生態化學
Ⅰ 搞農田生態系統生態化學計量學有前途不,請高人指點迷津啊
有啊,現在隨著全球的人口增加,需要的蔬菜和稻穀也越來越多,其中農田就是最主要的來源之一。搞好農田生態化學計量學是非常有前途的。相信你自己的選擇~
Ⅱ 生態化學計量學為什麼主要研究碳氮磷三種元素
生態化學計量學為什麼主要研究碳氮磷三種元素
生態化學計量學是研究有機體所需的、並能影響生態系統生產力、營養循環以及食物網動態的各種元素(主要是碳、氮、磷)之間多重平衡的一種工具。生態化學計量學結合了生物學、化學和物理學等基本原理,包括了生態學和化學計量學的基本原理,考慮了熱力學第一定律、生物進化的自然選擇原理和分子生物學中心法則的理論。這一研究領域使得生物學科不同層次(分子、細胞、有機體、種群、生態系統和全球尺度)的研究理論能夠有機地統一起來。
Ⅲ 生態化學計量學中,土壤中的C:N到底指的是土壤的有機質還是有機碳
C指的是有機碳。你施了磷肥,對土壤全P的測量肯定會有影響啊,所以比文獻中的大就是很正常的。
Ⅳ 人們濫用化學品後造成生態環境的變化
二惡英
二惡英是一種劇毒物質,在已知化合物中毒性最強。
二惡英的來源:
主要來自城市垃圾焚燒、含氯化學品的雜質、紙漿漂白和汽車尾氣等。其中,焚燒垃圾是二惡英產生的最大來源!
二惡英金進入人體的渠道:
人類往往因為攝入被二惡英污染的食物而引起中毒,特別是二惡英具有脂溶性,在肉、奶製品和魚類的脂肪中富集。
所以我們要注意衛生和平衡,不吃受污染的食物,參加適當的體育鍛煉,做到勞逸結合,以保持並提高體質,增強自身免疫能力和解毒功能,更要熱愛自然,保護環境!
回頂端
重金屬污染
何為重金屬?
重金屬是指密度大於4.5g/cm3的金屬,一般對人體有毒。例如銅,鎳,鉛,鋅,汞等等。
重金屬污染的途徑
通過危害生態系統,對水生生物產生各種有毒作用。
通過飲用水,皮膚接觸,食物鏈途徑直接或間接影響人類健康。
法國 巴黎日報 說,30多隻牛因食入其生活草場附近的一條被重金屬污染的渠道,結果引起鉛,水銀,銅等重金屬中毒,被屠宰後又供應消費市場,以致它們體內的危害物質已直接進入人類的食物鏈.事件再度引起社會對法國牛肉安全性的質疑。
加強抽樣調查食物重金屬污染
重金屬鉛,鎘,汞是具有蓄積性的金屬有毒物,可對人體造成危害.人體內的鉛,鎘,汞主要來自食物.只要居民的攝入量低於世界衛生組織推薦允許的攝入量標准, 而不會對居民健康造成損害.
廢電池處理——迫在眉睫
電池是靠腐蝕化學作用產生電能的,而其腐蝕物中含有大量的重金屬污染物——鎘、汞、錳等。當其被隨意丟棄在自然界時,這些有毒物質便會慢慢從電池中溢出來,進入土壤或水源,再通過農作物進入人的食物鏈。這些有毒物質在人體內會長期積蓄難以排除,損害神經系統、造血功能、腎臟和骨骼,有的還能夠致癌。
買環保電池吧!
當你更換電池的時候,請選用環保電池,以減少廢舊電池裡的重金屬帶來的污染。你可選購不含鎘和汞的環保電池(帶有No Mercury/Cadmium或Mercury & Cadmium Free的標志,有的是0%Mercury標志)。
重金屬污染與兒童生長
暴露在高鉛區兒童人口中,精神發育遲緩,行為障礙,及學習困難的發生率高。一般一、二年級小學生體內鉛水平明顯升高,一般他們的智商、言語智商、語言及聽覺過程及注意力均較同齡人而言有明顯缺陷。
河流污染
事例:
香港河流重金屬污染已基本上屬於輕微的生態危害和接近中等的生態危害。產生生態危害的主要重金屬污染物為Cd,其次為Cu,Pb, Zn,Cr。
重金屬在河流中分布圖
利用天然礦物處理重金屬廢水
當前國內外對重金屬廢水的治理主要依靠化學處理法。對含Cr(VI)廢水的現行處理方法是化學還原與化學沉澱二步法。其基本原理是,首先利用化學還原劑如亞硫酸納等將Cr(VI)還原成Cr(III),然後再利用氫氧化納或石灰石等將Cr(III)轉化為沉澱物Cr(0H)3而將其除去。
土壤污染
農業生態環境尤其是土壤中重金屬的污染現象現在已比較普遍。重金屬污染對於作物的生長、產量、品質均有較大危害,尤其是它還有被作物富集吸收、進入食物鏈,從而危害人畜健康的潛在危險。
重金屬在土壤中的分布圖
土壤重金屬污染的植物修復技術
在立體布局和生產季節上進行搭配,構建穩定的土壤凈化生態系統,收獲後的植物經乾燥、灰化,回收重金屬,從而達到去除重金屬污染的目的。
回頂端
室內化學品污染
除了室外的大氣污染物能經空氣流通進入室內之外室內各種建築裝飾材料,廚房炊事,化妝品,日用化學品和化學製品,復印機,放射性污染物等都是重要的室內化學污染物.人們已從室內空氣中鑒定出300多種揮發性化學物質.醫學研究表明,上述污染可造成呼吸道,心血管疾病和癌症等疾病.
對室內環境造成危害的化學污染物可分為:
Hg,鹵素等元素類物質.
CO,氮氧化合物(NOx),鹵化氫,HS,SO等無幾化合物.
四乙基鉛,二丁基錫等金屬有機和准金屬有機化合物.
環氧乙烷,醚,酮,醛,有機酸,酯,酐,酚類等含氧有機物.
胺,晴,硝基甲烷,硝基苯,三硝基苯,亞硝胺等有機氮化物.
CCl4脂肪烴和烯烴的鹵化物,芳香族鹵化物,多氯聯苯等有機氯化物.
烷基硫化物,硫醇,硫基甲烷,二甲碸,硫酸二甲酯等有機硫化物.
磷酸酯類(磷酸三甲酯,磷酸三乙酯),有機磷農葯等.
化妝品污染
臨床發現,使用化妝品引起皮炎患者增多.化妝品中的色素,香料,表面活性劑,漂白劑等都可導致接觸性皮炎.例如:胭脂,眉筆的筆芯含有變應原,可引起眼瞼變應性接觸性皮炎.使用含雌激素的化妝品能引起兒童性早熟發育症狀.洗發香波中含的苯酚有毒性.口服致死量為2~15g.濺入眼內,2天內眼球表面出現廣泛損傷,並能滲入晶體引起白內障.因此,女性要慎用化妝品.
日用化學品污染
家庭中廣泛使用著各種日用化學品.除蟲劑,消毒劑,洗滌劑,乾洗劑,它們是有用的,但同時也在散發出有毒氣體.毒性很高的苯胺有少量用於生產家用化學品,塗料,除蟲劑,殺菌劑.廣泛用做溶劑,滅火劑,乾洗劑的CCl4,用做去油劑的CH3CCl3,用做製冷劑,發泡劑的CHF2Cl等是主要的氯代烴污染源.
裝潢污染
人類進入新的世紀,保護生態環境,促進了持續發展成為人類面臨的一個重要問題。可是,人們只重視保護藍天碧水,治理大氣,江河湖海等環境污染,卻忽視了一個與人的生活息息相關,直接涉及人身健康的室內環境污染問題。此問題已引起國際上一些國家和組織的重視,美國成立專門機構立時五年進行專題調查發現:許多民用和商用建築,室內的空氣污染程度是室外空氣污染的2---5倍。有的甚至超過100倍。我國也面臨著這樣一大難題,大氣污染,建築材料污染,已成為人們辦公和家居的一大殺手,成為百姓關注的一大熱點問題。
全國室內環境動態
中消協公布了一項驚人的調查結果,在北京和杭州分別對居室內空氣抽樣檢測後顯示,甲醛濃度超標的分別達到73.3%和79.1%,甲醛濃度最高的超標十多倍。此外,VOC和苯的超標情況也很嚴重,分別佔20%和43.3%很多消費者反映眼睛、鼻子和氣管有不適感。據專家介紹,揮發性有機化合物 VOC會導致頭痛、乏力、不適、記憶力減退等。分析VOC的來源,主要是使用劣質塗料、油漆、板材等。消費者雖然表現對室內環境污染的不滿,缺乏識別手段也是導致消費者自我保護能力弱的原因。為此專家建議選購建材時要向商家查看有關安全的合格證明,居室裝修後要仔細驗收,最好請專業單位或專業人士參與驗收。
室內環境污染的主要原因
建築及室內裝飾材料
室外污染物(室外大氣的嚴重污染和生態環境的破壞)
燃燒產物(做飯與吸煙)
人的活動
建築物自身的污染,此類污染正在逐步檢出,一種是建築施工中加入了化學物質,(北方冬季施工加入的防凍劑,滲出有毒氣體氨)。另一種是由地下土壤和建築物中石材、地磚、瓷磚中的放射性物質形成的氡。這是一種無色無味的天然放射性氣體,對人體危害極大。
而室內裝飾材料及傢具的污染則是目前造成室內空氣污染的主要方面。 油漆、膠合板、刨花板、泡沫填料、內牆塗料、塑料貼面等材料均含有甲醛、苯,甲苯、乙醇、氯仿等有機蒸氣,以上物質都具有相當的致癌性。
人體自身的新陳代謝是造成室內空氣污染的一個原因。人在室內活動,人體本身通過呼吸道、皮膚、汗腺可排出大量污染物,另外人在室內活動,會增加室內溫度,促使細菌、病毒等微生物大量繁殖。夏天易出汗,會把皮膚中的污染物帶人空氣中;冬天空氣乾燥,人體多皮屑、頭屑;人夜間人睡後,居室里充滿了二氧化碳的酸氣。人體新陳代謝可產生400多種化學廢物。每人每天通過呼吸、咳嗽、吐痰、糞便,可排除細茵、病毒、寄生蟲卵等約400億個。每人每小時新陳代謝有60萬粒皮膚脫落,總計每年約0 68公斤。這些細小的粉塵可長時間在居室內飄浮,並在居室里積累。因此房間內人數過多時,會使人疲倦、頭昏,甚至休克。
氡是有別於可揮發氣體的一種放射性氣體,它是天然放射性元素衰變系列鈾系列中的一個氣體元素,氡與人體脂肪有很高的親和性,是導致人類肺癌的第二大「殺手」。富含鈾、釷的花崗岩、輝綠岩、片麻岩、黑色頁岩等能產生大量的氡。而室內的氡氣主要由不合格的水泥、牆磚、石材等建築材料放射而來。呼吸時氡氣及其子體隨氣流進入肺臟,氡子體衰變時放出α射線,這種射線像小「炸彈」一樣轟擊肺細胞,使肺細胞受損,從而引發患肺癌的可能性。醫學研究已經證實,氡氣還可能引起白血病、不孕不育、胎兒畸形、基因畸形遺傳等後果。科學家測算,如果生活在室內氡濃度為200貝克/立方米的環境中,相當於每人每天吸煙15 根。氡氣污染在肺癌誘因中僅次於吸煙排在第二位,美國每年因此死亡的人數達5000人至20000人,我國每年也有50000人因為氡氣及其子體致肺癌而死亡
Ⅳ 材料化學,生物化學,分子化學,應用化學,生態化學都是干什麼的,前途怎樣,就業率怎樣,
目前材料化學專業是較新也是具有前景的專業,無論是以後就業還是深造學習都具有廣泛的出路和發展前景。 材料化學的優點是學習知識面廣,接觸的學科多,這樣可以再今後的就業或讀研時選擇物理,化學,材料科學等相關方向。
生物化學基本上是運用化學的理論和方法研究生命物質的邊緣學科。其任務主要是了解生物的化學組成、結構及生命過程中各種化學變化。
應用化學主要實踐教學環節介紹1.認識實習:通過為期兩周的實踐,對本專業生產企業進行一般性參觀學習,了解本專業的基本生產和技術狀況,以及本專業與社會的基本關系,增加對專業的感性認識。
生態化學重點開展森林生態與林業生態工程、土壤生態與農業生態工程、污染生態與環境生態工程等領域的研究,探明陸地典型生態系統主要生態過程,建立生態系統健康評價指標體系與管理模式,提供生態系統管理和退化生態系統恢復重建關鍵技術等。
這些就業都不錯。
Ⅵ 生態地球化學與環境
環境是人類賴以生存的周圍世界,它是作用於人類這一客體的所有外界因素的總和。環境不僅為人類提供生存空間,而且為人類生活和繁衍提供空氣、水、土地和食物等客觀條件,還為人類生產勞動和經濟發展提供豐富的物質資源。人類通過勞動和創造促進了人類歷史的進步並建立了現代文明。與此同時,人類與自然的關系也在急劇地惡化,污染日益嚴重,多種不能再生的自然資源面臨枯竭。公害事件頻繁發生,環境問題日趨緊張。人類生存發展的需求和環境惡化之間的矛盾,促使人類去認真思考和認識地球環境科學和人類未來的問題,從而促進了眾多基礎學科與環境科學的融合。
在地球科學領域中,地球化學環境與人類的關系一直是地質學家關注的焦點。隨著地球化學學科的交叉與融合,特別是對生態保護及人類的生態需求應用加強,地球化學領域逐步提出了環境地球化學、水地球化學和生物地球化學等概念並加以應用研究,近20年來又興起了一門新的邊緣學科——生態地球化學。
生態地球化學是研究化學元素或化合物地球化學分布、分配特徵及在地球系統中(岩石圈、土壤圈、水圈、大氣圈和生物圈之間)循環過程和遷移轉化條件、機理,並對其演化趨勢進行預測的科學,是生態學與地球化學相結合的產物。生態地球化學(Ecological Geochemistry)一詞最早出現於1988年在俄羅斯召開的第四屆「當代條件下地球化學勘查理論與實踐」會議文集中(楊忠芳,2005)。西方文獻中很少提到生態地球化學這一名詞,更多的是環境地球化學或生物地球化學,但生態地球化學的研究思路和方法技術已經貫串在許多研究領域。
生態地球化學的基本理論是元素地球化學循環原理。生態地球化學研究將地球表層看作一個由許多生態系統組成的整體,化學元素和化合物的運動,構成了各生態系統中物質的循環模式。生態地球化學的主要任務是查明這些元素和化合物的成因及來源,研究它們在地球各大層圈中的遷移轉化規律,評價其所產生的生態效應,應用地球化學和生態學的基本原理和方法對污染的生態系統進行預測預警,並提出治理建議。
生態與環境已成為21世紀人類面臨的重大課題。大量研究表明生態環境與地質背景密切相關。生態地球化學銜接和融通土地學、土壤學、生物學、環境學和農學等學科領域,著眼於國家經濟社會發展實際,著力於解決生態系統中的各種地球化學問題,成為新世紀地學研究的亮點。
魯西北平原作為山東省的政治、經濟和文化中心,在歷史發展中發揮了重要的作用。但是,伴隨著經濟的發展,環境問題日漸突出。生態地球化學的發展對地質工作提出了新的要求,也帶來了新的發展機遇。在生態地球化學理論和方法指導下,客觀全面地評價魯西北平原生態地球化學環境的現狀,深入研究生態環境與地質背景的聯系,將有助於提高區內地質研究的深度和廣度,為經濟、農業可持續發展提供地質依據。
Ⅶ 生態地球化學
一、基本概念及研究內容
1.基本概念
農業地質(agro-geology)是地球科學與農業科學相結合而衍生的邊緣學科,周國華等(2007)提出,農業地質是以農業生產及其發展需求為動力,將地球科學理論與知識應用於農業生產與農業發展的應用性學科。其實質就是將岩石、土壤、水、生物等環境要素及人類生產活動作為相互作用與影響的有機整體,研究系統內各個要素的發展演變規律、要素之間的相互作用和耦合關系,目的在於解決農業生態系統不平衡及農業(種植業、林業、牧業、漁業)生產中的具體問題。隨著農業地質的迅速發展,農業地質的概念和研究內容不斷拓展,不同時期農業地質的內涵不盡相同。
生態地球化學(ecological geochemistry)一詞1988年首次被使用。國內生態地球化學術語2004年才明確提出,其結合生態學觀點和方法提出了更符合我國實際的生態地球化學概念。生態地球化學是依據地球化學循環理論,採取多目標區域地球化學調查方法和地球系統評價技術路線,研究元素地球化學分布、分配狀態與生態環境之間關系的科學。楊忠芳等在此基礎上將生態地球化學概念更具體化,認為生態地球化學是研究生態系統中化學元素及化合物地球化學分布、分配特徵及遷移轉化規律,並對其所產生的生態效應進行評價與預測的一門科學,是生態學與地球化學相結合的產物。目前它主要包括多目標區域地球化學調查與區域生態地球化學評價兩個方面或兩個層次的工作內容。
農業地質調查評價是多目標區域地球化學調查評價的重要內容之一。地球化學調查研究本是地學范疇的問題,但是當大量重金屬元素被糧食、蔬菜、水產品等吸收,影響到農業土壤、農產品安全和綠色基地建立,即轉化成為農業問題。所以,近年來我國多目標區域地球化學調查評價工作主要集中在農業地質的調查評價方面。
2.主要研究內容
大農業(農、林、牧、漁)發展受到光、熱、水、土、氣、肥等自然生產要素的嚴重製約,而構造、地層、岩石、地形地貌等地質環境條件是決定或影響農業生態環境的重要因素。農業地質調查就是要摸清地質、地球化學特徵的空間分布及分異特徵,掌握地質背景與農業生態環境要素間的作用關系和影響模式,從而為土地等農業自然資源的科學合理利用和農業生產發展規劃服務。
多數學者認為,農業地質學是地質學的一個分支學科,它的研究領域涉及土壤成因與特徵,礦產肥料種類與儲存狀況,以及地下水行為與特徵,但在實際研究和應用過程中已遠遠超出這一范圍。從農業地質的研究歷史來看,農業地質背景、土壤地球化學、水文地質和水環境化學、農業生態環境是農業地質研究的中心任務。
近年來,生態地球化學調查成為我國農業地質調查的主體工作任務和核心研究內容,使農業地質發展成為以地質學、地球化學、土壤學、植物營養學、生態學、地方病學、生物工程學、環境工程學和信息技術等學科理論為基礎,以地質背景、生態地球化學研究為核心,綜合應用區域地球化學調查方法、現代分析測試技術、計算機、遙感、地理信息系統等技術手段,在系統調查與綜合研究的基礎上,通過農業地質環境評價與決策規劃直接指導農業種植結構調整、安全農產品生產、土壤改良與平衡施肥等農業生產,達到服務於國土資源可持續利用與保護、農業產業結構調整與優化、保障和提高農產品產量、質量及其食用安全性、提升國家或區域數字化建設、國土資源宏觀決策水平的目的。圍繞上述目標,近些年的農業地質調查主要集中在以下3個方面。
1)農業地質背景調查是農業地質研究的基本內容。農業地質背景是指一定區域內對大農業生產和發展有著一定影響或作用的各種地質組成(特徵)及有關地質作用的綜合,涉及所有與農業生產和科研開發有關的地質特徵及問題。如形成土壤母岩的組成和特性、成土母質的來源和性質、區域地質體和構造特點、地球化學特異性、地下水的賦存及水文地質特性、地形地貌發育情況、地表地質作用等,它們是決定農作物種植適宜性的基本要素。
2)多目標區域地球化學調查是基礎性工作,系統採集具有代表性的土壤地球化學樣品及水地球化學樣品,利用大型精密儀器測定樣品中數十種無機和有機地球化學指標,編制有關地球化學圖件,查明元素地球化學分布、分配特徵,對發現的有關重要元素地球化學異常進行查證,為資源、環境、農業、生態等多個領域提供基礎資料。
3)根據區域地球化學調查獲取的大流域或經濟區帶內元素和化合物分布分配特徵及元素異常,追蹤異常元素及有機污染物的來源、成因特徵;查明異常元素及有機污染物的遷移途徑、輸入輸出總量和速率;研究土壤-植物間元素地球化學循環與制約農作物生長和品質的元素含量及其賦存狀態;對異常元素及有機污染物的變化趨勢進行風險預測、危害趨勢預警;對已污染的生態系統提出治理、修復和監測建議。
二、國內外研究現狀及進展
地質和農業是兩門古老的學科,各有其自身的內涵和發展軌跡。隨著研究的深入和學科的發展,土壤作為兩個學科共同的研究對象,架起了地質與農業融合的橋梁。隨著全球人口數量的急劇增長,糧食不足、資源大量消耗、環境日趨惡化等問題日益突出,各國地質工作者進行了多方面的探索,也促進了農業地質的萌生與發展。
1.國外農業地質研究進展
「農業地質」(agro-geology)一詞最早是由德國學者法魯(F.A.Fellow)和李希霍芬(F.V.Richthofen)於19世紀中葉提出的,沒有明確的定義,只是用於解釋岩石風化與土壤的形成關系。20世紀初國際地質學界廣泛注意了農業地質研究,曾在歐洲召開過多次國際性會議。1907年匈牙利皇家科學院地質研究所建立了世界上第一個從事農業地質研究的機構——農業地質部,該機構把土壤地質調查、填圖和土壤成因與分類作為主攻方向。
20世紀的前50年時間里,先後有英美的地質學家著書講授農業地質學,如1916年英國劍橋大學R.H.Rastll出版的《農業地質》、1946年美國路易斯安那州立大學F.V.Emeison出版的《農業地質學》。這兩本書的初衷都是給從事農業研究的人員介紹地質學的知識,如岩石、礦物、構造等。這些都說明當時的農業地質主要是地質學的知識和認識滲透於土壤研究或直接服務於農業。
20世紀20年代美國地理學家H.H.巴羅斯明確提出地理學就是人類生態學,促進了人地關系研究;20世紀30年代,K.Troll首次提出了「地質生態學」這一術語,現在一般把這一概念理解為研究作為環境系統構成部分和生物圈的物質基礎的地質圈及其內在自然與人類活動成因因素影響下所發生變化的科學。區域生態地質調查工作以俄羅斯(蘇聯)做得比較系統,已經完成了俄羅斯全境內14張1:500萬生態地質圖。20世紀50年代後,隨著世界人口、資源、環境矛盾的日益突出,環境地質學(Betzf,1962)逐漸興起,相當多的農業地質問題被列入環境地質的范疇。20世紀60年代初,英國以J.Webb為首的地球化學家對北愛爾蘭、英格蘭和威爾士的水系沉積物進行了系統的地球化學測量,編制了主要元素和一些微量元素圖並分析了它們對人類、動物、植物的影響。1969~1971年,美國在密蘇里州進行了地球化學調查,目的是為流行病學家提供研究地球化學環境與人類健康之間關系的基礎資料。直到1972年,美國地質調查所為了統一學科概念,將農業地質解釋為應用於農業需要的地質學,勘查土壤的成因和成分、肥料礦產、地下水分布及特徵等,屬於應用地質學范疇。目前,在國外農業地質通常被解釋為「服務於農業的地質學」。
20世紀70年代初期,蘇聯對稀有元素礦物學、地球化學和結晶化學研究所對生態地球化學理論、方法及應用問題都做了一些有益探索。在西北地區進行了廣泛的農業地球化學調查,為農業土壤的改良、土壤肥力的提高及農作物產量的增加與環境保護等多方面提供了可靠資料。20世紀90年代以來,隨著快速精確的儀器分析方法和「3S」技術的迅速發展,勘查地球化學在國際上正不斷拓寬應用領域,俄羅斯等國開展了以生態環境評價、土地合理使用、成礦預測等研究內容為一體的區域地球化學環境的調查和評價,美國、加拿大、日本、德國、義大利、芬蘭、比利時、瑞典、印度、波蘭、捷克、立陶宛、越南、印度尼西亞、韓國、羅馬尼亞、蘇門答臘、肯亞和玻利維亞等國家針對各自不同的問題,也廣泛開展了區域地球化學環境的調查與研究。
2.國內農業地質研究進展
我國農業地質思想由來已久,古代就對生物與環境的統一有較深刻的認識。早在周代《考工記》中就有「橘生淮南則為橘,生於淮北則為枳,葉徒相似,其實味不同,所以然者何?地氣使然也」,可見早在2500年前,中國人民就認識到果樹與土壤的生態關系;王象晉的《群芳譜》(1621)有「地不厭高,土肥為上,鋤不厭數,土松為良」的記載,是我國古代先民對農業與地質環境關系的一種最樸素的認識。但是,將作物與環境的關系作為一門學科來研究,歷史不過百年,這就是後來的農業地質學。
我國地質與農業的結合,也是從地質學指導下的土壤學研究和某些農用礦產調查開始的。隨著農業地質的迅速發展,農業地質的概念含義和研究內容不斷拓展,不同時期農業地質的內涵不盡相同。新中國成立以前,地質為農業服務主要側重於農業經營和農學中所遇到的地質問題,例如,通過研究使數十種非傳統農用礦物岩石尤其是磷、鉀、硫礦等礦物肥料在農業生產的各個領域得到廣泛應用,可作為土壤改良劑、飼料添加劑、肥料、復合肥料、畜牧漁業場圈乾燥與除臭劑、農葯載體、魚池凈化劑等;20世紀50年代以後,我國農業地質工作取得了長足的發展,主要可劃分為4個階段。
第一階段:20世紀50~70年代,農業地質工作主要集中在為農業服務的區域地質、區域水文地質、農葯農肥礦產勘查等傳統領域。新中國成立之初,糧食問題一直是困擾國家安全和生存的大問題。在「有收無收在於水,收多收少在於肥」的思想指導下,地質部門開展了鉀礦、磷礦的調查與勘探工作,在北方半乾旱、乾旱地區開展了農田供水勘查、土壤侵蝕和鹽鹼化改良研究等工作。20世紀60~70年代完成1:5萬和1:10萬農田供水水文地質勘查累計約130×104km2。
第二階段:20世紀80年代,以地層、岩石和地貌等背景條件為研究對象的農業地質背景研究,探討不同地質背景下優、劣勢特產農作物及其與某些元素的關系,認識到地質背景條件是影響農業生產的重要因素。在此期間地質礦產部或地方政府多次部署開展了以研究農業地質背景與名優特產為主的農業地質工作,以及新型礦物肥料和礦物飼料的勘查與開發研究。主要有山東肥城桃,平陰玫瑰、山東煙草、泰山(東北麓)板栗,四川柑橘,涪陵榨菜,河北省滄州金絲小棗,廣西荔枝,柳州甘蔗及南寧的香蕉等等,項目取得了豐富的成果,積累了大量數據資料,總結了不少理論認識,利用這些數據資料和規律,尋找或發現了許多新的農林優勢區,擴大了種植,也極大地促進了地方經濟的發展。1988年,地質礦產部向國務院報告了關於開展地質為農業服務的工作,掀起了農業地質的第一次高潮。20世紀80年代以後,我國1:20萬區域化探掃面資料開始應用於環境地球化學領域,研究了Zn,Cu,Co,Mo,B等在不同地區的含量與作物產量的對應關系,尋找產生生物生長缺陷和低產的原因,總結提出當地某些元素與相應作物生長的正常、過量或缺乏的閾值。類似的研究為微肥配製與田間投放提供了基礎依據,有力地促進了當地中低產田及草場的改造。
第三階段:20世紀90年代,生態農業地質學成為研究熱點;近10年來,生態地球化學的引入使農業地質工作進入了一個全新的快速發展的歷史時期。進入20世紀90年代,「農業地質」已經演化成「農業生態地質」。「農業生態地質學」已經不是早期的「農業地質學」的概念了,已經形成了一個邊緣學科的雛形。1992年,中國地質學會成立了農業地質專業委員會。農業地質專業委員會向國際第30屆地質大會介紹了我國農業生態地質研究的最新成果,受到國際同行的關注。「九五」期間,地質礦產部在傳統區域地質調查工作中增加了1:5萬生態地質調查試點和1:5萬農業生態地質調查試點工作,如山東臨淄幅、青州幅1:5萬區域地質與農業生態地質調查試點項目,河北流常幅、龍華幅1:5萬農業生態地質調查試點項目等,都是地質部門為給農業區劃提供有效服務的工作。
第四階段:21世紀是農業地質發展的鼎盛階段。1999~2002年進行了珠江三角洲、江漢平原和成都平原多目標區域地球化學填圖試點工作並取得了一系列重大發現。在前期多目標區域地球化學調查經驗基礎上,從2001年開始,我國先後在中、東部地區的近20個省區200多萬平方千米的范圍內開展了以建設現代農業、推進農業經濟結構調整、健全農產品質量安全體系為主要內容的省、部合作多目標區域地球化學調查工作,在此基礎上重點對長江流域、黃河流域、沿海經濟帶、東北經濟區(即「一帶兩域一區」)等區域進行農業地質生態環境總體評價,掀起了農業地質工作的新高潮。
總的來說,過去30多年是我國農業地質研究的鼎盛時期,涌現了眾多的理論觀點,方法技術得到迅速發展,實踐應用取得巨大成就。20世紀80年代,李正積(1986)在《農業地質背景系統概論》中提出了「農業地質背景即農、林、牧、副、漁業等密切相關的地質體和地質營力作用的特殊綜合」。馮群耀(1991)在《大農業地質學》中提出了「大農業地質學是以地質學理論為基礎,結合農林等學科相關理論,研究大農業相關問題的邊緣學科」。兩者都強調了農業地質背景、礦物岩石及其地球化學成分與農業的關系。到了20世紀末期,成官文(1996)在《農業環境地質理論及其研究內容初探》中提出了「農業環境地質是一門研究農業地質環境及其環境中物質與能量在自然因素、人為因素作用下活化、遷移、轉化的變化規律和伴隨這種變化規律的生物效應,並通過人為作用和利用現代科學技術對農業地質環境實施時空優化、因素流動和物料平衡,使農業經濟能持續發展、集約經營與科學管理的學科」。張宗祜(1997)提出了「農業生態地質是一門研究人-農業生產-地質環境整個系統的結構、功能及其相互作用的學科」。兩者把農業地質的研究范圍擴大到生態環境領域,大大拓展了農業地質的應用前景和社會功能。
三、農業地質工作的發展趨勢
迄今為止,農業地質已走過了100多年的發展歷史。農業地質是從制約農業生產的客觀自然因素出發研究解決農業發展問題,目前側重於對農業地質背景及農業地質環境的研究及土壤的化學污染與防治、土壤地球化學、農業中的微量營養元素及土壤區劃等。隨著信息技術的發展和對生態環境要求的提高,農業地質研究需要把岩石圈、大氣圈、水圈、生物圈和社會圈緊密結合起來。農業地質科學的主要研究內容已擴展到國土資源的利用和管理、農業生產活動、農產品質量和食品安全、生態環境保護、區域經濟規劃、地方病和地質災害防治、可持續發展等眾多領域,體現了廣闊的發展前景。近年來,與農業地質有關的研究和發展趨勢可概括為如下幾個方面。
1.多部門協同作戰成為農業地質發展趨勢
長期以來地球化學、環境化學、土壤化學、植物營養學、環境生物學、毒理學、污染生態學、環境醫學等學科領域在農業生態環境中有毒有害物質的賦存形態、活化遷移、轉化循環、生物吸收累積機制、生物效應等一系列問題進行了大量基礎性研究,取得了大量理論研究成果,建立了理論方法體系,為農業生態環境的綜合評價提供了基礎理論依據。農業地質既是地礦系統拓寬學科研究,面向擴大服務領域的最好方向之一,又是農學部門結合地學知識,加深加快農業發展的新途徑。因此不同行業的科技人員協同作戰是必由之路。
2.系統研究特色農作物與生態條件之間的關系
農業地質背景是農作物特色品質形成的生態基礎條件之一,在實際生產、科研中必須通過綜合研究,獲得足夠的農業地質背景數據,系統地、完整地研究特色農作物品質與生態條件之間的關系,尋找起關鍵作用的地質背景因子,可以更准確地指導農業生產、促進相關學科的發展。為了更好地研究農業地質背景在農作物生產中的位置和作用,作者認為在以後的農業地質背景研究中,應該著重於以下幾個方面:首先,廣泛開展農業地質背景調查,綜合各種地質因素,研究特色農產品與農業地質背景因子之間的關系,揭示不同農業地質背景產區作物品質差異的原因;其次,在廣泛開展農業地質背景調查的基礎研究,對比分析優勢農產區與一般農產區的元素地球化學特徵和土壤適宜性;最後,隨著農業地質背景調查研究的深入,充分應用3S(GIS,GPS,RS)技術在農業地質背景調查研究中的作用,以避免人力、財力和時間的浪費,降低研究中數據的綜合、提取難度,並提高調查數據的准確性。
3.農業環境保護已成為世界各國共同關心的重大課題
工業化給人類生存環境帶來的種種影響和危害早已引起各國政府和科學家的普遍關注,針對工業化污染的研究相對成熟,許多國家和政府已頒布法令制止有害工業污染物的任意排放,使工業污染在一定程度上得到有效控制。相比之下,工業現代化對農業環境的負面影響到20世紀後半葉才引起人們的警覺,工業「三廢」及城市生活污染物排放、農業生產中農葯、化肥等化學品大量施用,是導致農業生態(地質)環境日益惡化,農產品質量下降的主要原因之一。目前,農業地質(生態)環境和農產品安全體系的構建已愈來愈被世界各國政府重視。許多國家尤其美國、英國、法國、德國、日本等西方發達國家相繼投入大量的人力和物力,對重金屬、硝酸鹽、農葯及持久性有機污染物(POPs)等在農業生態環境中的行為和影響開展了一系列基礎研究和應用研究,並建立專門機構,制定相應的法令法規,嚴格限制化學品在農產品生產領域的使用范圍和數量。同時,大力發展有機農業,走農業可持續發展之路。在大量基礎性、應用性研究的基礎上,實施了大規模的農業生態環境的實時性監測;生產過程式控制制技術的精準化、程序化及產品質量的即時性監測;印度等一些發展中國家也逐步認識到農業生態環境污染對農業可持續發展的負面影響,積極開展了相關內容的工作,加緊制定保護和改善農業生態(地質)環境、防治農產品污染的政策和技術措施,以適應經濟全球化趨勢和國際農產品一體化進程。
我國由於受到經濟、科技發展狀況等因素的限制,在農業生態地質環境方面的研究起步相對較晚。進入20世紀80年代以來,我國將其作為應用基礎研究的重要課題,先後對20多個省、自治區、直轄市的農業生態環境污染狀況進行了調查,在土壤地球化學背景值、污染物的農業生態地質環境效應、農業區劃布局等方面開展了一定程度的研究工作,並在有機氯農葯對農業生態系統的影響及作用規律,鎘、汞等重金屬及無機和有機污染物對農業生態系統的危害、遷移轉化機制與防治措施等方面取得了一定進展。進入「十五」期間,針對當前加強農產品安全管理的形勢及適應加入WTO的迫切需要,我國正借鑒發達國家的經驗,積極研究農業生態環境保護和防治、農產品安全生產過程式控制制等關鍵技術,並在我國首次將生態農業、食品安全技術等方面的研究列入「十五」科技攻關重大專項,研究和制定了《農田灌溉水質標准》等國家標准,將我國農產品(食品)安全納入《中國食物與營養發展綱要(2001~2010)》,以農業生態環境安全和食品安全為主線,開展科技攻關。
4.與農業地質相關的基礎性、應用性研究不斷深入
美國、英國等一些西方發達國家自20世紀60年代以來,相繼對重金屬、硝酸鹽、有機氯農葯等在農業生態環境和農產品中的污染現狀、發生規律、遷移富集過程、循環轉化機理及農產品質量安全控制策略和治理途徑等各個方面開展了一系列深入而廣泛的研究。
農業生產過程對環境的污染主要為面源污染,因其涉及面廣,過程、機理復雜,這方面研究相對滯後。國外對重金屬在土壤和植物中的遷移富集規律、氮磷水平及潛在的面源污染、有機氯等有機物污染、信息技術在農業面源污染調查與評價中的應用等進行了較為深入的研究,但相關研究目前基本上集中在畜牧業發達的地區,研究的土壤基本上為旱地,對濕地土壤和水田土壤的研究尚不足。
在農業信息系統開發方面,發達國家的信息高速公路正迅速伸向農村和農業,利用計算機技術、地理信息技術與網路技術集成優勢,在農業面源污染信息系統、生豬管理系統、名優果樹新品種、農業信息管理系統、畜禽飼料專家配方系統等方面的應用已經相當成熟,尤其以美國、日本、西歐為代表的發達國家在完成了農業工業化和農業機械化後已經進入農業信息化時代,建立了AGRIS,CABI,AGRICOLA等為主的三大著名國際農業資料庫及國家食品安全資料庫(National Food Safety Database);衛星數據傳輸系統已被農業生產者廣泛應用,使農業生產率得到大幅度提高。
5.農業地質評價方法技術研究方興未艾
長期以來,地質、農業、水利、環保、氣象等部門從不同專業角度出發,形成了岩、土、水、氣、生物等介質的調查和研究方法,制訂了相應的規范規定。但這些調查和研究工作多從部門與學科專業角度出發,調查研究的介質要素相對單一,分析測試指標較少,不少方法技術主要適用於局部性、專題性研究目標。與傳統的單學科研究、實驗室試驗、局部調查評價有所不同,農業地質環境調查是一項包括區域和局部多尺度、水土生物多介質、調查研究相結合、基礎性和應用性兼顧的復雜系統工程。岩土地質背景、氣候、植被、生物、地形條件等自然資源、環境條件及其質量狀況是影響農業生產的基本要素;需要有一套具有科學性、可操作性、實用性的評價方法技術體系予以支持。因此,近年來針對環境質量、污染程度的評價方法模型,特別是綜合考慮多環境要素,從生態系統角度出發的綜合評價體系研究,包括評價的框架思路、指標體系、標准依據、方法模型已成為當今生態環境科學的熱點研究課題。
Ⅷ 海洋中的資源除了石油生態化學空間動物植物礦物還有什麼其他資源
海洋是巨大的資源寶庫,除了海水中的化學資源和海底礦物資源外,還含有豐富的海洋生物資源和海洋動力資源。
Ⅸ 生態化學計量學特徵是用全n,全磷計算嗎
生態化學計量學是研究有機體所需的、並能影響生態系統生產力、營養循環以及食物網動態的各種元素(主要是碳、氮、磷)之間多重平衡的一種工具。
Ⅹ 生態化學修復
生態化學修復是集植物修復技術、微生物修復技術和化學修復技術為一體的綜合性技術。它是近年來新興發展起來的一種高新技術,被認為是21世紀解決土壤污染問題最有發展前景的技術,同時是生態修復理論研究領域的重點課題之一。生態化學修復的應用,是非常環保的一種手段,其最終產物是水、二氧化碳等不會造成二次污染的物質,由於其投資相對較低、應用范圍廣、操作簡便、處理效果好,在災毀土地生態修復中很容易被接受。