項目簡介: 項目是地球科學部農業科學技術的土壤學研究。由中科院南京土壤所主持、沈陽應用生態所,浙大、中國農大、中國農科院、南農大等14個單位300多人參加。
針對我國人多地少、土壤超強度利用和經濟快速發展對土壤質量的影響,研究土壤質量形成、演變的過程,如土壤養分非均衡化、酸化、污染等;土-水、土-氣、土-巖等系統的物質交換規律及其對水體、大氣環境質量及人畜健康的影響機制與對土壤質量的返饋;土壤質量指標、分級標準與量化表達及土壤質量制圖;提出國家土壤質量基準建議方案;典型地區土壤質量時空變異規律及其與自然要素和人為活動的關系;探明主要耕地土壤質量的限制因子及定向培育原理。
在歸納凝練上述研究成果的基礎上初步創建了"質量土壤學",提出我國土壤質量的科學概念,制定表征土壤質量的指標、最小數據集,集成了土壤質量的研究方法,建立了土壤質量的評價體系;
揭示了水稻土、紅壤、潮土、黑土等主要耕地土壤質量的現狀及肥力質量的演變格局,編制了土壤質量數據庫及建成1:100萬中國土壤數據平臺;
提出了水稻土可持續利用的理論。率先發表了稻田磷素環境警戒值;闡明太湖平原不同土地利用系統徑流產生的過程、機制和規律,測定了土壤氮、磷遷移的數量,證明了稻田不是太湖水體氮磷面源污染的主因,總結了稻田保護生態環境和確保可持續利用的功能。向國家提出了保護稻田是可持續發展的基石的建議。
項目已發表CSCD收錄論文489篇,SCI和EI收錄論文286篇,出版專著3部,對我國現代土壤學理論的發展做出了重大貢獻。被CSCD論文引用818次, 被SCI論文引用 903 次。單篇最高他引42次。引領了國內土壤、環境、生態等各領域和國家科技、農業、環境、資源等各部門的土壤質量研究的新方向。項目成果分別已獲得有關省科技進步1等獎2次,二等獎3次,有5名研究骨干獲得國家杰青基金。保護稻田等建議已被中辦及有關省市所采納。
主要發現點:
1、構建了"質量土壤學",發展了現代土壤學的理論。a)"質量土壤學"是關于土壤質量演變的過程和機制,退化土壤的修復與提高、土壤質量定向培育的理論、技術和方法的土壤學;b) 闡述了我國土壤質量的概念:土壤不僅是人類食物和纖維的提供者,而且還是污染物的消納器,空氣潔凈器和水資源儲存庫與過濾器,并與人畜健康密切有關。土壤質量是土壤肥力質量、環境質量和健康質量的綜合量度c)建立了我國土壤質量的指標體系、標準和最小數據集及科學評價方法;d)集成了土壤質量研究的系統方法: e)構建了中國1:100萬的土壤質量數據平臺。支撐的代表性論文序號:1, 2,3,6,7,9 以及專著:《健康土壤學》2005/07,《太湖流域土-水間的物質交換與水環境質量》2006,/02和相關論文180篇。屬地球科學的農業科學技術的土壤化學、土壤地理學和土壤生態學(土壤學其他學科)。
2、揭示了我國主要類型耕地土壤質量的特征、現狀和時空演變的規律。a)20年來我國水稻土、紅壤、潮土、黑土的耕地土壤肥力質量穩中有升,有機質明顯增加(新墾黑土除外),全氮普遍提高,速效磷全面上升,但有效鉀明顯減少,土壤pH有一定下降,蔬菜基地氮磷流失和硝態氮的淋洗對水體或地下水的污染比較突出;b) 土壤健康質量總體良好、局部污染嚴重,黑土區98%面積的土壤屬于清潔區,潮土區基本沒有農藥(六六六、DDT)的污染,但局部地區As、Cd超標比較嚴重,水稻土區尚清潔,局部地區出現汞、銅污染,紅壤區總體良好,只有少數局部地區出現不同類型和程度的重金屬污(礦區);c)闡明了土壤質量的空間變異規律,繪制了中國土壤質量圖件100多幅。支撐的代表性論文序號:1,4,6,8,9及Soil Survey Horizons, 2004,45(4):129-136和SSSAJ 70(1):78-83,2006 等作為封面刊出的論文100多篇。屬地球科學的農業科學技術的土壤化學、土壤地理學和土壤生態學(土壤學其他學科)。
3、提出了水稻土可持續利用的機理。a)證明我國稻田是對水體和大氣環境友好的人工濕地生態系統;闡明了水稻土可持續利用的機理;b)國際上率先發表了水稻土磷素環境警戒值,,闡明了太湖平原不同土地利用方式的徑流過程和氮、磷隨水遷移的規律,確證稻田還不是水體磷素面源污染的主因;c) 揭示了稻田甲烷排放規律及調控理論;d) 關于保護稻田,確保長江三角洲可持續發展的意見受到國家領導的重視;支撐的代表性論文序號:4,5,8,10 及專著:《中國稻田生態系統》、《太湖流域土-水間的物質交換與水環境質量》和相關論文172篇等。屬地球科學的農業科學技術的土壤化學、土壤地理學和土壤生態學(土壤學其他學科)。
主要完成人:
1. 曹志洪
本項目的首席科學家之一,領導與組織了整個計劃的申請與執行。提出質量土壤學理論,主持制定了土壤質量指標和有關標準是發現點1, 2, 和3的主要貢獻者。是第六課題組負責人,提出了保護稻田的建議書;是論文3,4, 5,8的第一或通訊作者;專著《太湖流域土-水間的物質交換與水環境質量》的主編,主持土壤質量的國際研討會3次,是兩期SCI收錄雜志(荷蘭、美國)關于中國土壤質量的英文論文集的客座編輯,獲得了國內外學術界的高度評價和認可。本人在本項目中的工作量占本人工作量的85%。
2. 周健民
本項目的首席科學家之一,領導和參與了研究計劃、方案及土壤采樣路線的制定,對發現點1,2和3作出了貢獻,是第二課題組負責人之一,是保護稻田等建議的合作者;是論文7 的主要作者:揭示了紅壤酸化的內在機制及氫質子影響其他離子遷移和土壤質量的原理。獲得了國內外廣泛地引用和認可。本人在本項目中的工作量占本人工作量的60%。
3. 史學正
本項目宏觀課題負責人,對發現點1,2和3作出主要貢獻。提出了適合我國的表征四大類土壤質量標準與指標的理論與土壤質量的研究方法,首次建立了四大類土壤質量的指標體系,揭示了四大類土壤質量的時空演變規律與現狀,是論文6,9的主要作者。獲得了國內外廣泛地引用和認可。本人在本項目中的工作量占本人工作量的70%。
4. 楊林章
本項目第二課題負責人,系統研究了稻田生態系統養分循環規律及其在維持地力、保持作物高產優質和環境凈化等方面的功能,對發現點1,2和3等有主要貢獻,是專著"中國稻田生態系統"第六、十、十七章和論文2的主要作者。獲得了國內外廣泛地引用和認可。本人在本項目中的工作量占本人工作量的50%。
5. 蔡祖聰
本項目第5課題負責人,對發現點1,2和3作出了主要貢獻,論文10 的通訊作者,證明了我國過去20年來土壤有機質呈上升趨勢,是大氣二氧化碳的匯,發現了冬季降水或稻田水分狀況是控制稻田甲烷排放的主要因子獲得了國內外的高度評價和認可。本人在本項目中的工作量占本人工作量的50%。
10篇代表性論文:
1. 中國稻田生態系統/中國農業出版社.
2. The adsorption of basic dyes from aqueous solution on modified peat-resin particle /WATER RESEARCH 37 (7)
3. 解譯土壤質量演變規律,確保土壤資源持續利用/世界科技研究與發展
4. Selenium geochemistry of paddy soils in Yangtze River Delta /. Environment International 26(2001): 335-339
5. Effect of phosphate fertilizer application on phosphorus (P) losses from paddy soil / CHEMOSPHERE
6. Reference benchmarks relating to great groups of genetic soil clssification of China with soil taxonomy / CHINESE SCIENCE BULLETIN
7. Charge characteristics on the clay surface with interacting electric double layers / SOILSCIENCE
8. Soil quality evolution after land use change from paddy soil to vegetable land/ENVIRONMENTAL GEOCHEMISTRY AND HEALTH
9. Using GIS spatial distribution to predict soil organic carbon in subtropicalChina /PEDOSPHERE 14 (4): 425-431
10. The effect of growth soybean (Gycine.max.L) on emission of N2O from Soil / SOIL BIOLOGY AND BIOCHEMISTRY
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