(ppt)-土壤科学发展的战略思考--在安徽省农科院土肥所报告--祝贺

土壤科学发展的战略思考 -在安徽省农科院土肥所报告 -祝贺安徽省农科院建院50周年！,2010年5月27日,赵其国 院 士,报 告 提 纲,一、土壤科学发展面临的形势与挑战 二、土壤科学发展认识的提升 三、土壤科学未来发展的战略需求 四、未来土壤学的研究方向与研究领域 五、近10-20年内土壤学的研究方向与研究需求项目 六、土壤学研究发展战略的几点思考,土壤：地球的皮肤,“世界当前面临的八大问题”,（土壤学面临的新机遇与挑战）,2000年-2050年人均谷物食物消费，公斤/人,资料来源：国际食物政策研究所（2008）,首先，今后确保农业安全的任务日趋艰巨。,2000年-2050年谷物需求总量：+75% （食物+饲料），百万吨,2004-2050年中国人均食物消费预测：植物类 （公斤/人）,2004-2050年中国人均食物消费预测：动物类 （公斤/人）,工业化 城镇化,发展模式,资源短缺 成本上涨 市场竞争 劳动力外流等,约束因素,农业的比较效益不断下降,同时，提高农业比较效益的难度不断加大,守住我国耕地红线（18亿亩）的形势非常严峻,国务院核准2010年耕地总保有量为19.12亿亩，而2006年，我国耕地总面积仅为18.27亿亩，直逼18亿亩警戒线。,我国现有耕地中2/3是中低产田，其中约1/6耕地受污水灌溉、农药、重金属污染威胁，土壤有机质平均含量1，远低于发达国家的3，缺磷耕地占59，缺钾耕地占30。 要实现粮食年均增长1%，保证粮食安全，除靠高产效多抗作物新品种培育外，关键是搞好耕地保育，加强水土资源的优化配置，土壤培育与耕地改良与提高耕地质量和生产力。 今后我国土壤学面临的农业安全形势十分严峻。,其次、我国区域性土壤污染趋势严重,据调查，长江流域、珠江流域、沿海经济带、松花江流域、辽河流域出现贯穿全流域以镉为主、铅、汞为辅的流域性、区域性异常；黄河流域高氟、高砷、低碘异常显著；全国大中小城市土壤普遍出现汞异常。,第三、全球变化与土壤的关系密切,土壤在发生过程中，通过生成或消耗温室气体(CO2、CH4、N2O等)以及其它气体(如NH3、NOx)直接或者间接地影响气候变化； 全球变化通过降雨、温度和养分沉降等变化，影响土壤过程，也对生态系统的生产力及其稳定性产生影响。这些影响均将进一步促进土壤学对土壤中CH4和N2O排放量，土壤养分转化及土壤碳库建设等方面。,第四、全球不确定性因素影响,对我国农业及能源紧缺产生影响,报 告 提 纲,一、土壤科学发展面临的形势与挑战 二、土壤科学发展认识的提升 三、土壤科学未来发展的战略需求 四、未来土壤学的研究方向与研究领域 五、近10-20年内土壤学的研究方向与研究需求项目 六、土壤学研究发展战略的几点思考,土壤是植物生长与农业生产的基础 土壤圈是地球最富生命力的圈层 土壤是地球陆地生态系统的重要基础 土壤是食物安全与人体健康的基本保障 土壤资源保护是生态环境建设的核心 土壤质量的培育是提高土壤综合生产能力的前提 全球土壤变化是人类生存的重要条件 土壤是城乡发展和人居环境建设的重要环节,土壤科学发展认识的提升,对土壤认识的提升,报 告 提 纲,一、土壤科学发展面临的形势与挑战 二、土壤科学发展认识的提升 三、土壤科学未来发展的战略需求 四、未来土壤学的研究方向与研究领域 五、近10-20年内土壤学的研究方向与研究需求项目 六、土壤学研究发展战略的几点思考,土壤科学未来发展的战略需求,从当前全球面临的能源，资源矛盾、粮食安全和生态环境等问题看，要求土壤科学在满足国家战略需求中发挥更加重要的作用； 从土壤科学自身的发展规律看，土壤学向现代土壤学发展的时机与条件日趋成熟； 因此，未来土壤学研究与发展战略需求的要求也更为迫切。,报 告 提 纲,一、土壤科学发展面临的形势与挑战 二、土壤科学发展认识的提升 三、土壤科学未来发展的战略需求 四、未来土壤学的研究方向与研究领域 五、近10-20年内土壤学的研究方向与研究需求项目 六、土壤学研究发展战略的几点思考,（一）未来土壤学研究的战略方向（5个）,土壤圈物质循环与能量交换,（基础研究）,土壤资源与质量保护,土壤环境与生态安全,土壤景观与土壤过程,土壤生物与养分调控,（利用管理）,（环境整治）,（宏观调控）,（农业发展）,土壤与温室气体效应、土壤固碳、土/肥/水界面物质能量过程与交换、土壤组分互作与肥力维持、可变土壤特性及变化,土壤资源演变与评价、持续利用机制与模式、质量基础调查、退化过程与防治、土地利用生态环境效应、土壤基层系统分类、人类世中土壤变化新趋势,土壤污染机制与土壤健康质量、污染物转化生物有效性与农产品质量、风险评估、修复机理与技术、面源污染机制与控制,土壤景观与时空特征及演变、环境敏感物质转化迁移、发生过程与区域全球变化、土壤侵蚀等退化机制与防治,土壤生物过程与机制、基因资源多样性及其功能、养分平衡与施肥及其高效利用分子基础、水和元素循环耦合、土/植/肥互作及协调机制,（二）未来土壤学的研究领域（7个）,报 告 提 纲,一、土壤科学发展面临的形势与挑战 二、土壤科学发展认识的提升 三、土壤科学未来发展的战略需求 四、未来土壤学的研究方向与研究领域 五、近10-20年内土壤学的研究方向与研究需求项目 六、土壤学研究发展战略的几点思考,（一）从2010年19届国际土壤学会看,2010年将在澳大利亚召开的19届国际土壤学会大纲，可初步看出今后国际土壤学发展的方向与研究内容，共包括四个研究部门，39个研究项目。,1、土壤的时空性(部门会议Division 1)（共13项）,（1）星际土壤学：研究地球极端环境条件下土壤数据，推导宇宙环境土壤可能性；发育于非硅酸盐物质如冰、固体甲烷等物质上的外星“土壤”；宇宙土壤制图方法；宇宙土壤研究理论基础；土壤发生中的陨石。 （2）土壤形成的时空模拟：研究不同时空模拟条件下土壤形成的方向和速率，预测土壤的演化和发生过程以及成土因子对其影响；土壤发生过程定量化的土壤时间序列；土壤风化速率模拟及其对地貌景观演变的影响。 （3）土壤形态学和微形态学：土壤形态学和气候变化；土壤形态学和环境灾害的土壤过程。,（4）土壤地理学：研究全球土壤地理信息系统及其对全球变化效应的预测；基于关键土壤数据预测全球变暖对农业尤其是粮食产量的影响；土壤地理与生态系统服务关系。 （5）土壤发生：研究母质、气候、地形和生物在土壤发生中的作用、影响大小及其范围；地球年代学技术在土壤形成和演化速率中的应用。 （6）土壤分类：土壤分类与数字土壤信息的相互作用；土壤分类对土壤学的推动和限制。 （7）计量土壤学：土壤变化的时空定量监测方法与新技术；时空土壤预测的统计方法以及多源土壤信息的整合；土壤变化的关键过程模拟等。,（8）古土壤学：风积物对土壤发生的影响：不同环境条件下石灰岩土壤发育模型的控制因子和机制；喀斯特地区土壤特性，以及它们与其他石灰岩记录、现存的区域和全球环境变化的关系。 （9）土壤演替方向（工作组WRB）：土壤参比系统 （10）土壤结构多样性的体系（工作组水成土壤学）：研究土壤表下层异质性、土壤结构主导的土壤功能多样性、以及结构形成和退化过程等；用水文土壤学方法，借助土壤学知识模拟现实世界中的水文过程以及土壤水分运移。,（11）数字土壤评价（工作组数字土壤制图）：研究土壤制图及数字土壤评价；土壤过程模拟结果的空间分布；附属的预测精度。 （12）全球变化中的冷冻土（工作组冷冻土）：研究全球变暖对永冻土壤的强烈衰减、有机碳快速矿化，及其对陆地景观显著退化、水、土质量的改变以及土壤碳库的大量释放，以及这些变化对地球生物，包括人类的严重影响。 （13）土壤感应: 土壤快速测量（工作组近距土壤感应）：研究土壤各种传感器（近距土壤感应）的发展，信号处理，数据融合，计量土壤学，空间模拟和土壤传感器相互作用。,2、土壤属性和过程（部门会议Division 2）（共7项）,（1）湿地土壤和全球变化：研究湿地土壤中与气候变化有关的痕量气体的形成和排放、固碳、固氮、脱氮、化学风化、厌氧条件下次生矿物的形成以及微量元素的生物地球化学过程等。 （2）未来的景观管理：讨论在水文学、生物学、地球化学和水生产率之间相互关系研究时所需的基础学科知识，以更好的以可持续的方式管理我们的陆地景观。 （3）土壤物理：雨水在土壤中的渗透、保持及其管理方法；作物的最佳灌溉时期和最佳灌水量；氮和其它营养物质的最佳施用量；孔隙结构动力学的驱动物理过程以及对土壤中物质流动和运输特征的影响。,（4）土壤化学：土壤中的生物地球化学界面新技术及其在污染物土壤相互作用上的应用；土壤有机物质的动态变化；有机废物在土壤改良剂中的应用。 （5）土壤生物：土壤根际界面技术最新发展及其在研究根际微生物多样性和基因表达上的应用；土壤中的基因和蛋白质表达；土壤蛋白质组学的环境过程等。 （6）土壤矿物学：研究土壤矿物组合中无机组分对络合物形成和稳定性的作用机制，及其相应管理措施对改善土壤可持续性和其环境、农业功能等的作用；矿物与微生物的相互作用；矿物及改性矿物对污染物吸附特性。 （7）土壤化学、物理和生物交互作用学：研究土壤胞外蛋白和核酸等有机分子的释放与生物降解过程、植物营养等功能关系；土壤中金属和有机物生物有效性。,3、土壤利用与管理(部门会议Division 3)（共11项）,（1）土地利用的精准技术：利用精准农业技术和工具在减少农业生产资料投入，通过提高土壤管理水平来达到作物增产、经济效益增加和环境保护的目的。 （2）养分最佳管理措施：研究养分最佳管理措施相关的科学原理与问题，重点展示BMP在世界各地运用的案例研究。 （3）土壤评估与土地利用规划：研究工业、农业土壤的评估方法及其应用；热带条件下如何能够在增加农业产量的同时，加强环境的保护。,（4）水土保持：高山农业与土壤和水资源保护；土壤水平衡测定技术的研发；运用渗漏计研究并模拟土地利用方式的影响；不同尺度的渗漏模拟及其改善土地利用方式策略等。 （5）土壤肥力与植物营养：高投入高产农作体系的可持续性问题，包括土壤健康、养分循环和环境影响；提高转基因作物养分吸收与转运能力的生物学途径；根际环境对提高土壤肥力管理与作物营养的作用。 （6）土壤工程与技术：评价化粪池建设用地土壤的适宜性；讨论建筑工地地表径流管理的传统及先进技术和方法；建筑工地地表径流管理和土壤侵蚀控制技术。 （7）土壤退化控制、修复与再利用：研究重金属生物有效性的相关化学动力学；重金属污染土壤修复（增加迁移性或固定化）的土壤改良剂；风险评估与基于风险的土壤修复。,（8）酸性硫酸盐土壤的管理过程（工作组酸性硫酸盐土壤）：探索并揭示酸性硫酸盐土壤在应用扰动和修复措施后的过程；基于这些认识发展起来的新的管理手段。 （9）森林土壤过程与变化（工作组森林土壤）：全球气候变化下影响重要森林土壤过程与功能的主要生物学和非生物学评价因素及其关键链接点、最新方法和技术及应用；在应对全球变化情况下地下与地上过程的相互联系，并提出缓解策略。 （10）城市和工业地土壤（工作组城市土壤（包括城市、工业、交通、军事和矿区地土壤）：探讨世界土壤资源参比基础（WRB）提出的一个新土壤类型的最新研究进展，关注它的分类、化学、物理和生物学特性这些能够影响土壤功能和发生的性质。 （11）全球变化对土壤盐化的影响（工作组盐土）：气象学、水文学和生产条件的改变对土壤盐化的影响以及生态系统变化及对灌溉农业的影响；因土壤湿度、盐碱化变化引起的土壤物理、化学性质的改变及其减缓策略等问题。,4、土壤在社会及环境可持续发展方面的作用 (部门会议Division 4)（共8项）,（1）为什么认为土壤是肮脏的？土壤学在粮食和纤维生产、生态系统维持、水资源、污染物和废弃物管理以及工程应用方面所发挥的重要作用；应吸引一些如政府城市、农村区域规划等专业人员参加，提高对土壤学的认知。 （2）土壤和人类健康：研究城市和农村环境中土壤对人体健康的影响，包括土壤生物和污染物对健康的直