综上所述，人类要使生产与生活中所产生的固体废弃物减量化、资源化，对必须进入岩石圈的废弃物合理处置是保护资源与环境中的重要环节。
5.3.2土壤圈的合理利用与可持续发展
人类社会的经济要发展，农业是基础。显然，人类社会经济的可持续发展离不开农业的可持续发展，而农业的可持续发展是以对土壤圈资源与环境基本功能的保护与合理利用为前提条件的，其核心问题是土壤质量的高低与优劣。
1.土壤质量及其综合指标体系与评价方法
（1）土壤质量（Soil quality）的定义
土壤质量是“土壤在生态系统界面内维持生产、保障环境质量、促进动物和人类健康行为的能力”（Doram 和Parkin，1994）。“在自然或管理的生态系统边界内，土壤具有动植物生产持续性，保持与提高水、气质量以及支持人类健康与生活的能力”（美国土壤协会，1995）。
（2）土壤质量评价
①土壤质量评价的原则和依据
依据广义的土壤质量内涵，需要建立一个体现土壤诸功能的综合评价指标体系，以揭示自然或人工管理土壤生态系统界面内土壤质量变化的机理和规律。
这需要从土壤生态系统的组分、结构和功能，土壤的物理、化学和生物过程和性质，土壤利用与管理，土壤退化状态，及其时间和空间变化与变异等方面考察与研究土壤质量。因而，土壤质量综合评价指标体系也应包括这些方面的指标与参数。
②土壤质量综合评价指标体系的选择与确定
土壤质量指标参数的选择，至少要考虑到它的代表性（一个指标参数能代表大部分或反映土壤质量某一方面的重要功能）、灵敏性（能指示土壤生态系统的功能与行为变化）、通用性（能运用不同土壤生态系统或时间与空间变化）和经济性（适用于现在的经济与技术条件）。土壤质量综合指标体系涉及以下内容。
（a）土壤持续生长能力指标。有机质、C／N比、可矿化氮、速效磷、速效钾、pH值、土壤结构、土壤质地、耕层厚度、至硬底的距离（厚度）与密度（或紧实度）、渗滤性、持水率、土壤排水性、土壤通气、温度。
（b）土壤环境质量与健康指标。土壤植物体中化学元素（与化合物）背景值（或本底值）、环境容量、环境标准、污染物的种类和含量、污染指数、作物生态效应、地表水污染物、地下水污染物。
（c）土壤生态质量指标。土壤生物活性（土壤微生物量与区系、土壤呼吸、磷酸活性、脲酶活性）、土壤动物种类与数量（节肢动物、蚯蚓）、种群丰富度、多样指数、优势性指数、均匀度指数。
（d）土壤退化状态质量指标。水土流失率（水土流失面积／总土地面积）、水土流失强度、水土流失治理率（水土流失治理面积／水土流失面积）、土壤荒漠化与沙化面积强度、土壤盐碱化和次盐碱化面积、土壤沼泽化面积、土壤酸化面积、非农用地面积等。
（e）影响土壤质量的自然与社会经济条件指标。气候、全球变暖、自然植被覆盖率、森林植被覆盖率、国民经济生产总值（GNP）、农林牧生产结构、人均土地占有量、人均耕地占有量、人口总量、“三废”治理率。
（3）土壤质量综合评价方法
由于土壤质量评价是一个多功能、多指标和多层次的复杂评价体系，因而它比较适用层次分析评价的方法。它主要是根据实际分别建立目标层、约束层、指标层和分指标层等层次分析系统，然后定量化地分析、对比与评定。
2.土壤圈可持续利用的途径与战略措施
（1）耕地土壤可持续利用特征
耕地土壤资源是人类农业生产的主要基地，也是人类活动影响土壤圈状态变化的最为集中的对象。耕地土壤资源质量提高与可持续利用，是实现粮食安全保障的基础。耕地土壤质量提高与可持续利用应体现在如下方面：
①能够提高或保持土壤资源的肥力或生产潜力的可持续性。
②经济效益的可持续性，即耕地土壤的利用管理系统不但可使其投入／产出比没有负增长，而且它的产出水平和收益能够持续大于或等于它的历史平均值。
更主要的是，要维持耕地土壤资源的生产能力基础，保障后代的可持续性发展。
③耕地土壤利用管理系统是否为可持续性的，还要评价土壤利用系统产生的环境效应。土壤利用系统产生的区域总体环境效应如果是负的则是是不可持续的。
④耕地土壤资源的面积的总量、质量与人口增长之间应该是动态平衡的。如果非农用地占用耕地土壤面积增加，耕地面积减少，就必然导致单位耕地面积压力加大，甚至超过土壤资源承载力，这就不是可持续作用。
（2）耕地土壤可持续利用的途径与措施
提高与保持土壤肥力是提高土壤质量，实现耕地土壤可持续利用的基础。在合理旱作耕作制度条件下，旱地土壤肥力演变规律主要表现为：耕层氧分含量不断丰富，有害物质被不断淋洗，影响水肥运行的土体构型不断得到改善，水肥协调促进土壤基础肥力水平不断提高。
水耕人为土（水稻土）是在水耕条件下人为定向培育而成的人为土壤。水耕人为土的肥力演变规律十分清晰，不同自然土壤类型起源的水耕人为土的剖面发育与耕层养分含量均逐步接近，殊途同归，形成以耕作层-犁底层-渗育层-潴育层为主体的剖面特征，耕层有机质含量为18～30g／kg。随着土壤肥力的演变，耕作轮作制要发生相应的改变。在改种水稻初期和培肥初始阶段，往往只能种耐脊的水稻品种；随着培肥改土措施的加强，土壤不断向肥沃阶段演变，水稻品种逐步更替，地力的增长为高产良种增产潜力的发挥打下基础；到进入肥力演变的肥沃水耕人为阶段，在水热条件大体一致的情况下，耕层中养分含量及其协调程度、适应品种均相同。有研究说明，作物所需的养分一半以上需土壤养分库供应，土壤对作物养分贡献率越高，作物越容易高产稳产，并省肥，易达到高产优质低耗水平。
旱改水过程中土壤肥力演变过程为：第一，平整土地与发展灌溉系统等农田基本建设，使防涝抗旱能力增强。第二，旱改水之后，某些限制旱作物生长的土壤低产因素的障碍作用减轻、消失或者转变为有利。第三，旱改水后，有机质含量和有效磷、钾含量亦随之增长。
土壤培肥中发展有机农业，增施有机肥，有机肥料与化肥相结合的施肥制度曾被认为是重要的措施之一。但是随着农业可持续发展概念的提出，增长作物产量已不再是合理施肥的唯一目标。就遵循农业可持续发展的多方位目标的需要看，要对增长作物产量、提高产品品质、维护动物和人类健康、节约资源消耗、保护土壤和环境等多方面做出评价。有学者提出，要研究制订一套能满足各个目标方向、具有良好兼容性的施肥制度。
所谓节水农业，就是充分、经济地利用水资源（包括降水、地表水、土壤水和地下水），提高水分利用率，以获取最大经济效益的农业管理系统。节水农业包括水资源的合理分配（地区和时间上的）和充分利用、各种节水灌溉和提高灌溉效率的技术和方法、抗旱保墒耕作、非生产性蒸发损失控制、抗旱作物品种培育、节水栽培、作物水分利用率提高及与节水农业有关的土壤管理措施（施肥、耕作、轮作等），因而节水农业实际是一项适用于灌溉农业地区和非灌溉旱作农业地区的综合且复杂的技术与管理系统工程。
发展节水农业首先就要使总体水资源有效转化、合理调配与利用，这就必须“开源”与“节流”并重，如通过耕作管理，提高表土入渗率，增加土壤水和浅层地下水库容；有条件的地方，要因地制宜地修筑人工池塘与水库，截留地表径流，发展局部地区灌溉。第二，要实行节水种植和水分分区管理。第三，要做到蓄水保墒，防止水土流失，减少水分的非生产性损失。第四，要通过水肥管理，提高水分利用率。
第五，要减少输水损失。第六，要采用先进的节水灌溉技术（如喷灌、滴灌、涌流灌溉、间歇灌溉等）。
3.土壤退化的防治途径与措施
水土流失与水土保持是土壤退化防止途径与措施研究中的重中之重。有学者提出，土壤侵蚀基础性研究，应不仅限于水土不再流失，控制泥沙入河，根本是在于研究侵蚀环境整体系统的整治。土壤侵蚀不仅是一个多重因子综合影响的过程，而且它的发生与发展会进一步形成特殊的侵蚀环境，如原为森林或森林草原的景观，就可能因土壤侵蚀逐渐演变退化成草原化乃至荒漠化脆弱生态的景观。侵蚀环境主要表现为土地切割破碎、自然植被退化、生物多样性消失、土壤质量急剧下降、水资源耗竭、生态系统功能削减、旱涝灾害加剧、自然景观发生演变等。
坡耕地土壤侵蚀过程是人为加速侵蚀的主要形式。中国坡耕地的土壤侵蚀有其自身发生发展的规律，但至今尚未正式建立适用中国坡耕地水土流失预报模型。
中国坡耕地，尤其黄土丘陵的坡耕地，不仅发生通常的溅蚀、片蚀、细沟侵蚀，而且形成了特殊的浅沟侵蚀，影响到沟谷侵蚀的发展。因此，黄土丘陵坡耕地的侵蚀功能，不仅标志了各个因子的侵蚀能量，还特别显示出各个因子之间及各种侵蚀方式相互连接成链状的加速作用的功能关系。我国学者称之为侵蚀链动能机制，并由此发展出由物理力学和侵蚀学相交叉形成的侵蚀力学。上述黄土高原研究揭示的坡、沟系统侵蚀链的动力机制，是设计配置调控降雨径流侵蚀与水土保持措施的重要理论依据。
（4）自然土壤资源的可持续利用与保护
指除耕地土壤外的其他尚未开发利用的各类自然土壤、森林土壤、草原土壤、湿地土壤、冻土、干旱土、盐碱土等的开发利用和保护。为了保护土壤圈的整体生态功能、环境功能，以及土壤的多样性，就需要建立特殊的具有生态、环境、土壤形成发育性或历史发生学方面有价值的土壤保护区。要以适度的针对土壤特性的开发利用为总原则。值得注意的是，2003年美国每日科学网站载文认为，土壤的多样性决定生物的多样性，珍稀的土壤会出产珍稀植物，而随着对自然土壤的开发、利用度的增加，包括珍稀土壤在内的自然土壤将逐渐减少，变为有消失可能的濒危土壤。濒危土壤的消失，也意味着依赖于该土壤的动植物的消失，从而影响生物的多样性。
（桂峰）
