环境土壤学-朱永官-revised

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1、环境土壤学与城市生物地球化学研究朱永官中国科学院城市环境研究所/生态环境研究中心ygzhu@iue.ac.cn环境土壤学2015年是联合国国际土壤年；土壤是最重要的自然资源之一：万物土中生-食物、纤维等；土壤是地球上生物多样性最丰富的栖息地-每克土壤>10亿个微生物，但99%未知；环境土壤学：环境土壤学是研究自然因素和人为条件下土壤环境质量变化、影响及其调控的一门学科，是一门新兴的综合性交叉学科，是土壤学和环境科学的重要组成部分(陈怀满，朱永官等，2010）。关键带科学的核心思想：耦合性，关联性和

2、综合性土壤是地球关键带的关键组成部分，土壤过程是控制地球关键带中物质、能量和信息循环的重要节点。Banwartetal.2011现代工业化和城市化导致土壤污染问题中国的土壤污染问题金属矿区和冶炼厂重污染地（含有毒废弃物堆放地）和周边农田：修复与安全利用；农产品安全；重污染工业场地（油田、化工和一些特殊场地等）以及地下水污染，特别是在快速城市化过程中；高强度集约化农业中农用化学品在土壤中残留；土壤污染修复与生物资源综合利用的问题（中国的人口与资源矛盾决定了生物能源发展需要走自己特色的道路）；废弃物综

3、合利用与土壤修复/污染控制的技术集成；土壤污染的生态风险（而不是毒理学）评价技术；土壤污染的健康风险评价技术；土壤污染：不再是土壤-“危险废弃物”不再是种农作物的土壤-污染场地还是在种农作物的土壤-农田污染土壤修复/土壤污染控制土壤中污染物的移动性大气-植物(人)表面水体地下水表面水体未来的地球城市化水平不断提高2007年底，全球进入城市化时代2011年底，中国进入城市化时代城市化与工业化城市与城郊的土壤学问题城市化不是孤立的-城郊：城市的米袋子和菜篮子城郊：也是城市污染物的排放地城市和城郊需

4、要统筹考虑城市化增加不透水面，影响区域水文过程城市化导致污染物的集中排放：污水、大气污染等环境污染LiGL，ZhuYGetal.,JIndustrialEcology,2012城市化导致营养元素生物地球化学循环受阻，污染环境城市化效应城市生物地球化学研究当前研究的热点：城市-城郊系统-直接与人类健康相关城市生物地球化学研究环境土壤学是核心内容之一：（城郊）土壤提供食物，消纳污染物，过滤水质，城市扬尘，人群暴露污染物；生物地球化学循环通量：温室气体等；城市代谢研究：把城市作为一个有机体（“吃喝拉撒”

5、）；资源回收：涉及-环境工程、生态工程和安全保障等问题。人是主要推动力城市土壤与人群健康城市土壤与城市绿地(greenspace)城市微生物与人群健康：人体微生物与健康密切相关，如调控机体免疫力等；城市居民缺乏与自然的接触（土壤-植物），丢失过去的微生物“朋友”，影响健康Hanskietal.,PNAS2012城郊土壤污染可以通过食物链传递影响人类健康InorganicAsdistributioninricegrainfromdifferentregionsofChina.3%7%25%27%38

6、%LiGetal.,EnvironmentInternational,2011About3%ofmarketricefailedthenationalstandardMoreinmine-impactedareasRiceisthedominantinorganicarsenic(iAs)sourceforChinesepopulation,andtheestimatedcancerriskfromriceis25per10,000usingtheEPAexcessinternalcancersl

7、opeof3.67(mg/kgd-1)–Lietal.,EnvironIntl,2011城市生物地球化学-养分，磷，消失中的营养元素磷资源的缺乏是全球性的问题农田供磷不足影响粮食安全环境中磷过多导致水生态退化ElserJ.andBennettE.,Nature,2011城市化使食物中的氮磷大量输入到城市中，不能循环至农田，引起各种环境问题。国家战略：到2020年化肥零增长，因此有机物资源化必然之路面临的挑战：城市源有机肥带来的污染如何缓解？微生物和有机肥的相互作用如何影响土壤的生态服务？快速城市化

8、背景下如何修复破裂的生物地球化学循环是当前关键带科学研究的热点问题城郊是土壤生态系统服务冲突最激烈的区域，因此最需要在地球关键带科学的思想框架下来协调和权衡土壤生态系统服务-生产、水质净化、生物多样性和温室气体；城市有机物资源化将作为修复破裂的生物地球化学循环研究的切入点。土壤污染的风险评价微生物土壤动物植物生态风险-生态健康人体健康风险土壤污染的风险评价微生物土壤动物植物生态风险-生态健康人体健康风险物种相互作用-种群动态-生态系统稳定性/抵抗力ecologicalgenomic