第三节 人类对土壤圈的影响

尽管人类日益紧迫地面临土地匮缺的问题，但是，人类在其经济、政治和军事活动中仍然在“无意地”伤害关系到人类衣食住行的土壤圈，造成土地退化。

土地退化是指土地资源质量的降低，而土地资源的质量通常是以其生物生产力来衡量的，因此，土地退化也就是指土地生物生产力的降低。土地退化的表现是农田产量的下降或作物品质的降低、牧场产草量的下降和优质草种的减少从而导致载畜量的下降，而在一般的林地、草原或自然保护区则是生物多样性的减少。

土地退化并非现代才发生的，远古时代由于过度的农牧活动也曾造成过大面积的土地退化。然而，当前世界各地土地退化的速度在大大加快。据联合国 1980 年的估计，每年由于土地的荒漠化（土地退化最严重的情况）要损

失价值 260 亿美元的农业生产力。若要改善已退化的土地，则需投入大量的

资金。例如，在 1985—1987 年之间，联合国粮农组织已在非洲退化的农田上花费了 2.89 亿美元，在随后的几年之中（1987—1991 年），又在非洲、拉丁美洲和亚洲的 10 国投入 10 亿多美元，用以帮助恢复退化的土地。

当前世界上土地退化较严重的现象包括土壤侵蚀、土地沙化与荒漠化、盐渍化与水涝，以及土壤污染等，兹分述如下：

1. 土壤侵蚀土壤侵蚀不完全是人类活动所造成的，在人类出现以前，暴雨、风暴、山洪和林火等都能引起土壤侵蚀。据估算，由于天然原因引起土壤侵蚀每年进入海洋的物质约为 93 亿吨。人类活动加速了土壤侵蚀，现在每

年进入海洋的物质约为 240 亿吨，为天然侵蚀总量的 2.6 倍。水土流失现象已遍及南极洲以外的各大陆，水土流失总面积约占陆地面积的 1/6。耕地水土流失现象更加严重，受到不同程度侵蚀的耕地占 1/4 以上。仅就美国而言， 据美国农业部估计，全国 1.8 亿公顷耕地中的一半以上有严重水土流失。此外，森林、草地与牧场中水土流失面积也与此相当。因此，美国水土流失面积共有 1.8 亿公顷，土壤侵蚀总量每年达 10 亿吨，若用火车装载，该列车的

长度足以环绕地球赤道 18 圈。我国水土流失现象更加严重，据有关统计，1950

年全国水土流失面积为 116 万平方公里，而到 80 年代已增至 150 万平方公里，年流失土壤量达 50 亿吨，约占全世界流失量的 1/5。仅黄河的年输沙量即达 16 亿吨，其中 90％来自黄土高原。如果黄河入海的泥沙也用火车装载， 则可以环绕赤道 29 圈。

轻微的土壤侵蚀常不易察觉，为了监测土壤侵蚀的发展，需要确定一个阈值，它因土壤性质、土层厚度和耕作方式而有所不同。为了应用上的方便， 美国通常采用 1.8 吨/公顷/年作阈限，超过此数即被认为当地已发生了土壤侵蚀。土壤侵蚀不仅是对人类生存环境的严重破坏，引 起一系列的不良后果， 而且直接给农业生产带来重大损失。对此，后文将进一步作具体分析（见第四节）。各国科学家、公众与政府领导人对土壤侵蚀问题均深为关切，1989 年 7 月澳大利亚总理霍克说：“澳大利亚环境问题中没有比土壤退化更为严重的了⋯⋯土壤退化波及本大陆近三分之二的可耕地。”前苏联《真理报》也报道过苏联土壤肥力的灾难性下降。印度前总理拉·甘地则把印度的生态危机和经济危机归结为连续毁林及其伴生的土地退化的结果。又据联合国粮农组织估计，如不采取适当的水土保持措施，则 1975—2000 年间非洲的农业

将会减产 1/4。

尽管土壤侵蚀现象早已引起人们的注意，许多科学家和政治家亦发表了不少言论，但迄今水土保持成效甚少，水土流失甚至比过去更严重了。事实上，水土保持并无深奥的原理，也不需要复杂的技术。问题是水土保持乃是一项综合性的系统工程，涉及到社会学、经济学、农学、工程科学和生态学等各方面，和当地的社会经济问题紧密相关联，这就需要领导人、政治家、社会学家、经济学家和农学家、工程师与当地民众共同采取行动。

1. 荒漠化在我国又称为沙漠化，是土地退化的一种表现，常出现在干旱区，但在半干旱以至半湿润地区也常有发生。在地理学上，荒漠包括岩漠（石漠）、砾漠、戈壁、沙漠、泥漠、盐漠与寒漠等类型。比较引人注目的是耕地和牧场因人为破坏而起沙并逐渐变成沙漠的现象，这就是大众传媒中所称的沙漠化。

荒漠是一种土地类型，据统计资料，世界荒漠面积约为 3100 万平方公里，其中沙漠为 560 万平方公里，约占无冰陆地面积的 4.2％。严重的问题在于沙漠边缘地区处于生态过渡带，自然环境比较脆弱，在不合理的耕垦或过度放牧的影响下，环境迅速退化、破坏，这个过渡带被沙漠蚕食，这一过程是沙漠化的典型例子。据联合国世界沙漠化会议（1977 年）提供的资料， 当时全世界已受到和可能受到沙漠化影响的面积，估计为 4560 万平方公里。

其中非洲 1665 万平方公里，亚洲 1523 万平方公里，美洲 784 万平方公里，

欧洲 23.8 万平方公里。全世界受沙漠化影响的人口约 8.5 亿，其中 5 亿为农民。非洲是沙漠化最严重的区域，仅在撒哈拉沙漠以南地区，迄今已有上百万平方公里的森林被砍伐，沙漠化发展迅速。在苏丹的观测表明，1958—1975 年间，沙漠已向南推进 90—100 公里，有的地方甚至有一年南侵 50 公里的记录。全世界沙漠化的速度达每年 5—7 万 km2，相当于现有沙漠面积的 1％。全世界农田因沙漠化而致严重减产乃至失收的达 15％。

我国年降水量小于 400 毫米的干旱区面积为 286 万 km2，约占全国面积的 30％，分布在西北、华北和东北西部等地区，是中亚大荒漠的东延部分。其中年降水量小于 200 毫米的荒漠区约占 1/3，主要分布在新疆、青海、宁夏、甘肃和内蒙等省区。三十多年来，我国荒漠面积扩大了约 6 万 km2（9000 万亩），占全国耕地的 5％。近年来我国沙漠化面积以每年 66.7 万公顷的速度发展，如果按照这种速度，则我国耕地会在几百年之内全部荒漠化。幸而， 我国东南半壁属于湿润地区，那里的土地不会受荒漠化的严重威胁。然而， 地处干旱和半干旱地区的国家全部变成荒漠的却不乏先例，其中最著名的例子就是美索不达米亚的湮没。

美索不达米亚，原文 Mesopotamia 意为河流（potamic）之间（meso）的地方，即底格里斯河与幼发拉底江之间的区域，《圣经》中喻为“牛奶与蜂蜜之乡”，也有人认为是《创世纪》中伊甸园的原型。该地区农业历史长达7 千年，建立过 11 个王朝，公元前 4500 年就修建了复杂的灌溉系统，90000km2泛滥平原中有 54000km2 土地得到灌溉。完善的农业系统哺育了灿烂的文化： 铺设了有路面的街道、制订了法典、创立了数学、天文学、楔形文字和历法等。

然而，由于长期的过度垦殖：滥伐森林、陡坡种植、过度放牧，使河流上游亚美尼亚高原发生了严重的水土流失，河流携带大量泥沙使河口向波斯湾推进了 290km，河堤与河床不断增高，有些地段高出周围地面 15 米，当年

的海港乌尔港被埋没在 12 米厚的泥沙之下。为了保持河道畅通，防止决堤泛

滥，常年役使上万名奴隶和战俘进行繁重的维修工程。公元前 3000 年还制订了严厉的法律，对造成河道淤塞的人课以重刑。然而，由于不时发生的战乱和野蛮部族的入侵，使严格的维修制度不断遭到破坏，造成河流的淤塞与泛滥。公元 1200—1300 年蒙古族与鞑靼人的入侵给这个灌溉系统以最后的致命打击，从此洪水横流、田园荒芜、土地沙化。据考证，美索不达米亚全盛时期曾经供养过 2500 万人口，而现在包括古代美索不达米亚国土的伊拉克全国人口只有一千多万人。当对世界上最强盛的城市、骄傲的首都巴比伦，也完全被掩埋在弥漫的风沙之下，任人凭吊。

另一个类似的例子是阿尔及利亚境内的提姆加德（Timgad）城，公元一世纪时由罗马帝国所规划和建设，是帝国居民与军队的粮食基地之一。该地原系波状起伏的稀树草原，经开发，成为农田与橄榄园，农业技术高超，文化发达，环境也得到很好的维护，成为罗马人在北非建设的样板。在建筑、工程与艺术方面堪称当时的奇迹：有对称的建筑群，长达 5 公里的引水渠， 饰以浮雕的广场，17 个有瓷砖镶嵌的罗马式大型浴池，巨大的榨油坊和可容2500 观众的剧院等。这朵以健全的土地管理技术为基础的农业之花开放了几个世纪。不幸的是，公元七世纪游牧民族的入侵给该地区带来了毁灭性的打击，他们大肆掠夺，强迫当地居民为奴，使之大量逃散。又改变原来的农作制度，过度放牧导致土壤沙化，不断发生沙暴，城市逐渐湮没，并在沙漠下埋没了 1200 年，直至 1912 年始为法国考古队所发现，经 30 年的发掘，使这个古罗马灿烂文化遗迹重见天日。

荒漠化作为一个全球性环境问题日益引起人们的关切，1968—1973 年北非的持续干旱造成 20 万人和成百万头家畜死亡的悲剧促成了 1977 年在内罗毕召开了联合国荒漠化会议，讨论造成这种灾害的原因和如何避免类似的灾难再次发生。不幸，会议文件墨迹未干，70 年代后期至 1981—1984 年更加严重的旱灾再次袭击该地区，仅埃塞俄比亚、苏丹和乍得三国的死亡人数就有上百万。1984 年联合国环境规划署再次召开荒漠化会议，研究荒漠化的机制和应采取的对策。据估计，1977 年全世界受荒漠化影响的人口为 5700 万人，到 1989 年上升为 2.3 亿人，估计到 2000 年将上升至 3.5 亿人。目前每

年因农田荒漠化造成的经济损失约为 260 亿美元。据 1977 年联合国荒漠化会议的文件，要求采取行动制止或大大减缓荒漠化的蔓延和改良已荒漠化的土地，估计总共要耗资约 1410 亿美元，约合每年因荒漠化造成农业生产损失价

值的 5 倍半。这就是说，防治荒漠化的全部投资可望于 5—10 年内全部收回， 这是造福于全人类的大好事。可惜，迄今尚没有哪国政府拨出足够的经费来实现这项计划，直至 1990 年为止，各国投入防治荒漠化的总经费只及上述数

目的十分之一。迄今世界的荒漠化仍在发展之中，与荒漠化作斗争仍将是 21 世纪全人类所面临的任务。

1. 盐渍化和水涝这是水浇地上普遍发生的土地退化现象。水浇地约占世界耕地的 18％，其单产常比当地不浇水的耕地高一二倍。因此，目前世界粮食有三分之一产于水浇地，而且预计 2020 年世界水浇地面积还将增加一倍以上，这对缓解粮食紧缺将起重要作用。

灌溉主要应用于雨水不足的地区，这些地区土壤中往往含有各种难溶和易溶的盐分。灌溉水能把渠道和土壤中的盐分溶解出来，随着水分的蒸发与蒸腾，便有数量不等的盐分积聚在土壤表面。这一过程在土壤学上称为次生

盐渍化。一般来说，当土壤含盐量达到占干土重的 0.2％时，作物生长受阻， 这种土壤称为盐化土；而当土壤含盐量达到 2％以上时，大多数作物即无法存活，这类土壤就是盐土。在土壤学上把上述两类土壤合称盐渍土，即俗称的盐碱土。

次生盐渍化影响的范围很广，而且仍有发展的趋势。据估计当前世界水浇地有 1/4 受其影响，有人推断到 2000 年将有 50％至 65％的水浇地会因盐分过多而减产。这个问题无论在发展中国家还是发达国家中都较严重。例如埃及、伊朗和伊拉克等完全依赖灌溉的国家约有一半的耕地受盐分影响，美、俄等产粮大国问题也很严重。

常与次生盐渍化伴生的另一现象是水涝，又称沼泽化。传统的灌溉技术

（如沟灌与畦灌）常有过量的水分下渗至底土，如当地潜水位较高时水位就会逐渐进一步提高，使土壤表层与表下层水分过多，形成水涝，妨碍作物生长。有时还可在根际形成盐套，使作物致死。

据世界监测研究所（WorldwatchInstitute）估算，如果盐渍化与水涝二者使世界水浇地减产 1％，则每年减产的粮食就达 100 多万吨。

解决次生盐渍化与水涝的技术问题并不复杂。例如，通过改进灌溉技术， 采用喷溉乃至滴灌等方法以减少水分的损失，挖掘低于潜水面的排水沟以排除土壤积水，对已发生盐渍化的土壤定期施用大水洗盐，在地下铺设多孔的排水管排除含盐土壤水等，都是行之有效的办法。不过在采用这些改良措施时也常遇到一些困难，一是资金的筹措和投入产出比是否合算的问题，另一个是洗盐水的出路问题。如果洗盐水排到蒸发池中蒸发，则对周围环境影响较小，但如果洗盐水直接排入河流或湖泊中去，实质上是把盐分转移给下游的农户。因此，在对这类土地进行改良时，尚需制定统一的规划。

1. 土地和危险废弃物人类在生产与生活过程中产生许多废弃物，其最终归宿有三：一是被焚烧，使固态、液态以及一些气态的废弃物变成气体和较少的灰烬，这种方法常产生大气污染；二是倾倒入海洋中，包括直接倾倒入海和河流携入的废弃物，造成海洋污染；三是堆放在土地上，这是最方便、最便宜的方法，因而也是最大量采用的方法，包括固体废弃物的地表和地下堆埋以及废水的土地处理在内。上述种种方法均已实施了千百年，然而，直至二三十年以前人类才发现废弃物的不恰当处理已给我们的环境带来了灾难性的问题。本节所述及的是废弃物——主要是危险废弃物给土地资源所带来的问题。

废水的土地处理，最常见的是用于灌溉，过去存在着病原微生物传播的问题，现在又加上重金属、有机化学品和放射性的污染，给污水灌溉带来较大的影响。一些西方国家利用污水灌溉风景用的草地和高尔夫球场等，对人体直接影响不大，但若使用未经处理的污水灌溉大田或园田，则必须对其产物的残毒进行检测，否则会造成人、畜的急性或慢性中毒和致癌、致畸变等恶果。这里不拟对污水灌溉问题作详细的阐述。

废弃物，包括生活垃圾和工业垃圾，其堆置与处理已日益成为工业化国家所面临的难题。一个国家或城市的经济水平越高，其废弃物的数量也越大。有关资料表明，象加尔各答、卡拉奇和雅加达等低收入国家的大城市，每人每天产生的垃圾量为 0.5—0.6 千克；中等收入国家和地区的大城市，如开

罗、马尼拉和香港，为 0.5—0.85 千克；而工业化国家的大城市，如纽约则达到 1.80 千克（表 7.4）。即使按中等发达的水平推算，百万人口城市每天

产生的垃圾数量也达 500—580 吨。另有资料表明，上海市每年产生的固体垃

圾达 1300 万吨，该市总人口为 1200 万人，每年人均产生的垃圾在 1 吨以上，

合每人每天 2.97 千克，或全市每天 3.56 万吨，大大超过发达国家的水平， 这可能是把工业垃圾统计在内的缘故。城市垃圾的组成很复杂。工业化发达国家城市垃圾以低密度、低含水量为特点，有机物较少而纸张、塑料、玻璃和金属含量很高，大多有回收利用价值，或经处理后成为燃料。其中玻璃的回收利用最好，从 1979 年到 1984 年，欧洲每年回收的玻璃从 130 万吨增加到 270 万吨。荷、奥、比、法、德和瑞士等国所回收利用的玻璃占 25％—50

％，不仅减少了垃圾的数量，还节约了用以制造玻璃的大量原料和能源。发展中国家城市垃圾的特点则是高密度和高含水量，包括大量蔬菜废弃物和其他易腐败的物质以及粪便。这种垃圾适合于堆肥和生产沼气。