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土壤圈未来变化的预测

时间:2022-01-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:对土壤记忆信息的正确解读,将有助于区分过去和现在的土壤变化,并预测未来变化。但热带森林转变为其他类型的土地覆盖,将对土壤的当地气候发生的影响较全球气候变化的影响强烈。这将为研究土壤圈土壤资源、陆地生态系统及其全球环境变化开辟新的途径。
土壤圈未来变化的预测_自然地理学

二、土壤圈未来变化的预测

土壤圈是全球环境变化的“记忆块”。对现在大部分的土壤,严格来说是“多元发生”土壤。对土壤记忆信息的正确解读,将有助于区分过去和现在的土壤变化,并预测未来变化。

(一)土壤圈变化的预测

土壤圈变化具有极广泛的含义,包括土壤各种性状、特性,迁移转化过程,以至土壤类型、利用状况方面等定性、定量的变化。土壤变化的类型也是复杂多样的,既包含有非系统(随机)变化,又包含有规律的周期性(循环)变化以及趋势变化,具有一定的趋向,呈直线或呈“螺旋形”的下降或上升。土壤变化的方向或过程在很大程度上取决于它的可逆性(即土壤恢复原状的可能性和速率)。而土壤变化的可逆性又取决于外界环境条件和土壤本身的微环境特征(土壤的固、液、气相物质组成及其比例和动态,土壤pH值等)。有关土壤过程的可逆性程度,如土壤的物理与化学风化过程一般是不可逆的;诊断层与剖面的形成发育可能是轻度可逆性的;土壤团聚体的破坏、黏土矿物和交换性铝,黏重土壤中P、K的固定等是中度可逆的;干湿交替絮凝和分散离子的吸附和解吸等通常是可逆的;土温、氧化还原物质和土壤空气组成变化是可逆的。

我们研究的重点是土壤的环境、动态、土壤形成类型和过程的定性和定量地结合起来。当今主要是通过土壤发生的现在环境和未来环境变化的趋势(如全球气候变化、人类活动等)大致可了解与推断土壤如何、何时和何地对环境的响应,从而推测土壤圈的未来变化。

1.土壤圈对全球气候增暖的响应

如果北半球冻原地带温度上升,则大量的永冻土可能融冻,在此情况下,有机质分解加强,向大气圈释放的CO2、CH4氮氧化物将增加,地表土壤沼泽化增强,北方泰加林地带因温度上升,其南部界限可能向北收缩,原南部地带出现南部植被的入侵,影响土壤形成发育而呈现南方温带森林植被下发育的土壤形态和特征;北半球的半湿润半干旱地区可能经受更极端的天气、干旱和更热的夏季,生长系统压力增强,土壤更易于退化;全球增暖现象,预计不会对目前热带气候有显著改变,其生态系统下的土壤过程将保持不变。但热带森林转变为其他类型的土地覆盖,将对土壤的当地气候发生的影响较全球气候变化的影响强烈。气候变暖可能使海平面上升,淹没滨海许多地区,包括一些重要湿地,它们既是碳和其他地球化学物质循环的“汇”;又是许多水生、陆生两栖野生动植物的栖息地。并促使滨海地区土壤盐碱化增强。

2.土壤圈对人类活动的响应

如果像某些国际组织所预测的那样,世界人口持续增长而未得到有效的控制,各国政府所制定的发展战略和管理政策是不可持续的,从而对环境和土壤资源带来日益增加的压力,增强土壤侵蚀、次生盐碱化、酸化、污染、肥力与生产力下降及水分管理问题,人类对土壤变化的负面影响将更为突出。

(二)土壤圈未来变化预测的途径

1.建立全球土壤数据库

为了对全球土壤资源进行分类、描述和制图,必须有统一的、标准化的土壤分类系统。建立和采用一个国际土壤分类系统,作为建立全球土壤和区域土壤数字数据库的基础;这一数据库应与其他环境资源库(如气候、植被、地质、地貌、土地利用、土地覆盖)相结合一起分析;数据库更新,可采取以遥感监测和地理信息系统的技术手段和方法。这将为研究土壤圈土壤资源、陆地生态系统及其全球环境变化开辟新的途径。

2.土壤圈未来变化的建模理论体系和实践

建立何种内容的全球和区域的土壤数据库与预测模型尚处在初始探讨阶段。如全球气候变化对土壤发育速率影响的估计,对各种土壤退化速率影响的预测和建模,与社会经济数据库相结合的预测和建模,如人口密度对土地退化的定量评价,政府政策对农业生态环境和土壤变化的影响预测等。

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