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磷土壤化学行为研究进展论文

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磷土壤化学行为研究进展论文

铁铝土过去曾称富铝土,是我国热带、亚热带湿润地区具有明显脱硅富铝化特征的土壤系列,由于都分布在我国水热条件最优越的地区,所处地形又以低山、丘陵、台地为主,故其开发利用价值高,是我国极为重要的土壤资源。 砖红壤 赤红壤 红壤 黄壤 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]半淋溶土该土纲是在半湿润至班干旱气候下形成的具有钙积特征或盐基饱和的土壤系列,但因其所处的热量条件各不相同,各自的土壤性质有很大的变化。 燥红土 褐土 灰褐土 黑土 灰色森林土(灰黑土) [编辑]钙层土是我国温带和暖温带半湿润、半干旱至干旱地区的草原土壤系列,主要分布在小兴安岭和长白山以西、长城以北、贺兰山以东的广大地区。 黑钙土 栗钙土 栗褐土 黑垆土 棕钙土 灰钙土 [编辑]漠土又称荒漠土,是漠境地区的地带性土壤。我国漠境地区面积很大,约占全国面积的五分之一。由于气候极端干旱,年降雨量少,漠土的基本特点是:地表多石砾,具有多孔状的漠境结皮;有机质含量低,碳酸钙含量高,而且表聚性强;普遍含有石膏和较多的易溶性盐;存在较明显的残积粘化和铁质化染色的红棕色紧实层,以及土体浅薄等。 灰漠土 灰棕漠土 棕漠土 [编辑]初育土是指发育程度低、层次分化不明显的幼年性土壤,其性状受母质岩性的深刻影响。 紫色土 石灰(岩)土 火山灰土 磷质石灰土 黄绵土和红粘土 风沙土和龟裂土 新积土、粗骨土和石质土 [编辑]半水成土和水成土半水成土:河流一级阶地上,底土产生潴育化,地表长有草甸植形成潮土。 草甸土 潮土 砂礓黑土 灌淤土 黑土 白浆土 水成土:山前交接洼地可、河间洼地、以及地下水露头处。长期或季节性积水,地表生长水生及喜湿植被,形成沼泽土。 [编辑]盐碱土是盐土和碱土的总称。前者含有过多的易溶性盐,后者土壤胶体吸附有显著数量的交换性钠,均能对作物产生危害。 盐土 碱土

土壤退化研究的进展与趋向具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。鉴于土壤及土地退化对全球食物安全、环境质量及人畜健康的负面影响日益严重的现实,从土壤圈与地圈—生物圈系统及其它圈层间的相互作用的角度研究土壤退化,特别是人为因素诱导的土壤退化的发生机制与演变动态、时空分布规律及未来变化预测与恢复重建对策,已成为研究全球变化的最重要的组成部分,并将继续成为21 世纪国际土壤学、农学及环境科学界共同关注的热点问题。但是,迄今为止,有关土壤退化的许多理论问题及过程机理尚不清楚,还没有公认的或统一的土壤退化指标和定量化评价方法[1].因此,及时了解国际土壤退化研究的最新动向,并结合我国实际创造性地开展该领域的研究工作,具有重要的学术价值和现实生产意义。1、土壤退化的概念土壤退化(Soil degradation)是指在各种自然,特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降(包括暂时性的和永久性的)甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程,包括过去的、现在的和将来的退化过程,是土地退化的核心部分。土壤质量(Soil quality)则是指土壤的生产力状态或健康(Health)状况,特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力[2].土壤质量的核心是土壤生产力,其基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力,它一方面是五大自然成土因素,即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果,带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性;另一方面,人类活动也深刻影响着自然成土过程,改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。因此,土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。根据土壤退化的表现形式,土壤退化可分为显型退化和隐型退化两大类型。前者是指退化过程(有些甚至是短暂的)可导致明显的退化结果,后者则是指有些退化过程虽然已经开始或已经进行较长时间,但尚未导致明显的退化结果。2、全球土壤退化概况当前,因各种不合理的人类活动所引起的土壤和土地退化问题,已严重威胁着世界农业发展的可持续性。据统计,全球土壤退化面积达 1965万km2.就地区分布来看,地处热带亚热带地区的亚洲、非洲土壤退化尤为突出,约 300万km2 的严重退化土壤中有120万km2分布在非洲、110万km2分布于亚洲;就土壤退化类型来看,土壤侵蚀退化占总退化面积的84%,是造成土壤退化的最主要原因之一;就退化等级来看,土壤退化以中度、严重和极严重退化为主,轻度退化仅占总退化面积的38%[3~6].全球土壤退化评价 (Global Assessment of Soil Degradation) 研究结果[3~6]显示,土壤侵蚀是最重要的土壤退化形式,全球退化土壤中水蚀影响占 56%,风蚀占 28%;至于水蚀的动因,43% 是由于森林的破坏、29% 是由于过度放牧、24% 是由于不合理的农业管理,而风蚀的动因,60% 是由于过度放牧、16% 是由于不合理的农业管理、16% 是由于自然植被的过度开发、8% 是由于森林破坏;全球受土壤化学退化(包括土壤养分衰减、盐碱化、酸化、污染等)影响的总面积达 240万km2,其主要原因是农业的不合理利用(56%) 和森林的破坏(28%);全球物理退化的土壤总面积约83万km2,主要集中于温带地区,可能绝大部分与农业机械的压实有关。3、我国土壤退化状况首先,我国水土流失状况相当严重,在部分地区有进一步加重的趋势。据统计资料[7],1996年我国水土流失面积已达183万km2,占国土总面积的19%.仅南方红黄壤地区土壤侵蚀面积就达6153万km2,占该区土地总面积的 1/4[8].同时,对长江流域13个重点流失县水土流失面积调查结果表明,在过去的30年中,其土壤侵蚀面积以平均每年 ~的速率增加[9],水土流失形势不容乐观。其次,从土壤肥力状况来看,我国耕地的有机质含量一般较低,水田土壤大多在 1%~3%,而旱地土壤有机质含量较水田低,<1% 的就占 ;我国大部分耕地土壤全氮都在 以下,其中山东、河北、河南、山西、新疆等 5 省(区)严重缺氮面积占其耕地总面积的一半以上;缺磷土壤面积为 万km2,其中有20 多个省(区)有一半以上耕地严重缺磷;缺钾土壤面积比例较小,约有万km2,但在南方缺钾较为普遍,其中海南、广东、广西、江西等省(区)有75% 以上的耕地缺钾,而且近年来,全国各地农田养分平衡中,钾素均亏缺,因而,无论在南方还是北方,农田土壤速效钾含量均有普遍下降的趋势;缺乏中量元素的耕地占[10].对全国土壤综合肥力状况的评价尚未见报道,就东部红壤丘陵区而言,选择土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH 值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表层土壤厚度等11项土壤肥力指标进行土壤肥力综合评价的结果表明,其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影响,处于中、下等水平,高、中、低肥力等级的土壤的面积分别占该区总面积的、 和 ,在广东丘陵山区、广西百色地区、江西吉泰盆地以及福建南部等地区肥力退化已十分严重[11].此外,其它形式的土壤退化问题也十分严重。以南方红壤区为例,约20万km2的土壤由于酸化问题而影响其生产潜力的发挥;化肥、农药施用量逐年上升,地下水污染不断加剧,在部分沿海地区其地下水硝态氮含量已远远高于WHO建议的最高允许浓度10mg/l;同时,在一些矿区附近和复垦地及沿海地区土壤重金属污染也相当严重[8].4、土壤退化研究进展自1971年FAO提出土壤退化问题并出版“土壤退化”专著以来,土壤退化问题日益受到人们的关注。第一次与土地退化有关的全球性会议——联合国土地荒漠化(desertification)会议于1977 在肯尼亚内罗毕召开。联合国环境署(UNEP)又分别于1990 年和1992年资助了Olde man等开展全球土壤退化评价(GLASOD)、编制全球土壤退化图和干旱土地的土地退化(即荒漠化)评估的项目计划。1993 年FAO 等又召开国际土壤退化会议,决定开展热带亚热带地区国家级土壤退化和SOTER(土壤和地体数字化数据库)试点研究。在1994 年墨西哥第15届国际土壤学大会上,土壤退化,尤其是热带亚热带的土壤退化问题倍受与会者的重视,不少科学家指出,今后20年热带亚热带将有1/3 耕地沦为荒地,117个国家粮食将大幅度减产,呼吁加强土壤退化及土地退化恢复重建研究,并在土壤退化的概念、退化动态数据库、退化指标及评价模型与地理信息系统、退化的遥感与定位动态监测和模拟建模及预测、土壤复退性能研究、退化系统恢复重建的专家决策系统等研究方面有了新的发展。国际水土保持学会也于1997 在加拿大多伦多组织召开了以流域为基础的生态系统管理的全球挑战国际研讨会,从生态系统、流域的角度探讨土壤侵蚀等土壤退化等问题。而且,国际土壤联合会于1996年和1999年分别在土耳其和泰国举行了直接以土地退化为主题的第一届和第二届国际土地退化会议,并在第一届会议上决定成立了土壤退化研究工作组专门研究土壤退化,在第二届会议上则对土壤退化问题更为重视,并有学者倡议将土壤退化研究提高到退化科学的高度来认识,并决定于2001年在巴西召开第三届国际土壤退化会议[12].同时,在亚洲,由UNDP 和FAO支持的“亚洲湿润热带土壤保持网 (ASOCON)”和“亚洲问题土壤网”也在亚太土地退化评估与控制方面开展了大量的卓有成效的研究工作。总的说来,国际上土壤退化研究在以下方面取得了重要进展:①从土壤退化的内在动因和外部影响因子(包括自然和社会经济因素)的综合角度,研究土壤退化的评价指标及分级标准与评价方法体系;②从土壤的物理、化学和生物学过程及其相互作用入手,研究土壤退化的过程与本质及机理;③从历史的角度出发,结合定位动态监测,研究各类土壤退化的演变过程及发展趋向和速率,并对其进行模拟和预测;④侧重人类活动(特别是土地利用方式和土壤经营管理措施)对土壤退化和土壤质量影响的研究,并将土壤退化的理论研究与退化土壤的治理和开发相结合,进行土地更新技术和土壤生态功能保护的试验示范和推广;⑤注重传统技术(野外调查、田间试验、盆栽试验、实验室分析测试、定位观测试验等)与高新技术(遥感、地理信息系统、地面定位系统、模拟仿真、专家系统等)的结合;原文网址也许您还喜欢阅读:钢纤维混凝土桥面铺装施工 大刀盘电机驱动土压平衡顶管机 浅论钢管混凝土拱桥发展概况 丹江流域水文特征浅析 农业建筑环境与能源工程的进展与展望 天然气在城市供暖中的应用 活性污泥数学模型的研究应用进展与问题讨论 某大厦施工组织方案 国外污泥干化技术进展 筒装生料砂浆有关问题的研讨和建议 【重要声明】本作品版权归建筑中文网和作者所有,允许以学习、研究之目的转载、复制和传播,但必须在明显位置注明原文出处和作者署名(请参考以下引文格式)且保证内容一致性,不得用于出售、出版、付费数据库或其它商业目的,本站保留追究一切法律责任的权利。引用复制:网址 QQ/MSN 论文/著作 HTML代码 交流讨论我要发帖 网站首页建筑研究城乡规划房地产开发工程勘察工程监理建筑设计建筑施工建材与机械使用与维护建筑经济建筑文化建筑业信息化建筑与环境请告诉我们 请告诉我们您的知识需求以及对本站的评价与建议。满意 不满意Email:COPYRIGHT © 2005-2011 建筑中文网 ALL RIGHTS Updated:2014-01-04 08:45:00⑥从社会经济学角度研究土壤退化对土壤质量及其生产力的影响。我国土壤学研究工作在过去几十年主要集中在土壤发生、分类和制图(特别是土壤资源清查);土壤基本物理、化学和生物学性质(特别是土壤肥力性状);土壤资源开发利用与改良(特别是土壤培肥,盐渍土和红壤的改良等)等方面。这些工作虽然在广义上与土壤退化科学密切相关,但直接以土壤退化为主题的研究工作主要集中在最近10多年,其中又以热带亚热带土壤退化研究工作较为系统和深入,并在80年代参与了热带亚热带土壤退化图的编制,完成了海南岛1∶100万SOTER图的编制工作。90年代以来,中国科学院南京土壤研究所结合承担国家“八五”科技攻关专题“南方红壤退化机制及防治措施研究”和国家自然科学基金重点项目“我国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究”任务,将宏观调研与田间定位动态观测和实验室模拟试验相结合,将遥感、地理信息系统等高新技术与传统技术相结合,将自然与社会经济因素相结合,将时间演变与空间分布研究相结合,将退化机理与调控对策研究相结合,对南方红壤丘陵区土壤退化的基本过程、作用机理及调控对策进行了有益的探索,并在以下方面取得了重要进展[8、13]:①初步定义了土壤退化的概念,阐明了红壤退化的基本过程、机制、特点。②在土壤侵蚀方面,利用遥感资料和地理信息系统技术编制了东部红壤区1∶400万90 年代土壤侵蚀图与叠加类型图及典型地区70、80、90年代叠加土壤侵蚀图,并在土壤侵蚀图、土地利用图、土壤母质图等基础上,编制了 1∶400 万土壤侵蚀退化分区概图;对南方主要类型土壤可蚀性 K 值进行了田间测定,并利用全国第二次土壤普查数据和校正的 Wischmeier 方程,计算我国南方主要类型土壤可蚀性 K,编制了相关图件。③在肥力退化机理方面,建立了南方红壤区土壤肥力数据库,初步提出了肥力退化评价指标体系,进行了土壤肥力退化评价的尝试,并绘制了红壤退化评价有关图件;将养分平衡与土壤养分退化研究相结合总结了我国南方农田养分平衡10年变化规律及其与土壤肥力退化的关系,认为土壤侵蚀、酸化养分淋失等造成的养分赤字循环及养分的不平衡是土壤养分退化的根本原因;应用遥感手段及历史资料,编制了0~20cm及0~100cm土层的土壤有机碳密度图,探讨了红壤有机碳库的消长与转化及腐殖质组成性质的变化规律;提出了磷素固定是红壤磷素退化的主要原因,磷素有效性衰减的实质是磷素的双核化和向固相的扩散,解决了红壤磷素退化的实质问题。④在土壤酸化方面,研究了红壤的酸化特点,根据土壤的酸缓冲性能,建立了土壤酸敏感性分级标准,进行了红壤酸敏感性分级和分区,首次绘制了有关地区土壤酸敏感性分区概图;采用MAGIC模型,并进行校正对我国红壤酸化进行预测,揭示红壤酸度的时空变化规律;并在作物耐铝快速评估方面取得了重要进展。⑤在土壤污染方面,利用多参数对重金属的土壤污染进行了综合评估,建立了综合污染指数(CPI)值的计算方法,对不同地区的污染状况进行了评估,绘制了重金属污染概图;应用农药在土壤中的吸附系数(Kd)和半衰期(t1/2)及基质迁移模式,阐明了土壤农药污染的机理;在重金属污染对土壤肥力的影响方面的研究结果表明,重金属污染可降低土壤对钾的保持能力,促进钾的淋失;而对氮和磷而言,主要是降低与其催化降解和循环相关的酶的活性。⑥红壤退化防治方面,提出了区域治理调控对策,“顶林—腰果—谷农—塘鱼”等立体种养模式等,并对一些开发模式进行示范和评价。然而,我国幅员辽阔,自然和社会经济条件复杂多样,地区间差异明显。各类型区在农业和农村发展过程中均不同程度地面临着各种资源环境退化问题,有些问题是全区共存的,有些则是特定类型区所特有的。过去的工作仅集中于江南红壤丘陵区,而对其它地区触及较少。而且,在研究工作中,也往往偏重于单项指标及单个过程的研究。土壤退化综合评价指标体系的研究基本处于空白,对退化过程的相互作用研究不够。同时,在合理选择碱性物质改良剂种类、提高经济效益以及长期施用改良剂对土壤物理、化学,特别是生物学性质的影响等方面还有许多问题有待进一步研究,对耐酸(铝)作物品种的选择研究也亟待加强。此外,对其它土壤退化问题,如集约化农业和乡镇企业及矿产开发引起的土壤及水体污染、土壤生物多样性衰减等问题,尚未开展系统研究。5、土壤退化的研究方向土壤退化是一个非常综合和复杂的、具有时间上的动态性和空间上的各异性以及高度非线性特征的过程。土壤退化科学涉及很多研究领域,不仅涉及到土壤学、农学、生态学及环境科学,而且也与社会科学和经济学及相关方针政策密切相关。然而,迄今为止,国内外的大多数研究工作偏重于对特定区域或特定土壤类型的某些土壤性状在空间上的变化或退化的评价,而很少涉及不同退化类型在时间序列上的变化。而且,在土壤退化评价方法论及评价指标体系定量化、动态化、综合性和实用性以及尺度转换等方面的研究工作大多处于探索阶段。我国土壤退化研究虽然在某些方面取得了一定的、有特色的进展,但整体上还处于起步阶段。为此,作者认为,今后我国土壤退化的研究工作应从更广和更深的层次上系统综合地开展土壤退化的综合评价与主要退化类型农业生态系统的重建和恢复研究,并逐步向土地退化或环境退化方向拓展。具体来说,应加强以下几个方面的研究工作:(1)土壤与土地退化指标评价体系研究。主要包括用于评价不同土壤及土地退化类型的单项和综合评价指标、分级标准、阈值和弹性,定量化的和综合的评价方法与评价模型等;(2)土壤退化的监测与预警系统研究。主要包括建立土壤退化监测研究网络,对重点区域和国家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的类型、范围及退化程度进行监测和评价,并进行分类区划,为退化土地整治提供依据;(3)土壤与土地退化过程、机理及影响因素研究。重点研究几种主要退化形式(如土壤侵蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤污染及土壤盐渍化等)的发生条件、过程、影响因子(包括自然的和社会经济的)及其相互作用机理;(4)土壤与土地退化动态监测与动态数据库及其管理信息系统的研究。主要包括土壤退化监测网点或基准点 (Benchmark sites)的选建、3S(GIS、GPS、RS)技术和信息网络及尺度转换等现代技术和手段的应用与发展、土壤退化属性数据库和 GIS 图件及其动态更新、土壤退化趋向的模拟预测与预警等方面的工作;(5)土壤退化与全球变化关系研究。主要包括土壤退化与水体富营养化、地下水污染、温室气体释放等;(6)退化土壤生态系统的恢复与重建研究。主要包括运用生态经济学原理及专家系统等技术,研究和开发适用于不同土壤退化类型区的、以持续农业为目标的土壤和环境综合整治决策支持系统与优化模式,主要退化生态系统类型土壤质量恢复重建的关键技术及其集成运用的试验示范研究等方面的工作,为土壤退化防治提供决策咨询和示范样板;(7)加强土壤退化对生产力的影响及其经济分析研究,协助政府制定有利于持续土地利用,防治土壤退化的政策。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

土壤保水研究进展论文

摘要:由于水资源是与人类生存和国民经济发展密切相关的自然资源,特别是近年来由于水资源短缺引发的各种问题,长期以来对有关专家学者对水资源管理极为关注,积累了大量的文献资料,水资源管理学产生与发展具有深厚的基础.积极推进和发展水资源管理学,对于水资源可持续利用与管理具有深远的历史和现实意义。 关键词:水资源 管理 进展 我国水资源存在主要问题是短缺、污染和灾害,水资源管理在解决这些问题中具有举足轻重的地位。建立水资源管理学具有重要的理论和实践意义。水资源管理学是管理水资源知识体系,以水资源为管理对象,探讨水资源高效利用保护的各种措施规律,实现水资源可持续利用。水资源管理学研究内容包括水资源数量管理、质量管理、法律管理、权属管理、行政管理、规划管理、配置管理、经济管理、投资管理、风险管理、技术管理、工程管理、数字化管理、国际水资源管理、安全管理等等。 1、 水资源管理学内涵 加强水资源管理成为有关水资源领域出现最为频繁的词汇。但究竟什么是水资源管理,目前学术界尚未统一,《中国大百科全书》在不同的卷中,对水资源管理有不同的解释。综观传统的水资源管理概念,有以下特点:首先,从整体上来看,他们都是以水资源开发作为主线,“保护”处于被动的地位;其次,视野相对狭窄,大多数概念只局限于水资源本身,缺乏复合系统下对水资源的综合认识,以水论水;第三,缺乏生态环境的和水资源高效利用的内涵。基于此,作者认为,水资源管理就是为了满足人类水资源需求及维护良好的生态环境所采取的一系列措施的总和。 水资源管理学是从学科角度对水资源管理进行系统研究的科学,是水资源管理知识体系,是建立在水文学、水资源学、管理学等诸多学科基础之上的新的交叉性综合性学科。通过水资源管理学的研究,可以为提高水资源利用率和利用效率,保障水资源安全,通过水资源可持续利用支撑国民经济健康发展提供理论和实践基础。 2、水资源管理学研究内容 水资源管理学研究对象很明确,就是围绕水资源持续高效利用的而展开的一系列管理活动。目前,水资源危机在世界范围内蔓延,水资源危机的出现和加剧与人类在经济活动中缺乏对水资源的有效保护和管理有着重要的关系。水资源是社会经济发展的重要自然资源,人类的绝大多数经济活动都要涉及水资源。可持续发展是当前和未来人类社会与经济发展的基本战略目标。关于可持续发展的定义和解释多种多样,但都基本围绕着 “满足目前需要但不破坏未来发展需求的能力”这一核心思想。实现社会的可持续发展的一个重要内容就是实现水资源等自然资源的可持续利用。在人类追求可持续发展目标的前提下,实现水资源的可持续利用要求人类必须正视干旱洪涝灾害、水资源短缺、水环境污染等诸多与水资源相关的问题,这给水资源管理学提出了新挑战和难得的机遇。传统的水资源管理活动无法应对挑战。实现可持续的水资源利用目标必须改变传统的水资源管理活动,必须以可持续发展的、系统的和综合的观点构建全新的现代水资源管理体系,这成为水资源管理学研究的主要研究内容。 具体地说,水资源管理学的研究内容至少应包括以下几个方面: 水资源数量管理和质量管理、水资源法律管理、水资源权属管理、水资源行政管理、 水资源规划管理、 水资源配置管理、 水资源经济管理、 水资源投资管理、 水资源风险管理、 水资源利用技术管理、水资源工程管理、 水资源数字化管理、 国际水资源管理、水资源综合管理、水资源安全管理和水资源数字化管理等等。

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国内水资源管学研究进展 我国关于水资源管理理论的研究开始与上个世纪80年代,早期的水资源管理研究主要是对实际水资源管理活动中的管理内容的简单罗列和堆加,并未从理论的高度来对水资源管理的体系和框架进行系统的阐述。随着我国水资源危机的不断加剧以及可持续发展对现代水资源管理的要求和挑战,学术界开始逐渐关注水资源管理理论的探讨和框架体系的构建。 赵保璋主编的《水资源管理》(1994年)是我国出版较早的专门论述水资源管理的专著之一。在这本书中,作者提出,大气降水、地表水、地下水、土壤水分以及废水、污水等水形态都不是独立存在的,而是有机的联系,统一而相互转化的整体。而现实中,长期以来我国水管理体制较为混乱,水权分散,形成了“多龙治水”的局面。该书认为,水资源管理应该以水的资源观点、水的系统观点、水的经济观点以及水的法制观点出发,对水资源的合理开发利用、规划布局与调配,以及水资源保护等方面建立统一的、系统的综合管理体制,按照相关法律由水行政部门实施管理。该书认为水资源管理活动主要包括规划管理、开发管理、用水管理和水环境管理(赵保璋,1994)。 冯尚友在《水资源持续利用与管理导论》一书中将水资源管理定位为支持实现可持续发展战略目标,在水资源及水环境的开发、治理、保护、利用过程中,所进行的统筹规划、政策指导、组织实施、协调控制、监督检查等一系列规范性活动的总称。统筹规划是合理利用有限水资源的整体布局、全面策划的关键;政策指导是进行水事活动决策的规则和指南;组织实施是通过立法、行政、经济、技术和教育等形式组织社会力量,实施水资源开发利用的一系列活动实践;协调控制是处理好资源、环境与经济、社会发展之间的协同关系和水事活动之间的矛盾关系,控制好社会用水与供水的平衡和减轻水旱灾害损失的各种措施;监督检查则是不断提高水的利用率和执行正确方针政策的必须手段。 吴季松在2000年和2002年先后出版了《水资源及其管理的研究与应用》和《现代水资源管理学概论》两本专著。前一部是作者多年来关于水资源管理问题的报告和讲话的汇编(吴季松,2002)。《现代水资源管理学概论》一书中,作者对水资源管理的指导思想、水资源管理工作的基本目标以及主要内容做了较为系统的论述。从整体来看,该书更多的是从水行政管理角度探讨了水资源管理的理论与实践。 左其亭和陈曦2003年合著并出版了《面向可持续发展的水资源规划与管理活动》。该书从可持续发展的观点出发,对水资源管理理论作了初步探讨。该书专门探讨了现代水资源管理工作的工作流程、管理目标和水资源管理基本内容,并且提出了面向可持续发展的水资源管理活动的主要内容,包括:加强教育、提高工作觉悟和参与意识;制定水资源合理利用措施、制定水资源管理政策、水资源统一管理以及实时进行水量分配和调度。根据信息技术发展的特点和现代水资源管理的要求,该书还专门探讨了水资源的信息化管理,介绍了电子信息技术和“3S”(GIS、GPS和RS)技术在水资源管理活动中的应用。 林洪孝在《水资源管理理论与实践》中界定水资源管理活动为:依据水资源环境承载能力,遵循水资源系统自然循环功能,按照经济社会规律和生态环境规律,运用法规、行政、经济、技术、教育等手段,通过全面系统的规划,优化水资源配置,对人们的涉水行为进行调整与控制,保障水资源开发利用与经济社会和谐持续发展。该书对水资源管理的理论和框架体系做了较为全面的探讨,论述了水资源管理活动的目标、原则和方法等内容,并构架了水资源管理活动的主要内容。值得注意的是,该书提出,随着人类水资源问题认识的发展深化,水资源管理逐渐形成了专门的技术和学科,其管理领域涉及自然、生态和经济、社会等许多方面,其管理活动的主要内容包括水资源权属管理、水资源政策管理、水资源综合评价与规划管理、水量分配与调度管理、水质控制与保护管理、节水管理、防汛与抗洪管理、水情监测与预报管理、水资源组织与协调管理以及其他水资源日常管理等十个方面。该书对水资源管理活动的概括和构架基本上包含了但前水资源管理活动的所有内容,是目前比较全面的水资源管理的概括和总结。 姜文来、唐曲等2004年出版了《水资源管理学导论》,本书是国内外首部系统论述水资源管理学的专著。本书在界定水资源管理学基本概念的基础上,对水资源管理学的基本理论进行探讨,然后专题阐述水资源管理的各个领域,最后展开案例研究。全书共分十九章,第一章,水资源管理学概述,界定了水资源管理学的内涵、研究内容、研究进展和与其他相关学科的关系;第二章,水资源管理学的理论基础,分别阐述了水资源可持续利用理论、水资源复合系统理论、生命周期理论和水资源管理学的管理学基础;第三章—第十七章,专题论述,论述了水资源的数量管理、质量管理、经济管理、权属管理、规划管理、工程管理、地下水资源管理、国际水资源管理、投资管理、行政管理、风险管理、安全管理、数字化管理和其他水资源相关管理;第十八章和第十九章,案例研究,以首都圈农业水资源、民勤水资源可持续利用展开研究。

Wenwu Zhao*, Bojie Fu, Yang Qiu. An Upscaling Method for Cover-Management Factor and Its Application in the Loess Plateau of China. International Journal of Environmental Research and Public HealthQiang Feng, Wenwu Zhao*, Yang Qiu, Mingyue Zhao,Lina Zhong. Spatial Heterogeneity of Soil Moisture and the Scale Variability of Its Influencing Factors: A Case Study in the Loess Plateau of China. WaterHailiang Xu, Wenwu Zhao*, Yinhui Zhang, Mingyue Zhao, Xiaoyan Liu. Price Differential Characteristics among Major World Grain Products from 1961 to 2009. Journal of Agricultural Science and Applications.房学宁,赵文武*. 生态系统服务研究进展. 生态学报钟莉娜,赵文武*. 2013年European Geosciences Union国际会议述评. 生态学报刘源鑫,赵文武*. 未来地球⁃全球可持续性研究计划. 生态学报杨德伟,赵文武,吕一河. 景观生态学研究:传统领域的坚守与新兴领域的探索. 生态学报徐海燕,赵文武*,赵明月,丁喜莲,王强. 陕西省安塞县生态退耕后农村经济转型及路径选择. 水土保持通报钟莉娜,赵文武*. 基于NDVI的黄土高原植被覆盖变化特征与空间自相关关系分析. 中国水土保持科学.胡莹洁,赵文武,徐海亮. 国际土地争夺发展现状与影响因素分析.世界地理研究. 2013,4安艺明,赵文武*,姜广辉,霍荟阁,靳婷 . 基于MapGIS地价系统的城镇土地定级研究——以德州市城区商服用地定级为例. 中国农学通报 W. W. Zhao, B. J. Fu*, L. D. Chen. A comparison of the soil loss evaluation index and the C-factor of RUSLE: a case study in the Loess Plateau of China. Hydrology and Earth System SciencesYiming An, Wenwu Zhao*, Yinhui Zhang. Accuracy assessments of the GLOBCOVER2008 land cover dataset using statistical inventories and FLUXNET site data at global scale. Acta Ecologica Sinica.赵文武. 世界主要国家耕地动态变化及其影响因素分析. 生态学报陈利顶,赵文武,王计平. 土地利用、水土流失及其尺度效应. 见陈利顶,吕昌河等著,黄土丘陵沟壑区土地利用与水土流失的尺度效应研究. 北京:科学出版社安艺明,赵文武*. 全球气候变化下的粮食安全研究. 生态学报徐海亮,赵文武*,安艺明. 1961-2009年国际粮食价格时间变化特征分析. 世界地理研究解纯营,赵文武*,徐海亮,安艺明. 世界食物消费变化和经济发展关系分析. 世界农业赵明月,赵文武*,安艺明,靳婷. 青海湖流域土壤侵蚀敏感性评价. 中国水土保持科学赵明月,赵文武*,靳婷,安艺明,徐海亮. 青海湖流域土地沙漠化敏感性评价.中国农学通报靳婷,赵文武*,赵明月,徐海燕.黄土丘陵区缓坡地不同土地利用方式的产流效应.中国水土保持科学,靳婷,赵文武*,赵明月,徐海燕.坡面尺度土地利用空间配置的产沙效应—以陕北黄土丘陵沟壑区为例.中国农学通报赵文武. 研究型教学模式设计——以土地资源管理课程为例. 教育技术期刊 Bojie Fu, Dong Niu, Yihe Lu, Guohua Liu, Wenwu Zhao. Land degradation and ecological restoration in China. Francisco A. Comin. Ecological Restoration: A Global Challenge; Cambridge UniversityYinhui Zhang, Yi Luo, Wenwu Zhao*. Land use dynamics and landscape change pattern in Hetao irrigation district, Inner Mongolia, China. Sixth International Symposium on Digital Earth.赵文武. 土地利用研究的国际比较. 地球环境学报赵文武,朱婧. 我国景观格局演变尺度效应研究进展. 中国人口.资源与环境徐海燕,赵文武*,解纯营,靳婷. 组件式GIS技术构建的多尺度土壤侵蚀评价模块. 水土保持研究 Zhao Wenwu, Xu Haiyan, Jiang Guanghui, Zhang Yinhui. Land resources and sustainable utilization in China. PIAGENG2009. Remote Sensing and Geoscience for Agricultural Engineering. Proceedings of SPIEZhao Wenwu, Xu Haiyan, Zhang Yinhui, Xie Chunying. Analysis on the rural house reconstruction agreement in the earthquake disaster rural areas. PIAGENG2009. Remote Sensing and Geoscience for Agricultural Engineering. Proceedings of SPIE VolZhao Wenwu,Zhang Yinhui. Effects of land use pattern change on soil loss at catchment scale: a case study in Loess Plateau of China based on GIS and SEDEM. 2009 1st International Conference on Information Science and Engineering, ICISE 2009Zhao Wenwu,Zhang Yinhui. GIS-based application of erosion management tool at Loess Plateau of China. 2009 1st International Conference on Information Science and Engineering, ICISE 2009程琳琳,赵文武*,张银辉,徐海燕.集水区尺度降雨侵蚀力空间分布对土壤流失的影响.农业工程学报.徐海燕,赵文武*,朱恒峰,朱婧.黄土丘陵沟壑区坡耕地与草地不同配置方式的侵蚀产沙特征.中国水土保持科学赵文武,徐海燕.灾区农村恢复重建面临的问题与对策.中国国土经济学会.全国经济地理研究与微区位前沿学术研讨会赵文武,刘敏,徐霖,李红梅.新时期大学生思想政治状况调查.见刘川生主编.高校基层党建工作创新研究(第2卷).北京:北京师范大学出版社张正峰,杨红,赵文武.全国城镇土地等别调整更新研究.中国土地科学徐海燕,聂宜民,赵文武,陈永智.寿光市土壤养分特性及空间变异性分析.农业现代化研究 . Li, . Zhao , . Song, W. Wang, . Zhang. Rainfall harvesting on slopes using contour furrows with plastic-covered transverse ridges for growing Caragana korshinskii in the semiarid region of China. Agricultural Water Management. 2008,95:529-544.De Wang, Bojie Fu, Wenwu Zhao,Huifeng Hu, Yafeng Wang . 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Biol赵文武,徐海燕,解纯营.黄土丘陵沟壑区流域尺度降雨侵蚀力估算.农业工程学报朱恒峰,赵文武*,康慕谊, 郭雯雯.水土保持地区人类活动对汛期径流影响的估算.水科学进展赵文武,傅伯杰,郭旭东.多尺度土壤侵蚀评价指数的技术与方法.地理科学进展赵文武,徐海燕,朱 婧.对灾区土地利用总体规划的几点建议.见:汶川地震社会管理政策研究.北京:科学出版社赵文武,刘学敏,李晓兵,宫阿都.对高校兼职辅导员工作的几点认识与想法.见刘川生,郑萼主编.新时期高校辅导员工作理论与实践.北京:北京出版社东野光亮,赵文武.中国土壤地质学研究进展与展望.土壤学报朱恒峰,赵文武*,康慕谊, 郭雯雯.延河流域输沙时变过程的显著干扰点分析.人民黄河朱恒峰,赵文武*,康慕谊, 郭雯雯.延河流域土地利用格局时空变化与驱动因子分析.干旱区资源与环境.徐海燕,赵文武*,刘国彬,朱恒峰,朱婧,解纯营.黄土丘陵沟壑区坡面尺度土地利用格局变化对径流的影响.水土保持通报徐海燕,赵文武,朱婧.灾后重建中土地利用政策合理运用的思考.农村经济.朱婧,赵文武*,徐海燕.黄土丘陵沟壑区径流、输沙相关性的尺度效应分析.水土保持研究李洁,赵文武,荆瑛,徐培玮.“城中村”改造与城市土地集约利用研究——以济南市为例.资源开发与市场.吴建寨,李波,张新时,赵文武,姜广辉.天山北坡生态经济的脆弱性.应用生态学报 赵文武,朱婧,郭雯雯.基于降雨量和降雨时间的月降雨侵蚀力简易算法.中国水土保持科学赵文武,郭雯雯,朱婧,徐海燕.耕地总量动态平衡与耕地动态平衡.农业经济王德,傅伯杰,赵文武.陈利顶.土壤侵蚀模型研究中的几个问题.干旱区地理朱恒峰,康慕谊,赵文武.郭雯雯.水利水保措施对延河流域侵蚀、泥沙输移和沉积的影响.水土保持研究.王德,傅伯杰,陈利顶,赵文武,汪亚峰.不同土地利用类型下土壤粒径分形分析——以黄土丘陵沟壑区为例.生态学报徐广才,康慕谊,赵从举,赵文武,秦艳红.阜康市生态敏感性评价研究.北京师范大学学报:自然科学版徐广才, 康慕谊, 赵从举, 冯文利,赵文武.英国强制征购土地的补偿制度及其借鉴.中国土地科学 Fu Bojie, Zhao Wenwu, Chen Liding, Lü Yihe, Wang De. A multiscale soil loss evaluation index. Chinese Science BulletinBo-Jie Fu, Qiu-Ju Zhang, Li-Ding Chen, Wen-Wu Zhao, Hubert Gulinck, Guo-Bin Liu, Qin-Ke Yang, Yong-Guan Zhu. Temporal change in land use and its relationship to slope degree and soil type in a small catchment on the Loess Plateau of China. Catena.傅伯杰,赵文武,陈利顶,吕一河,王德.多尺度土壤侵蚀评价指数.科学通报傅伯杰,赵文武,陈利顶.地理—生态过程研究的进展与展望.地理学报赵文武,傅伯杰,吕一河,陈利顶.多尺度土地利用与土壤侵蚀.地理科学进展赵文武,傅伯杰,陈利顶,吕一河.SEDEM及其应用初步.自然地理学与生态建设. 北京:气象出版社.赵文武,吕一河,郭雯雯,徐广才.陕北黄土丘陵沟壑区NDVI与气象因子的相关性分析.水土保持研究.朱婧,赵文武*.资源节约型城市土地利用评价指标体系研究.中国科技论文在线. 2006年12月. B. J. FU, W. W. ZHAO, L. D. CHEN, Q. J. ZHANG, Y. H. LU¨ , H. GULINCK AND J. POESEN. Assessment of soil erosion at large watershed scale using RUSLE and GIS: a case study in the Loess Plateau of China. Land degradation and development. 2005, 16: 73-85Bo-Jie Fu, Wen-Wu Zhao, Li-Ding Chen, Zhan-Feng Liu, Yi-He Lü. Eco-hydrological effects of landscape pattern change. Landscape and Ecological Linlin, Dongye Guangliang, Zhao Wenwu , Wang Mingmei, Li Chuanrong. 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Agriculture, Ecosystems & Environment赵文武,傅伯杰,陈利顶,吕一河,刘永琴.黄土丘陵沟壑区集水区尺度土地利用格局变化的水土流失效应.生态学报张秋菊,傅伯杰,陈利顶,赵文武.黄土丘陵沟壑区县域耕地粮食生产力和粮食自给能力变化差异.资源科学张秋菊,傅伯杰,陈利顶,赵文武.黄土丘陵沟壑区退耕还林还草工程与区域可持续发展.土地变化科学与生态环境建设.北京:商务印书馆 赵文武,傅伯杰,陈利顶.景观指数的粒度效应.第四纪研究赵文武,傅伯杰,陈利顶.陕北黄土丘陵沟壑区地形因子与水土流失的相关性分析.水土保持学报张秋菊,傅伯杰,陈利顶,赵文武.黄土丘陵沟壑区县域耕地变化驱动要素研究.水土保持学报.傅伯杰,陈利顶,王军,孟庆华,赵文武.土地利用结构与生态过程.第四纪研究 Meng Qinghua, Fu Bojie, Qiu yang and Zhao wenwu.Land Use Effects on Soil Erosion and Phosphorus Loss in the Hilly Area of the Loess Plateau, China. Proceedings of 12th ISCO Conference,Process of Erosion and Its Environment Effect (Volume Ⅱ).Beijing:Tsinghua University Press.赵文武,傅伯杰,陈利顶.尺度推绎研究中的几点基本问题.地球科学进展东野光亮,赵文武,张银辉,刘洪义.农业开发区可持续土地利用系统结构模型研究.农业工程学报.东野光亮,赵文武,张银辉.基于MAPGIS的土壤制图研究.土壤通报张银辉,赵庚星,赵文武.县级耕地遥感动态监测方法研究.测绘通报 赵文武,东野光亮,张银辉.农业开发区可持续土地利用系统分析.农业经济.2001,2:13-15.赵文武,东野光亮,张银辉,贾炳浩.3S集成技术及其应用研究进展.山东农业大学学报.2001, 赵文武,东野光亮,张银辉,胡业翠.MAPGIS在土地适宜性评价中的研究.国土资源科技管理赵文武,东野光亮,许武强.土地持续利用评价指标体系建立的理论框架.山东农业管理干部学院学报.赵文武,东野光亮,张银辉.土地资源可持续发展评价系统设计初步.土壤与土地资源-中国土壤地质与土地资源可持续利用学术研讨会论文集.地质出版社,北京东野光亮,赵文武.山东省增产100亿公斤粮食的土地对策.山东省农业科学.2000.增刊.*通讯作者

土壤有积碳研究进展论文

土壤是陆地生态系统的核心,是连接大气圈、水圈、生物圈以及岩石圈的纽带。全球大约有1SO OGt的碳是以有机质的形态存在于土壤中(Eswarran等,1993),土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库(汪业动等,1999。金锋,2001),是陆地植被碳库(500^-6000t)的2-3倍,是全球大气碳库(750Gt)的2倍多,IPCC估计土壤凋落物对大气C Oz年通量的贡献是燃烧化石燃料贡献量的10倍(IPCC, 1990)。由于土壤有机碳贮量的巨大库容,其较小幅度的变化就可能影响到碳向大气的排放,以温室效应影响全球气候变化,同时也影响到陆地植被的养分供应,进而对陆地生态系统的分布、组成、结构和功能产生深刻影响。据统计,农业利用使土壤损失的有机碳在410亿一500亿t之间(Cole等,1996)。一般地讲,利用方式转变后自然土壤有机碳含量在40^-50年内将降低20%^-50%(Davidson等,1993; Hass等,1957)。低水平的农业生产,肥料使用不足,去除、lei烧植物残留物,以及缺少水土保持措施,是历史上土壤有机碳降低的主要原因(杨学明。2000)。为了减少人为碳排放、增加土壤碳贮存延长土壤碳的固定时间等问题,就必须了解土坡有机碳库的库容及其动态变化过程,因此,自20世纪80年代以来,上壤有机碳库的分布及其转化日益成为全球陆地碳循环研究的热点〔王艳芬等,1998)。由于缺乏土壤有机碳含量、土壤容重和土壤砾石含量资料,对不同土壤或植被类型的面积估计不够准确,从而影响了土壤有机碳储量估算的精确度。研究土壤碳库的空间分布特征,对于准确估算土壤碳库储量,正确评价土壤在陆地生态系统碳循环、全球碳循环以及全球变化中的作用具有重要意义。土壤有机质(SOM)是农田土壤的重要组成部分。农田土壤的物理、化学、生物等许多特性都直接或间接地与有机质的存在有关。同时,土壤有机质是土壤肥力的重要标志之一,在土壤的发生、分类和农业土壤肥力等方面的研究中,土壤有机质的组成、性质和有机碳、氮的转化一直受到人们的重视[1]。长期以来,人们已经在有机质的数量方面作了大量的研究工作。但是,土壤有机质的含量只是一个有机质积累和矿化分解的平衡结果,不能很好地反映土壤质量的变化和转化速率等。20世纪70~80年代,人们从有机质的分解转化方面, 对有机质分组进行了深入的研究, 提出了土壤活性有机质( ASOM )的概念。土壤活性有机质是指土壤中有效性较高、易被土壤微生物分解利用、对植物养分供应有最直接作用的那部分有机质,主要包括微生物生物量( MB)、轻组有机质( L FOM )、易矿化的碳和氮、容易浸提的碳氮及碳水化合物[2]。土壤活性有机质可以表征土壤物质循环的特征, 可以作为土壤潜在生产力和土壤管理措施变化引起土壤有机质变化的早期指标[3]。许多研究者发现土壤活性有机质对土壤碳的变化较非活性有机质敏感得多,与土壤性质的关系比总有机质密切。土壤质量是土壤在生态系统的范围内,维持生物的生产力、保护环境质量(降低环境污染物和病菌损害) 以及促进动植物和人类健康的能力, 可反映各种利用和管理条件下土壤恢复与退化的能力[4]。土壤活性有机质在指示土壤质量和土壤肥力的变化时比总有机质更灵敏,能够更准确、更实际的反映土壤肥力和土壤物理性质的变化、综合评价各种管理措施对土壤质量的影响。本文对土壤活性有机质的概念、组分以及与土壤质量的关系作了初步的阐述,以期进一步了解土壤活性有机质,并真正认识到其生态学意义,加强对活性有机质的研究。广义的土壤有机质是指土壤中一切生物残体和其转化、降解的有机化合物,即纤维素、半纤维素、糖类、粗蛋白等以及各种各样的降解产物等非特殊性化合物和腐殖质类物质;狭义的土壤有机质,是指土壤中有机质经生物化学作用而生成的一类特殊的高分子聚合物,即腐殖质。土壤有机质含量是由土壤形成过程和农业措施所决定。每一个地带和地区,有着一定的生物气候特点,因此具有一定的生物循环水平和特征。而农业措施则可以在不同程度上起着调节和干预的作用。土壤有机质本身含有植物所需要的各种大量元素(如氮、磷、钾、钙、镁、硫等)和微量元素(如铜、锌、铁、锰等)。但因测定方法及时空变异等因素的影响,有机质中的元素组成及含量的差异很大。斯蒂文森(1991)的实验结果表明:富里酸中含碳量为40~45%,含氧量为44~50%,含氢量为4~6%,氮的含量<1~3%,硫的含量最低大约为0~2%;而胡敏酸中含有较高的碳量为50~60%,含氧量相对较少为30~35%我这也是复制的找全难度很大别指望别人给你找了,去看几篇综述吧!这方面研究很多的1汇总前人的主要研究成果--看综述2对物理化学性质进行分析 --问题不明确3在环境中的存在形态,方式,对动植物的影响进行分析 -- 存在形态可以看土壤学书,有简介,南京农大有相关研究,主要是对植物的多,4对其转化规律分析--查看长期定位田的研究吧5对人体健康的影响 --没听说过6国家地方标准-- 土壤总有机碳 《中国土壤**》这类书上有,常为第二次土壤普查的结果

首先你得确定下你的论题吧,你可以通过查阅资料等等方式来找灵感,可以看下(土壤科学)等等这样的资料参考吧

由于回答限制,很多出处的页面网址不能加上去,见谅。1.中国土壤环境污染问题突出地区的污染现状及成因:据不完全调查,目前全国受污染的耕地约有亿亩,污水灌溉污染耕地3250万亩,固体废弃物堆存占地和毁田200万亩,合计约占耕地总面积的十分之一以上,全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨,造成的直接经济损失超过200亿元。其中,一些地区土壤污染已呈严重态势,甚至出现了土壤重污染区和高风险区。1.重金属污染重金属是指密度 4.0以上的约 60种元素或密度在 5.0以上的45种元素。As和 Se是非金属,但是它们的毒性及某些性质与重金属相似,所以将 Se和硒列入重金属污染物范围内。污染土壤环境的重金属主要是指生物毒性显著的Hg、Cd、Pb、Cr以及类金属 As,还包括具有毒性的重金属 En、Cu、Co、Ni、Sn、V等污染物。当前最引起人类关注的是 Hg、Cd、Pb、Cr、As,它们被称为“五毒”(农田土壤重金属污染及防治研究进展)。土壤中重金属的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染(土壤中重金属污染现状与防治方法)。我国 Cd 污染的土地涉及11 个省市的 25 个地区。 如江西省某县多达 44 % 的耕地受污染,形成670hm2 的“镉米”区;沈阳某污灌区农田土壤中 Cd 含量高达 130mg/kg ;成都东郊污灌区内米中含Cd 量高达165mg/kg 。 农业部农业环境监测总站 1996 ~ 1998 年的监测结果表明,污灌区 Cd 污染面积最大,占重金属超标面积的569 % ,而农产品 Cd 超标率达102 % (曹仁林等,2001)。我国各大城市的耕地土壤均存在不同程度的Cd 污染,其中沈阳市郊区和西安污灌区土壤 Cd 污染尤为严重,如沈阳市农田土壤中Cd 含量为088mg/kg ,西安污灌区土壤中Cd 含量为0628mg/kg(土壤镉污染特征及污染土壤的植物修复技术机理)蛐岩县主要的土壤污染物为Mg和B.43%的采样点土壤 Mg含量达重度污染水平,最高超标21.16倍.仅有 211和 238两个采样点达到清洁标准;而 B的污染似乎更为普遍,所用采样点土壤 B浓度超标,50%的样点达到重度污染水平.其原因是 在岫岩县石唐、偏岭、风源等区域.分布有众多的衰 3 蚰岩县土壤捡剥统计值殛帚染指矬国营及乡镇、个体 经营的采矿、冶炼企业,以轻烧 Mg、重烧 Mg为主要工艺的菱镁矿加工业排放 出大量 MgO、SO2等 污染物./vlgO 白色粉末降落地表后,形成 MgCX~、Mg(H0 )2等反应产物,凝聚成大颗粒分散在土壤中,加之该区域土壤 中广泛存在的 MgSO+、MgCl2,形成硬壳覆盖地表,从根本上阻止作物生长.部分地区虽然作物可以生长,但土壤中可溶性 Mg被作物吸收,对人及其他生物的健康形成较大的威胁.而 B污染也是由于B矿点源污染所致(辽宁东部山区土壤污染状况与防治对策研究).稻米对于镉污染的吸附作用明显强于玉米、大豆等其他的作物品种在各种人为因素中,则主要包括工矿业、农业和交通等来源引起的土壤重金属污染(土壤中重金属污染现状与防治方法)。2.污水灌溉污水灌溉等废弃物已造成大面积农田的土壤污染。如沈阳张士灌区用污水灌溉 20 多年后,污染耕地2 500多 hm 2,造成了严重的镉污染,稻田含镉 5~ 7m gökg。天津近郊因污水灌溉导致213 万 hm 2 农田受到污染。广州近郊因为污水灌溉而污染农田2 700hm 2 , 因施用含污染物的底泥造成1 333hm 2 的土壤被污染, 污染面积占郊区耕地面积的 46% 。20 世纪 80 年代中期对北京某污灌区进行的抽样调查表明, 大约 60% 的土壤和 36% 的糙米存在污染问题(我国的土壤污染现状及其防治对策)。早在 30 年代 ,就有抚顺炼油厂污水排入浑河灌溉水稻的记载。到了 50 年代 ,随着农业生产的发展,在北方一些干旱、半干旱地区,由于水资源比较紧张,为了充分利用污水的水肥资源,污水灌溉被大面积采纳、推广,这对促进当地农业的粮食生产曾起到了积极的作用。到了1983 年,污水灌溉面积达到 2 ×106 hm2 。然而,由于长期的污水灌溉 ,土壤 —作物系统的污染逐渐暴露出来,为了解决这一土壤环境问题,污水的土地处理系统得到了应用和发展长三角、珠三角、辽中南城市群3个典型区的土壤污染状况调查;在典型地区启动污染土壤修复与综合治理试点;建立健全基于风险评估的土壤环境质量标准体系;完成《土壤污染防治法》草案。从污染物的种类和类型上看 ,新技术、新产品应用未能有效预防导致我国新型污染物不断出现 ,这些新型污染物影响更持久 ,危害更大 ;从污染物的浓度上看 ,污染物的含量 ,随着经济的发展 ,一些污染物因为无法降解、逐步积累 ,增加还是非常快的。例如 ,有资料表明 ,近年来 ,上海土壤中汞和镉的含量增加了 50% ;浙江南部一些地区土壤中 Cu、Zn等重金属全部超标 ,持久性有机污染物部分检出率达100%。辽河流域据介绍,辽河流域是我国传统的工矿区之一,交通便利、矿产资源丰富,长期以来形成了以煤炭、石油、钢铁等工矿业为主的经济结构,资源利用效率较低,污染强度高;污染源污染治理水平低,化工、冶金、采矿、制药等行业污染严重,部分企业设备陈旧、落后,污染治理设施不完善;加之辽河流域环境监测、预警、应急处置和环境执法能力薄弱,有些地区有法不依,执法不严现象较为突出,环境违法处罚力度不够,污染的现象不能得到有效遏制。有关人士还指出,土壤污染和水污染是相互交替、互相影响的。一方面,部分地区的土壤污染是由于污灌造成的。由于辽河水资源短缺,为解决工农业用水问题而长期进行污水灌溉,使得大量有毒、有害物质进入土壤,积累到一定程度,超过了土壤本身的自净限度。另一方面,辽河流域鞍山、辽阳等地是全国闻名的工矿区,常年的矿产开发造成一些矿区土壤污染非常严重,通过水体的冲刷,土壤中的重金属和有毒物质加速了河流的污染。有专家指出,在资源和重工业为主导的经济结构下,工业生产的污染程度相对会比较高,治污难度大;受经济利益的驱使,部分企业安装、运行污染治理设施不到位,随意排放废水废气废渣的现象时有发生,使人防不胜防;同时,地方政府重地区GDP轻环境保护的意识依然存在,对污染现象听之任之。对于辽河而言,其治污问题面临更多重的考验——在当前经济危机的影响依然持续、东北老工业基地亟待振兴的形势下,一方面辽河流域土壤污染和水污染等问题严重,已经到了非治不可的地步;另一方面,在2008年来的全球性金融危机的席卷之下,地方政府面临着经济增速放缓,失业率增加的巨大压力,一切工作的中心都集中到了保障经济平稳发展上来。环境治理面临着让位于经济发展而被忽视的问题。对于几十年污染“积重”的整个辽河流域,有人表示担心,“有些地方为了发展经济,根本不管所谓的环境污染,这么几十年下来,才造成整个流域污染情况严重。如果这一点不改,只是沿着‘污染——治理——污染’的老路子,最后只能是越治越污,环境越来越坏。”一. 长三角根据中科院南京土壤所2006年在南京郊区蔬菜基地做的定点测试,仅有40%的土壤处于安全等级,而30%的土壤已经受到污染。而浙江省有关部门的调查显示,全省Ⅰ类和Ⅱ类土壤占调查区总面积的82%,其余18%的土壤均受到了不同程度的污染。“区域内工业化、城市化和农业集约化的快速发展,加上疏于防治,大量未经处理的废弃物通过多种渠道向土壤系统转移、残留,是形成土壤污染的主要因素。”近期,浙江省台州市路桥区峰江街道139名村民被查出血铅严重超标,元凶是建在村里的一家被列为重点监控企业的蓄电池企业。在上世纪80年代末期,我国污染面积只有几百万公顷,而现在已经超过一千万公顷。土壤污染类型多样化,其中严重的是重金属污染,根据中科院生态所研究,目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近两千万公顷,约占耕地总面积的五分之一,全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨。此外农药、抗生素、病原菌等也成为土地污染的来源。土壤污染除导致土壤质量下降、农作物产量和品质下降外,更为严重的是土壤对污染物具有富集作用,一些毒性大的污染物,如汞、镉等富集到作物果实中,人或牲畜食用后发生中毒。 如我国辽宁沈阳张士灌区由于长期引用工业废水灌溉,导致土壤和稻米中重金属镉含量超标,人畜不能食用。土壤不能再作为耕地,只能改作他用。 3.固体废弃物堆放 另外,在农田中,由于化肥的不合理施用,农药喷施和 地膜等造成的污染也相当严重。2. 地方土壤环境保护工作面临的问题和对国家土壤环境保护法规、制度、政策等方面的需求目前,我国土壤污染面临着严峻的形势,部分地区土壤污染严重,土壤污染类型多样,呈现新老污染物并存、无机有机复合污染的局面,土壤污染途径多,原因复杂(环保总局在京召开首次全国土壤污染防治工作会议,且污染面积、分布和程度不清,污染防治基础薄弱,地方土壤保护工作防治措施缺乏依据和方向,状况不容乐观,面临诸多挑战。同时,防治土壤污染的法律还非常欠缺,土壤环境标准体系也尚未形成,法律是土壤污染防治的关键,是实现土壤环境保护的最主要途径,它对保护土地质量,维持社会、经济和环境的可持续发展具有重大意义。从法律角度分析,土壤污染现状的原因包括以下三个方面:首先,我国土壤污染防治的相关法律法规空白,缺乏有效的法律制度。在我国现行的法律体系中,已经制定了环境保护、土地管理、水污染防治、大气污染防治等相关的法律法规,但土壤污染防治的法律基本上是一项空白(论我国农业用地土壤污染的法律保障)。虽然若干法律中一些零星规定,对农业生态环境的保护起到了一定的积极效果,但都是分散而不系统的,缺乏可操作性的具体法律制度。随着我国快速的工业化、城市化进程,农业用地土壤污染仍有继续加重的趋势,说明现行立法有限条款的粗略性规定不可能有效防治现代农业技术和不合理的土地利用方式造成的土壤污染问题,满足不了土壤污染防治的现实需要。而法律的“真空”状态则会进一步滋长土地资源的滥用现象,加剧土壤污染问题(浅析我国土壤防治的法律问题)。在长三角地区环保工作中,南京理工大学经济管理学院教授徐光华指出“缺乏相对统一的区域环境准入和污染物排放标准、缺乏相关法律规范,是长三角地区环保工作目前的软肋。”区域经济发展中所遇到的各类环保问题,通常都很难靠一地的政府来解决。要应对日益严重的环境污染形势,两省一市的有关部门必须尽快建立起区域环境信息共享与发布制度,启动区域环境监管与应急联动机制,并在此基础上加快区域环境保护相关法律规范的研究和制定,长三角土壤污染后果堪忧)。因此,在现行法的基础上,有必要对土壤污染防治保护采取一定的法律措施,健全和完善环境相关法律法规。其次,土壤污染防治的行政管理和执法混乱。依据我国现有的法律体制,对于土壤的法律保护,实行管与分管相结合的多部门分层次的管理体制,涉及多个行政部门对土壤污染的行政管理,在这种体制下,管理主体林立,权力和责任分散,不仅不利于集中、统一管理,而且容易造成管理上的混乱(浅析我国土壤污染防治的法律问题)。由于土壤污染的来源多样,情况复杂,所以除了职责最多联系最为紧密的环境保护部门、农业部门有环境行政监管权力外,许多其他的部门如水利部、国土资源行政主管部门等在特定的情况下也有管理权限(我国农村土壤污染防治的法律问题研究)。但是,由于法律并没有赋予环境保护执法部门对其他行政主管部门的环境执法的监督权,同时对于各个执法部门之间在土壤污染处理上应当如何相互配合的重要问题也没有做出规定,这就导致了在具体的土壤保护的执法当中多头执法,交叉执法,执法不到位,甚至部门之间借执法来争夺各自的利益,降低了土壤保护的整体实效,损害了土壤保护的整体利益,有关法律法规对部门之间如何监督协调没有具体规定,并且在实际环境行政执法管理中地方情况差异较大,出现的许多污染问题无法很好的得到解决,从而导致部门与部门之间相互扯皮、争权推责(浅析我国土壤污染防治的法律问题)。可以说,这种多头管理体制,不仅严重影响了治污的效率,也浪费了诸多的行政管理资源。另外,在我国大多数基层地区尤其是贫困的农村地区,由于经济发展落后,摆脱贫困的愿望强烈,大多领导干部以经济的快速发展为首要目标,当经济发展与环境保护发生冲突的时候,就会牺牲环境来图发展(防控农村土壤污染的迭律对策研)。因此,我国在对土壤污染管理及执法上也存在许多的问题。最后,土壤环境保护的司法保障有待加强。目前,虽然我国土壤污染比较严重,污染情况时有发生,但涉及土壤污染诉讼的案例却很少,从仅有的几个案例中,不难发现我国农村土壤司法救济中存在的问题。首先,我国至今没有关于土壤污染修复和赔偿的条例规定,对企业也没有任何约束,即使土壤被污染了,也很难追究他们的责任。2006年8月,甘肃省徽县发生的“铅中毒”事件就是一个典型的案例。当时,这个县水阳乡的两个村庄共有368人查出血铅超标,其中14岁以下的儿童149人。经环保部门调查发现,位于这两个村庄附近的一家铅冶炼厂是重要污染源,造成当地土壤、空气和水体污染。虽然这家工厂后来被勒令关停,但如何给那些遭受污染损害的村民以有效的补偿,如何从根本上转变那种以群众健康甚至生命为代价的粗放型增长方式,却是一个难题。(邱林,中国1/5耕地受污染防治形势严峻,改善土壤环境质量系国家行动。另外,在农村环境诉讼中,一个最现实的问题就是诉讼费用的负担问题。我国农民是社会中最大的弱势群体,他们是城市发展的牺牲品,长期处于经济的困窘之中,他们的收入大多仅能勉强维持生计(防控农村土壤污染的迭律对策研)。与此同时,土壤污染对农民造成的损失是长期的也是巨大的。在我国司法实践中 ,诉讼费用直接与诉讼标的额挂钩 ,且实行诉讼费用预交制度 ,农民很有可能会因为交不起诉讼费用而无法得到司法保障(我国农村土壤污染防治的法律问题研究)。1999年 12月 20 日大庆市红岗区杏树岗镇民吉村十三户农民向大庆市中院起诉 ,要求被告大庆油田有限责任公司赔偿原告土地污染损害赔偿518431. 06元。本案中十三户农民的土地污染发生于1993年 ,但是当年只给付原告青苗补偿款。由于农民对土地是否被污染不懂 ,在 1999年前没有提起诉讼 ,但一直以上访的形式找镇政府、土地局以及被告单位要求解决 ,虽在 1999年 11月 4日达成协议 ,但未实际履行。1999 年 12 月 ,原告向大庆市农业局申请对受污染的农田进行取样化验鉴定。2000年 1月农业局进行了取样 ,并由市农业局送省质量检验检测中心检验。2001 年 5 月农业局根据检验结果又组织五位专家现场勘查 ,做出鉴定意见:已造成受污染农田土坡次生盐渍化 ,对农作物已造成严重危害。《中华人民共和国环境保护法 》第七条:国务院环境保护行政主管部门 ,对全国环境保护工作实施统一监督管理。县级以上地方人民政府环境保护行政主管部门 ,对本辖区的环境保护工作实施统一监督管理。《中华人民共和国水污染防治法实施细则 》第四十三条第二款。该案件从 1999 年 12 月到 2003 年 12 月 ,经两级法院长达四年的审理 ,最终法庭调解结案 ,被告赔偿原告损失 159607. 38元 ,一、二审诉讼费用由被告承担。值得注意的是在案件审理过程中。大庆中院以原告超诉讼时效为由 ,判决驳回原告的诉讼请求。判后原告不服 ,但由于农民多年未耕种土地无收入没有上诉费用 ,为维护原告人合法权益 ,由代理人交上诉费 10196. 00元 ,才使得农民的合法权益能够得到最终的保护(一件土地污染损害赔偿案的艰难诉讼)。因此,为有效防治土壤污染,应在现行有关土壤污染防治立法的基础上,细化、扩展土壤污染防治的制度,或制定专门的法律法规,以加强对土壤污染的监督和管理。从法律上,对污染灌溉、工矿废弃物、城市生活垃圾、化肥农药等土壤污染物及污染行为作出明确规定,通过法律手段有效防治土壤污染。另外,在法律法规中应当理顺土壤污染防治的行政管理体制,建立土壤污染的动态监测评价制度,制定相关土壤污染防治的具体规划制度,确立土壤污染的环境标准,建立土壤污染应急措施制度和法律责任制度等相关的制度。(浅析我国土壤污染防治的法律问题(论文)。3.土壤环境保护工作经验和典型模式、政策建议由于土壤污染的潜伏性、不可逆性、长期性和后果严重性等特点,土壤环境保护应遵循 “防重于治”的基本原则,坚持“预防为主、防治结合、综合治理”。对未被污染的土壤采取预防措施,要控制或消除污染源;对已经污染的土壤则要采取积极治理措施 ,将污染控制在最低限度(我国环境保护科学研究现状与展望)。土壤一旦被污染,治理起来相当困难,相对于污染物在土壤-植物系统中含量、行为、生物地球化学循环、毒理、代谢模式和与重金属有关的流行病等方面的研究,土壤污染的治理与管理研究要薄弱得多,大多数治理方法尚处在试验阶段,再加之考虑到治理费用等问题,能应用的成熟方法目前很少。总结出现的各类土壤污染治理方法,大体上可分以下四类:1.工程措施(包括客土、换土、翻土、去表土、隔离、热处理、电化学方法等)此种方法效果好、稳定,是一种治本措施,适用于大多污染物和多种条件,但一般在小范围内较实用,且代价昂贵,还可能造成地下水或其他介质的潜在污染。近年来,把污水、大气污染治理技术引进土壤治理过程中,开辟了土壤污染治理新的途径,如磁分离技术、阴阳离子代换法等(土壤污染治理方法研究)。2.化学措施施用改良剂、抑制剂等降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性 ,从而降低污染物进入生物链的能力,减轻对土壤生态环境的危害()。例如:在某些重金属污染的土壤中加入石灰、矿渣等碱性物质,使重金属生成氢氧化物沉淀。或添加膨润土、合成沸石等交换容量较大的物质来钝化土壤中的重金属等。3.生物措施生物治理方法有着物理治理方法和化学治理方法无可比拟的优越性,其优点主要表现在以下几个方面:①处理费用低,其处理成本只相当于物化方法的二分之一到三分之一;②处理效果好,对环境的影响低,不会造成二次污染,不破坏植物生长所需要的土壤环境;③处理操作简单,可以就地进行处理。基于这些优点,应用生物修复已成为当今土壤污染治理技术研究的一大热点(土壤污染的生物修复技术研究进展)。生物措施是利用特定的动、植物和微生物吸收或降解土壤中的污染物。与此措施相对应的新兴学科“环境生物技术”方兴未艾。应用现场污染治理的生物措施始于 1989 年 3 月,美国阿拉斯加海岸被石油污染,采用了两组亲脂性微生物后,使其净化过程加快了两倍。早期生物治理采用的主体生物类群多为微生物。最近,植物修复正成为生物治理措施中的一个亮点。植物对污染点的修复有三种方式:植物固定、植物挥发和植物吸收。研究表明,利用适当的植物不但可去除土壤环境中的有机物,还可以去除重金属和放射性核素。超累积植物已成为环境保护工作者追寻、筛选的目标。我国对植物修复和超积累植物的研究已有良好的开端(我国土壤环境保护研究的回顾与展望)。例如,在土壤重金属镉污染的植物修复研究中,通过大量筛选研究发现,十字花科芸苔属植物(Brassica spp.)中的很多种或基因型具有较强的吸收累积 Cd特性。我国广泛种植的油菜()就是该属植物,其中某些品种或基因型在累积 Cd 方面可能很高。筛选并种植可食部位低积累 Cd 作物品种(低吸收或低转移),通过作物互做(间作、轮作)减少作物对Cd 的吸收等植物修复方面的研究也需做进一步研究(土壤镉污染特征及污染土壤的植物修复技术机理)。4.农业措施包括增施有机肥提高环境容量、控制土壤水分、选择适宜形态化肥和选种抗污染农作物品种等。另外,国外发达国家在土壤污染防治方面的工作开展得较早 ,许多国家都已建立了相对完善的污染土地识别、评价和处理体系 ,其中美国、德国和日本的土壤保护实践在世界范围内极具代表意义。在国外,有关土壤污染防治法律保护的立法经验很多。美国于1985年和1990年修订的《农业法》希望实现劳动生产率的提高的同时保护资源与环境,实现“持续农业”的发展。另外,1990年在联邦政府实施了“保护计划”管理。1987年为了控制农业水源水质而制定了《水质法》。欧盟到目前为止还没有明确的土壤保护政策,但现有许多欧盟立法都与土壤保护有关。如《关于环境保护、尤其是污泥农用时保护土壤的86/278/EEC指令》对农用污泥作出了规定;《关于废物的75/442/EEC指令》要求废物在处置时不能污染土壤;2004年底前,提出《关于堆肥和生物废弃物指令》,其目的是为了控制潜在的污染,并鼓励使用被批准的混合肥料,等等。日本已经建立了由预防对策和治理对策构成的土壤环境保全体系。有《农用地土壤污染防止法律》(1970)、《市街地土壤污染暂定对策方针》(1986)、《土壤污染环境标准》(1991)、《土壤污染对策法》(2002),等等。《土壤污染对策法》的实施,使得污染治理由被动向主动转化,以前无法计算的环保社会效益可体现为可以计算的经济效益,此种趋势表明日本的土壤环境保护已经呈现出新的阶段特点[3]。这些国外的立法经验对我国土壤污染防治的法律完善具有非常重要的借鉴意义(浅析我国土壤污染防治的法律问题)。“重视生态补偿机制,是国外土壤污染防治工作中的一大经验,值得我们借鉴。”虞锡君向记者介绍道,生态补偿机制,又称生态系统服务付费,主要原则就是“污染者付费”和“保护者受偿”——由污染事故的责任方治理土壤污染、或者支付土壤污染治理的费用。国外在这方面有过不少成功案例——1972年,美国通过的《纳税人减税法》,目的之一就是以税收方面的优惠措施,来刺激私人资本投资于土壤清洁治理。根据美国政府的报告,其直接结果是吸引了34亿美元的私人投资,8000个受到污染的棕色地块恢复了生产能力。虞锡君表示,在区域联动的基础上确立土壤生态直接补偿制度,或许是我们目前值得努力的方向(长三角土壤污染后果堪忧。)郑进华 彭 强 郑晓琴.浅析我国土壤污染防治的法律问题.[A], 环境法治与建设和谐社会——2007年全国环境资源法学研讨会(•兰州)论文集高拯民.我国环境保护科学研究现状与展望lJ1.土壤学报,1989,26 (3):262-272.

山东省第二次土壤普查(开始于1985年)和本区的多目标区域地球化学调查(开始于2007年)前后间隔22年,在这一时期内,随着城市化、工业化和农业经济快速发展,表层(0~20cm深)SOC受到自然条件和人为活动的影响最显著,导致表层土壤SOC密度及储量发生明显改变。

一、不同时期表层土壤有机碳密度及储量

图6-4为SOC含量的频率直方图,同时计算了不同土壤类型的表层SOC储量及年变化速率,结果见表6-6。对这两个不同时期SOC的含量、密度及储量进行对比发现,从第二次土壤普查到多目标调查,研究区SOC含量从主要集中在~范围内变为集中在~的范围;以上的SOC含量比例从升高为,相应<的SOC含量比例从降低为,总体SOC含量从升高到,经过22年的时间,本区SOC含量总体表现为升高的趋势。

图6-4 不同时期SOC含量对比图

表6-6显示,1985年表层SOC密度为,2007年表层SOC密度为。土壤类型中只有风沙土和盐土表层SOC密度整体有所降低,其SOC储量较1985年分别减小了,,其他土壤类型SOC密度均不同程度升高,SOC储量虽然局部地区较小,但整体呈增加的趋势,尤其水稻土和石质土增加量远大于减小量,总体分别增加了,。

表6-6 鲁东地区表层SOC密度及储量变化表

从年变化速率来看,以水稻土、石质土和砂礓黑土增加TOC最快,其速率分别达到 t/(km2·a), t/(km2·a)和 t/(km2·a),而全区表层土壤以 t/(km2·a)的速率增加有机碳。这说明在22年来,研究区表层土壤不断地从环境中吸收碳,总体表现为“碳汇”效应;由表6-6可见,表层SOC储量由增加为,净增了,利用MapGIS空间分析功能,计算得出总“碳源”值为,总“碳汇”值为。

二、土壤有机碳密度空间变化特征

利用式(6-1)可以计算1985年SOC密度,同时对2007年和1985年SOC密度做减法运算,得到全区从1985年至2007年约22年间的SOC“源汇”分布图(图6-5)。22年来,研究区的区域SOC密度增加,SOC增加的“碳汇”区分布在研究区中部和南部大部分地区,其中青岛市中东部及研究区西部最为显著,SOC密度增加以上。

图6-5 表层(0~20cm)SOC碳密度空间变化图(1985~2007年)

SOC密度降低的“碳源”区分布有如下3个特征:①出现在沿海地带,潍坊北部海岸和胶东半岛海岸带,SOC密度均大幅度降低,一般降低以上,初步分析与高钙碱性环境不利于有机碳增加,另外与土壤盐促进有机质的分解有关;②中低山区,毁林(草)开荒,林地、草地向旱地转化(SOC密度降低)是形成“碳源”的主要原因,另外沿海局部地带也存在这种现象;③矿集区及城镇所在地,城镇用地及矿山用地的扩大导致SOC密度降低,但由于面积有限,由此造成的土壤“碳源”效应相对较小。

三、影响有机碳密度变化因素

从变化机理上来分析,引起土壤有机碳密度降低的原因是多方面的,气温、降水、农耕管理和土地利用的变化能够使土壤中有机碳含量发生变化,另外土壤 pH、土壤质地、土壤C/N值、微生物量等许多因素均可能影响SOC含量及其在土壤中的稳定性。但在不同区域,其主导因素不同。本研究从现有条件出发,对影响SOC含量及变化的因素进行了分析研究。

(一)农耕管理

不同耕作措施对土壤碳含量影响较大,耕作措施变化的影响是非常显著的。传统耕作下,翻耕导致了土壤结构的变化及频繁的干/湿循环,使本来受到团聚体保护的SOC得以暴露,导致土壤中碳矿化速率提高,加速了土壤碳的释放,免耕、浅耕则减少了因耕作带来的对土壤的翻动,减少土壤接触空气的机会,减缓了土壤中碳、氮的矿化速率和土壤有机质分解速率,减少了反硝化作用所需的碳、氮基质供应量。同时,长期免耕可以提高土壤表土层微生物生物量碳、氮含量,凋落物的转化也增加了有机碳的蓄积量,同时也避免了土壤中富含碳的大团聚体破坏。山东省自20世纪80年代初开始推广免耕、浅耕技术,对SOC含量的提高起到积极作用。

尽管免耕措施具有较大的固碳潜力,但是长期实施免耕会出现土壤紧实度增加,表层有机质和植物养分富集,病虫草害严重等问题,而秸秆还田不仅可以增加SOC储量和养分含量,而且还能减少由于秸秆就地焚烧导致的碳损失和减轻大气污染,具有明显的环境效益。

多施有机肥、植物残体还田,或种植绿肥这是增加有机质的主要来源。长期施用有机肥或有机肥和氮磷钾矿质肥料配合使用,有利于土壤有机碳、活性炭、微生物碳和矿化碳含量的提高。

(二)温度与降水

土壤是气候变化影响的接受体,也是气候变化的记录者,气候在SOC蓄积及消耗过程中起着重要的作用。土壤中有机质的分解速率受土壤水分和温度控制。

温度对SOC的影响可能通过以下方式:一是温度影响植物的生长,从而改变植物残体向土壤的归还量;二是温度影响SOC分解的速率,改变土壤有机碳的释放量。温度越高,土壤微生物活动增强,分解有机质速率加快,SOC密度越低。积温是一年内日平均气温≥10℃持续期间日平均气温的总和,是研究温度与生物有机体发育速度之间关系的一种指标,因此理论上SOC与积温也应具有上述一般规律。然而,本次研究发现积温与表层SOC含量间显著正相关,正好与其相反(图6-6),与表层SOC密度变化量相关性不明显(图6-7),但仍显示出正相关关系。说明气温不是影响鲁东地区表层SOC含量及变化的主要因素,其他因素可能干扰了气温对SOC的影响;而对于深层土壤,积温越高,SOC含量越低(图6-8),满足一般规律。

降水量对SOC有着明显的制约性。土壤水分充足,则透气性差,原有机碳不易矿化,外源有机残体在水分作用下易于腐烂分解成小分子有机质,保存于土壤中,从而有利于SOC含量的提高;土壤水分不足,土壤孔隙度大,利于有机碳的矿化分解,不利于有机碳的积累。由图6-9可知,随着降水量的增加SOC密度变化量增加(碳汇效应),呈明显的线性正相关,而与土壤TOC含量关系不明显(图6-10)。

图6-6 积温与土壤TOC含量的关系图

图6-7 积温与表层SOC密度变化量的关系图

图6-8 积温与深层土壤TOC含量的关系图

图6-9 多年平均降水量与表层SOC密度变化量的关系图

图6-10 多年平均降水量与土壤TOC含量的关系图

(三)大气CO2浓度

大气CO2浓度的变化主要通过影响植物生长而间接影响土壤碳循环。首先,大气CO2体积分数的增加直接影响植物的光合作用,进而提高净初级生产力。并且更多的光合产物分配到植物根系,促进根系的生长和根分泌物的增加,使得根基沉积和根际呼吸作用也显著提高,因此促进了碳向地下部分的输入。有资料显示,当大气中的CO2体积分数加倍时,多数作物的产量就增加33%,实际上这也是一个明显的碳汇。另外,大气CO2浓度的升高还将通过影响凋落物的化学组分及生态系统种类组成而影响凋落物的分解,而且通过凋落物中C/N比的改变影响土壤微生物分解速率,从而导致植物-土壤系统中碳通量的变化。

(四)土地利用变化

随着山东省工业的发展和城市化进程加快,在土地利用方式改变的同时也严重影响了 SOC的含量。本次研究表明(表 6-5),不同土地利用类型间SOC密度存在较大差异,起到使 SOC密度增加(碳汇)的典型土地利用转化方式是旱地到水田的转化、旱地等其他类型到林地、草地的转化;使SOC密度减小(碳源)的典型土地利用方式是园地、林地、草地到旱地、水田到旱田、其他用地到水域用地、居民工矿用地的转化等。

(五)土壤性质

土壤质地、pH、化学元素组成等影响SOC的稳定与存储。表6-7为表层SOC含量和密度变化量与土壤部分指标的相关系数。通过相关系数表可知,SOC与多种元素存在明显相关性,土壤性质对SOC有如下影响:

表6-7 表层SOC含量和密度变化量与土壤理化指标的相关系数表

1)土壤质地是影响SOC含量的重要因素。由图6-11可知,土壤黏粒含量与SOC含量存在显著正相关关系,相关系数达。质地重,土壤保肥力强,通气性差,土壤水分含量较高,好气微生物的活动在一定程度上受到抑制,有机质分解缓慢,矿化率低,容易积累;而轻质地土壤,保蓄力弱,养分流失量大,土体内常常是气多水少,通透性良好,微生物对有机质分解很旺盛,有机质不易积累,故含量往往偏低。

2)由图6-12可知,对于原TOC含量越高的土壤,其后期SOC增加量越小(碳源效应越小)。这说明原TOC含量高的土壤,随着耕种年数的递增,有相当大的部分作为收获物被带出,进入土壤中的有机物减少,同时耕作增加了土壤的侵蚀,使土层变薄,也是SOC增加量减小的一个主要因素。因此,要维持土壤有机质含量在这种动态平衡中保持一定的水平,人为的增施补充有机肥是一个必不可少的措施。

图6-11 土壤质地对TOC含量的影响图

图6-12 土壤原TOC含量对SOC密度变化量的影响图

3)土壤盐不利于有机碳的增加。土壤盐可能会促进有机质的分解而不利于有机碳的存储。图6-5中沿海部分地区表现为“碳源”效应。胶莱盆地中部为高矿化度水分布区,土壤盐度远高于西部地区,该区虽然也具“碳汇”效应,但TOC增加幅度比淡水分布区小得多,可能与K+,Na+,Cl-等盐离子不利于有机碳稳定与存储,从而与TOC含量及密度变化量之间出现负相关性(表6-7)。

4)SOC含量和密度增加量与 TOC/N比及 Se元素含量均呈显著正相关,说明较高的TOC/N及Se含量可提高TOC 的固存能力。土壤、植物残体及微生物体内的 TOC/N在土壤有机质分解中具有重要作用,并且影响SOC的剖面分布及碳储量。研究表明,微生物对有机质正常分解的碳氮比为25:1。碳氮比大的有机物分解矿化较困难或速度缓慢。本区TOC/N范围为~,均值为,低于全国均值。Se是本区表层土壤富集强度较高的元素,仅次于TOC,且与燃煤及采煤有显著的空间对应关系,人为成因大于自然成因。土壤中 Se元素的腐殖酸结合态及强有机态累积约占全量的,即Se元素在土壤中主要以有机态存在。在表层土壤中,Se不但与 TOC 密切相关,且与SOC密度增加量呈显著正相关(表 6-7)。可见,无论 Se元素成因如何,它与有机碳的积累密切相关。

5)SOC含量和密度增加量与CaO呈负相关(表6-7),说明高Ca碱性土壤环境不利于有机碳增加。已有研究表明,干旱、半干旱碱性、富钙土壤环境下,由于富含氢氧化物、氧化物、磷酸盐和无机碳,有利于次生碳酸盐的形成,生成途径为SOC→CO2→ →CaCO3。胶莱盆地中部即属碱性富钙土壤,其表层土壤pH平均值高达,CaO背景值为,是全国土壤背景值()的倍。因此,具有典型的干旱、半干旱碱性、富钙土壤环境特征。在此条件下,土壤虽然表现出“碳汇”效应,但却使SOC分解速度加快,SOC密度降低。

6)SOC含量和密度增加量与土壤SiO2之间呈明显的负相关性(表6-7),说明高Si的沙质土壤有机碳易流失。土壤碳丢失途径除有机质矿化分解、作物收割等因素外,还包括河流输出、水土侵蚀、水文地质作用等。鲁东地区土壤母质多以花岗岩风化物为主,土壤熟化程度较低,而且颗粒较粗,SOC易流失。

如何进行土壤水分管理研究论文

摘要:由于水资源是与人类生存和国民经济发展密切相关的自然资源,特别是近年来由于水资源短缺引发的各种问题,长期以来对有关专家学者对水资源管理极为关注,积累了大量的文献资料,水资源管理学产生与发展具有深厚的基础.积极推进和发展水资源管理学,对于水资源可持续利用与管理具有深远的历史和现实意义。 关键词:水资源 管理 进展 我国水资源存在主要问题是短缺、污染和灾害,水资源管理在解决这些问题中具有举足轻重的地位。建立水资源管理学具有重要的理论和实践意义。水资源管理学是管理水资源知识体系,以水资源为管理对象,探讨水资源高效利用保护的各种措施规律,实现水资源可持续利用。水资源管理学研究内容包括水资源数量管理、质量管理、法律管理、权属管理、行政管理、规划管理、配置管理、经济管理、投资管理、风险管理、技术管理、工程管理、数字化管理、国际水资源管理、安全管理等等。 1、 水资源管理学内涵 加强水资源管理成为有关水资源领域出现最为频繁的词汇。但究竟什么是水资源管理,目前学术界尚未统一,《中国大百科全书》在不同的卷中,对水资源管理有不同的解释。综观传统的水资源管理概念,有以下特点:首先,从整体上来看,他们都是以水资源开发作为主线,“保护”处于被动的地位;其次,视野相对狭窄,大多数概念只局限于水资源本身,缺乏复合系统下对水资源的综合认识,以水论水;第三,缺乏生态环境的和水资源高效利用的内涵。基于此,作者认为,水资源管理就是为了满足人类水资源需求及维护良好的生态环境所采取的一系列措施的总和。 水资源管理学是从学科角度对水资源管理进行系统研究的科学,是水资源管理知识体系,是建立在水文学、水资源学、管理学等诸多学科基础之上的新的交叉性综合性学科。通过水资源管理学的研究,可以为提高水资源利用率和利用效率,保障水资源安全,通过水资源可持续利用支撑国民经济健康发展提供理论和实践基础。 2、水资源管理学研究内容 水资源管理学研究对象很明确,就是围绕水资源持续高效利用的而展开的一系列管理活动。目前,水资源危机在世界范围内蔓延,水资源危机的出现和加剧与人类在经济活动中缺乏对水资源的有效保护和管理有着重要的关系。水资源是社会经济发展的重要自然资源,人类的绝大多数经济活动都要涉及水资源。可持续发展是当前和未来人类社会与经济发展的基本战略目标。关于可持续发展的定义和解释多种多样,但都基本围绕着 “满足目前需要但不破坏未来发展需求的能力”这一核心思想。实现社会的可持续发展的一个重要内容就是实现水资源等自然资源的可持续利用。在人类追求可持续发展目标的前提下,实现水资源的可持续利用要求人类必须正视干旱洪涝灾害、水资源短缺、水环境污染等诸多与水资源相关的问题,这给水资源管理学提出了新挑战和难得的机遇。传统的水资源管理活动无法应对挑战。实现可持续的水资源利用目标必须改变传统的水资源管理活动,必须以可持续发展的、系统的和综合的观点构建全新的现代水资源管理体系,这成为水资源管理学研究的主要研究内容。 具体地说,水资源管理学的研究内容至少应包括以下几个方面: 水资源数量管理和质量管理、水资源法律管理、水资源权属管理、水资源行政管理、 水资源规划管理、 水资源配置管理、 水资源经济管理、 水资源投资管理、 水资源风险管理、 水资源利用技术管理、水资源工程管理、 水资源数字化管理、 国际水资源管理、水资源综合管理、水资源安全管理和水资源数字化管理等等。

国内水资源管学研究进展 我国关于水资源管理理论的研究开始与上个世纪80年代,早期的水资源管理研究主要是对实际水资源管理活动中的管理内容的简单罗列和堆加,并未从理论的高度来对水资源管理的体系和框架进行系统的阐述。随着我国水资源危机的不断加剧以及可持续发展对现代水资源管理的要求和挑战,学术界开始逐渐关注水资源管理理论的探讨和框架体系的构建。 赵保璋主编的《水资源管理》(1994年)是我国出版较早的专门论述水资源管理的专著之一。在这本书中,作者提出,大气降水、地表水、地下水、土壤水分以及废水、污水等水形态都不是独立存在的,而是有机的联系,统一而相互转化的整体。而现实中,长期以来我国水管理体制较为混乱,水权分散,形成了“多龙治水”的局面。该书认为,水资源管理应该以水的资源观点、水的系统观点、水的经济观点以及水的法制观点出发,对水资源的合理开发利用、规划布局与调配,以及水资源保护等方面建立统一的、系统的综合管理体制,按照相关法律由水行政部门实施管理。该书认为水资源管理活动主要包括规划管理、开发管理、用水管理和水环境管理(赵保璋,1994)。 冯尚友在《水资源持续利用与管理导论》一书中将水资源管理定位为支持实现可持续发展战略目标,在水资源及水环境的开发、治理、保护、利用过程中,所进行的统筹规划、政策指导、组织实施、协调控制、监督检查等一系列规范性活动的总称。统筹规划是合理利用有限水资源的整体布局、全面策划的关键;政策指导是进行水事活动决策的规则和指南;组织实施是通过立法、行政、经济、技术和教育等形式组织社会力量,实施水资源开发利用的一系列活动实践;协调控制是处理好资源、环境与经济、社会发展之间的协同关系和水事活动之间的矛盾关系,控制好社会用水与供水的平衡和减轻水旱灾害损失的各种措施;监督检查则是不断提高水的利用率和执行正确方针政策的必须手段。 吴季松在2000年和2002年先后出版了《水资源及其管理的研究与应用》和《现代水资源管理学概论》两本专著。前一部是作者多年来关于水资源管理问题的报告和讲话的汇编(吴季松,2002)。《现代水资源管理学概论》一书中,作者对水资源管理的指导思想、水资源管理工作的基本目标以及主要内容做了较为系统的论述。从整体来看,该书更多的是从水行政管理角度探讨了水资源管理的理论与实践。 左其亭和陈曦2003年合著并出版了《面向可持续发展的水资源规划与管理活动》。该书从可持续发展的观点出发,对水资源管理理论作了初步探讨。该书专门探讨了现代水资源管理工作的工作流程、管理目标和水资源管理基本内容,并且提出了面向可持续发展的水资源管理活动的主要内容,包括:加强教育、提高工作觉悟和参与意识;制定水资源合理利用措施、制定水资源管理政策、水资源统一管理以及实时进行水量分配和调度。根据信息技术发展的特点和现代水资源管理的要求,该书还专门探讨了水资源的信息化管理,介绍了电子信息技术和“3S”(GIS、GPS和RS)技术在水资源管理活动中的应用。 林洪孝在《水资源管理理论与实践》中界定水资源管理活动为:依据水资源环境承载能力,遵循水资源系统自然循环功能,按照经济社会规律和生态环境规律,运用法规、行政、经济、技术、教育等手段,通过全面系统的规划,优化水资源配置,对人们的涉水行为进行调整与控制,保障水资源开发利用与经济社会和谐持续发展。该书对水资源管理的理论和框架体系做了较为全面的探讨,论述了水资源管理活动的目标、原则和方法等内容,并构架了水资源管理活动的主要内容。值得注意的是,该书提出,随着人类水资源问题认识的发展深化,水资源管理逐渐形成了专门的技术和学科,其管理领域涉及自然、生态和经济、社会等许多方面,其管理活动的主要内容包括水资源权属管理、水资源政策管理、水资源综合评价与规划管理、水量分配与调度管理、水质控制与保护管理、节水管理、防汛与抗洪管理、水情监测与预报管理、水资源组织与协调管理以及其他水资源日常管理等十个方面。该书对水资源管理活动的概括和构架基本上包含了但前水资源管理活动的所有内容,是目前比较全面的水资源管理的概括和总结。 姜文来、唐曲等2004年出版了《水资源管理学导论》,本书是国内外首部系统论述水资源管理学的专著。本书在界定水资源管理学基本概念的基础上,对水资源管理学的基本理论进行探讨,然后专题阐述水资源管理的各个领域,最后展开案例研究。全书共分十九章,第一章,水资源管理学概述,界定了水资源管理学的内涵、研究内容、研究进展和与其他相关学科的关系;第二章,水资源管理学的理论基础,分别阐述了水资源可持续利用理论、水资源复合系统理论、生命周期理论和水资源管理学的管理学基础;第三章—第十七章,专题论述,论述了水资源的数量管理、质量管理、经济管理、权属管理、规划管理、工程管理、地下水资源管理、国际水资源管理、投资管理、行政管理、风险管理、安全管理、数字化管理和其他水资源相关管理;第十八章和第十九章,案例研究,以首都圈农业水资源、民勤水资源可持续利用展开研究。

3、 国内外水资源管理学研究进展 国际水资源管理学研究进展 到目前为止,明确提出水资源管理学的文献极为有限。根据人类开发利用水资源面临的新的问题和挑战以及实际水资源管理活动的特点,国际上也对新形势下的水资源管理理论和体系进行了一系列的探讨和研究,并就一些问题达成了某种程度的共识。他们主要围绕着“可持续发展条件下水资源可持续利用目标对水资源管理活动的要求”而展开。这些研究活动为水资源管理学作为一门新兴学科的诞生和发展起到了十分重要的推动作用。 在1992年爱尔兰召开的“国际水和环境大会—21世纪的发展与展望”上提出了水资源系统及可持续研究的问题。1993年“第二届国际实验与网络资料水流情势学术大会”上探讨了水资源管理的水文学基础和信息资料问题。1994年,联合国教科文主持,国际水资源协会与国际水文科学协办召开了“变化世界中的水资源管理研究规划国际学术研讨会”,探讨了可持续发展水资源管理研究展望、水资源开发中的风险和不确定性、水资源可持续管理的决策支持系统和水资源开发与环境保护协调四个专题。 1996年在日本京都召开了“国际水资源及环境研究大会:面向21世纪新的挑战”,讨论了流域尺度的可持续水资源系统管理的应用实例等问题。联合国教科文组织(UNESCO)国际水文计划工作组1996年将“可持续水资源管理”其定义为“支承从现在到未来社会及其福利要求,而不破坏他们赖以生存的水文循环及生态系统完整性的水的管理和使用”。[1][1]水资源可持续管理要求在水资源规划、开发和管理中,寻求经济发展、环境保护和人类社会福利之间的最佳联系与协调。与传统的水资源管理相比,可持续水资源强调了未来变化、社会福利、水文循环、生态系统保护这样完整性的水的管理,使“未来遗憾可能性达到最小的水的管理决策”。世界银行将水资源管理定义为一系列水资源相关领域(如水电、水资源供给与供给设施,灌溉与排水等)一体化管理。综合水资源管理的观点应该在水资源管理和利用方面确保考虑社会、经济、环境和技术等多方面因素[2][2]。 1997年召开的第5届“不确定性增加下的水资源可持续管理学术大会”,洪水与干旱管理、水资源开发对环境的影响、水文与生态模拟和环境风险评价等成为重要议题。 1998年在武汉召开了“98年国际水资源量与质的可持续研讨会”,探讨了流域水量与水质的统一管理问题。1998年国际水文学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,探讨了水资源管理的经验和教训、面对挑战的区域可持续水资源管理、水资源管理的研究方法。 2000国际水文科学学会(IAHS)年在美国召开了“水资源综合管理研讨会”。这次研讨会主要探讨了可持续发展条件下的水资源综合管理的内容和目标,以及交流水资源综合管理的经验。此次研讨会达成一个共识:未来水资源管理的一个基本原则就是流域的统一管理。流域统一管理是流域内土地资源和水资源的统一协作管理,其目的是防止土地退化、保护淡水资源、保护生物多样性、实现水资源可持续利用。流域水资源统一管理的基本框架是政府和社区公众的共同管理。会议认为,为了实现流域统一管理的目标,必须做到以下几点:①复杂的水资源管理活动必须建立在有效的科学规划基础之上;②必须显著提高预测各项管理活动结果的能力;③为了达到水资源管理的目的,持续的检测和评估工作十分必要;④水资源管理活动的管理过程必须是透明的和公开的。(Miguel A. Marino 等,2001)2001年,国际水文科学学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,会议针对区域范围内水资源管理的有关问题进行了研讨,包括:以往水资源管理活动的经验和教训;面对新挑战的区域可持续水资源管理;水资源管理的研究方法。 伴随着国际学术界对现代水资源管理活动的研究和讨论,近年来,国际学术界相继出版了多部论述“水资源管理活动”的专著,这些专著大多以论文集的形式出版,很少从学科的角度对水资源管理的理论体系进行系统的论述和研究。尽管如此,这些专著还是探讨和研究了大量有关现代水资源管理活动的主要内容,使我们能够大致了解目前国际学术界关于水资源活动的主要理论和具体内容。并且通过编著者对一些论述水资源管理活动的论文的整理和归类,我们可以从中基本上了解到当前国际学术界对水资源管理理论体系的划分。 Miguel A. Marino和Slobodan P. Simonovic在2001编著出版的《水资源综合管理》收录了国际水文科学学会(IAHS)2000年在美国召开的“水资源综合管理研讨会”的文章。Miguel A. Marino和Slobodan P. Simonovic认为,从20世纪80年代开始,人类从事水资源管理活动的目标和内容发生了根本性的变化。传统的不可持续的水资源管理方式已经不再适应新形势的要求,而新的管理方式仍在摸索中,水资源管理活动正处在探索过程中。作者认为,在传统的水资源管理活动中,僵化的管理体制(包括法律、政策和管理机构)是实现水资源有效管理的最大障碍。管理体制的官僚作风、不负责任以及缺乏战略性指导原则导致水管理体系效率低下,缺乏远见,并且拒绝与水资源利益相关者就水资源管理问题进行公开的交流和探讨。新的水资源管理最大的挑战是如何寻求实现长期可持续利用水资源的水资源管理方式,为此,他们认为体制改革和制度创新将是水资源管理活动改革的一个重要方面。新的水资源管理活动必须包含水环境治理和保护问题、水资源的可持续利用问题、水资源利益相关者之间的利益分配问题以及水资源管理决策中的公众参与问题。

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行为遗传学研究进展论文

遗传与变异 ---新形式下的基因突变 ( 2005动物科学院 X X X ) 摘要:染色体:1、染色体的结构 有丝分裂中期,每一染色体都具有两条染色单体,称为姐妹染色体。两单体之间由着丝粒连接,着丝粒处凹陷缩窄,称初级缢痕。着丝粒将染色体划分为短臂(p)和长臂(q)。在短臂和长臂的末端分别有一特化部位称为端粒。某些染色体的长、短臂上还可见凹陷缩窄的部分,称为次级缢痕。人类近端着丝粒染色体的短臂末端有一球形结构,称为随体。2、染色体的类型 人类染色体分为三种类型:中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体和近端着丝粒染色体。3、染色体的数目 人类体细胞(二倍体细胞,2n)染色体数目为46条(23对,2n=46),其中22对为常染色体,1对为性染色体(女性的两条性染色体为形态相同的XX染色体;男性只有一条X染色体,另一条是较小的Y染色体);正常生殖细胞(单倍体细胞,n)是23条染色体(n=23)。 关键词:遗传;变异;基因突变 遗传从现象来看是亲子代之间的相似的现象,即俗语所说的“种瓜得瓜,种豆得豆”。它的实质是生物按照亲代的发育途径和方式,从环境中获取物质,产生和亲代相似的复本。 遗传是相对稳定的,生物不轻易改变从亲代继承的发育途径和方式。因此,亲代的外貌、行为习性,以及优良性状可以在子代重现,甚至酷似亲代。而亲代的缺陷和遗传病,同样可以传递给子代。 遗传是一切生物的基本属性,它使生物界保持相对稳定,使人类可以识别包括自己在内的生物界。 变异是指亲子代之间,同胞兄弟姊妹之间,以及同种个体之间的差异现象。俗语说“一母生九子,九子各异”。世界上没有两个绝对相同的个体,包括挛生同胞在内,这充分说明了遗传的稳定性是相对的,而变异是绝对的。 生物的遗传与变异是同一事物的两个方面,遗传可以发生变异,发生的变异可以遗传,正常健康的父亲,可以生育出智力与体质方面有遗传缺陷的子女,并把遗传缺陷(变异)传递给下一代。 遗传和变异的物质基础 生物的遗传和变异是否有物质基础的问题,在遗传学领域内争论了数十年之久。 在现代生物学领域中,一致公认生物的遗传物质在细胞水平上是染色体,在分子水平上是基因,它们的化学构成是脱氧核糖核酸(DNA),在极少数没有DNA的原核生物中,如烟草花叶病毒等,核糖核酸(RNA)是遗传物质。 真核生物的细胞具有结构完整的细胞核,在细胞质中还有多种细胞器,真核生物的遗传物质就是细胞核内的染色体。但是, 细胞质在某些方面也表现有一定的遗传功能。人类亲子代之间的物质联系是精子与卵子,而精子与卵子中具有遗传功能的物质是染色体,受精卵根据染色体中DNA蕴藏的遗传信息,发育成和亲代相似的子代。 一、遗传与变异的奥秘 俗话说“种瓜得瓜,种豆得豆”,这是生物遗传的根本特征。人类与其他生物一样,在世代的交替中,子女(子代)总是保持着父母(亲代)的某些基本特征,这种现象就是遗传。但子代又会与亲代有所差异,有的差异还很明显。子代与亲代的这植钜炀褪潜湟臁R糯�捅湟焓巧��淖罨�咎卣髦�唬�ü��镆淮��姆敝程逑殖隼础? 遗传和可以遗传的变异都是由遗传物质决定的。这种遗传物质就是细胞染色体中的基因。人类染色体与绝大多数生物一样,是由DNA(脱氧核糖核酸)链构成的,基因就是在DNA链上的特定的一个片段。由于亲代染色体通过生殖过程传递到子代,这就产生了遗传。染色体在生物的生活或繁殖过程中也可能发生畸变,基因内部也可能发生突变,这都会导致变异。 如遗传学指出:患色盲的父亲,他的女儿一般不表现出色盲,但她已获得了其亲代的色盲基因,她的下一代中,儿子将因获得色盲基因而患色盲。 我们观察我们身边很多有生命的物种:动物、植物、微生物以及我们人类,虽然种类繁多,但在经历了很多年后,人还是人,鸡还是鸡,狗还是狗,蚂蚁、大象、桃树、柳树以及各种花草等等,千千万万种生物仍能保持各自的特征,这些特征包括形态结构的特征以及生理功能的特征。正因为生物界有这种遗传特性,自然界各种生物才能各自有序地生存、生活,并繁衍子孙后代。 大家可能会问,生物是一代一代遗传下来,每种生物的形态结构以及生理功能应该是一模一样的,但为什么父母所生子女,一人一个样,一人一种性格,各有各自的特征。又如把不同人的皮肤或肾脏等器官互相移植,还会发生排斥现象,彼此不能接受,这又如何解释呢?科学家研究的结果告诉我们,生物界除了遗传现象以外还有变异现象,也就是说个体间有差异。例如,一对夫妇所生的子女,各有各的模样,丑陋的父母生出漂亮的孩子,平庸的父母生出聪明的孩子,这类情况也并不罕见。全世界恐怕很难找出两个一模一样的人,既使是单卵双生子,外人看起来好像一模一样,但是与他们朝夕相处的父母却能分辨出他们之间的微细差异,这种现象就是变异。人类中多数变异现象是由于父母亲遗传基因的不同组合。每个孩子都从父亲那里得到遗传基因的一半,从母亲那里得到另一半,每个孩子所得到的遗传基因虽然数量相同,但内容有所不同,因此每个孩子都是一个新的组合体,与父母不一样,兄弟姐妹之间也不一样,而形成彼此间的差异。正因为有变异现象,人类才有众多的民族。人们可以很容易地从人群中认出张三、李四,如果没有变异,大家全都是一个样子,社会上的麻烦事就多了。除了外形有不同,变异还包括构成身体的基本物质--蛋白质也存在着变异,每个人都有他自己特异的蛋白质。所以,如果皮肤或器官从一个人移植到另一个人身上便会发生排斥现象,这就是因为他们之间的蛋白质不一样的缘故。 还有一类变异是遗传基因的突变,这类突变往往是由环境中的条件所诱发的,这种突变的基因还可以遗传给下一代。许多基因突变的结果会造成遗传病。 变异也可以完全由环境因素所造成,例如患小儿麻痹症后遗的跛足,感染大脑炎后形成的痴呆等这些性状都是由环境因素所造成的,是因为病毒感染使某些组织受损害,造成生理功能的异常,不是遗传物质的改变,所以不是遗传的问题,因此也不会遗传给下一代。 总之,遗传与变异是遗传现象中不可分离的两个方面,我们有从父母获得的遗传物质,保证我们人类的基本特征经久不变。在遗传过程中还不断地发生变异,每个人又在一定的环境下发育成长,才有了人类的多种多样。 二、遗传变异的科学理论 遗传的分子基础 (一)遗传物质的存在形式 (1)染色体是遗传物质的载体,遗传信息以基因的形式蕴藏于DNA分子中; (2)每个人体体细胞含两个染色体组,每个染色体组的DNA构成一个基因组; (3)广义的基因组包括细胞核染色体基因组和线粒体基因组; (4)人类细胞核染色体基因组中90%左右为DNA重复序列,10%为单一序列; (5)多基因家族是真核基因组中重要的结构之一。 (二)基因的结构及其功能 、真核生物基因的分子结构 (1)、基因的DNA序列由编码序列和非编码序列两部分构成,编码序列是不连续的,被非编码序列分隔开,形成镶嵌排列的断裂形式,因此称为断裂基因;编码序列称为外显子,非编码序列称为内含子; (2)、在每个外显子和内含子的接头区存在高度保守的一致序列,称为外显子-内含子接头,即在每个内含子的5’端开始的两个核苷核为GT,3’端末尾是AG,特称之为GT-AG法则; (3)、真核生物基因的大小相关悬殊,外显子和内含子的关系也不是固定不变的; (4)、DNA分子两条链中,5’→3’链称为编码链,其碱基排列序列中储存着遗传信息;3’→5’链称为反编码链,是RNA合成的模板; (5)、每个断裂基因中第一个外显子和最后一个外显子的外侧都有一段不被转录的非编码区,称为侧翼序列,其上有一系列调控序列,对基因的表达起调控作用。这些结构包括: ①启动子:位于基因转录起始处,是RNA聚合酶的结合部位,能启动基因转录。 ②增强子:位于基因转录起始点的上游或下游,能增强启动子转录,提高转录效率; ③终止子:位于3’端非编码区下游的一段序列,在转录中提供转录终止信号。 、基因的复制 (1)、基因的复制是以DNA复制为基础的,每个DNA分子上有多个复制单位(复制子); (2)、每个复制子有一个复制起点,从起点开始双向复制,在起点两侧各形成一复制叉; (3)、DNA聚合酶只能使DNA链的3’端加脱氧核苷核,故复制只能沿5’→3’方向进行; (4)、与复制叉同向的新链复制是连续的,速度也较快,称为前导链;与复制叉反向的新链复制是不连续的(先要在RNA引物存在下合成一个个冈崎片段,然后在DNA连接酶作用下补上一段DNA),速度也较慢,称为后随链;故DNA的复制是半不连续复制; (5)、复制后的DNA分子都含有一条旧链和一条新链,故DNA的复制又是半保留复制。 、基因的表达 基因表达是DNA分子中所蕴藏的遗传信息通过转录和翻译形成具有生物活性的蛋白质或通过转录形成RNA发挥功能作用的过程。 (1)、转录:是在RNA聚合酶催化下,以DNA为模板合成RNA的过程。 ①新合成好的RNA称为不均一核RNA(也叫核内异质RNA,hnRNA); ②hnRNA要经过“戴帽”和“加尾”以及剪接等加工过程才能形成成熟的mRNA。 (2)、翻译:是以mRNA为模板指导蛋白质合成的过程。 ①mRNA分子中每3个相邻的碱基为三联体,能决定一种氨基酸,称为密码子; ②翻译后的初始产物大多无功能,需经进一步加工才可成为有一定活性的蛋白质。 、基因表达的调控(了解操纵子学说) 、基因的突变 (1)、基因突变的概念:基因突变是DNA分子中的核苷核序列发生改变,导致遗传密码编码信息改变,造成基因表达产物蛋白质的氨基酸变化,从而引起表型的改变。 (2)、基因突变的方式 ①碱基替换 也叫点突变,包括转换和颠换两种方式。其后果可以造成同义突变、错义突变、无义突变或终止密码突变(延长突变)等生物学效应。 ②移码突变 是DNA分子中某一位点增加或减少一个或几个碱基对,造成该位点以后的遗传编码信息全部发生改变。 ③动态突变 微卫星DNA或短串联重复序列,尤其是三核苷酸的重复,在靠近基因或位于基因序列中时,其重复次数在一代一代的传递中会出现明显增加的现象,导致某些遗传病的发生。 (3)、基因突变的修复 ①切除修复 是一种多步骤的酶反应过程,首先将受损的DNA部位切除,然后再合成一个片段连接到切除的部位以修补损伤。 ②重组修复 又称复制后修复,是在DNA受损产生胸腺嘧啶二聚体(T-T)以后,当DNA复制到损伤部位时,再与T-T相对应的部位出现切口,完整的DNA链上产生一个断裂点。此时,在重组蛋白作用下,完整的亲链与有重组的子链发生重组,亲链的核苷酸片段补充了子链上的缺失。重组后亲链的切口在DNA聚合酶作用下,以对侧子链为模板,合成单链DNA片段来填补,随后在DNA连接酶作用下,以磷酸二酯键使新片段与旧链相连接,而完成修复过程。 2、遗传的细胞基础 染色质:在间期细胞核,染色质的功能状态不同,折叠程度也不同,分为常染色质和异染色质两种。1、常染色质 在细胞间期处于解螺旋状态,具有转录活性,呈松散状,染色较浅;2、异染色质 在细胞间期处于凝缩状态,很少进行转录或无转录活性,染色较深;3、性染色质 在间期细胞核中染色体的异染色质部分显示出来的一种特殊结构,有两种:(1)、X染色质 正常女性间期细胞核中有一个染色较深,大小约为10nm的椭圆形小体(了解Lyon假说)。(2)、Y染色质 正常男性间期细胞核用荧光染料染色后,核内可见一个圆形或椭圆形的强荧光小体,直径为3nm左右。 染色体:1、染色体的结构 有丝分裂中期,每一染色体都具有两条染色单体,称为姐妹染色体。两单体之间由着丝粒连接,着丝粒处凹陷缩窄,称初级缢痕。着丝粒将染色体划分为短臂(p)和长臂(q)。在短臂和长臂的末端分别有一特化部位称为端粒。某些染色体的长、短臂上还可见凹陷缩窄的部分,称为次级缢痕。人类近端着丝粒染色体的短臂末端有一球形结构,称为随体。2、染色体的类型 人类染色体分为三种类型:中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体和近端着丝粒染色体。3、染色体的数目 人类体细胞(二倍体细胞,2n)染色体数目为46条(23对,2n=46),其中22对为常染色体,1对为性染色体(女性的两条性染色体为形态相同的XX染色体;男性只有一条X染色体,另一条是较小的Y染色体);正常生殖细胞(单倍体细胞,n)是23条染色体(n=23)。 (三)人类的正常核型:色体数目、形态结构特征的分析叫核型分析。1、非显带核型 根据丹佛体制,将正常人类体细胞的46条染色体分为23对7个组(A、B、C、D、E、F和G组)。在描述一个核型时,首先写出染色体总数(包括性染色体),然后是一个“,”号,最后是性染色体。正常男性核型描述为46,XY;女性为46,XX。2、显带核型 用各种特殊的染色方法使染色体沿长轴显现出一条条明暗交替或深浅相间的带,故又叫带型。根据ISCN规定,描述一特定带时,需要写明4项内容:①染色体号;②臂号;③区号;④带号。 遗传的基本规律:孟德尔提出的分离定律和自由组合定律以及摩尔根提出的连锁与交换定律构成了遗传的基本规律,通称为遗传学三大定律。分离律说的是遗传性状有显隐性之分,这样具有明显显隐性差异的一对性状称为相对性状。相对性状中的显性性状受显性基因控制,隐性性状由一对纯合隐性基因决定。杂合体往往表现显性基因的性状。基因在体细胞中成对存在,在形成配子时,彼此分离,进入不同的子细胞。减数分裂时同源染色体彼此分离,分别进入不同的生殖细胞是分离律的细胞学基础。自由组合律是说生物在形成配子时,不同对基因独立行动,可分可合,以均等的机会组合到同一个配子中去。减数分裂过程中非同源染色体随机组合于生殖细胞是自由组合律的细胞学基础。连锁与交换律是说位于同一条染色体上的基因是互相连锁的,它们常一起传递(连锁律),但有时也会发生分离和重组,是因为同源染色体上的各对等位基因进行了交换。减数分裂中,同源染色体联会和交换是交换律的细胞学基础。 单基因性状的遗传:遗传性状受一对基因控制的,称单基因性状的遗传。单基因性状又叫质量性状。1、决定某种遗传性状的等位基因,在传递时服从分离律;2、当决定两种遗传性状的基因位于不同对染色体上时,这两种单基因性状的传递符合自由组合律。3、如果决定两种遗传性状的基因位于同一对染色体上时,它们的传递将从属于连锁与交换律。 多基因性状的遗传:由多基因控制的性状往往与单基因性状不同,其变异往往是连续的量的变异,称为数量性状。每对基因对多基因性状形成的效应是微小的,称为微效基因。微效基因的效应往往是累加的。多基因遗传性状除受多基因遗传基础影响外,也受环境因素影响。(熟悉多基因遗传假说,了解多基因遗传的特点) 遗传的变异:(一)染色体异常与疾病;染色体异常类;形成机; 数目畸变 整倍性改变 单倍体 多倍体 双雄受精,双雄受精,核内复制 非整倍性改变 亚二倍体 染色体不分离,染色体丢失 超二倍体 结构畸变 缺失(del) 受多种因素影响,如物理因素、化学因素和生物因素等 重复(dup) 倒位(inv) 易位(t) 环状染色体 双着丝粒染色体 等臂染色体 1、一个个体内同时存在两种或两种以上核型的细胞系,这种个体称嵌合体。 2、染色体结构畸变的描述方式有简式和详式两种。 (二)人类的单基因遗传病1、常染色体显性遗传(AD)病 (1)、AD系谱特点:①致病基因位于常染色体上,遗传与性别无关;②患者双亲中至少有一方是患者,但多为杂合体;③患者与正常个体结婚,后代有1/2的发病风险;④系谱中可看到连续传递现象。 (2)、其它AD类型:①不完全显性或半显性,是指杂合体的表现型介于显性纯合体与隐性纯合体的表现型之间;②不规则显性,是指杂合体由于某种原因不一定表现出相应的症状,即使发病,但病情程度也有差异;③共显性,是指一对等位基因无显隐性之分,杂合状态下,两种基因的作用都能表现出来;④延迟显性,有显性致病基因的杂合体在生命早期不表现出相应症状,当到一定年龄后,其作用才表达出来。 2、常染色体隐性遗传(AR)病 (1)、AR系谱特点:①致病基因的遗传与性别无关,男女发病机会均等;②患者双亲往往表型正常,但都是致病基因的携带者,患者的同胞中约有1/4的可能将会患病,3/4表型正常,但表型正常者中2/3是可能携带者;③系谱中看不到连续传递现象,常为散发;④近亲婚配后代发病率比非近亲婚配后代发病率高。 (2)、常见AR病:苯丙酮尿症、白化病、先天性聋哑、高度近视和镰状细胞贫血等。 3、X连锁显性遗传(XD)病 (1)、XD系谱特点:①系谱中女性患者多于男性患者,且女患者病情较轻;②患者双亲中至少有一方是患者;③男性患者后代中,女儿都为患者,儿子都正常;女性患者后代中,子女各有1/2的患病风险;④系谱中可看到连续传递现象。 (2)、常见XD病:抗维生素D性佝偻病。 4、X连锁隐性遗传(XR)病 (1)、XR系谱特点:①人群中男性患者远多于女性患者;②双亲无病时,儿子可能发病,女儿则不会发病;③由于交叉遗传,患者的兄弟、舅父、姨表兄弟和外甥各有1/2的发病风险;④如果女性是患者,父亲一定是患者,母亲一定是携带者或患者。 (2)、常见XR病:甲型血友病、红绿色盲。 5、Y连锁遗传(YL)病 全男性遗传 (三)多基因遗传病 1、有关多基因遗传病的几个重要概念 (1)、易感性 在多基因遗传病中,由多基因遗传基础决定某种多基因病发病风险高低。 (2)、易患性 由遗传基础和环境因素共同作用,决定了一个个体是否易于患病。 (3)、发病阈值 当一个个体的易患性高达一定水平即达到一个限度时,这个个体就将患病,这个易患性的限度称为阈值。 (4)、遗传度 在多基因遗传病中,易患性受遗传基础和环境因素的双重影响,其中遗传基础所起作用大小的程度称为遗传度或遗传率。一般用百分率(%)来表示。 2、多基因遗传病的特点 (1)、有家族聚集倾向,患者亲属的发病率高于群体发病; (2)、随着亲属级别的降低,患者亲属的发病风险迅速降低; (3)、近亲婚配时,子女患病风险增高; (4)、发病率有种族(或民族)差异。 三、遗传与变异在当代 人类基因组计划的工作草图已于今年的6月26日绘制完成,但要将全部30多亿个碱基完全装配完成还需要一段时间,预计要到明年的6月份。即使完成了人类基因组计划的“精图”,也只是我们认识人类基因功能的开始,完全弄清基因的功能及其相互间的作用,至少还要40年的时间。毋庸赘言,这是一项浩繁巨大的工程。 迄今为止,人们对整个人类基因组中所含有的基因数目尚存争议,有人说是3万,有人说是14万,相差非常大。在整个人类基因组序列中,只存在1%的差异,就是这1%的差异导致了人种、肤色、身高、眼睛、胖瘦以及疾病的易感性等方面的不同。科学家除继续研究基因的数量和功能外,基因在多大程度上受外界环境和体内因素的影响以及这种改变是否可以一代代地延续下去,也是需要解决的问题。 上述问题涉及到后成说(epigenetics)这一范畴。后成说是研究通过其他的化学途径,而不是通常所说的碱基突变,使基因活性发生半永久性改变的一门科学。后成说的重要性一直存有很大争议。如果后成说真有科学依据的话,那么它将是解释不同个体之间,甚至不同物种之间存在差异的关键所在,同时还将是疾病发生的一个重要机制。 不同基因的表达:基因含有合成蛋白质的指令,蛋白质合成的过程称为基因表达。但是遗传学家们很早以前就知道通过对DNA链碱基上的化学基团进行修饰来调控基因表达、影响蛋白质的合成。最常见的修饰方式是基因的甲基化(甲基是由一个碳原子和三个氢原子组成的基团),即在基因上添加甲基基团,结果常常会终止基因表达。 科研人员通过对某些哺乳动物的研究发现,此类修饰只存在于个体中,而不遗传给后代,因为这种修饰在精子和卵子细胞中常常被清除。最近有人发现,后成特征在小鼠中可以遗传。在悉尼大学生化学家怀特劳博士所做的实验中,遗传学相同的小鼠,同其父母相比,更像它们的母亲。因为它们继承了其母亲的卵子DNA的甲基化类型。该型甲基化在决定小鼠毛色中起着非常重要的作用。 怀特劳博士小组的大量的研究数据表明,要探明动物是如何把物理特征或疾病易感性传给后代的,有必要先搞清可遗传的后成特征。如果后成特征可遗传,那么这些特征所引起的疾病应能够像普通的基因突变一样在家系之间传递。该研究小组对小鼠的后成标记在传代过程中如何关闭和表达进行了深入地研究。研究人员将一个可以产生特异类型红细胞的基因(称为转基因)导入具有相同遗传学特征小鼠的基因组中(接受该基因的小鼠称之为转基因鼠)。研究发现这些转基因小鼠体内的转基因正以不同的方式表达。有些转基因小鼠体内40%的红细胞表达该基因,而另一些则根本就不表达。同时该小组还对小鼠毛色进行了研究,发现与毛色有关的DNA甲基化增高与转基因的不表达(或称为“沉默”表达)有关。但是在这种情况下,后成性改变可来自父方,也可以来自母方。 令人费解的是,虽然这种基因表达的沉默现象至少可以维持三代,但不是不可逆转的。在该型的后代小鼠与非同类小鼠交配时,发现在后代小鼠中不存在甲基化和表达沉默现象,转基因又可在小鼠的幼崽中获得表达。如果这种基因沉默和再活化现象是自然发生的话,那么就可以解释个体之间和代与代之间差异的原因。 后成说还可以解释物种之间的差异。最近普林斯顿大学的迪尔格曼通过两种相近小鼠的交配,将多个小鼠基因上的后成特征破坏。这些小鼠相互之间不能进行正常的交配,并且它们杂交的后代表现为生长异常。研究人员认为这种生长异常与杂交后代基因上的甲基化模式破坏有关。他们推测后成性效应非常显著,仅靠改变这些特征就可以造就新物种。 大家都知道,物种的产生是遗传变异逐渐积累的结果。但是,迪尔格曼认为有些物种出现之快不是该假说所能解释的。所以物种后成说的假设有一定优势。例如,甲基化可以迅速地关闭整条基因的表达,并引起根本的改变。这种改变足以阻止新的品种与旧品种之间的杂交,尤其是阻止新物种的产生。 四、结论 变异基因的表达:许多生物学家对此种假说表示不屑。基因序列虽不能完全解释动物的特征,但是至少可以解释一些由基因突变所引起的疾病。 疾病基因突变假说的倡导者把癌症作为经典的实例,来说明在个体DNA水平上,到底有多少碱基差错才能导致肿瘤。但加州大学伯克利分校的杜斯博格博士不同意这一观点,认为癌症并不是由基因异常引起的,而是由另一形式的后成现象 染色体异常引起的。 根据癌症基因突变假说,指导细胞分裂和死亡的基因突变使正常的细胞分裂和死亡过程遭到破坏,导致细胞不受控制地生长。但是,最近杜斯博格博士领导的研究小组报道,至今还没有人证实突变的基因会使正常的细胞变为癌细胞。他还指出,如果突变基因对细胞分裂具有显著影响的话,为什么有些情况下,突变发生的数月甚至数年后才发展为癌症,这是非常奇怪的现象。他认为可以用后成性非整倍现象对上述问题加以解释,非整倍性是指细胞具有错误的染色体个数。 在细胞分裂时,染色体排列整齐,通过纺锤体(一种蛋白质的支架)分配到子代细胞中。杜斯博格推测,致癌的化学物质可以影响纺锤体,因此,造成子代细胞具有或多或少的染色体。由于这种错误分配的染色体不稳定,细胞分裂时染色体之间相互混合并发生非自然的重组。 大多数重组对细胞而言是至关重要的,但最终会产生一个分裂异常的细胞。产生这种异常细胞的概率非常小,这种低概率事件可以解释为什么从接触致癌物质到细胞发生癌变,要经过这么长时间。细胞的非整倍性是5000多种肿瘤的一种显著特征。 与个体碱基突变相比,染色体数的增加或减少使细胞表征发生显著改变。因为染色体数目的改变(即非整倍性),可以导致成千上万种蛋白质活性发生改变,而不仅仅是一种或两种蛋白质,导致细胞分裂的失控。假如这种假说成立的话,那么现在试图通过定点修复癌基因来治疗癌症的策略将毫无效果。 杜斯博格博士10年前曾因自己的假说而声名狼藉,他认为人类免疫缺陷病毒(HIV)并不能引起艾滋病。一系列的HIV和艾滋病的研究表明,杜斯博格的理论是极其荒谬的。这严重地损害了他的声誉,因此,他的其他理论也很容易被人忽视。但是,他的非整倍性假说似乎非常有价值。癌症中非整倍体的普遍性尚需进一步阐明。

1、通过遗传学研究人类起源2、在遗传学的指导下通过生物工程开发转基因作物3、基因治疗

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