1材料与方法
1．1研究区概况研究区位于福建省安溪县，该县崩岗数量12828个，占全省崩岗总数的49．28％，是南方崩岗侵蚀最为严重的区域之一，具有较好的代表性。研究区属于亚热带季风气候区，年均温16～22℃，年均降雨量1600～2000mm，降雨的季节分配不均匀，每年的3—6月份为梅雨季节，7—9月份受台风影响大，暴雨增多。本研究选取安溪县龙门镇洋坑村活动型崩岗为研究对象［10］，该崩岗从上到下红土层、砂土层和碎屑层发育完整，以长石类矿物为主，其次是石英和云母，土体属于花岗岩类，整个崩壁高度为32．5m。
1．2野外选点及土壤样品的采集在典型崩岗上选取近11m的崩壁进行采样，共采集22层土样进行相关实验。由于红土层渗透过程较为复杂［8－10］，所以对红土层加密取样，砂土层和碎屑层采取等间距取样，具体采样方法见表1。土样采集和分析都在2013年8月进行。
1．3土体渗透特性的测定采用“环刀法”测定土样渗透特性［13］，将环刀采回的土样进行从上到下预饱和处理。为提高实验精确度，在环刀下面放置电子天平，下渗水量直接用电子天平称重，通过重量与体积换算得到下渗水的体积。从滴下第一滴水开始计时，前两分钟每隔30s记一次重量，然后每隔1min记录一次，到30min后每隔2min记录一次，60min后每隔5min记录一次，至渗透达到稳定入渗为止。
1．4土壤理化性质的测定和相关指标的确定方法（1）土壤理化性质的测定方法。土壤容重和孔隙度采用环刀法［14］；有机质采用重铬酸钾消煮法［14］，＞0．25mm水稳性团聚体采用干筛法和湿筛法［15］。土壤质地分析方法：＞0．25mm粒径的土粒采用筛分法［14］，＜0．25mm粒径的土粒采用粒度仪分析，设备为丹东百特仪器有限公司生产的BT－9300ST激光粒度分布仪。
2结果与分析
2．1崩岗土体渗透特性
2．1．1崩岗土体不同土层渗透稳定过程渗透是水分在重力作用下的垂直运移，土壤渗透特性是影响其水分运动和抗蚀性能的重要指标。图1—3分别是红土层、砂土层和碎屑层土体的渗透速率和时间的关系趋势图，从图中可以看出，除表层0．1m土层外，崩岗土体整体渗透性能较差。从图中可以看出，红土层（0～1．8m）渗透速率波动相对较大，在10～15min渗透速率相对稳定，其次为碎屑层（6．8～10．8m），在5～10min渗透速率相对稳定，砂土层的渗透过程最为平缓，且红土层的稳定渗透速率要大于砂土层和碎屑层。袁东海等［17］对鄂东南红壤水分扩散和入渗的研究也表明表土层的水分入渗要大于心土层和底土层，这说明红土层的蓄水空间要大于砂土层和碎屑层，也更容易吸水达到重量极限而产生崩塌。
2．1．2崩岗垂直剖面饱和导水率KS变化规律饱和导水率KS是土壤孔隙全部充满水，在单位梯度作用下，垂直于水流方向的单位面积土壤的水流通量［18］，饱和导水率KS在数值上等同于土壤在饱和状态下的稳定渗透系数。崩壁是崩岗的重要组成部分，其饱和导水率KS变化直接影响崩壁的崩塌。图4是崩壁垂直剖面饱和导水率KS随土层深度的变化特征，可以看出，表层0．1m土层KS较大，为1．2mm／min，KS在0．2m处陡然降低到0．43mm／min，降低了64．17％，在0．3～1．2m土层，KS的值非常低，基本在0．10mm／min上下，到砂土层KS稍微增大，但明显小于红土0．1m处的饱和导水率，到碎屑层基本维持在0．5mm／min以下。从整个剖面来看个别点稍微异常，如7．8m处KS达到0．76mm／min，可能是因为大颗粒含量较大，石砾和砂砾含量达到了87．13％，也可能是个别土层微节理的存在，导致其饱和导水率偏大。从崩壁土体饱和导水率KS的变化情况可以得出，表土层0．1m处入渗性能较好，但在0．1m表层以下，尤其是在20—40cm土层，土体渗透性能较差，饱和导水率KS维持在较低水平，所以这一层为弱透水层。弱透水层是指透水性相当差的岩层，没有具体的量化指标，是一个相对的概念［19］。水分进入弱透水层，很难向下入渗。弱透水层的存在可能是因为土体容重较大，水分难以下渗，加之弱透水层上部的土体在雨滴打击下，致使土体分散，细颗粒随水流向下入渗，堵塞水分进入土壤的通道。弱透水层向下，土体入渗能力增强，然后降低，最后逐渐趋于平缓。
2．1．3崩岗垂直剖面饱和导水率KS对崩壁崩塌的影响在一定的降雨入渗条件下，表层水分渗透性能优于弱透水层，导致表层土体不断遭到冲刷剥蚀，随着入渗时间的延长，水分由不透水层向下入渗进入砂土层，由于砂土层的饱和导水率KS大于弱透水层和碎屑层，所以水分由砂土层向碎屑层纵向运移受阻，开始侧向运移，产生侧向的应力，这样在弱透水层和碎屑层之间，形成了潜在的崩塌体。一旦侧向应力大于土体的抗剪强度，潜在崩塌体就会沿着断裂面产生崩塌。此时，崩塌体上部的弱透水层形成临空面，在持续小型降雨条件下，临空面不断吸水增重，导致土体质量增大，如果超过土体承载极限，就会发生坍塌。林敬兰等［10］在研究崩岗的渗透特性时指出，砂土层的位置可能存在弱透水层，阮伏水［20］在崩岗沟侵蚀机理探讨时认为抗侵蚀能力较弱的砂土层是导致花岗岩崩岗侵蚀特别严重的重要原因，通过对崩壁垂直剖面密集采样，得出崩岗的发生发展是因为弱透水层和软弱砂土层存在的缘故。在表层0．1m以下的红土层存在弱透水层，弱透水层的存在使水分向下运移的通道被堵，在大暴雨情况下，降雨量大于水分渗透速率，地表径流增大，表土很容易被冲刷，崩岗侵蚀的概率增大。加上软弱砂土层的存在，在梅雨期间夹杂高强度的暴雨，更容易发生崩岗侵蚀危害。
2．2崩壁土体渗透影响因素研究渗透是水分进入土壤的初级过程，土壤理化性质对其具有重要影响。选取容重、有机质含量、分形维数、＞0．25mm水稳性团聚体含量、水稳系数、石砾含量、砂砾含量、粉粒含量、黏粒含量、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度为指标对渗透影响因素进行研究，各指标土体性质的统计特征值见表2。将容重、有机质、分形维数、＞0．25mm水稳性团聚体含量、水稳系数、石砾、砂砾、粉粒、黏粒、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度分别设为X1，X2，X3，X4，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11，X12，稳定渗透系数为Y，考虑到红土层弱透水层占整个红土层层次的2／3和其特殊性，在分析不同土层渗透影响因素时，红土层分析弱透水层0．2～1．2m、砂土层2．3～5．8m、碎屑层6．8～10．8m，通过对不同土壤指标因子和稳定渗透系数进行逐步回归分析，定量研究各因子对崩岗渗透性能影响的相对重要性。进行回归方程分析时，采用回归系数的调整系数R2adj和回归方程每增加一个因素时回归系数的改变量R2C为判定各因子对渗透性能影响程度的指标。通过对弱透水层、砂土层和碎屑层渗透影响因素和饱和导水率KS进行回归分析，三个层次的回归模型分别为：表4是各因子进入回归方程时，R2adj和R2C的统计值。可以看出弱透水层最先进入回归方程的是容重，能解释弱透水层渗透影响因素的68．9％，然后是分形维数和非毛管孔隙度，分别解释了影响因素的28．6％和2．4％。说明弱透水层的存在可能是因为容重较大，土壤质地比较紧实，导致水分下渗的通道被堵塞。砂土层进入回归方程的因子是黏粒，能解释该层渗透影响因素的66．3％，适当的黏粒含量有助于土壤团粒结构的形成，团粒结构好的土壤，相应的土壤孔隙增大，水分运动的通道增加，导水率提高，渗透性能增加。而崩岗砂土层的黏粒含量较少，有机质和团聚缺乏，渗透性能较差。碎屑层进入回归方程的因子依次为分形维数、黏粒含量和容重，而分形维数能解释该入渗影响因素的99．1％，黏粒含量和容重只有6．0％。分形维数反映了土壤质地情况，和黏粒含量密切相关［21］，崩岗碎屑层［22］土壤花岗岩原生构造，以石砾和砂砾含量为主，抗冲、抗蚀性能非常低。
3结论
关键词：东丽区；评价因子；耕地地力评价
中图分类号：F301.5 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.03.009
Study on Evaluation of Cultivated Land Productivity of Dongli District
Lü Xiong-jie1, SU Li-na2, SONG Zhi-wen1, WANG Jian-chun1, ZHANG Guo-hai3, LIU Jin3
(1.Information Institute, Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300192, China; 2. Tianjin Agricultural Sciences, Tianjin 300192, China;3. Agricultural Technology Extension and Service Center of Dongli District , Tianjin 300300 , China)
Abstract: This article evaluated cultivated land productivity of Dongli district based on CLRMIS and divided it into five levels, and the processing of evaluation of cultivated land productivity was introduced detailedly, including the selection of evaluation factors, the construction of models for analytical hierarchy process and membership function, the synthetical evaluation and classification of cultivated land productivity , and evaluation result test.
Key words: Dongli district; evaluation factors; evaluation of cultivated land productivity
耕地地力评价是充分利用测土配方施肥数据，全国第二次土壤普查成果和近年来土壤监测等在内的历史数据，摸清耕地生产潜力、土壤障碍因素，建立测土配方施肥数据库和县域耕地资源管理信息系统，对不同尺度或区域的耕地的基础地力（耕地养分状况、肥力状况、地力状况）进行评价，并开展成果应用[1]。
耕地地力评价是测土配方施肥补贴项目的一项重要内容，是摸清耕地资源状况，提高耕地利用效率，促进现代农业发展的重要基础工作。耕地地力评价工作的开展，可以为耕地质量建设、指导农业种植结构调整[2]、科学合理施肥、粮食安全生产提供科技支撑和决策依据，为政府部门进行耕地管理和农业决策提供技术信息支持，为农业结构调整、平衡施肥技术的推广应用、无公害农产品生产、中低产田改造、修复土壤等提供科学依据[3-4]。
天津市农业科学院信息研究所作为天津市东丽区测土配方施肥项目技术依托单位，承担了东丽区耕地地力评价工作，笔者将详细介绍工作流程及步骤。
1 研究区概况
东丽区位于天津市中部偏东、海河北岸，地处天津市中心城区和滨海新区核心区之间，是天津市辖区。东丽区气候属于暖温带半湿润大陆性季风型气候。区境介于东经117°13′～117°33′、北纬39°00′～39°14′之间。全区总面积477.34 km2。平均海拔3.2～3.3 m[3]。全区辖9个街道，60个居民委员会，114个村民委员会，全区户籍人口346 923人，农业人口202 540人[5]。
2 评价方法
2.1 基础资料
图件资料包括东丽区土壤图（1∶50 000）；东丽区最新土地利用现状图（1∶50 000）；东丽区最新行政区划图（1∶50 000）；耕地地力调查点点位图及其它相关图件。数据及文本资料包括东丽区第二次土壤普查有关文字资料；土壤、植株测试资料；1 020个测土配方施肥土壤采样点GPS 定位数据及所有化验数据；土壤类型代码表、行政区划代码表；2010年东丽区统计年鉴等有关文字资料。
2.2 县域耕地资源管理信息系统介绍
县域耕地资源管理信息系统（简称CLRMIS）是用于管理耕地资源信息的通用工具软件。该软件基于组件式GIS开发，以“全国耕地地力调查与质量评价技术规程”和“全国测土配方施肥技术规范”为技术标准，以《县域耕地资源管理信息系统数据字典》为数据标准，应用GIS技术构建耕地资源基础数据库和各类管理模型，对耕地、土壤、农田水利、农业经济等方面的空间数据和属性数据进行统计分析、专题评价、施肥咨询等专业应用。该系统以县级行政区域内耕地资源为管理对象，以土地利用现状图与土壤图叠加形成管理单元，对辖区内耕地资源系统、动态的管理，为农民、农业技术人员以及农业决策者合理安排作物布局、科学施肥、节水灌溉等农事措施提供决策支持[6-7]。
2.3 确定耕地地力评价因子
评价因子是指参与评定耕地地力等级的诸属性。影响耕地地力的因素很多[8-9]，在本次东丽区耕地地力评价中选取评价因子的原则：一是重要性原则，选取的因子对耕地生产能力有比较大的影响；二是差异性原则，选取的因子在评价区域内的变异较大，便于划分耕地地力的等级；三是稳定性原则，选取的评价因素在时间序列上具有相对的稳定性；四是易获取原则，通过常规的方法即可以获取；五是精简性原则。
依据以上原则，同时结合东丽区的自然和耕作条件、土壤和农业生产等实际情况，通过专家组充分讨论商议，遴选出对东丽区耕地地力有较大影响的，在评价区域内变异较大的,在时间序列上具有相对稳定的，彼此之间独立性较强的县域耕地地力评价因子，具体包括4个大类10个因子：剖面性状（质地构型、耕层厚度、潜水埋深）、理化性状（质地、pH值）、养分状况（有机质、有效磷、速效钾）、障碍因素（耕层含盐量、盐化类型）。
2.4 确定评价单元
评价单元是由对耕地地力具有关键影响的各耕地要素组成的空间实体，是耕地评价的最基本单位、对象和基础图斑。同一评价单元内的耕地自然基本条件、耕地的个体属性和经济属性基本一致，不同耕地评价单元之间，既有差异性，又有可比性。
用土壤图（土种）、行政区划图、土地利用现状图叠加产生的图斑作为耕地地力评价的基本单元，这样形成的评价单元空间界线及行政隶属关系明确，地面类型及土壤类型一致，利用方式及耕作方法基本相同，得出的评价结果不仅可应用于农业布局规划等农业决策，还可用于指导生产实际的农事操作，为测土配方施肥及实施精准农业奠定良好的基础[10-11]。
根据东丽区实际情况，在土壤图中剔除水域；从土地利用现状图中提取旱地、灌溉水田、菜地得到农用地地块图；对土壤图、农用地地块图和行政区划图叠加求交集得到东丽区耕地资源管理单元图，共划分为518个评价单元。
2.5 耕地地力评价
2.5.1 评价单元赋值 利用ARC/INFO的地统计分析模块（Geostatistical Analyst），采用Kriging插值方法对耕地地力调查点位图中的属性字段：有机质、有效磷、速效钾、耕层含盐量、耕层厚度、潜水埋深、pH、全氮、碱解氮、缓效钾、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、水溶态硼、有效硫，进行空间插值，将这些离散点数据插值形成连续的表面（栅格数据）[12]，再利用ARC/INFO的空间分析模块（Spatial Analyst）中的区域统计 (Zonal Statistics) 方法以耕地资源管理单元图来统计这些栅格数据，即可获得相应的属性数据，从而给各个评价单元赋值。
2.5.2 确定各评价因子的权重 用于计算各参评因子的组合权重。把耕地生产性能作为目标层(A层)，把影响耕地生产性能的剖面性状、耕层理化性状、耕层养分状况、障碍因素作为准则层(B层)，再把影响准则层中各因素的项目作为指标层(C层)，建立耕地地力评价层次结构图。邀请天津市土肥站和东丽区具有一定学术水平和农业生产实践经验的12名专家采用特尔斐法与层次分析法相结合的方法确定各评价因子权重。东丽区耕地地力要素的层次结构见图1，各评价因子组合权重见表1。
2.5.3 确定各评价因子的隶属度 邀请专家对定性数据采用特尔斐法直接给出相应的隶属度，对定量数据采用特尔斐法与隶属函数法结合的方法确定各评价因子的隶属函数，将各评价因子的值代入隶属函数，计算相应的隶属度。
（1）概念性评价因子。对一些概念性的评价因子如质地、质地构型、盐化类型进行定性描述（表2）。
（2）数值型评价因子。用特尔斐法根据一组分布均匀的实测值评估出对应的一组隶属度，然后在计算机中绘制这两组数据的散点图，再根据散点图进行曲线模拟，寻求参评因素实际值与隶属度关系方程，从而建立起隶属函数。通过模拟共得到戒上型、戒下型、峰型3种类型的隶属函数，其中有效磷、速效钾、有机质、耕层厚度、潜水埋深属于戒上型隶属函数；耕层含盐量为戒下型隶属函数；pH为峰型隶属函数。数值型评价因子的隶属函数见表3~4。
2.6 计算耕地地力综合指数
采用累加法计算每个评价单元的综合地力指数。IFI=∑(Fi×Ci)，式中：IFI——耕地地力综合指数(Integrated Fertility Index)；Fi——第i个评价因子的隶属度；Ci——第i个评价因子的组合权重。具体操作过程：在县域耕地资源管理信息系统4.0中，在“评价”模块中编辑剖面性状、障碍因素、理化性状、养分状况的层次分析模型以及各评价因子的隶属函数模型，然后选择“耕地生产潜力评价”功能模块进行耕地地力综合指数的计算。
3 评价结果
3.1 耕地地力等级划分
计算耕地地力综合指数之后，在“县域耕地资源管理信息系统”中选择累计曲线分级法进行评价，根据曲线斜率的突变点（拐点）来确定等级的数目和划分综合指数的临界点，将东丽区耕地地力共划分为4级。
3.2 评价结果检验
在拟合隶属函数和评估各个评价因子对耕地地力的权重时，都依赖于专家的知识和经验，由于专家认识程度的分歧以及数学方法的局限，第一轮评价结果与耕地的实际生产能力难免会发生一定的偏差。评价工作完成后，我们组织了科技人员根据耕地地力等级图中各等级地分布位置深入全区范围内，共走访了100户农户进行实地验证，调查近3年粮食平均产量，然后邀请参与制定隶属函数和层次分析判断矩阵的专家依据概念性产量对评价结果进行评估，若两者相差太大，则重新拟合隶属函数和评估各个因子对耕地地力的权重。如此经过若干个回合，直至绝大多数专家对评价结果满意为止，从而使这次耕地地力评价结果符合东丽区实际情况。
全区耕地面积13 137.66 hm2，按照地力等级的划分指标，对照分级指标确定每个评价单元的地力等级，将全区耕地地力分为4个等级。汇总结果见表4。
东丽区各等级耕地分布情况见图2。一级地较少，分布在金钟街。二级地和三级地面积较大，分布较广。二级地主要分布在金钟街、华明街、幺六桥乡和新立街，万新街和无暇街也有零星分布。三级地主要分布在华明街和新立街，么六桥乡和军粮城街也有少量分布。四级地主要分布在军粮城街、华明街、新立街和无瑕街，幺六桥乡有零星分布。
参考文献：
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影响因子对比预测法
公式推导说明1)仅选用一些影响土壤风蚀强度的主要因子作为预测因子，忽略其它因素对铁路工程中土壤风蚀带来的影响。2)公式中各影响因子对铁路工程中土壤风蚀强度的影响作用是相互独立的，而土壤风蚀是各个因子所产生影响的综合。3)各个影响因子施工时段所产生的微小变化不影响预测结果。预测公式E=WSRCT(1)式中，E为单元地表风力侵蚀模数(年单位面积风蚀量);W为区域气候侵蚀力因子;S为地表土壤抗蚀性因子;R为地表粗糙度因子;C为地表覆盖度因子;T为地形因子。各因子值的确定从式(1)中选定的几个影响因子可以看出。区域气候侵蚀力因子是气候因素决定的一个土壤风蚀量的值，它反映了气候对地表土壤造成风蚀的能力，对于某一铁路工程段的某一地形单元来说，铁路建设前后区域气候侵蚀力因子是不变的。铁路工程对用地范围内地表土壤风蚀产生的影响是通过土壤的抗蚀性、地表粗糙度、地表覆盖度及地形等四个因素决定的。1)S值的确定S值是反映土壤抗侵蚀的能力，与土壤类型有关。具体数据可根据土壤质地、土壤有机质百分含量、土壤结构、土壤透水性等几个主要因子，查土壤可蚀性因子诺谟图获得。如土壤类型主要为黄壤、紫色土等，其可蚀性因子一般为0.02～0.75。也可以利用查图表法确定，可以根据该地段土壤表层的风砂粒(0.050～0.002mm)和黏粒(＜0.002mm)的含量，通过查土壤质地三角图，确定相应的土壤质地名称，然后利用该名称和有机质含量，查有关地表土壤抗蚀性因子值表，就可确定该土壤剖面的地表土壤抗蚀性因子值。由于所查表只列有有机质含量≤40g/kg的土壤，对于有机质含量＞40g/kg的土壤没法确定，为此制定了一个地表土壤抗蚀性因子值修正系数表。当土壤有机质含量＞40g/kg时，先按40g/kg查出地表土壤抗蚀性因子值，再按照实际有机质含量査高有机质含量地表土壤抗蚀性因子值修正系数表(表略)，二者相乘，则可得到高有机质含量土壤的地表土壤抗蚀性因子值。实际预测时，还可以利用式(2)计算地表土壤抗蚀性因子值（式略）(2)式中，Dg为土壤的几何平均粒径，mm，可以通过现场取样进行试验测得。部分地段S值计算结果（表略）2)R值的确定:地表粗糙度是影响土壤风蚀强度的重要因子，对气流产生强烈影响，这种影响可分为两个方面:一是改变流速梯度;二是决定各流速梯度的范围。研究表明，同样外部条件和土壤特征条件下，粗糙地表较平滑地表更难以被侵蚀。地表粗糙度不仅作为土壤侵蚀的影响因子对风蚀强度直接产生影响，而且还通过影响其它因子从而对风蚀产生间接影响。如地表粗糙度会影响土壤的渗透率、地表径流以及地表土壤水分的蒸发率等因素，而这些都是土壤风蚀的直接或间接影响因素。地表粗糙度本身受降雨大小、风况以及耕作等因素的影响。Luttrell提出了地表粗糙度系数的概念，Allmaras等提出了“随机粗糙度指数”的概念。Potter提出了一种测量土壤表面粗糙度的方法———钉法;Sale找到一种新的粗糙度测量方法———链法。根据地区环境的特点及工程特点，本文建议地面粗糙度直接由对数公式计算出来。己知两个高度的风速时，可根据式(3)计算（公式略）式中，Z0为地表粗糙度;U2、U1分别是Z1、Z2高度处的风速。在确定地表粗糙度因子时，只要测其下垫面两个高度处的风速即可求得。次是植被的存在，影响地面以上的风能，增加地表土壤被吹蚀的难度。植被覆盖度降低导致生态环境恶化，是沙漠化扩展的主要原因，董治宝等研究认为，植被覆盖度减少引起风蚀率增加的过程体现了自然界量变引起质变的普遍规律。在实验风速12.7m/s条件下，植被覆盖度＞60%时，风蚀率几乎为零，随着植被覆盖度减少，风蚀率开始缓慢增加，当植被覆盖度减少到20%左右时，风蚀率骤然增加。研究者对植被覆盖度与土壤侵蚀量的关系从不同角度进行了分析，均说明随着植被覆盖度的增大，土壤侵蚀量下降，50%～60%的植被覆盖度能够稳定地减少风蚀强度。除植被覆盖度外，植被对地表土坡的保护作用还与植被的存在状态、高度和大小等因素有关。植被的存在状态对保护地表土壤免于风蚀的影响非常大，直立生长的庄稼保护地表土坡免于被风蚀的能力约为同等数量倒伏庄稼的6倍。由此可见地表覆盖因子在土壤风蚀中的重要性。对于植被降低地表风速方面可以采取式(4)计算（式略）式中，SLRS为土壤风蚀量的减少比率，SA为直立植被或残茬的侧面轮廓面积，等于1m2范围内直立植被的棵数乘以植株的平均直径(cm)，再乘以植株的平均高度(cm)。植被对地表土壤的遮盖保护作用可以采用式(5)计算（公式略）式中，SLRc为因植被的遮蔽保护作用而使土壤风蚀量减少的比率，cc为地表覆盖度。因铁路施工后地表植被遭到完全破坏，植被对地表土壤的保护作用及降低风速作用均不存在，故对于工程建设中植被被全部破坏而产生的地表，地表覆盖度因子C等于1。根据有关研究成果，部分地段C值可参照表4取值。T值可根据开发建设项目设计资料，各开挖或回填边坡、开挖或回填场地的坡度和坡长进行计算。平坦场地不考虑地形因子，取T=1。利用项目区大比例尺地形图和土地利用现状图，制作地类属性坡度图，同一地类属性同一坡度划分为一个图斑。求得各图斑顺坡向(垂直于等高线)长度最大值作为坡长水平投影长度Y1，由式(7)采用三角关系计算坡长Y（公式略）式中，Y为坡长，m;a为百分比坡度;B为坡度角;m为坡长因子，n为坡度因子。当25°＜B＜35°时，m=0.4;当15°＜B＜≤25°时，m=0.3;当5°＜B＜≤15°时，m=0.2;B≤5°时，m=0.1～0.15。坡度因子n值为1.3～1.4，可取1.35。
风蚀量计算方法
铁路项目在建设施工前，保持原有的地貌特征，可利用当地有关水土保持的监测资料，确定相应的土壤侵蚀模数及原地貌的土壤风蚀侵蚀模数。假设原地貌的土壤侵蚀模数为E0，施工期的土壤侵蚀模数为E1，E1/E0表示工程施工后的风蚀模数是施工前风蚀模数的倍数，即加速侵蚀系数。这样就可以确定出施工过程中土壤风蚀侵蚀模数，从而计算出项目建设过程中的风蚀量，为项目建设后采取的防治措施提供更好的设计依据，减轻因工程建设而导致的土壤侵蚀危害。
【关键词】建筑小区;降雨入渗;回填土壤厚度;雨水积蓄
中国城市化的迅速发展，使得有限的土地资源显得非常稀缺，逼使建筑小区的建设朝着高大上方向发展，小区的土地利用率几乎到达了极限。很多小区地面几乎被建筑整体占用完了，没能留下一点点的空隙。最常见的情况是地下建筑空间将小区用地全部占尽。近年来，每年到了雨季，城市内涝的现象比比皆是。城市内涝除了自然气候条件逐年变坏、暴雨更加集中的情况以外，城市雨水的出路是最大的问题。我们知道，雨水的出路不外乎是排和蓄的问题。城市越大，其汇水区域越大，汇水量必然增加，排放量也会大大增加。再加上底面硬化区域增大，雨水径流系数增加，雨水排水峰值形成更快。海绵城市概念的提出，就是充分利用现有资源，用时间换空间来解决雨水蓄和排的问题。雨水入渗地下，利用大地来存蓄雨水是一个有效的解决方案，只是城市提供雨水自然入渗地下的通道是越来越少。建设城市绿地、下凹场所、地下雨水调蓄池、地下蓄水池等等，是城市规划建设要解决的问题。作为小区建筑，如何充分利用有限资源来解决雨水蓄留问题，是本篇文章讨论的重点。
1小区回填土壤蓄存雨水的提出
现今的建筑小区为了争取最大的建筑面积，一般情况下是将整个小区的用地面积全部开挖后建成地下室。地面雨水除了按规划要求设置的雨水调节池能接收部分调节雨水量外，其余大部分是由雨水管网系统排入市政雨水管网，雨水入渗地下，几乎没有条件。为了减轻小区排入市政雨水管网的雨水排水量，还有没有其他可供储蓄雨水的地方呢?笔者将目光投向到小区的绿化区域。对于建筑小区绿地率(居住区用地范围内各类绿地面积的总和占居住区用地面积的比率)的规定，《城市居住区规划设计规范》要求为:新区建设绿地率不应低于30%，旧区改建绿地率不宜低于25%;《成都市规划管理技术规定(2014)》对住宅用地、住宅兼容商业服务业设施用地的绿地率规划控制指标按为:第一分区≥25%，第二分区≥25%，第三分区≥30%，第四分区≥30%。以成都市建筑设计研究院的三个实际工程为例，印证小区的绿地情况:案例一，位于成都市金牛区金牛乡金牛村的成都颐园项目，规划建设净用地面积73573．26m2，项目总容积率约0．719，建筑密度约22．79%，总规划建筑面积约为88274．9m2，绿地率30．21%。案例二，成都正基一期项目，地上建筑面积58779．39m2，建筑层数为14～18层，建筑高度为54．3～78．7m，绿地率35．2%。案例三，位于成都市双流县的成都新鸿洋公司星空花园，规划建设净用地约56667．1m2。绿地率35%。对以上设计的典型建筑小区进行分析后，发现绿地率通常在30%～35%左右。建筑小区既然有一定比例的绿地，但它们有没有蓄存雨水的能力呢?为此做进一步的研讨分析。
2小区绿地土壤现状分析
成都地区建筑小区内绿地土壤主要用于小区内花卉、草坪、地被、灌木、乔木等植物的种植。其绿地土壤多采用自然土，主要为酸性紫色土，母质为石灰性紫色砂页岩，全剖面呈均一的紫色或紫红色，结构较为松散，总孔隙度在40%左右。建筑小区绿地根据植被类型不同，对土壤厚度要求是不一样的。对本文案例三个小区的调查结果如表1所示。根据表1结果，建筑小区土壤厚度通常在0．2～1．0m之间。小区中土壤的含水率随季节是变化的，而且变化很大。调查结果显示，成都建筑小区内，降雨间隙期内的土壤含水率通常在15%～20%左右。另外，有一个问题值得引起重视，就是在建筑小区内覆土层中，实际的下层回填土并没有按设计要求进行回填，回填土中含有大量的建筑垃圾。因此，小区内绿地回填土的孔隙率和含水率还值得作进一步的探讨和研究。
3降雨入渗过程中土壤含水率变化情况的理论分析
降雨入渗是降雨渗入土体形成土壤水的基本水文过程。降雨经植被层的截流损失后降落入土壤表面，在土壤界面发生水分的分配和转化，部分水分通过土壤孔隙入渗，部分水分在土壤表面蒸发，其余水分将沿坡面流动汇集形成地表径流。对于一次降雨过程来说，降雨期间地表水汽含量近于饱和，土壤表面蒸发量可以忽略不计，而地表径流是在降雨强度超出土壤下渗容量时产生的，故土壤积蓄雨水的能力决定了降雨雨量的分配。通常情况下，土壤含水率沿深度方向变化。1943年，贝德曼(Bedman)和科尔曼(Colman)在考察均质土层下渗过程中土壤水分剖面变化情况时发现，不同的土壤，尽管它们在下渗过程中，土壤水分剖面的具体变化不完全相同，但都可以划分为四个有明显区别的水分带(图1)［2］。最上层为饱和带，这一带厚度不大，一般不到1．5cm，而且随着降水时间的增长，这一厚度变化缓慢。饱和带以下为水分传递带，这是一个土壤含水量沿深度分布比较均匀、厚度较大的非饱和土层，其厚度随供水时间的增长不断增加，土壤含水量介于田间持水量和饱和含水量之间，约为饱和含水量的60%～80%。水分传递带以下为湿润带，它是连接水分传递带和湿润锋的水分带。在这一带中，土壤含水量沿深度迅速减小，并且在下渗过程中不断下移。这一带的平均厚度也大体保持不变。湿润带与下渗水尚未涉及到的土壤的交界面称为湿润锋。在湿润锋处，土壤含水量梯度很大，因此在该处将有很大的土壤水分作用力来驱使湿润锋继续下移。湿润锋是一个土壤间的接触面，故又称为湿润锋面或下渗锋面。降雨入渗的过程就是土壤中含水率动态变化的过程。
4不同厚度、不同初始含水率的土壤积蓄雨水能力理论测算结果
由于气候条件的影响，土壤中的含水量是不一样的。那么，初始含水量不同的土壤，其蓄水状况又是如何的呢?依据周春华等研究的理论模型［3］，对深度在0．60～1．80m，初始含水率在12%～24%范围内的土壤积蓄能力进行了理论计算，结果如表2所示。从表2可以看出，土壤积蓄雨水的能力与土壤厚度成正比，土壤厚度越大，其积蓄雨水的能力越强;土壤积蓄雨水的能力与土壤初始含水率成反比，土壤初始含水率越高，其积蓄雨水的能力越弱。以覆土厚度1．20m为例，在初始含水率为15%时，其土壤积水量可达177．8mm;而在初始含水率为21%时，其土壤积水量则减少到106．7mm。
5不同重现期暴雨过程累计入渗量的理论计算结果
以草地植被为例，参照刘目兴等建立的计算模型［4］，按成都市降雨雨型对不同重现期暴雨过程的累计入渗量进行理论计算，结果如表3所示。根据以上数据的分析，可以得出以下结论:(1)随初始含水率的增大，累计入渗量增大。这主要是由于初始含水率由土壤结构决定，初始含水率越大，土壤的孔隙度和孔隙率越大，入渗速度越大。(2)暴雨重现期增大，累计入渗量也增大，但增幅变小。这主要是由于土壤积蓄雨水的能力受降雨强度影响，随暴雨强度的增大，土壤积蓄能力受限。根据以上结果，可见当初始含水率为15%的草地，在3a重现期的成都暴雨雨型下，可以入渗量233．86mm的雨水量。
6建筑小区土壤厚度变化的经济性分析
由于用地紧张，建筑小区地上部分主要用于居住建筑、道路，通过地下车库的建设来满足车位要求，并在地下室顶板覆土层实施景观、绿化。在这样的条件下，设计建筑小区土壤厚度时，应结合地下室顶板结构条件进行经济性分析。以标准柱网为例(8m×8m，柱截面600mm×600mm)，顶板板厚180mm，主梁截面400mm×800mm、450mm×900mm，次梁采用井字梁250mm×600mm、250mm×700mm;顶板上覆土厚度分别取0．6m、0．9m、1．2m、1．5m;活荷载考虑景观取8kN/m2(因消防车道分部范围有限，不具代表性，本次研究未作考虑)。根据PKPM计算结果，对不同覆土厚度的混凝土、钢筋用量统计见表4。由表4可知，土壤厚度从0．9m增加到1．2m时，钢筋增量为8%;而土壤厚度从1．2m增加到1．5m时，钢筋增量为13%。土壤厚度变大，经济性变差。地下室顶板覆土厚度控制在0．9～1．2m的厚度较为合适。
7结论
城市建筑小区内土壤具有一定的积蓄雨水能力。通过以上的探讨，可以认为在城市建筑小区内，土壤厚度越大，其蓄水能力越强。但是，城市建筑小区由于受工程建设特定性质的约束，土壤厚度是有一定的限制的。经粗略研究，认为城市建筑小区内土壤厚度设置在1．0～1．2m，基本满足常用的雨水设计重现期要求，而且，对于土壤中的积水排放也是合理的。影响土壤积蓄雨水能力的外界条件太多，还有很多的问题值得更加深入地进行研究探讨。
参考文献
［1］芮孝芳．水文学原理［M］．北京:中国水利水电出版社，2004．
［2］周春华．大埋深条件下降雨入渗补给过程分析［D］．长安大学，2007．
【关键词】施工图；设计；问题
中图分类号：TM624文献标识码： A
一、前言
随着经济的发展和人们生活水平的提高，用电量也随着增大，电站的建设也随之增加。电站设计施工图的好坏，直接关系到整个工程的质量，下文将对电站设计施工图中的常见错误进行分析。
二、施工图的构成
目前，我国的建筑工程设计一般划分为三个阶段，即方案设计、初步设计和施工图设计。方案设计主要是对建筑方案的宏观定性；初步设计主要是方案设计的进一步深化和细化；而施工图设计是整个建筑工程设计的主要阶段，是各专业对工程施工的具体量化，主要包括：总平面施工图、建筑施工图、空间结构施工图、给排水施工图、电气施工图、动力施工图以及施工图概况、预算等。建筑施工图有文字部分和图形部分，其中文字部分如：封面、目录、建筑设计说明、建筑施工用料表、门窗表等。图形部分如：总平面图、建筑平面图、剖面图、立面图、防水节点大样图等。
三、电站施工图常见的设计问题
1、平面图设计问题
送审的施工图文件中，基本上都有总平面布置图，但表达深度差别较大，大部分工程只做到平面定位图，不符合《建筑工程设计文件编制深度规定》的有关要求。主要问题:总平面图要有一定的范围，只有用地范围是不够的，要有场地四邻原有规划的道路、建筑物、构筑物，而多数施工图只有用地范围内的布置图；保留原地形和地物、场地测量座标网及测量标高，有些工程的总图设计往往无保留；没有土方工程平衡设计，自目的竖向设计。往往会带来不必要的挖方或填方，增加造价，造成经济损失；总图设计没有必要的详图设计，给施工带来困难，也无法保证总图的合理性。底层平面的常见问题有:缺指北针；缺剖面图在底层平面图上的位置表示；缺散水坡在底层平面图上的表示；缺标准墙斗或柱网细部尺寸；缺标注承重墙、非承重墙的墙厚；缺设变形缝的位置尺寸及其详图索引；缺标注标高及房问名称；缺标注最大允许设计活荷载；缺主要建筑设备和固定家具的位置及相关做法索引；对局部复杂的部位缺局部放大的平面图。
2、立面图与剖面图设计问题
在立面图设计中，主要问题有：立面图与平面不一致；立面图两端无轴线编号，立面图除标注图名还需标比例；立面图外轮廓尺寸及主要结构和建筑构造的部位应表示清楚，关键控制标高的标注，而多数立面图只表示层高的标高。立面图上应该把平面图、剖面图上未能表达清楚的标高和高度均标注清楚。在平面图上未能表示清楚的窗口位置，在立面图上也应该加以标注，但往往没表示。立面图上装饰材料名称、颜色在立面图上标注不全，也无标注构造索引。在建筑剖面图设计中，剖面位置不是选择在层高不同、层数不同、内外空间比较复杂、具有代表性的部位；局部较复杂的建筑空间以及平面、立面表达不清楚的部位，也没有绘制局部的剖面图，总之剖面图偏少。剖面图漏注墙、柱、轴线编号及相应尺寸，特别是厂房，其墙、柱、轴线之问的尺寸关系未标注清楚。剖切到或可见的主要结构和建筑构造部位，可见的内容没能完整的表示。高度尺寸标注不完整，一般只标注外部尺寸及标高，而内部尺寸平立面未能表达清楚的尺寸未表示。有些节点构造详图索引号在平面图上、立面图上表示不清楚，应在剖面图上标注详图索引的也未能标注。
四、电站总平面布置的方案优化设计步骤
1、合理划分变电站的布置区域
这是进行变电站总平面合理布局的第一步，即根据当地环境特点合理划分区域，具体地将变电站布局划分为六个区域：主变压器、10kV配电装置、35kV配电装置、110kV配电装置、主控制室、生活区域等，通过区域的科学合理划分，更多的体现在布置框图上的设计，从而为110kV变电站的总平面设计勾画出框架图，是实际施工的基础和指向。
2、确定变电站总平面布置的轴线
在合理划分区域的基础上，进行变电站总平面轴线划分，即以主变压器为中心，具体地设定三条纵横的基准轴线：一是从主变110kV套管B相到110kV进线间隔的门型构架B相挂线点的轴线；二是从主变35kV门型构架B相至35kV进线间隔的B相挂线点的轴线；三是从主变低压侧10kV套管B相至10kV配电室主变进线套管B相的中心线。通过轴线的确定，能够更加清晰地看出变电站在那个平面布置的轮廓结构，以便于施工建设的合理便捷操作，在设计构图上能够清晰明了地对变电站整体结构的认识，减少后续施工的不必要麻烦和程序，是电站总平面设置的中心环节。
3、专业分工布置，相互协作
在电站总平面布置的整体构造基础上，要求电气、土建设计技术人员的专业化水平不断提高，加强交流合作，根据不同专业人员技术的分工特点，有针对性的进行布置，达到高效率、高标准、高水平的布置，使得变电站的布置科学合理化，施工便捷化，运行高效化，进一步优化变电站总平面的布置优化设计。
4、变电站建筑建设上应满足相关的标准规范规章设计要求
首先，变电站内的建筑物和变电站外部建筑物之间的防火距离上的设计规划要满足相关规范；其次，建筑物的防火距离也要达到相关规范要求，根据《建筑设计防火规范》的要求，出于对变电站内道路功能和设备运输道路的全面考虑，在主变压器前设置的道路和在设备进口侧设置的道路进行优化布置，一方面满足了变电运行检修的需要，另一方面减少了占地面积，节约了建设投资。
5、变电站整体协调设置
变电站的整体布置要与周边环境协调，一个科学合理的变电站布局不仅是体现其本质上的变电用途，做要到科学合理布局，必须要结合融周边环境于一体的设计理念，根据区域的划分，真正从科学发展观以人为本的设计规划理念出发，做到变电站与自然环境的融合，实现可持续发展。
五、注意事项
在设计过程中,要注意以下事项:
1、准确测量土壤电阻率
只有保证土壤电阻率的准确性,才能将设计误差控制在最小范围内。为了使测量电阻率的准确性得到保证,勘测时必须采用两种以上的方法进行测量,对照测量结果,比如温纳法与接地摇表法以及电流电压法等等。不能忽略变电站岩土工程的勘察报告,对每个变电站的实际地质情况进行比较分析,确定出土壤电阻率比较低的位置与地层。设计过程中埋深的确定要因地制宜,要把水平网埋深在土壤电阻率低的土层里。
2、要提前进行接地施工
在平整站址前就要进行接地网施工,在原土层实施可以有效的降低接地电阻,如果有条件的话,填土层尽量采用电阻率低的土质。
3、接地斜井与深井式垂直接地极可作优先考虑方案,二者对主地网的降阻效果十分明显,而且经济性强,对于一些占地面积较小的110kV变电站或者不合格接地网的改造等比较适用。
4、选择接地体
如果接地网导体的截面满足一定条件后,增加导体截面会造成钢材用量的增加,所以要合理选择导体截面,要求其可以承受入地电流热效应且具相应的抗腐蚀能力即可。通常水平接地体选择热镀锌扁钢,规格为80×8,而垂直接地体则选择热镀锌角钢,规格为50×5。
5、降低入地短路电流还可以综合考虑下列因素,比如可以采取断开系统部分直接接地变压器中性点的办法提高系统的零序阻抗;或者避雷线采用铝包钢芯线,或者110kV电缆敷设回流线等方法减小流经接地网入地的短路电流。
结束语
总之，施工图设计是否合理对整个电站建造工程起着关键性的作用，加强对设计人员的专业培训，加强对施工图的审查工作，以保证施工图的质量，为工程的顺利完工提供保障。
参考文献：
[1]黎晨晖.浅析混凝土结构设计施工图中的常见问题.才智.2013年3月，第2期，166-168.
日前，由创新工场研发出的第一个项目――“豌豆荚”手机管理软件面世。此举一出，便遭到业内人士毫不留情的“解剖”――豌豆荚手机精灵虽然有诸多功能，但很多与其他软件如出一辙，这让李开复情何以堪。与之相随的是，业界对创新工场的质疑声不断：创新工场是不是一个空壳公司?一没资金，二没团队，三没项目。对于这样的质疑，李开复在微博作了一一回应。
李开复曾在微博中表示：“我们基金足够用五年，我们的团队已经把场地挤爆即将搬家，我们的项目有超过10个，每周有顶尖vc想来和我们跟授。”以此来回应外界的猜测。然而，细心人士就不难发现，“创新工场”的工作进程难度颇大，在人才的运用和团队的管理上也遇到了不少的困难。
近一年来，“创新工场”的发展，很多与最初的设想大相径庭。从团队来讲，没有预想的那么多跨国公司的高级人才加盟，互联网大公司的中高层加盟也不多，体内孵化也并未成为“创新工场”的主流，主流是带项目加盟，创新工场负责配置人员、资源，优化商业模式。
毋庸置疑，“创新工场”是非常注重团队概念的，但如今能与李开复共同创造团队，精诚协作的左膀右臂在哪里?是刚刚步入社会的高学历人群。还是正在象牙塔里深造的大学生?一位业内人士这样表达他的质疑：李开复博士要指望从中国青年学生或者大学中发现多少创新项目，将注定会失败。试问在中国有哪家vc从学校发现了可投资培养的项目?再看看现在中国成功的公司，有几个是从学校实验室走出来的?如何形成紧密持续的创业项目的跟踪和价值实现?
“创新工场”是一个全新创投模式。目前在中国，创业者通常要面临很多挑战，比如，缺少创业和管理经验、欠缺初期启动资金、难以吸引卓越技术人才加盟等，诸多因素使得创业成功率并不高。
关键词：测土配方施肥；推广；现状；对策
从2008年开始，丰城市已被农业部列为国家测土配方施肥项目县（市），从这几年实践来看，测土配方施肥确实给农民带来了实惠，农民种地的积极性越来越高，该技术能够量化投入，节约成本，应该在农村得到彻底的推广。但在实际推广过程中还存在诸多问题，需要采取有效措施认真予以解决。
1测土配方技术推广存在的问题
测土配方虽然利用了微谱化学成分等专业技术，但是通过合适的工具，却并不难以掌握。近几年，按照省土肥技术推广站的要求。在关键农时季节，组织专家队伍下乡开展现场咨询和讲座。虽然推广的力度很大，但测土配方施肥始终没有受到农民的接受。
1.1农民的接受意愿低 如果要采用测土配方技术，意味着必须更加精细的管理田间水肥。但是很多地方的农民已经习惯了机械化操作，不喜欢精细的田间管理，比如要不停的巡视地块中的干旱、土壤情况；施肥还要根据配方进行精准的称重。
1.2农民认识不到位 测土配方施肥的成本与技术并不高，667m2地只要1元钱，就能够带来明显的产量增加。但是多年的个体经营习惯让农民对这1元的缴纳不信任，总觉得没有必要；或者觉得自己已经做得不错了。
1_3基层农技推广体系不健全 目前基层农技推广服务的人员素质并不是很高。虽然加强了技术培训，但经费投入不多，受到了约束，一方面也是整体农村社会缺乏集体意识的折射。另一方面在没有经费，又没有实际工作的情况下，很多基层农业技术人员选择自己做副业，或者形同虚设地上班。
2推广测土配方施肥技术的对策
2.1让测土配方的效益可视化、数字化 针对农民不愿采用、不想学习的心态，丰城市在一些大乡镇开展田间肥效试验，将测土配方的收益明朗化，然后用简单直白的话语告诉农户。经过测土配方施肥后，同样面积产量提高多少，同比增长多少。农产品品质提高多少，尤其是对于果蔬类产品，品质提高意味着可以卖到更好的价格。而坚持测土配方施肥3年以后，土地有哪些改善，例如土壤板结减轻，土壤肥力越来越好。这些数据简单明了地告诉农民，促进其改变传统的耕作方式。
关键词：土壤污染；河南省；主要城市；防护措施
soil contamination assessment of main cities in henan province and its protection measures
yang liu，liu chang-li, wang xiu-yan, pei li-xin, zhang yun, hou hong-bin， jiang jian-mei，song chao
(the institute of hydrogeology and environmental geology, chinese academy of geological sciences, shijiazhuang,050061，china)
abstract: soil quality has a direct impact on crop growth and people's health. henan province is a large province for grain-produced and population in china, so it is significant to assess its soil quality. we introduced the harms by soil contamination, described the principles and methods of soil contamination assessment. its current situation of ten municipal cities in henan province was obtained by single index and multi-index comprehensive evaluation methods, the main pollution factors were enumerated and the causes of pollution were analyzed, the pollution areas and degree were emphatically summarized: soil pollution degree was not high in main cities of henan, but the degree had reached middle and serious in the areas with frequent industrial and agricultural activities, so more attention should be paid on these areas; in non-pollution and light pollution areas measures should also be taken to control pollution range. finally the corresponding protection measures were proposed.
key words: soil contamination; henan province; main cities; protection measures
随着社会经济的发展和科学技术的进步以及人口的增长，人类活动对土壤环境的影响不断增强，在利用改造土壤环境的同时，产生了不同的土壤环境，如新的人工土壤类型（水稻土、堆垫土等）。由于“三废（废气、废水、固体废弃物）”物质的积累，土壤环境中有毒有害物质的绝对数量不断增加，逐渐超过土壤环境的承载能力，结果土壤环境受到污染，质量下降［1］。
河南省作为一个人口大省，人均占有耕地面积仅有0.07 hm2，仅为全国人均耕地水平的69%。同时河南省又是一个农业大省，粮、棉、油、烟产量产值在全国排位第二，化肥、农药、农膜施用量较大，加上河南省的工业产业结构以能源、建材、化工等重污染行业为主［4］，土壤质量下降和农药污染问题尤其应该受到重视。但目前河南省大多数土地面积的土壤质量状况尚不清楚，为摸清河南省主要城市的土壤污染状况，进行了本次评价，并为环境管理部门和其他有关部门开展土壤污染防治工作提供技术支持。
1 土壤污染概述
1.1 土壤污染的概念
在进行土壤环境质量评价时引入“土壤污染”概念。《环境学词典》将其总结为：土壤污染是指人类活动或自然过程产生的污染物质通过各种途径输入土壤，其数量和速度超过了土壤自净能力，使污染物在土壤中得以积累，导致土壤环境正常功能失调和土壤质量下降的现象。
1.2 土壤污染的特点
城市土壤污染具有隐蔽性和潜伏性、不可逆性、长期性和后果严重性的特点［2-3,6］。
①隐蔽性和潜伏性。土壤污染不像水和大气污染能通过人的感觉器官发现，土壤污染往往是通过农作物吸收和食物链的积累，直到影响人或高级动物的健康才反映出来，即土壤污染的隐蔽性；土壤从受到污染到产生后果是一个不易被发现的相当长的累积过程，即土壤污染的潜伏性。
②不可逆性和长期性。土壤重金属污染是一个不可逆过程，有机污染物降解也需要一个比较长的时间，土壤污染后将长期甚至永远对土壤功能产生影响。
③后果严重性。由于土壤污染具有隐蔽性和潜伏性，污染物通过食物链危害人体健康的后果是一个地区（区域）、几代人灾难性后果。同时，土壤污染的不可逆性和长期性使土壤污染后极难恢复，污染将长期甚至永远对土壤功能产生影响。
2 土壤污染评价
2.1 评价因子的选择
本次土壤污染现状评价，评价因子选择与土壤环境质量密切相关的hg、cd、as、pb、cu、zn、cr、ni、mo、f、mn等重金属离子以及氰、酚和硝酸盐氮。
2.2 评价标准
采用《土壤环境质量标准》（gb15618-1995）（表1），并根据土壤应用功能和保护目标将土壤环境质量分为3类：ⅰ类主要适用于国家规定的自然保护区（原有背景重金属含量高的除外）、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本上保持自然背景水平；ⅱ类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量基本上不对植物和环境造成危害和污染；ⅲ类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤（蔬菜地除外）。土壤质量基本上对植物和环境不造成危害
滴滴涕≤0.050.500.500.501.0注：① 重金属（铬主要是三价）和砷均按元素量计，适用于阳离子交换量＞5cmol(+)/kg的土壤，若≤5cmol(+)/kg，其标准值为表内数值的半数。
② 六六六为四种异构体总量，滴滴涕为四种衍生物总量。
③ 水旱轮作地的土壤环境质量标准，砷采用水田值，铬采用旱地值。
和污染。其标准值分级含义为：一级标准为保护区域自然生态，维持自然背景的土壤环境质量限制值；二级标准为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值；三级标准为保障农林业生产和植物正常生长的土壤临界值。ⅰ类土壤环境质量执行一级标准，ⅱ类土壤环境质量执行二级标准，ⅲ类土壤环境质量执行三级标准。一级标准制订采用地球化学法，二、三级标准制订采用生态环境效应法。
2.3 评价方法
2.3.1 单指数评价
土壤环境质量标准值计算单指标土壤环境质量指数（z.i）。其计算公式为：
式中：z.i—指标i的土壤环境质量指数；x.i—指标i的实测数据；ci—土壤一级(一类) 临界值上限；cⅱa—土壤ph≤6.5时二级（二类）临界值上限；cⅱb—土壤6.5＜ph≤7.5时二级临界值上限；cⅱc—土壤ph＞7.5时二级临界值上限; cⅲ—土壤三级(三类)临界值上限。
2.3.2 综合指数评价土壤污染评价方法采用尼梅罗土壤污染综合指数法，公式如下：
pn=（p.ic2+p.imax2）/2
式中：pn—内梅罗污染指数；p.i.c—平均单项污染指数；p.i.max —最大单项污染指数。
尼梅罗土壤污染综合指数法考虑了极值的影响，突出了环境要素中浓度最大的污染物对环境质量的影响。其评价的分级标准见表2。
table 2 nemerow pollution index of soil evaluation criteria
本次评价共涉及到河南省的10个地级城市，分别为郑州市、开封市、洛阳市、登封市、平顶山市、焦作市、安阳市、新乡市、三门峡市和济源市。根据土壤污染的分析数据，统计出评价结果。
2.4.1 污染成分及原因
河南省的10个地级城市中，从污染成分上看，超标元素多数为重金属元素，其中pb污染较为突出。污染原因主要是人为因素，污染源主要是生活污染源（废弃物）、工业污染源（矿厂、冶炼厂、电厂、药厂等）和农业污染源（主要是饲料、农药等）。各城市土壤污染具体情况见表3。
table 3 statistic table of composition and causes of soil pollution城市主要污染成分污染原因
郑州市cr、pb、cd 、hg、as工业污染，生活垃圾
开封市cd、pb污染面积较大，污染程度较重，hg、cu、zn、cr、ni污染面积相对较小工业（电厂）污染
洛阳市hg、cd、pb、as农业使用农药化肥
登封市cd、as、hg、zn、cr、ni，cu 、pb和hg在局部已达到警戒值工矿企业（洗矿厂、电镀厂、化工厂等）废水、粉尘，农业使用农药化肥等
平顶山市hg、cd、pb农业使用农药化肥
安阳市cd、pb农业使用农药化肥
新乡市cd 、pb、zn工矿企业及农药化肥使用
三门峡市ni、pb 工矿企业及生活垃圾
济源市cd、pb污染程度较重，其次为as、hg、cu、zn、cr、ni 工矿企业及生活垃圾
焦作市pb、zn污染较严重，cu、cd较轻煤矿开采及热电厂，农业使用农药化肥
2.4.2 污染程度及分布特征各城市的土壤污染程度及分布特征如下：
郑州市的清洁-尚清洁区占调查面积的97%，轻度污染区占调查面积的0.4%，分布在郑州西部，其中cr污染在局部已达到重度污染，该城市总体评定为轻度污染。
开封市的清洁-尚清洁区分布在城市建成区周围和城市，轻度污染区分布在建成区及其东部，中度污染区分布在开封电厂及其东南区域，该城市总体评定为尚清洁。
洛阳市的尚清洁区分布在市区北部和伊河的东南部，轻度污染区分布在洛河间地块和城区的大部分地区，占研究区总面积的47.1%，中度污染区分布在城区和白马寺等地区，占研究区总面积2.8%，重度污染区分布在茹凹一带，占研究区面积的0.7%，该城市总体污染程度定级轻度污染。
登封市镉污染分布在岳庙附近和市东北部的北里沟-寺沟-南窑一带，占全区6.90%；锌污染区分布在西北角，占全区面积的2.88%，该城市总体评定为轻度污染。
平顶山市的十一矿、六矿到二矿、东高皇到大营、荆山及曹镇一带是重度污染区，面积较小，该城市总体评定为轻度污染。
安阳市的冲洪积平原区（北起市区北界，南止南流寺—魏家营—汪流寺一线；西起市区西界，东止市区东界）及漳武水库西侧的张家庄周围属轻度污染区，该城市总体评定为轻度污染。
新乡市铜污染属于中度铜污染分布在冶炼厂附近区域，镉、锌污染较为严重，分布在城市工业区属重度污染区，该城市总体评定为中度污染。
三门峡市的规划区西部为清洁-尚清洁区，市区及其周边地区为ni、pb轻微污染区，该城市总体评定为轻度污染。
济源市大部分地区属轻度污染区，仅克井镇及周边地区属中度污染区，该城市总体评定为轻度污染。
焦作市解放区、山阳区的pb含量较高，中站区、马村区的cd含量较高，该城市总体评定为中度污染。
2.5 结论
通过对土壤污染进行评价，可以看出10个城市的土壤质量参差不齐， 总体清洁—尚清洁的城市有1个，占调查城市的10% ，轻度污染的城市共7个，占调查总城市的70%，中度污染的城市共2个，占调查总城市的20%，无重度污染城市。
从污染因子和污染原因来看，主要污染因子为重金属，污染原因主要是工农业生产活动。
从分布上来看，轻度—重度污染城市集中于人口密集和工农业活动频繁地带，空间位置上为人口密集的老城区、工业加工区、农田保护区、养殖场等。
总体来看，虽然河南省主要城市的土壤污染程度不大，但是达到中重度污染的区域应引起重视并进行治理，未污染及轻度污染的地区也应采取措施控制污染范围扩大，保证农业生产及居民生命安全。
3 防护措施
①控制工业及城市“三废”，严格按照国家规定的污水排放标准排放污水，要科学、合理、积极慎重地推广利用污水灌溉农田，并进行灌溉后的跟踪研究。合理使用化肥及农用肥,推广高效、低毒、低残留的农药，提倡生物防治作物病虫草害。充分利用污染土壤的植物修复技术［14］，加大开发重金属超富集植物力度,引进国外耐重金属的草本植物,加大力度研究微生物对降低重金属毒性的重要性。
②加强宣传、提高认识。目前很多群众和企业对土壤污染的现状以及土壤污染严重性、危害程度缺乏深刻认识，甚至有些企业只考虑自身利益,肆意污染土壤。因此要加强长期宣传，从思想上提高公众的环保和健康意识，以此来促进土壤环境保护工作的深入开展［15］。
③土壤污染具有累积性、滞后性、不可逆性等特点，治理难度大，成本高。因此要建立专项资金用以扶持企业上马治污设备，补贴鼓励群众使用高效、低毒、低残留的农药［12］，从源头上减少土壤污染。
④增加对土壤科学研究的资金投入，进行实用技术的开发,并将研究成果合理推广。
⑤出台相关法规，目前防治土壤污染的法律还是空白，应率先出台防治土壤污染的地方性法规，做到有法可依，严格执法。
参考文献:
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黄土高原的黄土研究
全球变化研究中的一个重要方面是研究过去、现在和未来的气候环境变化。有人曾形象地指出，新近时期古气候环境的历史是藏在大自然用密码写就的一本本“秘笈”当中的，世界各地的科学家们正在解释和读懂三本这样的“秘笈”：一本是深海沉积，一本是南极和格陵兰的冰盖，还有一本则是中国的黄土高原。黄土高原是具有全球意义的研究对象。
为什么人们如此重视黄土高原﹖
首先，与极地和深海不同，黄土高原位于人类过去和正在居住的地球的陆地表面；另外，最近的研究还证实，它是迄今为止被发现的历时最长约2200万年、最完整的古气候记录的保存者。
中国的土地上拥有这样的一本“秘笈”，而且已经被读懂了一部分，这令我们深感幸运。当然，还有很多更加引人入胜的故事等待我们去解释。这是一项严肃而又艰巨的任务，也是一次振奋人心的挑战。黄土高原秘密的不断发现，提示着地球科学一个新时期的到来，至少在亚洲大陆上是如此。
作为大自然打造的三个近代气候环境档案库之一，黄土高原的独特之处在于，这里生活着上亿的人口，他们拥有百万年的历史；他们的生活和未来的发展需要科学；他们需要认识自己在自然界所处的位置，需要了解祖先和自身所经历的复杂的环境演化历史。
黄土高原是由黄土构成的。什么是黄土﹖形象地说，黄土就像人们常见的、发生在我们身边的“沙尘暴”的产物。2002年3月18日北京就出现过一次特大沙尘暴。近年来，人们对北方频繁发生的沙尘暴非常注意。国家业已投入大量资金治理由于不合理利用土地而产生的沙尘暴源地和影响地，以保障我国社会经济的可持续发展。
从沙尘暴的物质成分来看，它与黄土十分接近。黄土是一种风成沉积，主要由粒径为0．01—0．05毫米的粉砂级颗粒组成，成分包括石英约占60％、长石、云母等和少量重矿物，富含碳酸钙7％—30％。黄土多大孔隙、松软且具有湿陷性。
以近代沙尘暴作为黄土形成过程的参照来研究，黄土高原是一个巨大的天然实验室。黄土的发生和沉降记录表明，黄土高原是一个积累了至少2200万年、基本连续的实验数据的实验室，一个可供重建2200万年以来黄土高原及其周边地区环境演变历史的实验室，可提供这个地区未来发展的情景。
黄土高原这个天然实验室的内容是什么呢﹖是研究今天干旱化的环境及过去和未来的景象。黄土高原的风尘沉积黄土和古土壤可以直接指示其物质来源区的干旱化过程，风力搬运的动力学机制；沉积速率、粒度变化等气候指标还可以和其他两本“秘笈”中的章节相对应。它可以告诉我们黄土沉积的时空特征和规律，也就是它自己的“历史”，同时帮助我们解读其他两本“秘笈”。
黄土高原简介
黄土高原分布于北纬34—45度之间，总面积约380842平方公里，黄河贯穿其中。在同一纬度，欧洲和北美的黄土地带构成全球的小麦和玉米带，西方人称之为“面包篮子”。黄土高原占据了全国耕地面积的1／5，养活了全国1／5以上的人口。这里水土流失严重，每年通过黄河输出的泥沙为16亿吨，是尼罗河的30倍、密西西比河的90倍。
在地貌学上，黄土高原可称为一个巨地貌单元。长期的侵蚀和切割形成了黄土高原特有的地形，最常见的为峁、墚和塬。
峁：多分布于黄土高原北部，为圆锥形丘陵，是一种发育在各种黄土堆积上的参丘；
墚：多分布于黄土高原中部，为长条形的脊状地形，是一种叠加的古侵蚀地形；
塬：多分布于黄土高原南部，为平台状地形，由多层叠覆的黄土／古土壤层构成。
黄土高原是中华民族文化的发祥地之一。西安东南的蓝田县发现了110万年前的蓝田直立人、化石和石器。塬区的黄土地层最为完整和连续，因此地质工作多集中于塬区，以此为突破口来解译黄土高原这本“秘笈”并告诉人们它所经历的故事。在近代中国地质学家对黄土高原的研究中，共发生了6次较大规模的破译黄土高原密码的科学事件。
六次破译黄土高原的密码
一红色土地层的建立
黄土作为一个地质单元为早期来华工作的西方地质学家所注意，始自19世纪。庞培利、李希霍芬、奥勃鲁契夫、安特生等认为中国黄土系风力搬运并沉积于草原的产物。中国地质学家于1920年起开展黄土研究。1930年，德日进和杨钟健作了黄土地层与古生物研究，这一工作是开创性的。他们将黄土高原黄土划分为上下两大部分，上部称马兰黄土，下部称红色土。这是一个以“观察地质”为主要工作方法的以分类定名为主要工作内容的时代。他们第一次把中国黄土高原厚达300余米的黄土划分为马兰黄土，红色土A、B、C等四层，并按其中所含古脊椎动物化石定为现在仍延续使用的第四纪的早、中、晚期，是在前人工作基础上未分期的一个突破。尽管囿于当时的认识没有解决红色土的成因问题，但他们严谨的古生物和地层划分工作已经成为后人典范。
二古土壤层的发现
新中国成立以后，黄土高原的建设和水土保持工作、建筑工程的地基础工作和对人民群众各种疾病的防治等，对黄土研究提出了新的要求，也开始了黄土与环境研究的新阶段。20世纪50年代年，土壤学家朱显漠、石元春等对黄土和黄土中古土壤层的研究表明，黄土层中所夹的红色条带，即德日进和杨钟健所称的红色土，实质上是一种褐色土型的古土壤层。在黄土高原的董志塬，洛川塬等地都可以发现多次黄土和古土壤相重叠产出的状况。
对黄土和古土壤序列的认识破译了红色土的红色条带之谜，使人们对黄土有了一个全新的认识，古土壤的确认对黄土成因问题的讨论起了重要的作用。因为黄土和古土壤都是在风力作用下、气候环境的变化下所形成的，而这是一种干旱的气候环境。以黄土作为干旱化的标志的认识虽不十分明确，但对黄土作为风力搬运的沉积的时间认识则由十多万年，向前推进到了260万年。认识了巨厚的黄土高原是260万年来风力以沙尘暴的形式所形成的；而干旱的沙尘暴时期中间又有多次气候变为温暖湿润的时期。
在这一时期，王挺梅、朱海之等发现黄土在空间分布上具有颗粒粗细自西北而东南逐渐变细的特点，并把黄土高原的黄土划为砂黄土、黄土、粘黄土带，这一划分对黄土高原的水土保持工作，和黄河泥沙中粗砂的来源区以及黄河泥沙的治理提供了依据。
黄土地区地基的湿陷性问题研究，也从黄土地层的划分和分布、年龄的新老关系等研究中得到有益的启发，取得了新的进展。黄土研究在20世纪60年代进行了总结。中科院刘东生与前地质部张宗祜以《中国的黄土》为题，在1961年国际第四纪研究联合会的第六次国际会议上发表了论文。60年代末期，对中国地方性疾病克山病的研究取得了成就。
三古地磁研究的发现
20世纪70年代，随着古地磁学、同位素地球化学、年代学等新学科和技术的发展，认识黄土的手段不断进步，破译密码的能力不断加强。黄土的研究从肉眼观察形成概念阶段进入到观察与测量和实验相结合的阶段。这也是一个从实验数据形成概念阶段。
黄土与古土壤层的磁化率，随黄土与古土壤中所含磁性矿物的种类和丰度而变化。测量结果显示，黄土与古土壤的磁化率可以用来作为反映地质作用、环境变化的气候要素的替代性指标。这一进步促使我们将黄土高原沉积与深海沉积进行对比；冰芯的研究结果也与黄土高原进行了对比，是黄土高原研究从建立区域性特征到进行全球对比的起点。这一时期总结性的工作为《黄土与环境》一书的出版。
四冬季风和夏季风的标志
认识到中国黄土与古土壤的磁化率作为古气候的代用指标以后，人们得到了大陆沉积和深海沉积这两本秘笈的对比。随之而来的问题是：黄土为什么和怎样能够记录全球性古气候变化的问题。黄土和古土壤是通过什么机制把全球气候变化记录下来的﹖安芷生提出黄土和古土壤分别代表古气候环境的冬季风盛行和夏季风盛行的模式对了解黄土与古土壤的形成和解译其环境秘密有着重要的理论意义。
当代气象观测告诉我们，中国的沙尘暴事件受西伯利亚高压的影响，与西北方向吹来的风有关；而黄土高原的降水则主要是受来自东南方向的夏季风的影响，同海水的温度和海洋与大陆之间的距离有关。
黄土高原的主要气候控制因素—冬季风和夏季风如实地把全球冰期和间冰期的气候状况传送到亚洲大陆内部形成黄土高原；而黄土高原的黄土和古土壤层则忠实地把区域性的和全球性的气候信息记录于自身的密码之中。
丁仲礼利用黄土和古土壤中粒径＜2微米／＞10微米0．002毫米—0．010毫米的颗粒含量的比值作为冬季风搬运尘颗粒的风力强弱的代用指标，讨论冰期和间冰期环境的变化。他所得到的曲线，可以与深海沉积中同时期的氧同位素曲线进行对比，吻合情况较好。
宝鸡的黄土剖面有160多米厚，在260万年的时间内共有32次黄土与古土壤的配对。它们代表了32次的由暖湿到冷干的变化。这一结果证明了大陆冰期和间冰期的多次性，丰富了以前认为大陆仅有四次冰期的理论。
在大陆上无论是何种冰川，气候变化对其的影响均表现为冰川和冰盖边缘的进退。一进一退，后者往往破坏了前者所保存的信息，所以在地球的大陆上几乎找不到冰川消长的完整物质记录，因而它的记录也很难与深海沉积所记录的冰期与间冰期的结果相比较；而反映气候变化的连续的黄土与古土壤层则弥补了冰川的这一缺陷。黄土高原这本“秘笈”不仅记录了冰期与间冰期这种万年尺度的气候变化，而且还能显示更为微细的千年尺度的气候变化。
正堂利用甘肃西峰镇和陕西长武黄土塬区的剖面黄土与古土壤中的析出铁和全铁代表的风化强度比值作为夏季风的代用指标。夏季风强盛时期，由于温度和湿度的增加，其风化程度加大，在黄土形成时期则相对地风化强度减弱。这一代用指标较常用的以磁化率作为夏季风的代用指标有其优点，也可以与深海同位素研究的结果对比，说明其具有全球意义。
从20世纪80年代以磁化率作为气候的代用指标，到90年代以颗粒比值代表冬季风强度，以风化指数代表夏季风强度，中国黄土研究逐步跨人了多种代用指标并存的时代，亦即是用更多的方法解译黄土高原秘密的时代。这一工作为后来认识上新统红粘土为风成沉积开辟了新的途径。 五米兰柯维奇周期的启示
当前关于驱动第四纪冰期和间冰期古气候变化的学说以米兰柯维奇的天文周期假说较为普及。地球轨道偏心率、地轴倾角和岁差的周期性变化影响地球接受太阳辐射的总量和太阳能量在不同纬度和季节的分配。季节性的太阳光线在高纬度的变化，可以降低夏天的温度。假如夏天温度变凉，夏天的时间变短，则前一冬天的所积冰雪可以保持下来不被溶化。这样一个机制会导致冰川的增大，冰期的到来。轨道的变化在中纬度和高纬度会导致冷与暖的交替出现。Berger计算寒冷期的时间和第四纪冰川发展的冰期相吻合，所以他的结论是地球轨道的变化导致第四纪冰期的出现。
现代计算指出，仅是轨道变化本身不能导致冰川的前进或后退。轨道周期引起的地球系统的其他方面的变化则能够导致并增加这种变冷的情形；而这样一个相对较弱的初始的颤动可以被放大直到形成巨大的气候变化。有人研究认为，高纬度气候寒冷导致大面积森林消失，使太阳到达地球的能量被反射，导致地球变冷；冰川因而加大再反射更多的太阳能，致使冰期出现。
全球冰量的增加，特别是北极地区冰量的增加会导致西伯利亚高压的增强，这一增强可能会使得亚洲内陆干旱化加剧。黄土高原的形成可能更多的与此有关，而青藏高原的隆起也促进了干旱化的形成和黄土的沉积。
黄土高原这本“秘笈”可能和深海那本“秘笈”一样都有一个形成过程“简单”的特点，不像河流、湖泊沉积等形成过程复杂，因而对再造古气候历史比较有利。受米兰柯维奇周期理论的启发，人们对于2．6百万年来、特别是1．8百万年来气候波动的历史和形成这种波动的原因、驱动力已经有了很好的认识和发现。
六青藏高原让风吹干了亚洲大陆
郭正堂等通过对董志塬的黄土和黄土下的上新世红粘土以及甘肃秦安的中新世晚期古黄土与古土壤序列即以前称为甘肃系的地层的研究，认为亚洲内陆荒漠化起源于2200万年以前，由此到620万年之间为较稳定的干旱化和气候波动时期，形成了秦安的黄土。自620万年到500万年是一个干旱时期，500万年到360万年这段时间则是一个相对温暖湿润时期。360万年以后黄土高原粉尘沉积的速率表现为持续增长的趋势，到260万年这种再次增长加强，第四纪黄土大量沉积。
在这研究阶段，以黄土作为干旱的象征的形成时间向前推进了，增长了近十倍。这在亚洲大陆是一个惊人的发现。
国内学者对中国干旱化历史的认识有两次大的突破。一次是在20世纪20年代，把亚洲干旱的历史由13万年放大到260万年；一次是90年代到现在，把干旱的历史放大到600万—800万年上新世红粘土的重新认识为黄土，再由600万年又放大到2200万年。如何认识2200万年前开始的中国大陆北部的强烈的干旱化﹖与青藏高原的形成和隆起在时间和空间上的关系如何﹖这是一个今后应当考虑的问题。
2200万年以来的一段时间虽然在几十亿年的地质时间表中不是很长的一段，但和人类的存在的时间相比较还是相当长的，既使从600万年起来算也有好几倍。这种持续的风力和今天环境中的风力同是地质营力。
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