒于漸變性土壤鹽堿化災害形勢日益嚴峻的情況,以提高農(nóng)作物糧食產(chǎn)量、改善生態(tài)環(huán)境、減輕鹽堿化災害危害程度為目的,針對該類災害的防災減災任務迫在眉睫,開展土壤鹽堿化災害風險評價是防治和減輕其危害的重要途徑。本文建立的土壤鹽堿化災害風險評價體系分以下兩部分內(nèi)容。土壤鹽堿化災害是土壤系統(tǒng)與地質(zhì)、氣候、社會、經(jīng)濟、生態(tài)系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互作用、相互交織構成的。土壤鹽堿災害風險是由土壤鹽堿化災害系統(tǒng)中的致災因子和承災體部分組成,其風險值的大小表征該災害給人類社會與生態(tài)環(huán)境造成損失的不確定性,它是指某地區(qū)某一時間內(nèi)土壤鹽堿化災害發(fā)生的可能性、活動強度、發(fā)展演化趨勢及對經(jīng)濟、社會和自然環(huán)境系統(tǒng)造成的影響和危害的可能性有多大。土壤鹽堿災害風險評價與土壤鹽堿災害系統(tǒng)是兩個相互關聯(lián)的系統(tǒng),前者是后者的子系統(tǒng)(圖2)。土壤鹽堿災害系統(tǒng)由土壤鹽堿災害的孕災環(huán)境、致災因子、承災體及災情四部分構成,而土壤鹽堿災害風險評價則是在分析致災因子危險性和承災體脆弱性、暴露性及防災減災能力的基礎上,對災害風險進行定量表達,評價體系及流程見圖3。6漸變性環(huán)境農(nóng)災后果期3(1)土壤鹽堿化的災害學概念是開展災害風險評價及其經(jīng)濟損失定量評價的基礎,直接關系到區(qū)域規(guī)劃利用的合理性與科學性。(2)將土壤鹽堿化的災害學定義界定為:土壤鹽堿化災害由土壤鹽害、堿害和鹽堿復合災害組成,是土壤在自然和人為因素作用下富集鹽、堿含量達到抑制農(nóng)作物正常生長的水平,危害社會經(jīng)濟、