江 慧，張 琴

（四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川成都 610061）

土壤質(zhì)量指標(biāo)與評(píng)價(jià)研究進(jìn)展

江 慧，張 琴

（四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川成都 610061）

長(zhǎng)期的人為破壞及不合理利用使土壤質(zhì)量受到嚴(yán)重的威脅，傳統(tǒng)的理化指標(biāo)已難滿足評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的需要，尋找土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)已成為土壤生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)近幾年來(lái)土壤質(zhì)量指標(biāo)和土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)等相關(guān)研究成果進(jìn)行了綜合評(píng)述，以期為尋找能夠全面反映土壤質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化和判別土壤質(zhì)量變化的靈敏指標(biāo)提供參考，為土壤的合理利用與保護(hù)提供理論依據(jù)。

土壤質(zhì)量；指標(biāo)；評(píng)價(jià)；研究進(jìn)展

土壤作為一種重要的自然資源可以為人類生產(chǎn)食物和纖維，并維持地球生態(tài)系統(tǒng)［1］。土壤質(zhì)量概念的引入使我們更全面地理解土壤，也有助于合理地使用和分配勞力、能源、財(cái)政和其它投入。土壤質(zhì)量提供了一個(gè)通用的概念使得專業(yè)人員、生產(chǎn)者和公眾明白土壤的重要性，同時(shí)也是一個(gè)評(píng)價(jià)管理措施和土地利用變化對(duì)土壤影響的評(píng)價(jià)工具。土壤質(zhì)量由土壤的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)組成，國(guó)際上比較常用的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)方法主要有多變量指標(biāo)克立格法、土壤質(zhì)量動(dòng)力學(xué)方法、土壤質(zhì)量綜合評(píng)分法和土壤相對(duì)質(zhì)量法。土壤質(zhì)量未來(lái)的研究集中在土壤質(zhì)量指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法；土壤質(zhì)量變化的發(fā)生條件、過(guò)程、影響因素及其作用機(jī)理與時(shí)空規(guī)律性，尺度問(wèn)題的研究，土壤質(zhì)量保持與提高的途徑及其關(guān)鍵技術(shù)研究。

1 土壤質(zhì)量的定義和意義

土壤質(zhì)量（soil quality）是維持地球生物圈最重要的因子之一，可以從生產(chǎn)力、可持續(xù)性、環(huán)境質(zhì)量、對(duì)人類營(yíng)養(yǎng)健康的影響等多方面來(lái)定義土壤質(zhì)量［1］。土壤質(zhì)量是指土壤肥力質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量及土壤健康質(zhì)量3方面的綜合量度，即土壤在生態(tài)系統(tǒng)的范圍內(nèi)，維持生物的生產(chǎn)能力、保護(hù)環(huán)境質(zhì)量及促進(jìn)動(dòng)植物健康的能力［2］。Parr等提出了幾個(gè)土壤質(zhì)量定義的特定用處，可用于評(píng)價(jià)管理措施對(duì)土壤退化和保持的影響［4］。土壤質(zhì)量的概念有助于區(qū)別技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致生產(chǎn)力的變化和土壤質(zhì)量的變化導(dǎo)致的生產(chǎn)力的變化。土壤質(zhì)量的概念也可用于監(jiān)測(cè)與農(nóng)業(yè)管理有關(guān)的可持續(xù)性和環(huán)境質(zhì)量的變化。

2 土壤質(zhì)量指標(biāo)

土壤質(zhì)量指標(biāo)（soil quality indicator）是表示從土壤生產(chǎn)潛力和環(huán)境管理的角度監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)土壤健康狀況的性狀、功能或條件［3］。

土壤質(zhì)量指標(biāo)的確定是一件很復(fù)雜的事情，而且在不同的土壤系統(tǒng)之間變化很大。Larson和Pierce提出了最小數(shù)據(jù)集（Minimum Data Set，MDS）概念，它包括了從多的土壤物理化學(xué)指標(biāo)和生物學(xué)指標(biāo)［1］。DMS最小數(shù)據(jù)集將有機(jī)碳、速效養(yǎng)分、pH、電導(dǎo)率、質(zhì)地、根系深度、容重、水分傳導(dǎo)率、有效持水量、微生物生物量、可礦化的N、土壤質(zhì)地、土層厚度、土壤容重、土壤力度、土壤結(jié)構(gòu)、水分滲透、有效持水量、飽和水分傳導(dǎo)率、保持、可利用性、排水和水氣平衡、土壤微生物生物量、活性有機(jī)質(zhì)、土壤酶活性等土壤物理化學(xué)和生物學(xué)質(zhì)量指標(biāo)整合成一個(gè)綜合的土壤質(zhì)量指標(biāo)體系，同類科學(xué)研究對(duì)DMS指標(biāo)體系進(jìn)行了豐富和完善。

2.1 土壤質(zhì)量的物理化學(xué)指標(biāo)

土壤有機(jī)質(zhì)是反映土壤質(zhì)量的最重要的化學(xué)參數(shù)之一。它作為土壤物理化學(xué)指標(biāo)包括在MDS數(shù)據(jù)集中，通過(guò)土壤轉(zhuǎn)換方程可以計(jì)算土壤容重、持水量，淋溶勢(shì)，離子交換量（CEC）和土壤生產(chǎn)力［3］。土壤pH、電導(dǎo)率、CEC和養(yǎng)分含量也是土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中重要的化學(xué)指標(biāo)，它們提供了一個(gè)能夠反映土壤提供養(yǎng)分和緩沖化學(xué)改良的能力。

土壤物理質(zhì)量主要包括土壤質(zhì)地、土層厚度、土壤容重、土壤力度、土壤結(jié)構(gòu)、水分滲透、有效持水量、飽和水分傳導(dǎo)率、保持、可利用性、排水和水氣平衡等指標(biāo)，這些物理指標(biāo)對(duì)于全面監(jiān)測(cè)土壤功能很重要。

2.2 土壤質(zhì)量的生物學(xué)指標(biāo)

土壤物理化學(xué)性質(zhì)作為土壤質(zhì)量指標(biāo)有時(shí)不能評(píng)價(jià)土壤管理和土地利用的影響。近年來(lái)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的生物學(xué)指標(biāo)越來(lái)越受到重視，生物學(xué)指標(biāo)包括土壤上生長(zhǎng)的植物、土壤動(dòng)物、土壤微生物等，其中應(yīng)用最多的是土壤微生物指標(biāo)［3］。土壤微生物（包括微生物生物量、土壤呼吸）是土壤質(zhì)量變化最敏感的指標(biāo)［5］。土壤動(dòng)物是土壤環(huán)境質(zhì)量和健康質(zhì)量的重要指示特征，特別是無(wú)脊椎動(dòng)物如線蟲(chóng)、蚯蚓等。植物作為土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，主要是考察植物的生長(zhǎng)狀況、產(chǎn)量格局、根系結(jié)構(gòu)、植物組織特征、牧草物種的多樣性和雜草的優(yōu)勢(shì)種，進(jìn)而評(píng)價(jià)土壤的肥力質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量、健康質(zhì)量。

Kennedy和Papendick指出土壤生物學(xué)性質(zhì)和生物化學(xué)性可作為反映農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和土壤生產(chǎn)力變化的指標(biāo)［6］。土壤微生物性質(zhì)可以促進(jìn)很多土壤物理化學(xué)性質(zhì)的變化過(guò)程。微生物活性也參與分解、養(yǎng)分和能量循環(huán)、土壤團(tuán)聚體的形成和有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的調(diào)控等過(guò)程［7］。

土壤微生物生物量被證明是一個(gè)穩(wěn)定的、可靠的參數(shù)以用來(lái)做區(qū)域尺度量化分析，取樣一般在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)末期或早春［8］，可用于土壤質(zhì)量的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。綜合的微生物指標(biāo)已被選作土壤質(zhì)量潛在指標(biāo)，并在土壤物理和化學(xué)性質(zhì)的背景下進(jìn)行分析，在有機(jī)質(zhì)動(dòng)態(tài)中起著很重要的作用［9］。

活性有機(jī)質(zhì)是土壤微生物最易分解的那部分有機(jī)質(zhì)，它由微生物最易接近的碳和能量來(lái)源的那部分化合物組成，這部分有機(jī)質(zhì)控制了土壤的生物過(guò)程和決定了向作物提供養(yǎng)分的能力［10］，被認(rèn)為是很重要的土壤質(zhì)量指標(biāo)且常常被包括在土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中。

土壤酶活性已被選作潛在的土壤質(zhì)量指標(biāo)［11］。土壤酶的活性在養(yǎng)分循環(huán)中起著很重要的作用而且已被用作微生物活性指標(biāo)。

2.3 土壤質(zhì)量的物理、化學(xué)和生物學(xué)指標(biāo)間的相互關(guān)系

土壤微生物生物量、土壤呼吸和土壤理化學(xué)性質(zhì)間的相關(guān)性在各種尺度上都存在。有關(guān)研究集中在土壤肥力或土壤質(zhì)量指標(biāo)的空間分析，在景觀尺度上研究了土壤質(zhì)量指標(biāo)的變異，區(qū)域尺度上的研究很少。其它研究集中在微生物活性在景觀尺度上的空間分布，如碳礦化和土壤酶活性。目前關(guān)于土壤微生物的區(qū)域變異研究集中在種群水平上，按氣候梯度利用常規(guī)統(tǒng)計(jì)方法研究微生物多樣性的生物地理格局，進(jìn)一步的工作需要研究土壤性質(zhì)的空間自相關(guān)和協(xié)方差的時(shí)間穩(wěn)定性，同時(shí)研究地貌特征、土壤理化性質(zhì)和土壤微生物活性之間的功能相關(guān)性。

3 土壤質(zhì)量的評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量及其隨時(shí)間變化的趨勢(shì)是農(nóng)業(yè)土地可持續(xù)管理中一個(gè)很重要的思想和指標(biāo)。土壤質(zhì)量的評(píng)價(jià)是指評(píng)價(jià)土壤實(shí)現(xiàn)其功能的程度。土壤質(zhì)量的評(píng)價(jià)不僅僅限于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)作物，相關(guān)研究把土壤質(zhì)量和森林物種聯(lián)系起來(lái)［12］，土壤質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)對(duì)闡述環(huán)境問(wèn)題也很重要。

3.1 土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)是評(píng)價(jià)土壤退化的重要工作，也是設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)土壤持續(xù)利用及土壤管理系統(tǒng)的一個(gè)基礎(chǔ)。目前缺乏統(tǒng)一的評(píng)價(jià)指標(biāo)以及將各項(xiàng)土壤性質(zhì)與土壤管理措施結(jié)合起來(lái)的評(píng)價(jià)方法。國(guó)際上比較常用的評(píng)價(jià)方法有以下幾種［1］：

（1）多變量指標(biāo)克立格法（MVIK） 這種方法可以將多個(gè)土壤質(zhì)量指標(biāo)整合成一個(gè)綜合的土壤質(zhì)量指數(shù)，這一過(guò)程稱為多變量指標(biāo)轉(zhuǎn)換（MVIT，multiple variable indicator transform），是根據(jù)特定的標(biāo)準(zhǔn)將測(cè)定值轉(zhuǎn)換為土壤質(zhì)量指數(shù)。

（2）土壤質(zhì)量動(dòng)力學(xué)方法 由于土壤系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性，對(duì)可持續(xù)管理的評(píng)價(jià)應(yīng)該采用動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特征測(cè)量其可持續(xù)性。

（3）土壤質(zhì)量綜合評(píng)分法 Doran和Parkin將土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)細(xì)化為食物與纖維的生產(chǎn)量、土壤侵蝕量、地下水質(zhì)量、地表水質(zhì)量、大氣質(zhì)量和食物質(zhì)量等6個(gè)特定的土壤質(zhì)量元素的評(píng)價(jià)。通過(guò)建立各個(gè)元素的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，利用簡(jiǎn)單乘法運(yùn)算計(jì)算出土壤質(zhì)量的大小，每個(gè)元素的權(quán)重由地理、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)因素所決定。

（4）土壤相對(duì)質(zhì)量評(píng)價(jià)法 通過(guò)引入相對(duì)土壤質(zhì)量指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的變化，這種方法首先是假設(shè)研究區(qū)有一種理想土壤，其各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)均能完全滿足植物生長(zhǎng)需要，以這種土壤的質(zhì)量指數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，其它土壤的質(zhì)量指數(shù)與之相比，得出土壤的相對(duì)質(zhì)量指數(shù)（RSQI），從而定量地表示所評(píng)價(jià)土壤的質(zhì)量與理想土壤質(zhì)量之間的差距，這樣，從土壤的RSQI值就可以明顯而直觀地看出這種土壤的質(zhì)量狀況，RSQI的變化量可以表示土壤質(zhì)量的升降程度，從而可以定量地評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的變化。上述幾種土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)方法各有優(yōu)點(diǎn)，可以認(rèn)為土壤相對(duì)質(zhì)量評(píng)價(jià)法更為方便、合理，它評(píng)價(jià)的是土壤的相對(duì)質(zhì)量，而且可以根據(jù)不同地區(qū)的不同土壤建立理想土壤，選擇代表性的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)做出量化的評(píng)價(jià)結(jié)果。

（5）國(guó)內(nèi)學(xué)者在土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的新方法建立方面作了大量的探索性工作。王效舉等引入相對(duì)土壤質(zhì)量指數(shù)的概念；潘峰等將物元分析方法應(yīng)用到土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)研究，為土壤的評(píng)價(jià)及綜合利用提供了一種新的科學(xué)方法；曾國(guó)熙等將密切值法應(yīng)用于土壤質(zhì)量排序中，并提出了按密切值大小的突變進(jìn)行分類的新方法，是一種值得推廣的多目標(biāo)決策方法；齊偉［19］等探討了土壤質(zhì)量時(shí)空變化一體化的評(píng)價(jià)方法；劉德春［20］等根據(jù)隨機(jī)過(guò)程原理，構(gòu)建了新的轉(zhuǎn)移矩陣，建立了一個(gè)馬爾柯夫鏈綜合土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，進(jìn)行土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)。

3.2 土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的尺度

土壤質(zhì)量的評(píng)價(jià)可在多種尺度下進(jìn)行。在點(diǎn)尺度上，需要從機(jī)理水平理解土壤質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)土地利用決策對(duì)養(yǎng)分循環(huán)、淋溶、土壤結(jié)構(gòu)、碳積累和其它相關(guān)過(guò)程的影響［13］。在小區(qū)尺度上，需要進(jìn)行田間試驗(yàn)來(lái)理解土壤質(zhì)量和作物生產(chǎn)之間的關(guān)系。

Wardle＆Bollero比較了Illinois州36個(gè)農(nóng)場(chǎng)的土壤質(zhì)量。Hellkamp等調(diào)查了美國(guó)大西洋中部地區(qū)293個(gè)點(diǎn)耕地的土壤質(zhì)量［3］。Boehm＆Anderson選取土壤屬性作為土壤質(zhì)量指標(biāo)在景觀尺度上評(píng)價(jià)了3種農(nóng)作制度下土壤的質(zhì)量［8］。Wirth在區(qū)域尺度上調(diào)查了德國(guó)東北部低地土壤的微生物、物理和化學(xué)性質(zhì)，分析了微生物生物量中的碳、土壤基礎(chǔ)呼吸、有機(jī)碳、水溶性碳、全氮、離子交換量、pH和質(zhì)地，以評(píng)價(jià)其空間分布格局、空間自相關(guān)和年際變異［13］。Sparling等在國(guó)家尺度上研究了土壤質(zhì)量的變異，并且評(píng)價(jià)了取樣的代表性和確定了土地利用和土壤分類對(duì)土壤質(zhì)量變異的貢獻(xiàn)［11］。

3.3 我國(guó)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)研究進(jìn)展

我國(guó)的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)工作雖然起步晚，國(guó)內(nèi)學(xué)者也在這方面做了大量的工作。孫波等首先提出了紅壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇原則；傅伯杰［17］等采用綜合土壤質(zhì)量指數(shù)和土壤退化指數(shù)比較了天然林地、草地、灌木、次生林地、耕地和退耕地等6種土地利用類型的土壤質(zhì)量；吳祥云等從土壤微生物，土壤持水性、土壤物理、化學(xué)性質(zhì)方面探討不同類型樟子松人工固沙林土壤質(zhì)量狀況；楊志輝等通過(guò)田間試驗(yàn)對(duì)濕地稻-鴨復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的稻田土壤質(zhì)量進(jìn)行了研究；盧鐵光等通過(guò)建立土壤質(zhì)量變化評(píng)價(jià)模式，來(lái)計(jì)算主要耕作土壤和表層耕作層的土壤質(zhì)量矩陣，利用耕作層土壤質(zhì)量指數(shù)的變化來(lái)定量分析該市50a農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以來(lái)土壤質(zhì)量的變化趨勢(shì)；胡金明［18］等利用主要耕作土壤表層土的土壤質(zhì)量指數(shù)的變化來(lái)定量地分析三江平原地區(qū)大面積開(kāi)荒后土壤質(zhì)量的變化趨勢(shì)；鄭華等對(duì)南方紅壤侵蝕區(qū)4種主要森林恢復(fù)類型下土壤物理、化學(xué)、生物學(xué)性狀進(jìn)行了比較研究；馬強(qiáng)等建立了黑土肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)和因子分析方法對(duì)黑土肥力水平進(jìn)行評(píng)估、分級(jí)。張慶利等用修改后的內(nèi)梅羅公式作為土壤質(zhì)量的評(píng)價(jià)模型，將傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法與地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法及GIS技術(shù)相結(jié)合，研究了金壇市土壤質(zhì)量的空間分異規(guī)律，并對(duì)土壤質(zhì)量進(jìn)行了定量化的評(píng)價(jià)。

4 土地利用變化對(duì)土壤質(zhì)量的影響

土壤質(zhì)量是一種指示土壤條件動(dòng)態(tài)變化最敏感的表示方法，它既能反映土壤管理的變化，也能反映土壤恢復(fù)退化的能力［1］。許多自然和人為的生態(tài)過(guò)程如氣候波動(dòng)、植被演替、土地利用變化等都顯著影響土壤質(zhì)量的時(shí)空演變，其中土地利用方式和管理水平是影響土壤質(zhì)量變化最普通、最直接、最深刻的因素，可以導(dǎo)致土壤養(yǎng)分退化、水土流失、土地沙漠化等退化現(xiàn)象，亦可以達(dá)到提高土壤質(zhì)量、改善生態(tài)環(huán)境的目的。人類活動(dòng)可以導(dǎo)致土壤性質(zhì)變化的速度，當(dāng)前世界各地土地退化相當(dāng)嚴(yán)重，已日益威脅到人類所賴以生存的土地資源。土地利用變化能夠影響土壤水分和土壤養(yǎng)分的分布和遷移，進(jìn)而影響土壤的性質(zhì)和質(zhì)量。

4.1 對(duì)土壤物理化學(xué)質(zhì)量的影響

國(guó)外的研究成果表明：當(dāng)初生林地轉(zhuǎn)變?yōu)榇紊?、咖啡種植園和耕地后，土壤有機(jī)碳、全氮、速效磷、全磷和離子交換量明顯下降。森林砍伐導(dǎo)致土壤容重增加，有機(jī)質(zhì)、全氮和可溶性離子含量下降。林地轉(zhuǎn)變?yōu)楦睾笸寥烙袡C(jī)質(zhì)、全氮和C／N明顯下降，全磷和速效磷則下降不明顯。森林砍伐后隨著耕作時(shí)間的增加土壤化學(xué)性質(zhì)惡化。對(duì)比天然林、人工林、草地、耕地等不同土地利用對(duì)土壤質(zhì)量影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，土地利用／土地覆被變化影響了土壤的物理結(jié)構(gòu)、機(jī)械組成和養(yǎng)分等，耕作導(dǎo)致了土壤質(zhì)量的明顯降低，而造林和草地則有助于改善土壤質(zhì)量。牧場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦睾笸寥烙袡C(jī)質(zhì)含量降為原來(lái)的49%，各種土地利用類型下土壤有機(jī)質(zhì)在各層之間差異不明顯，林地和牧地間土壤有機(jī)質(zhì)差異不明顯，耕地、牧地和林地0～20cm土層容重差異明顯。許多農(nóng)業(yè)管理措施對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量和數(shù)量產(chǎn)生不利影響，與草地相比，農(nóng)業(yè)措施明顯降低了土壤中的總有機(jī)碳、腐殖質(zhì)、水溶性碳、水溶性碳水化合物、脫氫酶、磷酸酶和β-葡萄糖酶。由于自然植被的去除、分解、燃燒或被支持低碳含量的作物取代，林地轉(zhuǎn)變?yōu)槟恋乜梢燥@著降低C的儲(chǔ)存，還對(duì)土壤N循環(huán)具有重要影響。

我國(guó)學(xué)者針對(duì)土地利用變化對(duì)土壤質(zhì)量的影響研究出表明：人工梯地上的農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)和多年生作物復(fù)合群落的土壤容重、土壤結(jié)構(gòu)和土壤持水力及水分滲透力與相鄰天然森林土壤相近，優(yōu)于退化灌草叢和殘林地。劉世梁等的結(jié)果表明，灌叢有著較高的土壤質(zhì)量指數(shù)，而人工林與農(nóng)田的QI值較低，坡面土壤質(zhì)量的變化是土地利用方式變化與景觀位置分異綜合作用的結(jié)果。土地利用方式對(duì)處于巖溶脆弱生境核心部位的土壤質(zhì)量性狀有明顯的的影響，但變化規(guī)律并不一致，巖溶山地土壤質(zhì)量與土地利用方式的關(guān)系復(fù)雜，存在區(qū)域差異性。土地利用管理與保護(hù)措施是引起土地利用類型間土壤質(zhì)量差異的主要因素。不同土地利用方式和植被恢復(fù)類型對(duì)土壤質(zhì)量有很大影響，植被恢復(fù)重建和農(nóng)地撂荒將增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤質(zhì)量；粗放的農(nóng)業(yè)耕作措施將降低土壤質(zhì)量并引起土壤退化；灌叢有明顯的肥力島嶼作用，撂荒在一定程度上可以培肥土壤。人工植被的建立與生長(zhǎng)明顯改善土壤質(zhì)量，多年生喬木林改良土壤質(zhì)量的潛力最高，耕作粗放的農(nóng)地土壤質(zhì)量有所下降。果農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式的土壤肥力高于單種作物土壤的肥力。種植人工林對(duì)土壤養(yǎng)分含量的提高有很大幫助，但不同林型提高程度不同，闊葉林下土壤肥力的提高較針葉林顯著。成土母質(zhì)、海拔高度和利用方式對(duì)土壤的理化性質(zhì)有較大影響，其中影響最大的是土地利用方式，即林地、灌木叢地、荒草地等自然植被下的土壤理化性狀較好，養(yǎng)分含量高，而經(jīng)開(kāi)墾耕作后，土壤理化性質(zhì)變化較大，土壤總體質(zhì)量表現(xiàn)出明顯的退化。

4.2 對(duì)土壤生物質(zhì)量的影響

土地利用變化也能夠?qū)ν寥牢⑸锂a(chǎn)生明顯的影響，影響土壤微生物數(shù)量和分布［8］。國(guó)外研究結(jié)果表明，土壤肥力和微生物過(guò)程的區(qū)域格局與地區(qū)的年均降雨量呈負(fù)相關(guān)，土壤微生物過(guò)程與食草動(dòng)物的利用和強(qiáng)度的景觀格局密切相關(guān)。土壤水分與土壤微生物生物量之間呈負(fù)相關(guān)。土壤水分和溫度短期的波動(dòng)會(huì)影響微生物生物量中碳含量。當(dāng)林地轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)用地和荒地時(shí)，能夠?qū)е峦寥牢⑸锏拿黠@減少。除了草地外，微生物的數(shù)量在總體上表現(xiàn)了增加的趨勢(shì)；草地、休耕地的Collembola豐富度略有降低，Protaphorura armata和Lepidocyrtus cyaneus在所有土地利用類型中均呈減少的趨勢(shì)。土地利用方式能顯著影響微生物的多樣性。土地利用對(duì)土壤微生物生物量C影響很大。土地利用主要通過(guò)有機(jī)質(zhì)的投入和累積來(lái)影響Cmic。Nmic與土壤中的總氮和速效氮顯著相關(guān)，土地利用對(duì)其的影響相對(duì)較小。

5 土壤質(zhì)量研究展望

土壤質(zhì)量是個(gè)非常綜合的概念，不僅涉及到土壤學(xué)、土地利用、農(nóng)業(yè)種植措施和管理等眾多方面，而且也與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政策有關(guān)。所以，需要研究的領(lǐng)域很多。目前，對(duì)于土壤質(zhì)量方面的研究主要集中在土壤質(zhì)量現(xiàn)狀的調(diào)查和分析、土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的理論、方法和指標(biāo)體系、土壤質(zhì)量變化的原因、土壤質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)預(yù)警及對(duì)策等方面，總結(jié)當(dāng)前國(guó)際土壤質(zhì)量研究的最新進(jìn)展，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情形，有關(guān)土壤質(zhì)量研究應(yīng)加強(qiáng)以下幾個(gè)方面：

（1）土壤質(zhì)量指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法不同尺度研究問(wèn)題，需要利用不同的技術(shù)測(cè)定不同的指標(biāo)［14］。這就要求發(fā)展大田尺度的指標(biāo)進(jìn)而為農(nóng)戶及時(shí)提供信息，此外也要發(fā)展區(qū)域尺度指標(biāo)以監(jiān)測(cè)土壤資源質(zhì)量的發(fā)展趨勢(shì)。從能量效率角度、熱動(dòng)力學(xué)角度對(duì)土壤質(zhì)量進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)，具有廣泛前景。

（2）土壤質(zhì)量變化的發(fā)生條件、過(guò)程、影響因素及其作用機(jī)理與時(shí)空規(guī)律性［15］。重點(diǎn)是土地利用變化、土壤質(zhì)量和土壤微生物環(huán)境之間的有機(jī)聯(lián)系及其內(nèi)在規(guī)律的研究。探討土地利用變化與土壤微生物多樣性之間的關(guān)系，進(jìn)而揭示土地利用變化對(duì)土壤質(zhì)量影響的機(jī)理和規(guī)律，這對(duì)于退化土地的恢復(fù)和區(qū)域土地資源管理以及土地的持續(xù)利用具有重要的意義。

（3）尺度問(wèn)題的研究尺度是發(fā)展合適的土壤質(zhì)量指標(biāo)中的很重要的一個(gè)問(wèn)題［16］。尺度的維數(shù)可在空間和時(shí)間兩方面影響土壤質(zhì)量的評(píng)價(jià)。研究區(qū)域小至景觀中的一個(gè)點(diǎn)和研究小區(qū)，大至一個(gè)國(guó)家乃至世界。由于氣候、土壤水分、人類活動(dòng)、植物生長(zhǎng)階段和其他因子可引起土壤質(zhì)量指標(biāo)的時(shí)間變異，所以時(shí)間框架很重要。土壤質(zhì)量指標(biāo)對(duì)變化的反應(yīng)時(shí)間決定了測(cè)定指標(biāo)變化合適的時(shí)間間隔。這就要求在測(cè)試和揭示土壤特征時(shí)描述土壤過(guò)程的動(dòng)態(tài)性和利用土壤特征的時(shí)間格局來(lái)描述土壤質(zhì)量，此外也要重視管理措施改變后的過(guò)渡時(shí)期土壤特征的研究。科學(xué)家們采用兩種途徑來(lái)處理空間尺度問(wèn)題：在土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中選取與研究地理尺度相適應(yīng)的指標(biāo)和把由點(diǎn)尺度的指標(biāo)獲得的信息向更大尺度上擴(kuò)展。

（4）土壤質(zhì)量保持與提高的途徑及其關(guān)鍵技術(shù)研究土壤的組成不僅是礦物質(zhì)，它是礦物質(zhì)、微生物、根系分泌物、水分運(yùn)動(dòng)和非生物與生物動(dòng)態(tài)過(guò)程的集合。提高土壤質(zhì)量必須擴(kuò)展土壤成分間互作研究，主要集中在根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)對(duì)肥料及其它措施的反應(yīng)、不同系統(tǒng)的水分利用效率、土壤養(yǎng)分測(cè)試的簡(jiǎn)易方法、選取時(shí)空變異性作為土壤質(zhì)量指標(biāo)等方面。

［1］ 曹志洪，周建民.中國(guó)土壤質(zhì)量［M］.北京：科學(xué)出版社，2010.

［2］ 徐建明，張甘霖.土壤質(zhì)量指標(biāo)與評(píng)價(jià)［M］.北京：科學(xué)出版社，2010.

［3］ 鄭昭佩，劉作新.土壤質(zhì)量及其評(píng)價(jià)［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，14（1）：131～134.

［4］ Arshad M A，Martin S.Identifying critical limits for soil quality indicators in agro ecosystems［J］.Agric Ecosyst Environ，2002，88：153～160.

［5］ Bentham H，Harris JA，Birch P，et a1．Habitat classification and soil restoration assessmentusing analysisof soilmicrobiological and physicochemical characteristics［J］.JAppl Ecol，1992，29：711～718.

［6］ Dick R P.Soil enzyme activities as indicators of soil quality［A］. In：Doran JW，Coleman DC，Stewart B A.

［7］ 陳國(guó)潮.土壤微生物量測(cè)定方法現(xiàn)狀及其在紅壤上的應(yīng)用［J］.土壤通報(bào)，1999，30（6）：284～287.

［8］ 胡曰利，吳曉芙.土壤微生物生物量作為土壤質(zhì)量生物指標(biāo)的研究［J］.中南林學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，22（3）：51～53.

［9］ 劉守龍，肖和艾，童成立，等.亞熱帶稻田土壤微生物生物量碳、氮、磷狀況及其對(duì)施肥的反應(yīng)特點(diǎn)［J］.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2003，24（4）：279～283.

［10］ Defining Soil Quality for a Sustainable Environment［C］.Madison：Soil Sci Soc Am Spec Publ，W I.1994：107～124.

［11］ Dick R P.Soil enzyme activities as integrative indicators of soil health［A］.In：Parkhnrst CE，Doube BM，Gnpa VVSR.Bioindicators of Soil Health［C］.United Kingdom，Oxon：CAB International，1997：121～156.

［12］ Doran JW，Parkin T B.Defining and assessing soil quality［A］. Soil Society of America Spatial Publication（SSSA Spec.Pub1）. 35.SSSA and ASA，Madison.Wisconsin，1994：3～211.

［13］ Hoger D.Efects of croprotation and soil cover on alteration of the soilmicro flora generated by the culture of transgenic plants producing opines［J］.Molecular Ecology，2000，9：881～890.

［14］ Tscherko D，Kandeler E.Classification and monitoring of soilmicrobial biomass，mineralization an d enzyme activities to indicate environmental changes［J］.Die Bodenkultur，1999，50：215～226.

［15］ Harris JA.Measurementsof the soilmicrobial community for estimating the Success of restoration［J］.Eur J Soil Sci，2003，54：801～808.

［16］ Dung X Z，Hung J H.Diversity of prokaryotic microorganisms［J］.Biodiv Sci，2001，9（1）：18～24.

［17］ 吳雅瓊，劉國(guó)華，傅伯杰，等.《中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)土壤CO2釋放分布規(guī)律及其影響因素》［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（5）：2126～.

［18］ 胡金明，袁寒，李杰，等.《滇西北山地湖沼納帕海濕地區(qū)土壤速效氮組分的分異及指示意義》［J］.山地學(xué)報(bào)，2011（3）.

［19］ 齊偉，張鳳榮，牛振國(guó)，等.《土壤質(zhì)量時(shí)空變化一體化評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用》［J］..土壤通報(bào)，2003（1）.

［20］ 劉德春，何鑫，王昌全.《馬爾柯夫法在土壤質(zhì)量動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用》［J］.國(guó)土與自然資源研究，2004（2）.

Advances in Studies of Indexes of Soil Quality and Evaluation

JIANG Hui ZHANG Qin

（Sichuan Academy of Forestry，Chengdu 610061，China）

Soil quality was subjected to serious threat because of long-term man-made damage and unreasonable land using.Searching for the indexes of soil quality has recently become a research focus.The traditional physicochemical indexes can notmeet the need of soil quality evaluation；therefore，searching for the indexeswhich can reflect the dynamic changes and distinguish the changes of soil quality has become an important research task.In this paper，comprehensive review ismade on the soil quality index and soil quality evaluation in order to provide theoretical basis for the reasonable utilization and the protection of cultivated land.

Soil Quality，Index，Evaluation，Progress

S714.5

A

1003-5508（2016）06-00-0

10．16779／j．cnki．1003-5508．2016．06．005

2016-09-12

江慧（1982-），女，安徽蕪湖人，工程師，主要從事土壤研究工作。