我国土壤退化研究现状论文

环境，是我们要爱护的。爱护环境人人有则，现在我们身边的环境朝到了严重的破坏，人类没有保护好环境的教训其实自古就有。古代，经济比较发达的美索不达米亚、希腊、小亚细亚等地区，由于不合理的开垦和灌溉，后来成了不毛之地。黄河流域是中国古代文明的发祥地，由于滥伐森林，水上严重流失，造成水旱灾害频繁，土地日益贫瘠。保护环境的意识也并非现在才有，我国古代就有“不涸泽而渔，不焚林而猎”的朴素的保护自然环境的思想。今天，我们保护环境不仅要保护环境不受污染，而且要继承古代环境保护的思想，合理利用资源，以保证资源的永续利用。我们应该懂得解决环境问题的关键就是保护环境，而保护环境就是保护我们自己。总之，爱护身边的环境，少用一次性的餐具减少身边的“白色垃圾”，爱护环境从，我做起。

毕业论文谁来为生态环境保护买单 [1]2007-06-20 南京机场高速公路的绿化设计环境保护论文 [5]2007-06-20 “昆玉高速公路”生态景观走廊规划设计环境保护论文 [4]2007-06-19 大学生环境保护论文-土壤退化研究的进展与趋向 [36]2007-06-19 环境保护论文-西部大开发的环境忧思 [36]2007-06-09 挪威政府环境报告展望 [10]2007-06-09 评价可持续发展的新指标之一：GGDP [29]2007-06-09 中国自然保护区对生物多样性保护的贡献 [56]2007-06-09 从世界园林专业发展的三个阶段看中国园林专业所面临的挑战和机遇 [11]2007-06-09 中国自然保护区类型划分标准的研究 [6]2007-06-09 论城市景观生态过程与格局的连续性:以中山市为例 [10]2007-06-09 米草光合作用速率季节变化及其对初级生产的影响 [7]2007-06-09 试论自然环境资源有偿使用 [44]2007-06-09 风景资源评价的主要学派及方法 [3]2007-06-09 风能——21世纪人类理想的替代能源 [27]2007-06-09 论景观概念及其研究的发展 [5]2007-06-09 论利用经济手段加强自然资源开发的环境管理 [24]2007-06-09 美国的景观规划设计专业 [7]2007-06-09 气候变化关键科学问题的分析 [20]2007-06-09 森林公园在我国自然保护区系统中的地位 [8]2007-06-09 生物多样性保护的景观规划途径 [36]2007-06-09 论生态政治与政治生态化 [27]2007-06-09 我国乡镇企业的发展、环境问题及其对策研究 [25]2007-06-09 环境化学的回顾与展望 [28]2007-06-09 论环境标准为管理服务的内涵与层次 [7]2007-06-09 试论我国开展人体总暴露研究的必要性 [2]2007-06-09 国外环境风险评价的现状与趋势 [9]2007-06-09 工业污染源的标准化评价 [19]2007-06-09 废物最少化专家系统的设计 [6]2007-06-09 乡镇企业建设的战略形势与环境对策 [5]2007-06-09 澜沧江—湄公河水资源公平合理分配模式分析 [2]2007-06-09 深生态学：一种新环境价值理念 [19]2007-06-09 长江洪水与生态建设 [16]2007-06-09 从1998年大水看我国未来防洪减灾之路 [7]2007-06-09 环境伦理-环境教育的终极目标 [21]2007-06-09 西部大开发的环境忧思 [47]2007-06-09 土壤退化研究的进展与趋向 [17]2007-06-09 洞庭湖区灾后重建的流域生态管理学思考 [13]2007-06-09 我国北方的土地利用与沙漠化 [33]2007-06-09 环境保护、可持续发展与政府政策 [151]

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 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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：

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问这个问题的朋友你不要担心,现在我们从事艺术的人越来约多拉不要担心设施园艺现在发展研究情况一定会很有情景的~!

谈净土洁食问题“万物土中生，食以土为本”，土壤是人类生存的基本资源，是农业发展的重要基础。据统计，2000年世界粮食总产量约为22亿吨，其中我国粮食产量约5亿吨。这些粮食均是在全球17亿公顷（我国占 1．2亿公顷）耕种土壤上生产的。正是因为这些土壤能提供作物生长的养分和水分，也就是具有土壤“肥力”，才能使粮食获得稳定的产量，才能维系人类的生存和繁衍。然而，事物总有两面性，一方面，土壤中如果没有充分的养分和水分，没有“肥力”，就不可能使作物正常生长，更谈不上获得稳定的产量，而另一方面，土壤中的养分元素含量，对作物生长讲，经常是供需不平衡的，必须注意调节，特别是人们有意无意地向土壤中加入了不利于作物生长的各种“有害”元素，使土壤及水体发生污染，就会导致农产品品质恶化，影响人体健康。因此，土壤质量的好坏，直接关系到人类生存质量的好坏。当前我国农产品质量与安全问题，越来越引起社会广泛关注。引发农产品质量不良的因素，包括自然与人为两个方面，其中生态环境，即水、土、气、生等方面的污染，是导致农产品品质不良的重要根源。以往人们关注的是“蓝天、碧水”，认为只要天蓝，水碧，就能保证农业环境及其产品质量安全。岂不知，除了“蓝天、碧水”外，更重要的是保证土壤质量的安全，只有保证了“净土”、才能保证“洁食”，才能保证人类生命的健康与安全，最终才能保障整个社会的稳定与发展。相反，如果没有“净土”，土壤中的有害气体将影响大气，土壤中的有毒物质也会影响到水体，致使天不再蓝，水不再碧，即使天蓝、水碧，也会有毒害物质飘在空中，溶在水中，或进入土中。因此，对农产品质量安全而言，“净土、洁食”比“蓝天、碧水”更加重要，都是同等重要的战略性安全问题。土壤污染是农产品不安全的源头不洁净的土壤是指遭受不良物质污染的土壤。土壤污染包括重金属污染、农药和持久性有机化合物污染、化肥施用污染等多方面。随着人口增加及经济发展，我国面临的土壤环境安全问题越加突出。据统计，我国重金属污染的土壤面积达2000万公顷，占总耕地面积的1／6。因工业“三废”污染的农田近700万公顷，使粮食每年减产100亿公斤。其中，在一些污灌区土壤镉的污染超标面积，近20年来增加了14．6％，在东南地区，汞、砷、铜、锌等元素的超标面积占污染总面积的45．5％。有资料报道，华南地区有的城市有50％的农地遭受镉、砷、汞等有毒重金属和石油类的污染。长江三角洲地区有的城市有万亩连片农田受镉、铅、砷、铜、锌等多种重金属污染，致使10％的土壤基本丧失生产力，也曾发生千亩稻田受铜污染及水稻中毒事件，一些主要蔬菜基地土壤镉污染普遍，其中有的市郊大型设施蔬菜园艺场中，土壤中锌含量高达517毫克／千克，超标5倍之多。其次，我国农药总施用量达131．2万吨（成药），平均每亩施用931．3克，比发达国家高出一倍。特别是随着种植结构的改制，蔬菜和瓜果的播种面积大幅度增长，这些作物的农药用量可超过100公斤／公顷，甚至高达219公斤／公顷，较粮食作物高出1～2倍。农药施用后在土壤中的残留量为50％～60％，已经长期停用的六六六、滴滴涕目前在土壤中的可检出率仍然很高。据调查，一些名特优农副产品中，有机磷检出率100％，六六六检出率95％，超标2．4％。另在全国16个省的检查结果，蔬菜、水果中农药总检出率为20％～60％，总超标率为20％～45％；因蔬菜、水果农药残留引起人畜中毒死亡事件时有发生。据不完全统计，华南地区的中心城市自1997年至2001年共发生因蔬菜农药残留引发的食物中毒事件28起，中毒415人，个别地市高毒、高残留农药每年造成急性中毒5～7宗，受害人数约300人。类似的急性中毒事故在长江三角洲地区也有发生。值得注意的是，近年来沿海大部分地区的大田耕地土壤中持久性毒害物质大量积累，2000年太湖流域农田土壤中，15种多氯联苯同系物检出率为100％，六六六、滴滴涕超标率为28％和24％。令人不安的是，许多低浓度有毒污染物的影响是慢性的和长期的，可能长达数十年乃至数代人。第三，过量施用化肥也会造成土壤污染。90年代，全世界氮肥使用量为8000万吨氮，其中我国用量达1726吨氮，占世界用量的21．6％。我国耕地平均施用化肥氮量为224．8公斤／公顷，其中有17个省的平均施用量超过了国际公认的上限225公斤／公顷，有4个省达到了400公斤／公顷。据31个省、市、自治区的调查，目前在农业结构改制后的蔬菜、瓜果地里，单季作物化肥（折合纯养分）用量通常可达569～2000公斤／公顷以上，如一些蔬果种植大县的化肥平均用量已达1146公斤／公顷；滇池区蔬菜花卉基地，一季作物氮磷肥用量（纯养分）达687公斤／公顷，最高可达3300公斤／公顷；其化肥用量远高于全国平均水平（390公斤／公顷），较之世界用化肥首户的荷兰还高出一倍多；每年农田使用化肥氮进入环境的氮素达1000万吨左右，有些地区饮用水及农产品中，硝态氮和亚硝态氮的含量均明显超标。2000年下半年，华南地区有的城市监测到菜地土壤硝酸盐含量超标率为33．1％；据中国农科院对某地32种主要蔬菜调查，蔬菜硝酸盐含量比80年代初增加了1～4倍，其中有17种蔬菜硝酸盐含量超过欧盟提出的最低量标准；2001年长江三角洲的个别省份农产品出口由于监测不合格而损失数亿美元。综上所述，近年来我国的土壤污染正在向不同尺度的区域性发展，并对各种农产品品质产生严重影响。特别是我国东南沿海经济快速发展地区，土壤及环境污染问题严重。主要表现为：1．持久性微量毒害污染物已成为新的、长期潜在的区域性土、水环境污染问题；2．大气中有害气体细粒子和痕量毒害污染物构成了土壤与大气的复合污染，城市光化学烟雾频繁并加重；3．农田与菜地土壤受农药／重金属等污染突出，硝酸盐积累显著，已严重影响农产品安全质量及其市场竞争力；4．珠江三角洲和太湖流域土壤和沉积物中有机氯农药残留普遍，已发现一些多环芳烃和多氯联苯等有害污染物的潜在高风险区。造成如此严重的污染，除了自然原因外，人为活动是产生土壤与环境污染的主要原因，尤其是近20年来，随着工业化、城市化、农业集约化的快速发展，人们对农业资源高强度的开发利用，使大量未经处理的固体废弃物向农田转移，过量的化肥与农药大量在土壤与水体中残留，造成我国大面积农田土壤环境发生显性或潜性污染，成为影响我国农业与社会经济可持续发展的严重问题。应当指出，由于土壤污染具有隐蔽性，潜伏性和长期性，其严重后果仅能通过食物给动物和人类健康造成危害，因而不易被人们察觉。因此，改善生态环境，保护土壤质量，控制与修复土壤污染，才能实现农业安全，保证人畜健康。值得商榷的几种认识针对当前农产品质量安全问题，社会上有各种提法。如�建立“无公害农业”、“绿色农业”、“有机农业”、“绿色食品”、“生态农业”等。的确，21世纪的农业应该建立以“生态农业”为标志的现代化农业，但生态农业并不等于或不能完全保证农产品是安全的。如果不能从本质上实施生态农业的基本原则，杜绝有害物质的介入，不能通过整个农业生产体系与全程质量控制来保证农产品质量安全，则上述的这些提法均是无济于事的。下面就相关问题进行商榷。1．“有机”不能替代“无机”，有机肥并非是最“洁净”的人们一般认为有机肥培肥土壤是最安全的。这种认识是不全面的。第一，农业增产的实践证明，1公斤化肥，可增产5公斤～10公斤粮食。我国粮食的增产，有30％～35％是靠施用化肥取得的，化肥的贡献不容忽视。正确地说，化肥和有机肥的配合施用才是最有效的增产措施。第二，从对环境的污染看，无论是化肥还是有机肥，只要施用不当，均会出现污染。过量施用化肥是有害的，但有机肥若用量过大，腐熟不全，施用季节不当，也会对水圈、生物圈与大气圈产生污染。特别应注意的是，当前农村中的有机肥有不少是来自含化学激素或重金属等饲料饲养的畜禽排泄物，不少企业制造的商品有机肥的原料也不纯净。因此，有机肥也会变成引发土壤污染的根源。第三，目前社会上提出的“无公害”、“绿色”、“有机食品”以及A级、AA级“绿色食品”等，是以不使用或少用化学合成物质（化肥、农药、食品添加剂等）为主要标准的，其中以有机食品为最高等级。然而，这些标准还有待于国家对土壤与农产品质量标准与监测体系全面建立和完善后才能真正做到。对此，我们必须要有清醒的认识。2． “无土栽培”不能代替“净土”种植随着农业经济的不断发展，各地已广泛建立了农业科技示范园或基地，并以高度集约的方式，进行无土栽培，取得了可喜的成绩，解决了部分城市的蔬菜、瓜果供给，获得了很好的经济、社会效益。但从国家的粮食总体需求来看，至少在近阶段（几十年甚至几个世纪）仍然不能取代广阔的农业耕地。因此，必须在发展无土栽培蔬菜、瓜果的同时，继续强化全国耕地土壤肥力的培育与土壤污染防治，用“净土”生产粮食，造福于人民。3．目前的“生态农业”并非等于安全农业所谓“生态农业”是以生态理论为基础，以现代生态农业技术为手段，以农业可持续发展为核心，通过农业与环境，生态与经济的平衡，达到农业安全与人类健康的最终目标。在建设生态农业过程中，必须注意贯彻生态学原理，做到生态系统的良性循环，保持系统功能的稳定性与持续性；将农业安全与人类健康列为首位，建立多层次的持续高效的农业生态系统，并按区域特点建立生态区域模式。从而使现代生态农业在促进地区与国家经济发展方面起重要推动作用。生态农业是综合复杂的系统工程，需要与国家及地区的农业现代化建设相结合，核心是农业安全与人类健康。其中土壤与环境质量是农业生态工程的重要内容。这是一项需要投入实力，坚持不懈，科学实施的宏大工程。而目前多数地方多只是停留在口号和概念上，尤其不注意农业安全与人类健康。大家应对此有清醒认识。4．“净土”不等于“洁食”的确，洁净的土壤只是生产质量安全农产品的基本保证。事实上，洁净基地生产出的清洁农产品，还需经过储存、运输、深加工、市场流通直至餐桌等诸多过程。只有经过了这些全过程质量控制，最后到达餐桌仍是清洁的，才算农产品的真正安全。因此，在农业安全生产中，除了从防治土壤污染这个源头抓起外，还必须注意防治产地环境、生产过程、流通环节中所产生的污染问题，并通过建立与制定国家与地方一系列的农产品规范，完善质量认证、监测、管理、法制等体系建设，严格控制农产品的“全程清洁”生产，才能使农业安全得到可靠保障。保护和治理土壤与环境质量的建议1．开展全国土壤质量本底调查，建立全国土壤质量监测网络，为实现农产品的安全生产提供保障我国土壤资源丰富，土壤类型复杂多样，不同利用方式、不同投入水平、不同管理模式均对土壤质量产生影响。虽然已经进行过两次全国性的土壤普查，但最近的一次已经过去了20多年，当时所获得的有关土壤环境质量的信息甚少，不能满足当今农业生产，特别是农产品质量安全生产的需要。如最近在太湖地区进行的土壤质量调查，其结果表明土壤质量的空间变异很大，环境质量状况令人担忧。如果不全面摸清各地土壤质量本底情况，针对不同质量土壤进行农业清洁生产，就根本不能保障农产品的质量安全。因此，在全国范围内进行土壤质量的本底调查十分紧迫。目前，国家有关部门也正在推动全国性的与土壤质量有关的调查，如国土资源部的农业环境地球化学调查；国家环境保护总局的土壤污染调查；农业部的耕地质量调查与评价以及中国科学院的土壤质量研究等。但从目前的进展来看，各部门的侧重点均有所不同，缺乏必要的统一与整合，造成工作重复和资源浪费。因此，建议国务院组织、协调有关部门，加强资源和技术的整合，逐步、分区、分阶段地开展基于农产品质量安全的全国性耕地土壤环境质量调查与评价工作，并建立长期的动态监测体系。2．尽快修订土壤环境质量标准，加强土壤有机与激素类污染物质的监测和研究，并尽快与国际接轨目前，就农业生产中污染物而言，FAO（联合国粮农组织）迄今已公布了相关限制标准共2522项，美国则多达4000多项，其它发达国家的控制标准达数百项甚至上千项，而我国农产品质量标准中仅涉及62种化学污染物，所颁布的无公害农产品标准中，也仅规定了农药残留、重金属和硝酸盐含量控制标准，这与发达国家的限制标准不相适应。此外，美国、德国、英国、荷兰等西方国家对PCBs（多氯联苯）、PAHs（多环芳烃）、PCDD／PCDFs（二恶英类）等与人体健康威胁最大的有机污染物（环境激素）也制订了有关的质量控制标准。而我国新近颁布的无公害农产品产地土壤环境质量标准仍是引用现行土壤环境质量标准，且重金属仅限5种，农药仅限六六六和滴滴涕，其它有机污染物未涉及。因此，建议加强土壤中环境激素类物质的监测和研究，尽快修订有关土壤环境质量标准和农产品质量标准，尽快与国际接轨。3．大力开展农业清洁生产，加强土地质量保护和修复的研究开展农业清洁生产是解决农产品品质的根本措施。据江苏的经验，必须在摸清土壤与环境质量本底，抓好“净土”这个源头的基础上，选好主要农产品，明确技术规程，通过试验示范抓好并建立五大体系，即农产品质量安全生产技术规范体系；农产品质量安全标准体系；农产品质量安全监管监测与认证体系；质量安全农产品管理与市场信息体系；农产品质量安全法规与执法体系。对大面积遭受污染的土壤，必须开发行之有效的污染土壤修复技术，并对有关环境技术基础与原理，如土壤污染形成机制与农产品质量安全措施；持久性微量毒害物的环境行为、生态毒理及人体健康危害；污染土壤、地表水和地下水的环境生物修复；农业面源污染及水体富营养化的修复过程与机理；痕量气体污染、细粒子污染及酸雨的形成、危害机制与防治等进行深入研究，以恢复和提高其土壤与环境质量水平。与此同时，应发展具有我国自主知识产权的环保技术与产业。此外，应将生态环境资产损失计入生产成本，以绿色GDP指标来衡量和考核地区经济发展成就。4．制订土地质量修复和保护规划，加强规模化和标准化农产品生产示范基地的建设应利用土壤环境质量调查与评价的结果，制订土地质量修复和保护规划，包括质量安全农产品发展的生产基地布局、结构调整、污染防治、污染土壤修复、农业清洁生产规划等，加强污染土地整治与修复的资金投入。同时在长江三角洲、珠江三角洲、胶东半岛、京津塘和东北等地区进行规模化和标准化农产品生产示范基地建设，逐步在全国建成一批安全、优质（营养、保健）、特色农产品生产基地，不断提升市场竞争力和出口创汇能力。此外，应加强环保法规建设，健全管理体制和机制，制定更严格的环境标准。在保证国家现行环境法规的基础上，制定区域性新法规。在控制农业和农村面源污染的工作中，重点应该包括制定合理的土壤质量保护条例、湖泊和近海养殖规划，实施规模化畜禽养殖和生态养殖，建设农村集中居住社区和污水废物集中处理，合理使用有机肥，推广使用绿色农药，推广精准施肥技术，严禁使用高毒、高残留农药等。重视土壤、水体和大气持久性有毒物质及其长期危害效应的监测。5．加强土壤与环境质量的宣传与科普工作，进一步提高全民生态环保意识农田土壤环境质量的不断恶化，必将严重影响到我国农田生态系统的生物多样性、食物链安全、人体健康和经济、社会的可持续发展，也必将影响到我国农业在世界上的地位和命运。因此，土壤环境质量的健康和安全是我国农产品质量安全及人民健康安全的重要基础，也是我国人口－资源－环境－经济－社会协调、可持续发展的根本保证。要大力开展土壤与环境质量的宣传与科普工作，让全社会都知道只有“净土”才有“洁食”，只有“洁食”才能“健康”，只有“健康”才能“稳定”，只有“稳定”才能保证全社会的“可持续发展”。可见，“净土、洁食”与“蓝天、碧水”是同等重要的国家生态与环境安全发展的长远战略。因此，我们建议国家要像治理沙尘暴，治理长江、黄河与水土保持一样，刻不容缓地对待和解决我国当前面临的土壤与环境污染问题。希望全社会共同努力，使我们的天空更蓝，水更清，土壤更洁净，食物更安全。

设施园艺的发展现状及对策现代化园艺设施应用先进的科学技术，采用连续生产方式提高土地产出率、劳动生产率和社会、经济效率，高效、均衡地生产各种园艺产品。它可以不受地点和气候的影响，四季稳定生产，在寒冷地带、沙漠地带，甚至在宇宙空间和地下空间也能提供新鲜的植物，有效地改善了农业生态、生产条件，促进农业资源的合理利用和科学开发。一、设施园艺的发展方间现在世界各国的设施园艺发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。像园艺强国的荷兰，以先进的鲜花生产著称于世，玻璃温室全部由计算机操作。其设施园艺生产具有以下特点：实行集约化、专业化生产，一般一个农户只生产一种蔬菜，温室生产集中在西部冬暖夏凉的沿海地区，且运输方便，产品可迅速销运；实行无公害生产，以生物防治为主、减少农药及激素的使用、营养液循环包括废弃物的再利用等，只在有限范围内使用没有毒害的化学药品，使产品没有污染，生产过程也不对周边环境造成污染。面对世界范围的竞争，荷兰的园艺设施产业通过利用最新技术，创造出最理想的环境和栽培方法，通过有效的管理和质量控制，使整个生产、供应过程的各个环节达到完美的结合，生产出高质量、低成本的产品，使其园艺产品在竞争中处于优势。设施园艺栽培技术在日本得到普遍应用，如在鸟取县的沙漠地带进行塑料大棚的蔬菜种植，取得了良好的效果。在播种、间苗、运苗、灌水、喷药等作业的自动化、无人化方面进行了大量的研究。其特点主要表现在： 1.生态环境因素控制自动化生态环境因素控制自动化的主要内容是温、湿度的自动调节，灌水量、水温自动调节，CO2施肥自动调节，温室通风换气自动调节等。通过控制各种相应的操作设备来控制上述内容，以达到给作物创造最佳生长环境的目的。对环境影响因素采用的控制方法一般有两种：（1）单因子控制。这是对温度、湿度。光照和CO2浓度等进行单独控制的方法，其中主要是控制温度，其次是湿度，包括空气湿度和土壤（或基质）的湿度。其局限性在于外界气候的变化随时影响到室内的小气候，靠人工指令随时进行相应改变是很难办到的。（2）多因素综合控制。这是80年代发展起来的利用计算机控制温室环境因素的方法，将各种作物不同生长发育阶段需要的适宜环境条件要求输入计算机程序，当某一环境因素发生改变时，其余因素自动做出相应修正或调整。一般以光照条件为始变因素，温度、湿度和CO2浓度为随变因素，使这4个主要环境因素随时处于最佳配合状态。 2.作业自动化温室设施栽培包括耕耘、育苗、定植、收获、包装等，作业种类多，像摘叶、防除、搬运等作业反复进行，需要投入大量的劳动力。又由于设施内高温、高湿等不良劳动环境，需要发展作业自动化。目前蔬菜、花卉和苗木生产的数量不断增加，育苗中移苗工作需要很多劳力，而人工成本不断上升，因此在发达国家发明了机器人移苗机。机器人还能根据光反射和折射原理，准确地测定植物需水量，从而进行灌溉的控制。为此，一些发达国家也进行了与此相关联的种苗的特性、优质种苗的选择方法、间苗方法等基础技术的研究。还进行了设施内多功能管理、搬运自动行走作业的研究。计算机的应用还为温室节能、施肥、经营管理提供了方便。二、中国设施园艺的现状中国的设施园艺近年来发展最为迅速，已成为农业产业化一个新的增长点。主要用于蔬菜、瓜果、花卉的生产，其中节能日光温室、普通日光温室和塑料大棚发展最快，传统加温温室由于能耗大，运营费用高，产量效益低下而发展缓慢。设施园艺是生物高新技术与工程技术结合的产物，而我国在这两方面与外国发达国家相比还存在距离，从而导致了我国设施园艺技术的总体水平长期徘徊在一个较低的水平。其主要表现在： 1.栽培作物单一，专用品种缺乏作为设施栽培的对象以蔬菜、西（甜）瓜和水果、花卉为主，且专用品种很少，所栽培品种多为露地品种搬到棚室中，自然限制了产量和品质的提高。不少地方引进欧美温室品系，但成本高，且在消费习惯上有差异。同时栽培种类单一，由此引起的一系列问题：如病虫害防治、轮作倒茬。盐分积累等难以解决，亟需选育耐寡光、耐低温、耐湿、耐病、耐热、单性结实良好的适于设施栽培的专用品种。 2.盲目引进，重硬轻软目前真正能形成规模生产能力的温室制造工厂较少，仅限于北京、上海等大城市。多数厂家不能生产内部的配套设备，不具备足够的市场竞争力，所以出现了到处引进的局面。由于从国外引进的大型温室多是在适应本地区生态条件的基础上设计制造的，虽然这些国家温室的外观和自动化程度优于国产温室，但从目前进口温室运营情况看，进口温室价格高、效益低、能耗大，且结构和种植技术亟待改进。引进温室大多只引进硬件很少考虑种植技术，实际上只有高度注意种植技术，生产出优质产品，在市场上卖个好价钱，才能收回投资并获得盈利，而目前引进的温室形式上好看，实际上效益低。 3.设施的配套水平低薄膜、网纱等覆盖材料品种少、质量差、寿命短、价格昂贵。国外的覆盖材料由于导入高新科技，发展很快，从20世纪50年代开发农用聚氯乙烯薄膜，发展为聚乙烯膜、寒冷纱、化纤网， 70年代又研究开发透光透气性齐备的无纺布，近年又研究开发成防尘无水滴长寿膜、光质选择膜，使用寿命延长至2～3年。最近又有半硬质或硬质，具有真空夹层的高科技塑料覆盖材料问世，较传统的玻璃等覆盖物，无论在透光性、保温性和使用寿命等方面都取得了突破性进展。 4.设施连作障碍严重土壤中病虫基数的积累、土壤次生盐渍等日益严重，土壤理化性劣变，根系自毒性分泌等相继出现，最终会导致产品质量的下降。目前一些地区采用的有机基质栽培技术较好地解决了这一问题，但这项技术目前还未得到广泛的应用。温室蔬菜连作障碍综合治理技术研究与产业化示范已被立为“十五”国家重点科技攻关项目。 5.绿色食品生产意识不强化肥、农药用量过多，存在不同程度的污染。很多无土栽培用化肥配制营养液来灌溉植物，用计算机控制温室环境和滴灌系统，虽然产量高、效益好，但产品硝酸盐含量高，不能进入有机食品或无污染食品序列；灌溉排出液硝酸盐含量超标，污染地下水，产品风味欠佳。以色列温室主要采用土壤栽培，全部用化肥配制营养液进行滴灌，几年以后必然产生土壤盐渍化，并污染地下水，产量也将逐渐下降。全国无土栽培除少部分基地采用有机生态型生产外，其余的如营养液膜系统、深液流系统、浮板毛管系统以及其他基质栽培系统，都是用化肥配制营养液来灌溉的，产品不能进入“绿色食品”系列。 6.环境调控技术亟待提高我国的大棚、日光温室栽培技术缺乏量化指标，经验色彩浓厚，科技含量不足，只能被动地保温、降温、遮阳、防雨，而不能主动地调节温、光、水、肥、气，这是限制设施栽培作物高产优质栽培的主要障碍。 7.经营管理意识亟需强化设施园艺是高投入、高出产、科技社会性密集型的集约农业，经营者要有较强的经营管理意识和广泛的专业知识，要根据市场需求从提高产品质量、降低成本等综合经营管理入手，增加经济效益。三、发展对策 1.研究开发设施栽培专用品种目前我国引入和推广的果蔬种类品种为数不少，如高档瓜类网纹甜瓜和光皮甜瓜，高档茄果类如樱桃番茄、蛋形茄子等。高档叶菜类如抱子甘蓝、紫色甘蓝、荷兰芹等，特种蔬菜类如食用芦荟、食用仙人掌等，观赏蔬菜如观赏甘蓝、观赏南瓜等。但由于宣传示范力度不够，使得生产者不知道该选择什么，另外引进的品种大多价格昂贵，也限制了普通生产者的应用。因此，我们必须因地制宜做好优良品种的引进筛选，同时应积极选育适合当地地理环境、温室栽培条件的品种。选育特性主要为耐寡光、耐低温、耐湿、耐病、耐热、单性结实良好及适于长季节栽培的设施专用品种。 2.采用有机生态型无土栽培技术指使用基质和有机固态肥并直接用水来灌溉作物的一种无土栽培技术。与土壤栽培相比，提高了作物的产量与品质，减少农药用量，产品洁净卫生，节水、节肥、省工、可利用非可耕地生产果蔬，并且可克服土壤栽培易出现的连作障碍，同时与无土栽培采用无机化肥配制营养液的生产方式相比，减少了产品中的硝酸盐含量，既符合绿色食品（AA级）生产要求，又减少了技术难度和生产成本，符合我国目前的国情。 3.发展高科技的设施环境调控技术及适宜的配套资材在覆盖材料问题上，尽可能选用防老化无滴多功能膜，大棚、日光温室的建设，至少要研究开发筒易的环控技术，如夏季设施内防止热蓄积、高湿度，改善通风排气设施的研制，设施内合理的排灌水装置和地面覆盖的调控；覆盖材料的揭盖机械，逐步从低级向高级发展环境调控农业工程。 4.综合经营和市场推动由于我国尚未健全完善的农产品市场机制，果蔬产品在品种间、季节间、品质间的差价还未充分体现出来，农村果蔬消费市场基本没有形成，造成设施内的高投入生产出的产品在市场上很难卖出相应的高价格。所以设施园艺的生产，单靠生产过程创造效益，很难获得满意的效果。积极获取市场信息，了解市场供求关系，预测市场前景，充分发挥市场经济作用，合理安排生产经营，使设施园艺生产走向持续稳定健康发展之路。

土壤源热泵研究现状论文

（英）、（美）、（德）、（瑞士）、öm（瑞典）

徐巍（译）郑克棪（校）

摘要：1995年在意大利佛罗伦萨举行的世界地热大会上，一篇论文引起了世界地热界对地热热泵增长状况的广泛关注。随着降低建筑能耗压力的增加，以及减少建筑物二氧化碳排放指标的提高，安装地热热泵的趋势正在逐渐兴起。应用地热热泵的国家数量也不断上升，其中一些国家并没有传统意义上的地热资源，但现在他们有了生气勃勃的地热热泵项目。另外，还有一些国家正在探索其应用潜力。从小的家庭安装到大功率的系统安装，各种型号的地热热泵都在增加。这篇文章主要对近10年这些高效率、长寿命、低污染的可再生能源系统的发展和安装进行评价。

1 介绍

地热热泵是世界上发展最快的可再生能源利用技术之一，在过去的10年里，大约30个国家平均增长速率达到10%。它主要的优点是可以利用平常的地温或地下水的温度（5～30℃）就可以运行，而这些资源全世界各个国家都可以获得。在1995年的佛罗伦萨世界地热大会上，人们尝试着总结了当时的这项技术状况和发展水平，到2005年，地热热泵已经进一步提升为新能源和可替代能源的重要角色。它们尤其已经被作为一种高效的可再生供热装置，而且更重要的是它们在减少二氧化碳方面得到认可。来自加拿大的一篇文章中提到：“当前在市场上不可能有任何其他的单项技术比地热热泵在减少温室气体排放和导致全球变暖效应方面的潜力更大。”这句话同当前流行的一种认识相一致：热泵作为供热装置可以减少全球6%以上的二氧化碳排放量，它是目前市场上可获得的减少二氧化碳排放量最大的单项技术之一。这样的说法正好适合当前提倡的把更多的注意转移到可再生热能的利用上来，就像现在提倡可再生电能一样。2005年9个欧洲组织和贸易协会共同提倡采用可再生能源进行供热和制冷的行动。三个主要的技术被提到：生物能、太阳能和地热能。过去10年已经进行的工作，说明正确设计的热泵系统，无论是对单孔安装还是多孔安装，都可以确保从地下汲取的热能是真正可再生和永久可持续的。最近，世界能源组织公布了多种可再生技术的生命周期分析，对于加热技术，地热热泵的生命期二氧化碳排放量是第二低，仅次于木屑。

在这篇文章里，我们简短介绍了地热热泵技术，提出当前流行的一些综合信息。读者会发现2005年世界地热大会论文集第14章收集了比以前大会论文集更多的关于地热热泵的论文，反映了它在世界范围内的快速增长。尽管地热热泵有比较高的应用潜力，但在一个国家或地区的优势条件取决于当地的经济生存能力、应用能力和增长率。我们介绍了几个不同地理区域和国家的发展情况。一些地区已经安装了很多的地热热泵，而且显示了不断增长的趋势，有些地区才刚刚开始。开发利用较好的国家有美国、北欧、瑞士、德国，尤其是瑞典。刚开始开发利用的国家包括英国和挪威。其他有大量装机的国家还有加拿大和奥地利，法国、荷兰也显示了比较快的增长速度。中国、日本、俄罗斯、英国、挪威、丹麦、爱尔兰、澳大利亚、波兰、罗马尼亚、土耳其、韩国、意大利、阿根廷、智利、伊朗等国开始意识到地热热泵技术。论文集第一部分里许多国家介绍了他们的开发利用状况。

2 装机

尽管许多国家都开始对热泵产生兴趣，但热泵的增长主要还是发生在美国和欧洲。据不完全统计，目前全世界范围内的装机容量可能接近10100MWt，年均利用的能量大约59000TJ（16470GWh）。实际安装的机组数量大约900000个。表1列举了地热热泵利用率最高的几个国家。

表1 利用地热热泵领先的国家

3 地热热泵系统

热泵系统利用相对不变的地下温度来为家庭、学校、政府和公共建筑供热、制冷和提供生活热水。输入少量的电能驱动压缩机后，可以产生相当于输入能量4倍的能量。这样的机器使热能从低温区流向高温区，实际上是一台能倒流的制冷机。“泵”说明已经做功，温差称为“抬升”，抬升越大，输入的能量越多。该项技术并不是一项新技术，1852年Lord Kelvin提出了这个概念，20世纪40年代Rober Webber修改成地热热泵，60、70年代获得商业推广。图1是典型的水-气型热泵系统。这样的热泵在北美应用很广泛，但在北欧家庭供暖市场主要利用水-水热泵。

热泵有两种基本的配置：土壤偶极系统（闭路系统）和地下水系统（开路系统），地下系统可以水平或垂直安装，取用井水或湖水。系统的选择依赖安装地点的土壤和岩石类型，能否经济施工水井或现场已有水井，还需场地条件。图2是这些系统的示意图。如前面的水-气型热泵所示，对于热水加热系统，家用热水交换器可以在夏天利用回灌的热量，冬天利用输出的热量来加热生活用水，水-水型热泵一般只能通过转换供热模式到生活热水模式，将输出温度提高到最大来加热生活热水。

图1a 制冷循环中的水-气型地热热泵

图1b 供暖循环中的水-气型地热热泵

图2a 密闭环路热泵系统

图2b 开放环路热泵系统

在土壤偶极系统里，一条封闭的管路被水平的或者垂直的埋在地下，防冻液通过塑料管循环，或者在冬天从地下获得热量，或者在夏天将热量灌入地下。开放环路系统利用地下水或湖水直接通过热交换器后灌入另一眼井（或者河渠、湖里，或者直接用于灌溉），主要按照当地法规执行。

其他种类的热泵系统正在兴起，如竖井和本次大会上提到的一种新类型。这些系统效率很高，但大多需要更加精细的水文地质信息和比闭路系统更加专业的设计。

热泵机组的效率在供暖模式通过运行系数COP来表示，在制冷模式下用能量效率比（EER）来表示，它是输出能量与输入能量（电能）之比，目前的设备基本在3和6之间变化。这样COP为4意味着输入每个单位的电能可以产生4个单位的热能。经过对比，空气源热泵的COP大约为2，取决于高峰供暖和制冷需要的备用电能。在欧洲，这个比率有时候作为“季节性运行参数”，即供暖季和制冷季的平均COP，同时要考虑系统特性。

4 地热热泵的可再生讨论

随着热泵装机的稳定增加，使人认识到它们对可再生能源利用的贡献。这只是部分的认识，因为它们只涉及了供暖和制冷的表面，所以没有可再生电能的考虑。然而，这里面有两个其他的因素——一个是关于地下能源的可持续问题，一个是基于空气源热泵的问题，在能量输出时没有纯能量的增加，所以它们仅仅是一种能量效率技术。

20世纪50、60年代，当空气源热泵风靡的时候，在城市里的化石燃料电厂发电的效率接近30%。当时空气源热泵的COP一般在～之间变化。表2显示了在建筑物里能量释放的情况，60%的能量来自于空气，而用来发电的原生能量只有75%作为有用的热能得到利用。这样，从空气中提取的可再生能量已经高效地释放了热能，但没有剩余能量。表2的第二列是当前的数据。新型的组合或联合循环发电厂发电效率已超过40%。土壤源热泵的SPF已超过。这导致了140%的效率，其中最终能量的71%来自地下。更重要的是，超过40%的剩余量已高于发电消耗的原始能量。

表2 能量和效率对比表

水源热泵和新型发电效率的联合才构成剩余可再生能源的释放。

如果从一开始就用可再生能源发电，则所有传递的能量就都是可再生的。为了释放可再生的能量最多，建议应该尽快使可再生电能变得经济，并与地源热泵结合起来。

能量讨论可能是有争议的，但二氧化碳排放量的减少却很容易证实。举个例子，当前英国电网和地热热泵联合供暖相对于传统的化石燃料供暖技术可以减少50%的二氧化碳排放量。这归功于当前英国电网的联合。由于目前发电所排放的二氧化碳在减少，所以通过利用地热热泵而排放的二氧化碳会更少。随着利用可再生能源发电，建筑供暖将不再需要排放二氧化碳。

如果要计算一下世界范围内可节约的石油当量和当前地热热泵装机容量所能减少的二氧化碳排放量，则需要有几个假设条件。如果每年地热能被利用28000TJ（7800GWh），将此量与30%效率的燃油发电相比，则会节约百万桶石油，或者百万吨石油当量，减少700万吨二氧化碳的排放量。如果我们假想每年同样长时间的制冷，则这个数字会翻倍。

5 美国的经验

在美国，大多数系统都是根据高峰制冷负荷设计的，它高于供暖负荷（主要是北方地区），这样，估计平均每年有1000个小时满负荷供暖。在欧洲，绝大多数系统是根据供暖负荷设计的，所以经常据基础荷载设计，另加化石燃料调峰。结果，欧洲的系统每年可以满负荷运行2000到6000个小时，平均每年2300个小时。尽管制冷模式将热量灌入地下，它不是地热，但它仍然节省能量，有利于清洁环境。在美国，地热热泵装机容量能稳定在12%，大多数安装在中西部地区和从北达科他州到佛罗里达州的东部地区。目前，每年接近安装50000个热泵机组，其中46%是垂直闭路循环系统，38%是水平闭路循环系统，15%是开路系统。超过600个学校安装了热泵系统进行供暖和制冷，尤其在得克萨斯州。应该注意到这一点，热泵按照吨（1吨冰产生的制冷量）来分等级，这个吨相当于12000Btu/hr或(Kavanaugh和Rafferty，1997)。一个典型的家庭需要的热泵机组应该是3吨或者是105kW的装机容量。

美国装机容量最大的热泵是在肯塔基州路易斯维尔市的一个宾馆。通过热泵为600个宾馆房间、100个公寓和89000ｍ2的办公区（整个宾馆161650ｍ2）提供冷热空调服务。热泵利用出水量177l/s、出水温度14℃的4口水井，提供的冷负荷和196MW的热负荷。消耗的能量是没有热泵系统附近相似建筑的53%，每月节约25000美元。

6 欧洲的状况

地热热泵实际上可在任何地方既供热又制冷，可以满足任何的需求，具有很大的灵活性。在西欧和中欧，直接利用地热能对众多客户进行区域供暖受限于区域的地质条件。在这种情况下，通过分散的热泵系统采集到处都有的浅层地热是一个明智的选择。相应的，在欧洲各个国家，热泵正在快速增长和发展起来。热泵系统的市场正在蔓延，从事该项工作的商业公司也在增长，他们的产品已经进入“黄页”。

欧洲超过20年对热泵的研究开发为该项技术的可持续性建立了一个完善的概念，还解决了噪音问题，制定了安装标准。图3是一个典型的井下热交换器型热泵（BHE）。这个系统每输出1kWh的热或冷需要～的电能，它比季节性利用大气做热源的空气源热泵少需要30%～50%的能量。

图3 中欧家庭中BHE热泵系统的典型应用，典型的BHE长度大于100m

根据欧洲许多国家的天气条件来看，目前大多数的需求是供暖，空调很少需要。所以热泵通常只是用于供暖模式。然而随着大型商业利用数量的增加，制冷的需要以及这项技术推广到南欧，将来供暖和制冷双重功效就会越来越重要。

在欧洲统计热泵安装的可靠数量是相当困难的，尤其是个人的利用。图4是欧洲主要利用热泵的几个国家安装热泵的数量。2001年瑞典大幅增加的热泵主要是空气源热泵，然而瑞典在欧洲也是安装地热热泵最多的国家（见表1）。总的情况，除了瑞典和瑞士，地热热泵的市场扩展在整个欧洲还不太大。

7 德国的经验

1996年之后，根据热泵的销售统计，德国各种热源的热泵销售情况各不相同（图5）。在经过1991年销售量小于2000台的低迷后，热泵的销售量呈现稳定的增长。地热热泵的份额从80年代少于30%上升到1996年的78%，2002年达到82%。而且从2001年到2002年，当德国的房地产由于经济萧条正在缩水的时候，地热热泵的销售量仍然有所增长。将来它在市场上仍然有增长的机会，因为有较好技术前景做保证。

图4 一些欧洲国家热泵机组的安装数量对比图

图5 每年德国热泵的销售数量对比图

德国地热热泵在住宅利用的数量是巨大的，许多小型系统安装在独立的房子里，而较大系统用于一些需要供暖和制冷的办公楼等商业区域。德国的大部分地区夏季的湿度允许制冷不带除湿，例如冷却顶棚。热泵系统就很适合直接利用地下的冷能，不需要冷却器，它们显示了非常高的制冷效率，COP能达到20以上。第一个利用井下热交换器和直接制冷的系统在1987年安装的，同时该项技术成为一个标准设计选择。一些最新的德国地热热泵的例子Sanner和Kohlsch有文章介绍。

在德国，地热热泵已经走过了研究、开发和开发现状阶段，当前的重点是选型和质量安全性。像技术准则VDI4640、合同规范以及质量认证等工作正开始被强制执行来保护工业和消费者，避免质量不合格和地热热泵系统无法长期运行等问题。

8 瑞士地热热泵的繁荣

地热热泵系统在瑞士已经以每年15%的速度快速增长。目前，有超过25000台热泵系统在运行。来自地下有三种热能供应系统：浅层水平管（占所有安装热泵的比例小于5%）、井下换热器系统（100～400m深，占65%）、地下水水源热泵（占30%）。仅仅在2002年，就施工钻孔600000m，并安装了井下换热器系统。

地热热泵系统非常适于开发到处都有的浅层地热资源。热泵系统长期运行的可靠性现在已经通过理论和实践研究以及通过在几个供暖季的测试得到证明。季节运行因素已大于。

各种测试和模型模拟证明这种系统可以持续性的吸取热量。长期运行的可靠性保证了系统可以无故障应用。热泵系统所配备井下换热器的合理尺寸也有利于广泛的应用和选择。实际上，热泵系统的安装在1980年从零开始，经过快速发展，现在是瑞士地热直接利用里最大的部分。

地热热泵系统的安装自从20世纪70年代末期开始认识以来发展很快，这种印象深刻的增长可见图6和图7。

图6 1980～2001年瑞士地热热泵安装的发展趋势图

图7 1980～2001年瑞士井下换热装置和地下水的地热热泵系统装机容量发展趋势图

每年的增长非常显著：新安装系统的数量以每年大于10%的速度增长。小型系统（＜20kW）显示了最高的增长速度（大于15%，见图1）。2001年地热热泵系统的装机容量是440MWt，产生的能量为660GWh。2002年施工了大量的钻孔（几千个），并安装了双U型管的井下热交换器。井下换热器的平均深度大约150～200m；超过300m深度的钻孔也越来越多。平均每米的造价是45美元左右，包括钻井、下入U型管和回填。2002年，井下换热器的进尺达到600000m。

热泵快速进入瑞士市场的原因

热泵系统在瑞士市场上快速发展的原因主要是那里除了这种到处都有的地热以外，在地壳浅层没有其他地热能资源。另外，也有许多其他的原因，包括技术上的、环境上的以及经济上的原因。

技术原因

大多数人口居住的瑞士高原合适的天气条件：大气温度在0℃附近，冬天日照很少，

地下浅层温度在10～12℃之间，长供暖期。

恒定的地下温度通过正确选型尺寸，可以提供热泵最好的季节运行因素和长期使用寿命。

地热热泵以分散方式进行安装，适合于独立用户需要，避免了如同区域供暖系统的昂贵的热分配。

安装位置在建筑物附近（或建筑物地下），相对自由，在建筑物内对空间的要求也不高。

至少对小型系统来说，不需要进行回灌，因为在系统闲置期（夏天）地下的热能可以自动恢复。

环境原因

没有交通运输、储藏和运行的危险（与石油相比）；

没有地下水污染的危险（与石油相比）；

系统运行可以减少温室气体二氧化碳的排放。

经济原因

环境友好的地源热泵安装成本比得上传统（燃油）系统的安装（赖贝奇，2001）；

比较低的运行成本（与利用化石燃料供暖进行比较，不需购买石油或天然气，和燃烧器控制）；

对环境友好的热泵，当地给予对用电费用优惠。

二氧化碳的排放税预计要实施。

进一步快速推广地热热泵的刺激因素是公用事业的“能量合同”。它暗示了利用热泵的公司以自己的成本设计、安装、运行和维护地热热泵，同时以合同价格卖热能或冷能给合适的用户。

尽管绝大多数地热热泵是为单独住宅供暖（生活热水），但一些新的利用方式正在出现（包括各种井下换热器系统，联合太阳能进行热量采集和储存、地热供暖和制冷，“能量堆”）。对于每2km2一台机组，它们的地区密度是世界上最高的。这保证了瑞士在地热直接利用方面是有优势的（在世界上前五个国家中人均装机容量）。相信瑞士的地热热泵在相当长的一段时间内会兴盛下去。

9 英国的地热热泵

在英国，路特·开尔文努力发展了热泵理论，但利用热泵进行供暖却进展缓慢。第一个安装地热热泵的记载要追溯到1976年夏天。小型闭路系统的先锋设置是在90年代初期苏格兰的住宅进行安装的。英国花了很长时间发现为什么到目前为止在英国该项技术要落后于北美和北欧。首要的原因是相对温暖的天气、房屋材料的保温性较差、缺少适合的热泵机组和与天然气庞大管网的竞争。

在20世纪90年代中期，通过吸取加拿大、美国和北欧地区利用热泵的经验教训，英国的地热热泵开始缓慢发展。他们利用很长时间确定合理的技术来适用于本国的住宅材料，以及克服英国特有的各种问题。另外的一个难题就是英国的地质条件复杂。

过去的两年时间里，热泵已经被公认在几个英国政策里扮演着重要的角色，例如供热保障程序、可再生能源以及能源效率目标。

在英国，很少人知道其实热泵系统比起传统的那些系统可以大量减少二氧化碳的排放。利用英国电网的地热热泵系统将会立刻减少40%～60%的二氧化碳排放量。随着英国电网在将来几年变得越来越清洁，长寿热泵的排放量也会进一步下降。建筑师和发展商发现新的建筑评价标准正开始考虑二氧化碳这个新参数。

从非常小的起步，目前地热热泵系统已经出现在整个英国，从苏格兰到Cornwall。私人建筑家、房地产商和建筑协会现都成为这些系统的消费者。室内安装热泵系统一般在25kW到之间，主要选择各种水对水和水对空气的热泵，安装在几种不同地质条件的地区。

最近宣称有拨款计划（清洁天空项目）会帮助建立该项技术的部门鉴定，会建立可信的安装队伍、技术标准以及适用于英国室内的热泵。随着去年英国主要的用户发起了热泵安装发展到1000家的活动，希望对于该项技术的兴趣能够快速增长，同时希望在将来几年能够大量涌现出室内地热热泵安装的成功案例。

另一个利用地热热泵的重要领域就是供暖和制冷都需要的商业和公共建筑。2002年国际能源协会热泵中心安排了首批国家级研究，对热泵可能减少二氧化碳的排放量进行研究（IEA，2002）。其中第一个就是在英国展开的，研究结论是热泵系统应用于办公室和小商店效果最好。第一个不在室内安装的热泵仅25kW，是在Scilly的Isles的健康中心。这个系统在接下来的2000年到今天得到迅速发展，设备尺寸和型号目前已经达到300kW。

热泵的利用已经发展到学校、单层或者多层的办公楼和展览中心。显著的一个例子就是Derbyshire的国家森林展览中心、Chesterfield、Nottingham、Croydon地区的办公楼以及Cornwall的Tolvaddon能源公园。一个大型的系统已经在Peterborough地区的新宜家销售中心进行安装。这些系统的安装采用了各种各样的类型，有简单利用地板供暖的，反循环热泵供暖和制冷的，也有复杂的整合机组同时进行供暖和制冷的。单独的或者是混合的配置都已经被采用，包括利用大型地下水平循环和其他相互联系的钻孔网。

10 瑞典的地热热泵

20世纪80年代初期，地热热泵在瑞典开始盛行。到1985年，已有50000台热泵机组被安装。随后较低的能源价格和技术质量问题使热泵市场萎缩，在接下来的10年里，平均每年安装2000个热泵机组。1995年，由于瑞典政府的支持和补贴，公众对地热热泵的兴趣开始增强。根据占住宅销售市场约90%的瑞典热泵机构（SVEP）统计的销售数据显示，2001年和2002年大约有27000个热泵机组被安装（见图8）。因此，安装的机组数量估计达到200000台。

目前，热泵是瑞典小型住宅区最流行的采用液体循环的供暖方式，由于当前的油价，它替代了烧油；由于电费高昂，它又替代了电；由于方便而替代了木炭火炉。直接利用电加热的发展速度已相当减慢。除了住宅方面，还有一些大型的系统安装（包括闭路和开路循环）用于区域供暖网。所有热泵机组平均输出的热能估计大约10kW。

瑞典地热热泵的安装通常建议占标称负荷的60%，即每年大约3500～4000个小时满负荷运行。整合在热泵里的电加热器提供剩余的负荷，有将热泵负荷增加到80%～90%的趋势。大约80%的热泵采用的是垂直类型（钻孔类型）。在住宅里，钻孔的平均深度大约125m，水平类型平均循环长度大约350m。开式、充满地下水的单U型管（树脂管，直径40mm，压力正常）几乎用于所有的热泵安装。当热量需要被回灌入地下时，双U型管有时候被采用。热反应测试已经显示自然对流在充满地下水的钻孔中比填满砂（砾石）的钻孔热交换更强烈。地源热泵的盛行已经使人们逐渐关注相邻钻孔之间长期热影响的问题。

图8 每年瑞典热泵销售数量对比图

用于客户住所的大型系统正在变得越来越流行。用来制冷的垂直式安装正在占据市场，但在住宅方面仍然没有引起人们的兴趣。在商业和工业上制冷的需求为地热热泵打开了一个崭新的市场。

热泵技术上的发展有由涡轮式压缩机逐渐代替活塞式压缩机的趋势，它的优点是运行平稳、设计简洁。另外人们对各种容量控制也产生了兴趣，例如在同一个机组里分别安装一个小型压缩机和一个大型压缩机，夏天，生活热水可以通过小型压缩机来供给。绝大多数进口的热泵利用的工质是R410A。瑞典生产商仍然利用的是R407C，但有向R410A转变的趋势，还有的对丙烷也感兴趣。目前正在研究利用极少量的工质来组建热泵。一些生产商通过利用废气和土壤作为热源的热泵抢占市场。废气可以被用来预加热从钻孔开采出来的热运移流体，或者热泵闲置时灌入地下。

在大型钻孔型热泵系统里，为了确保系统长期运行，不得不考虑地下热能的平衡。如果主要是满足热负荷，则在夏天必须向地下回灌热能。自然界的可再生能源，如室外空气、地表水和太阳能都应该被考虑。在Nasby公园，在建筑物下面安装了一套系统，施工了48个200m深的钻孔，利用400kW的一个热泵基本提供热负荷，每年运行6000个小时。夏天，从附近的湖引来的地表温水（15～20℃）通过钻孔灌入地下。

11 挪威的例子

在奥斯陆的Nydalen，180个基岩井将会是给一个接近20万m2的建筑进行供热和制冷的关键。这是欧洲这种类型的系统里最大的项目。

一个能量供应站将为Nydalen的这个建筑供暖和制冷。通过利用热泵和地热井，热能既可以从地下采集，也可以将能量储存地下。夏天，但有制冷需要时，热能可以灌入地下。基岩的温度可以从平常的8℃上升到25℃。在冬天，热能可以用来供暖。供暖的输出功率是9MW，而制冷是。与电、石油和天然气供暖相比，每年供暖的成本可以减少60%～70%。供暖和制冷的联合调用确保了能量站的高效利用。

这个项目最独特的地方是地热能量储藏。这里的180个井，每个都深200m，可以提供4～10kW能量。整个储热基岩的体积是180万m3，主要在建筑物的下面。塑料管形成封闭环路，用来传递热能。

该项目总投资是6千万挪威克朗（相当于750万欧元）。这比起传统方式（即没有能量井和收集装置）多投资1700万挪威克朗。然而，每年购买的能量减少约400万挪威克朗，项目还是有利润的。这个项目由政府实体Enova SF和奥斯陆能源基金拨款支持了1100万挪威克朗。

能量站按计划在2003年4月开始建设，包括施工一半的基岩井。剩下的井可能安排在2004年的建设中。

该项目的细节可以在项目组和热能储存两个网站上查询。

结论

地热热泵是一个刚兴起的技术，有能力利用地下巨大的可再生贮存能量，提供高效率的供暖和制冷。它们正逐渐被认为是替代化石燃料的一种选择，在许多国家，它们在对建筑进行供暖和制冷时可以极大地减少二氧化碳的总排放量。相信安装热泵系统的数量和国家都会快速增长起来。

参考文献（略）

一、国外研究利用现状与发展趋势

1.早期发展阶段

浅层地热能的研究与开发利用是随着热泵技术的研究与开发而兴起的。早在186年前（1824年）法国物理学家卡诺奠定了热泵理论基础。之后英国的物理学家焦耳论证了改变气体的压力引起温度变化的原理。英国勋爵汤姆逊教授首先提出了“热量倍增器”可以供暖的设想。1912年，瑞士苏黎世已成功安装了一套以河水作为低品位热源的热泵设备用于供暖，并以此申报专利，这就是早期的水源热泵系统，也是世界上第一个水源热泵系统。

在此之后的几十年，地源热泵基本处于实验研究阶段，并先后有地表水源热泵、地下水源热泵及土壤源热泵系统的问世与发展。20世纪30年代地表水源热泵系统问世，是地源热泵中最早使用的热泵系统形式之一。欧洲第一台较大的热泵装置是1938～1939年间在瑞士苏黎世市政大厅投入运行的，它以河水作为热源，供热能力175k W；20世纪40～50年代，瑞士、英国早期使用的地表水源热泵地下水源热泵系统除了用于建筑物采暖外，还用于游泳池加热和人造丝厂工艺加热和鞋厂空调等。随后欧洲其他一些国家也开始安装地表水源热泵系统，热泵系统的供热量不断增大，性能系数也有很大提高。

地下水源热泵也诞生于20世纪30年代，到1940年美国已安装了15台大型商用热泵，其中大部分是以井水为热源。1937年，日本在大型办公楼内安装了2台194k W 压缩机带有蓄热箱的地下水热泵系统，其性能系数达。至20世纪40～50年代，美国应用的主要是地下水地源热泵。

1941年，第二次世界大战爆发后，影响和中断了空调供暖用热泵技术的研究和发展。二战结束后，热泵技术研究及应用逐步恢复，至1950年美国已有20个厂商和10余所大学研究单位从事热泵开发研究，在当时拥有的600台热泵中，50%用于房屋供暖。地埋管式地源热泵技术初始于美国和英国。1950年前后，两国开始使用地埋管吸收地热作为热源为家用房屋供暖的小型土壤热泵。1952年，美国约出厂1000套热泵，1954年出厂约2000套热泵。由于地源热泵的日趋成熟，有力地促进了浅层地热能的广泛应用。

1957年，美国军用基地住房大量采用热泵供暖代替燃气供热方案，热泵产量达2万套，1963年年产量增加到万套。至20世纪60年代初，美国安装的热泵机组已达近8万台。但当时压缩机质量尚不过关，设备费用高而影响了热泵供暖技术的推广，开始处于停顿状态。

到1964年，热泵可靠性的问题已成为一个十分严峻的问题。60年代电价持续下降，使得电加热器的应用不断增加，限制了热泵的发展。

2.迅速发展阶段

20世纪70年代，世界石油危机的出现，又引起人们对地下水源热泵的关注与兴趣，又开始大量安装与使用地下水源热泵，热泵工业进入了黄金时期。这一时期，世界各国对热泵的研究工作都十分重视，诸如国际能源机构和欧洲共同体都制定了大型热泵发展计划，热泵新技术层出不穷，热泵的用途也在不断地开拓，并广泛应用于空调和工业领域，在能源的节约和环境保护方面起着重大的作用。

热泵真正意义的商业应用也只有近20年的历史。20世纪90年代后，随着环保要求的进一步提高，美国地下水源热泵系统的应用一直呈上升趋势。美国能源信息部的调查表明：美国地下水源热泵的生产量从1994年的5924台上升到1997年的9724台。再如美国，截止到1985年全国共有万台地源热泵，而1997年就安装了万台，到目前为止已安装了40万台，而且每年以10%的速度稳步增长。1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19%，其中在新建筑中占30%。目前，每年大约有5万套地源热泵在安装，其中开式系统占5%。美国热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会，该协会在近年中将投入1亿美元从事开发、研究和推广工作。

欧洲一些国家由于采取积极的促进政策（包括财政补贴、减税、优惠电价和广告宣传等），热泵市场得到快速发展。1997年，欧洲发展基金会重新提出热泵发展计划。到2000年，欧洲用于供热、热水供应的热泵总数约为万台，其中地下水源热泵约占。与美国的热泵发展有所不同，中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用浅部地热资源，地下土壤埋盘管的地源热泵，用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。据1999年的统计，在家用的供热装置中地源热泵所占比例，瑞士为96%，奥地利为38%，丹麦为27%。

3.发展趋势

近年来，各国浅层地热能的开发利用规模和发展速度都在快速增长。美国和加拿大一些大学和研究机构，对于土壤源热泵进行了较深入的试验研究，取得了一些重要数据。美国能源部（DOE）、美国环保局（EPA）及爱迪生电器学会（EEI）、国家农业电力合作公司等财团组成一家政府参与的工业设施国际集团，推广热泵供暖系统。目前从国外发展趋势看，开发利用浅层地热能，将是地热资源开发利用的主流和方向。

浅层地热能是宝贵的新型能源。与风能、太阳能等非人力控制的自然资源相比，浅层地热能是一种在开采利用时间上，可人为控制使用的可再生能源，是集热、矿、水为一体，具有洁净、廉价、用途广泛的新能源。开发利用浅层地热能可以降低常规能源消耗，减少环境污染，尤其是大气污染，又可以在发展某些相关产业经济与提高人们生活质量方面发挥作用，具有显著的商业价值。因此，引起了各国对其开发利用的重视。特别是1973年世界能源危机以来，浅层地热能的勘查与开发利用正在迅速向深度和广度发展。

4.地下水热运移数值模拟研究进展

地下水源热泵运行后，回灌井注入含水层的冷热能会在对流和热传导的作用下向抽水井运移，从而对地下水温度场产生影响，因此有必要对地下水热运移过程进行深入研究。数值模拟方法以其高效性、便捷性和灵活性等众多优势，逐渐成为研究这一问题的有效工具。鉴于此，本节对国内外地下水热运移数值模拟研究进展进行回顾，为本专题的后续研究提供基础和参考。

从20世纪70年代末开始，国外提出了许多描述含水层中热量运移的数学模型.Mercer等（1985）、Crawford等（1982）以及Mirza等对含水层储能的一些模拟技术进行了讨论。1985年.和等统计了当时已有的21个热运移数学模型，所有这些模型均只考虑对流和热传导作用，忽略了自然对流对热运移的影响，除了两个是三维水流耦合模型外，其余均为一维和二维的。Tsang等（1981）和Sykes等（1982）曾先后利用有限差数值模拟方法，对Auburn大学第二期地下含水层储能野外试验中水和热量运移规律进行了模拟研究，模拟结果与试验观测结果基本吻合。Buscheck等（1983）利用Aubum大学储能试验前两个周期的资料进行了二维数值模拟，并在模拟过程中考虑了自然对流的影响。Rouve等（1988）应用有限元模拟方法对德国Stuttgart大学的人工含水层季节性储能试验进行了二维数值模拟，并对含水层中各填充亚层的渗透性空间组合进行了优化。Molson等（1992）利用加拿大Ontario武装基地潜水含水层储能试验数据，对该试验过程进行了三维有限元模拟，其中考虑了自然对流影响和密度随温度的变化，该模型相对比较完整，但是试验条件比较简单，且连续性方程不尽完善。Forkeli等（1995）利用二维轴对称模型和三维有限元模型对人工含水层储能系统的储能效果进行了模拟研究，并通过对比模拟确定了效果最佳的人工储能系统。Travi等（1996）建立了二维非稳定流模型，通过数值计算给出了一个含水层剖面上温度的变化。Chevalier等（1999）应用随机游离法对多孔介质含水层储能进行了模拟研究，发现区域地下水的流动能够加速所储热能向下游含水层中扩散，从而降低所储热能的回采率。Nagano（2002）通过实验室试验和有限差分数值模拟研究得出，如果储热过程中回灌水的温度较高（>；50℃），含水层中将很可能发生自然对流现象，从而使得利用含水层储能的热回收率将受到较大影响。Chounet等（1999）利用混合有限元法对土壤中水流和热量运移进行模拟，提高了模拟精度，但所用模型是一个剖面的二维模型。

国内对地热数值模拟研究始于20世纪80年代后期，张菊明等（1982）用有限元法模拟了二维地热运移问题，并给出了有限元程序。李竞生等李竞生，王广才 1989.平顶山八矿热水补给来源及条件方式.煤炭科学研究总院西安分院科研报告.对平顶山地温场分别建立了二维和三维温度场数学模型，并采用有限元法求解，但是此模型仅是一个稳定的模型，并没有对水流场的变化规律进行研究。薛禹群等（1987）对上海储能试验建立了三维数学模型，且考虑了热机械弥散，但水流模型是一个稳定模型，用简单的解析表达式代替水流模型，没有考虑水密度随温度的变化和水动力黏滞系数随温度的变化。张菊明（1994）建立了三维地温场数学模型并提出了有限元解法，但没有考虑水流方程。胡柏耿胡柏耿.1995.地热田中的传热传质研究.北京：清华大学博士学位论文.采用二维双孔隙介质模型模拟了地热田中传热和传质过程，并分别模拟了西藏那曲地热田和羊八井地热田的热质运移规律。任理等（1998）用交替方向有限差分法研究了土壤二维水热运移规律。何满潮等（2002）首先研究了地下热水回灌过程中渗透系数变化规律，然后针对单井、对井回灌过程中渗流场的动态变化建立了地热回灌渗流场数学模型，推导了渗透系数恒定与变化不同条件下的单井、对井回灌的理论公式。

国内外专家对于专门针对水源热泵的地下水热运移也进行了一定的模拟研究。Gringarten等（1975）对地下水均匀流动条件下的含水层热能采集进行了理论研究。通过对边界条件的简化和进行适当的条件假设，建立了对井系统的热传递数学模型，并利用该模型对不同给定条件下的热突破事件进行了定量评价，为法国的对井采能系统的合理布局设计提供了有效的指导。为了定量评价目标含水层系统中热量的运移特征，从而指导采能系统的设计，Wiberg应用有限单元法，对单纯的热传导和传导－对流并存两种不同假设条件下，理想含水层系统中地温场的分布特征进行了对比模拟研究。根据美国威斯康星州的供暖和制冷负荷要求，Andrews（1978）应用二维有限元模型，定量评价预测了水源热泵利用对地下温度场的影响。模拟结果表明，与区域地下水处于静止状态的情况相比，当区域地下水以一定的速度流动时，冬灌井周围的温度降幅相对较小，而影响半径有所增加，并且温度扰动带沿水流方向发生一定的偏移。Rahman（1984）通过对含水层条件进行假设，建立了对井回灌系统的模拟模型，并对不同的回灌量、含水层厚度、初始储层温度和井距影响条件分别进行了定量模拟研究。研究结果表明，除回灌量和井对之间的距离外，含水层厚度对热突破的时间影响比较显著；而含水层的储水率和渗透系数对热突破事件的影响并不显著。为了确定开采井群和回灌井群之间的合理布局，Paksoy（2000）应用CONFLOW程序，对含水层采能过程中热锋面的运移特征进行了定量模拟研究。通过限定开采井和回灌井的水位变幅，同时确保不出现热突破，最终确定上述约束条件下开采井群和回灌井群之间的最小距离。Tenma建立了一个理想的对井模型，利用FEHM软件对不同的开采与回灌量、水井滤管长度与位置和运行周期情况进行定量对比模拟。研究结果表明，前两个因素是控制模型温度变化幅度的主要影响因素。在国内，辛长征等（2002）利用美国地质调查局编写的HST3D程序，对一典型双井承压含水层的速度场和温度场进行了全年运行模拟，由于程序的限制，模拟时采用全年固定流量和固定温度的办法。周建伟等（2008）利用基于HST3D的Flowheat程序对武汉市某地下水源热泵系统进行了模拟，并对布井方式和抽灌组合的合理性进行了分析。张昆峰等（1998）模拟了大口径井水源热泵的冬季运行工作情况，结果表明，大口径井中的井水流动为均匀下降。

二、国内研究现状及发展趋势

1.早期热泵的应用与起步阶段（1949～1966年）

相对于世界热泵的发展，我国热泵的研究工作起步约晚20～30年左右。20世纪50年代天津大学热能研究所吕灿仁教授就开展了我国热泵的最早研究，1956年吕教授的《热泵及其在我国应用的前途》一文是我国热泵研究现存的最早文献。20世纪60年代，我国开始在暖通空调中应用发展热泵，并取得了一大批成果。1960年同济大学吴沈钇教授发表了《简介热泵供暖并建议济南市试用热泵供暖》；1963年原华东建筑设计院与上海冷气机厂开始研制热泵式空调器；1965年上海冰箱厂研制成功了我国第一台制热量为3720W的CKT-3A热泵型窗式空调器；1965年天津大学与天津冷气机厂研制成功国内第一台地下水热泵空调机组；1966年天津大学又与铁道部四方车辆研究所共同合作，进行干线客车的空气/空气热泵试验；1965年，由原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕教授、吴元炜教授领导的科研小组，根据热泵理论首次提出应用辅助冷凝器作为恒温湿空调机组的二次加热器的新流程，这是世界首创的新流程；重庆建筑大学、天津商学院等单位对地下埋盘管的地源热泵也进行了多年的研究。中国科学院广州能源研究所等单位还多次召开全国性的有关热泵技术发展与应用的专题研讨会。清华大学、天津大学分别与有关企业结成产学研联合体，开发出中国品牌的地源热泵系统，已建成多个示范工程，越来越多的中国用户开始熟悉热泵，并对其应用产生了浓厚的兴趣。

我国早期热泵经历了17年的发展历程，度过一段漫长的起步发展阶段。其特点可归纳为：①对新中国而言，起步较早，起点高，某些研究具有世界先进水平；②由于受当时工业基础薄弱，能源结构与价格的特殊性等因素的影响，热泵空调在我国的应用与发展始终很缓慢；③在学习外国基础上走创新之路，为我国今后热泵研究工作的开展指明了方向。

2.热泵应用与发展的停滞期（1966～1977年）

这一时期正处于“十年动乱”期间，在此期间热泵的应用与发展基本处于停滞状态。该期间没有一篇有关热泵方面的学术论文发表和正式出版过有关热泵的译作和著作等；国内没有举办过一次有关热泵的学术研讨会，也没有派人参加过任何一次国际热泵学术会议，与世隔绝10余年。只有原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕、吴元炜领导的科研小组在1966～1969年期间，坚持了LHR20热泵机组的研制收尾工作，于1969年通过技术鉴定，这是在“文革”时期全国唯一的一项热泵科研工作。而后，哈尔滨空调机厂开始小批量生产，首台机组安装在黑龙江省安达市总机修厂精加工车间，现场实测的运行效果完全达到（20±1）℃，（60±10）%的恒温恒湿的要求.这是我国第一例以热泵机组实现的恒温恒湿工程。

3.热泵应用发展的复苏与兴旺期（1978～1999年）

1978～1988年，我国热泵应用与发展进入全面复苏阶段。在此期间，为了充分了解国外热泵发展的现状与进展，大量出版有关著作，国内刊物积极刊登有关热泵的译文，对国外热泵产品进行测试与分析，积极参加国际学术交流。同时，一些国外知名热泵生产厂家开始来中国投资建厂。例如美国开利公司是最早来中国投资的外国公司之一，于1987年率先在上海成立合资企业。

1989～1999年期间，我国热泵又迎来了新的发展历程。在我国应用的热泵形式开始多样化，有空气－空气热泵、有空气－水热泵、水－空气热泵和水－水热泵等。在此期间国内已有国有、民营、独资、合资等不少于300家家用空调器厂家，逐步形成我国热泵空调器的完整工业体系，且水源热泵空调系统在我国得到广泛应用。据统计，到1999年全国约有100个项目，2万台地下水源热泵在运行。20世纪90年代初开始大量生产空气源热泵冷热水机组，90年代中期开发出地下水热泵冷热水机组，90年代末又开始出现污水源热泵系统。土壤耦合热泵的研究已成为国内暖通空调界的热门研究课题。国内的研究方向和内容主要集中在地下埋管换热器，在国外技术的基础上有所创新。

1978～1999年，中国制冷学会第二专业委员会主办过9届“全国余热制冷与热泵技术学术会议”。1988年中国科学院广州能源研究所主办了“热泵在我国应用与发展问题专家研讨会”。自20世纪90年代起，中国建筑学会暖通空调委员会、中国制冷学会在其主办的全国暖通空调制冷学术年会上专门增设“热泵”专题交流。

1988年，中国建筑工业出版社出版了徐邦裕教授等编写的《热泵》教材；机械工业出版社1993年出版了郁永章教授主编的《热泵原理与应用》，1997年出版了蒋能照教授主编的《空调用热泵技术及应用》，1998年出版了郑祖义博士著的《热泵技术在空调中的应用》；1994年华中理工大学出版社出版了郑祖义著《热泵空调系统的设计与创新》。1989～1999年，正式发表有关热泵方面论文270篇，热泵专利总数161项，而发明专利为77项。这些教材、著作、译著和论文的出版，专利技术的应用，推动了热泵技术在我国的普及与推广。

4.热泵技术的飞速发展时期

进入21世纪后，由于城市化进程的加快，人均GDP的增长，拉动了中国空调市场的发展，促进了热泵在我国的应用，应用范围越来越广泛，热泵的发展十分迅速，热泵技术的研究不断创新。热泵的应用、研究空前活跃，硕果累累。2000～2003年，专利总数287项，是1989～1999年专利平均数的倍。2000～2003年间发明专利共119项，是1989～1999年发明专利平均数的倍。2000～2003年，热泵文献数量剧增，如2003年文献数是1999年文献数的5倍。全国各省市几乎都有应用热泵技术的工程实例。热泵技术研究更加活跃，创新性成果累累。在短短的几年中有3项世界领先的创新性成果问世，包括：同井回灌热泵系统，土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统，供寒冷地区应用的双级耦合热泵系统。

5.地源热泵的应用与研究

我国地源热泵研究起步于20世纪80年代，首先是一些高校和科研机构对地源热泵的相关技术进行了专题研究。如北京工业大学对深层地热水进行了研究，并设计了若干垂直埋管和水平埋管的土壤源热泵试验系统；哈尔滨工业大学的水环热泵空调系统应用基础的研究与评价，土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的数值模拟与实验研究，土壤源热泵系统中地埋管的热渗耦合理论与关键技术研究；湖南大学建设了水平埋管土壤源热泵系统等。另外，青岛建筑工程学院、山东建筑工程学院、上海同济大学、天津商学院、重庆建筑大学等大学也进行了该方面的研究。近年来国内数所高等院校开展了土壤源热泵系统和水源热泵系统的试验研究，并取得了一些重要成果。

目前，我国浅层地热能的开发利用研究发展很快，经过近二十几年的研究和开发，热泵技术在我国已取得了很大进步，尤其是地源热泵技术发展迅速。已经初步建立了各类地下水源热泵系统的水源井施工技术和技术要求，井群设计和计算方法、水质评价和处理方法及环境评价方法等。

截止到2008年10月底，我国浅层地能应用面积超过1×108m2（《地源热泵》杂志2009年5月刊）。已遍及北京、上海、天津、河北、河南、山西、辽宁、四川、湖南、西藏、新疆等地。应用的建筑类型包括宾馆、住宅、商场、写字楼、学校、体育场（馆）、医院、展览馆、军队营房、别墅和厂房等，应用前景广阔。

6.浅层地热能的开发利用与发展趋势

浅层地热能的开发利用涉及城市能源结构、环境保护和提高人民生活质量的重大课题。特别是浅层地下水源热泵和土壤源热泵的可再生能量采集系统是解决上述重大课题的关键，其能量采集基本不受使用地域和四季气候的影响。浅层地热能作为建筑物的冷热源初始采集更具有推广价值。

浅层地热能的开发利用不仅受到学术界和企业界的关注，政府也更加重视。《中华人民共和国可再生能源法》明确指出：国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术发展的优先领域。国家财政支持可再生能源的资源调查、评价和相关信息系统建设。该法的实施为浅层地热能的调查、评价和开发提供了强有力的依据和保障。国土资源部、中国地质调查局等部门多次召开浅层地热能勘查开发经验交流会、技术研讨会，并编制出台浅层地热能勘查评价规范，做到了浅层地热能勘查开发有标准可依。近年来，随着国家加大建设“资源节约型、环境友好型”社会的力度，实现节能减排目标，国家从中央财政安排专项资金用于支持可再生能源建筑应用示范和推广，财政部、建设部已批准下达3批包括浅层地热能利用的可再生能源建筑应用示范推广项目。各地也相继出台支持开发利用浅层地热能项目。如2006年5月31日，由北京市发改委联合市水利局、国土局等9个委办局联合发文对采用地下水源热泵系统实现供暖和制冷项目按每平方米35元的标准进行补贴，对采用地源热泵系统实现供暖和制冷项目按每平方米50元的标准进行补贴；沈阳市发布的《关于地源热泵系统建设和应用工作的实施意见》中要求在沈阳市三环内的455km2核心区范围内，对符合应用地下水热泵技术的409km2范围内的建筑物，原则上都要采用地下水源热泵技术规划研究。

进入21世纪，伴随中国经济的迅速发展，人们对生活品质和舒适性要求的不断提高，城市能源结构的改变，建筑市场的巨大，为浅层地热能开发利用技术的推广创造了前所未有的机遇。国内在热泵理论研究、试验研究、产品开发和工程项目的应用诸方面都取得了可喜的成果。

目前，我国已经建立了比较完善的开发利用浅层地热能的工程技术、机械设备、监测和控制系统，但回灌技术中的水质控制和回灌对储层及用水管的影响评价，堵塞井的处理技术，对井群采灌系统温度场、化学场和压力场的模拟计算方法，参数采集方法等尚在研究之中。

土壤污染现状毕业论文

一、内容要求毕业设计报告正文要求：（一）理、工科类专业毕业设计报告正文内容应包括：问题的提出；设计的指导思想；方案的选择和比较论证；根据任务书指出的内容和指标要求写出设计过程、课题所涉及元件结构和相关参数的设计计算，有关基本原理的说明与理论分析；给出所设计课题实际运行的数据或参数，并与理论设计参数进行比较和分析，说明产生误差的原因。最后要对所设计课题实用价值做出评估说明；设计过程中存在的问题，改进意见或其它更好的方案设想及未能采纳的原因等。（二）经济、管理类专业毕业设计报告或论文正文应包括：问题的提出、设计的指导思想；设计方案提出的依据，设计方案的选择和比较；设计过程；所运用的技术经济分析指标和方法；数学模型及其依据，数据计算方法；对设计方案的实用性和经济效益等方面做出评估；对设计实施过程中存在的问题（或可能发生的问题）提出合理化建议。毕业论文的基本论点、主要论据；根据国家有关方针、政策及规定联系实际展开理论分析。（三）文科类专业毕业设计报告或论文正文应包括：问题的提出、解决问题的指导思想；解决方案提出的依据，解决方案的选择和比较，结论。二、论文印装毕业论文用毕业设计专用纸打印。正文用宋体小四号字，行间距为24磅；版面页边距上3cm，下、左，右2cm。三、论文结构、装订顺序及要求毕业论文由以下部分组成：（一）封面。论文题目不得超过20个字，要简练、准确，可分为两行。（二）内容。1、毕业设计（论文）任务书。任务书由指导教师填写，经系主任、教务部审查签字后生效。2、毕业设计（论文）开题报告；3、毕业设计（论文）学生申请答辩表与指导教师毕业设计（论文）评审表；4、毕业设计（论文）评阅人评审表；5、毕业设计（论文）答辩表；6、毕业设计（论文）成绩评定总表；7、中英文内容摘要和关键词。（1）摘要是论文内容的简要陈述，应尽量反映论文的主要信息，内容包括研究目的、方法、成果和结论，不含图表，不加注释，具有独立性和完整性。中文摘要一般为200-400字左右，英文摘要应与中文摘要内容完全相同。“摘要”字样位置居中。（2）关键词是反映毕业设计（论文）主题内容的名词，是供检索使用的。主题词条应为通用技术词汇，不得自造关键词。关键词一般为3-5个，按词条外延层次（学科目录分类），由高至低顺序排列。关键词排在摘要正文部分下方。（3）中文摘要与关键词在前，英文的在后。8、目录。目录按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致。主要包括绪论、正文主体、结论、致谢、主要参考文献及附录等。9、正文。论文正文部分包括：绪论（或前言、序言）、论文主体及结论。（1）绪论。综合评述前人工作，说明论文工作的选题目的和意义，国内外文献综述，以及论文所要研究的内容。（2）论文主体。论文的主要组成部分，主要包括选题背景、方案论证、过程论述、结果分析、结论或总结等内容。要求层次清楚，文字简练、通顺，重点突出，毕业设计（论文）文字数，一般应不少于8000字（或20个页码）。外文翻译不少于3000字符，外文参考资料阅读量不少于3万字符。中文论文撰写通行的题序层次采用以下格式：1 格式是保证文章结构清晰、纲目分明的编辑手段，毕业论文所采用的格式必须符合上表规定，并前后统一，不得混杂使用。格式除题序层次外，还应包括分段、行距、字体和字号等。第一层次（章）题序和标题居中放置，其余各层次（节、条、款）题序和标题一律沿版面左侧边线顶格安排。第一层次（章）题序和标题距下文双倍行距。段落开始后缩两个字。行与行之间，段落和层次标题以及各段落之间均为24磅行间距。第一层次（章）题序和标题用小二号黑体字。题序和标题之间空两个字，不加标点，下同。第二层次（节）题序和标题用小三号黑体字。第三层次（条）题序和标题用四号黑体字。第四层次及以下各层次题序及标题一律用小四号黑体字。（3）结论（或结束语）。作为单独一章排列，但标题前不加“第XXX章”字样。结论是整个论文的总结，应以简练的文字说明论文所做的工作，一般不超过两页。10、致谢。对导师和给予指导或协助完成毕业设计（论文）工作的组织和个人表示感谢。文字要简洁、实事求是，切忌浮夸和庸俗之词。11、参考文献及引用资料目录（规范格式见附文）。12、附录。13、实验数据表、有关图纸(大于3#图幅时单独装订)。(三)封底。附：规范的参考文献格式参考文献（即引文出处）的类型以单字母方式标识：M——专著，C——论文集，N——报纸文章，J——期刊文章，D——学位论文，R——报告，S——标准，P——专利；对于不属于上述的文献类型，采用字母“Z”标识。参考文献一律置于文末。其格式为：1、专著示例 [1] 张志建.严复思想研究[M]. 桂林：广西师范大学出版社，1989.[2] 马克思恩格斯全集：第1卷[M]. 北京：人民出版社，1956.[3] [英]蔼理士.性心理学[M]. 潘光旦译注.北京：商务印书馆，、论文集示例 [1] 伍蠡甫.西方文论选[C]. 上海：上海译文出版社，1979.[2] 别林斯基.论俄国中篇小说和果戈里君的中篇小说[A]. 伍蠡甫.西方文论选：下册[C]. 上海：上海译文出版社，1979.凡引专著的页码，加圆括号置于文中序号之后。3、报纸文章示例 [1] 李大伦.经济全球化的重要性[N]. 光明日报，1998-12-27，（3）4、期刊文章示例 [1] 郭英德.元明文学史观散论[J]. 北京师范大学学报（社会科学版），1995（3）.5、学位论文示例 [1] 刘伟.汉字不同视觉识别方式的理论和实证研究[D]. 北京：北京师范大学心理系，、报告示例 [1] 白秀水，刘敢，任保平. 西安金融、人才、技术三大要素市场培育与发展研究[R]. 西安：陕西师范大学西北经济发展研究中心，、对论文正文中某一特定内容的进一步解释或补充说明性的注释，置于本页地脚，前面用圈码标识。8、其他要求（1）文字论文中汉字应采用严格执行汉字的规范。所有文字字面清晰，不得涂改。（2）表格论文的表格可以统一编序，也可以逐章单独编序，采用哪种方式应和插图及公式的编序方式统一。表序必须连续，不得重复或跳跃。表格的结构应简洁。表格中各栏都应标注量和相应的单位。表格内数字须上下对齐，相邻栏内的数值相同时，不能用‘同上’、‘同左’和其它类似用词，应一一重新标注。表序和表题置于表格上方中间位置，无表题的表序置于表格的左上方或右上方（同一篇论文位置应一致）。（3）插图插图要精选。图序可以连续编序，也可以逐章单独编序，采用哪种方式应与表格、公式的编序方式统一，图序必须连续，不得重复或跳跃。仅有一图时，在图题前加‘附图’字样。毕业设计（论文）中的插图以及图中文字符号应打印，无法打印时一律用钢笔绘制和标出。由若干个分图组成的插图，分图用a,b,c,……标出。图序和图题置于图下方中间位置。（4）公式论文中重要的或者后文中须重新提及的公式应注序号并加圆括号，序号一律用阿拉伯数字连续编序，或逐章编序，序号排在版面右侧，且距右边距离相等。公式与序号之间不加虚线。（5）数字用法公历世纪、年代、年、月、日、时间和各种计数、计量，均用阿拉伯数字。年份不能简写。数值的有效数字应全部写出。（6）软件软件流程图和源程序清单要按软件文档格式附在论文后面，特殊情况可在答辩时展示，不附在论文内。（7）工程图按国标规定装订图幅小于或等于3#图幅时应装订在论文内，大于3#图幅时按国标规定单独装订作为附图。（8）艺术设计作品无法用纸质文档保存的艺术设计作品应用光盘或照片保存。(9)计量单位的定义和使用方法按国家计量局规定执行。以上是我的毕业论文要求，全国各个学校其实都是一样的.回答完毕.

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土壤是农业生产的基础，是人类最基本的生产资料和劳动对象，也是人类世代相传的生存条件和生产条件，是我们的生命线。本文在总结湖南省土壤资源利用现状的基础上，分析湖南省土壤资源的特点，土壤资源开发利用中存在的问题以及针对这些问题提出解决措施。土壤资源问题是关系到我们国家改革发展以及子孙后代生存的大事，党和政府应予以高度重视，所以实施对土壤资源的可持续利用非常必要。Hunan soil resource and use protection countermeasure The soil is the agricultural production foundation, is the humanity most basic producer goods and the object of labor, is also the survival requirement which and the working condition the humanity passes on from generation to generation, is our lifeline. This article in summarizes in the Hunan Province soil resource use present situation foundation, analyzes the Hunan Province soil resource the characteristic, the question which as well as in the soil resource development use exists proposes the solution measure in view of these questions. The soil resource question is relates the important matter which our country reform development as well as the posterity survives, the party and the government should give to take seriously, therefore the implementation is essential to soil resource's sustainable use. 土壤资源, Soil resource 土壤利用，soil use 土壤污染，soil pollution 土壤保护,soil protection 可持续发展sustainable development

国外土地利用变化研究现状论文

土地复垦始于工业发达的国家，主要是由于工业的发展使土地损坏达到非常严重的程度。20世纪中叶，许多西方发达国家加快了土地复垦法律法规的制定与工程技术措施的实施，土地复垦迈入了科学复垦时代；到1970年以后，矿区土地复垦集采矿学、生态学、农学、地质学和林学等学科于一体，发展成一门与多种行业、多个部门密切联系的系统性工程。20世纪80年代以来，矿区土地复垦已进入稳定、健康、蓬勃的发展轨道。

美国和德国是最早开始土地复垦的国家。美国的土地复垦主要从露天煤矿复垦发展而来，其在1918年就在印第安纳州煤矿的煤矸石堆上进行植物再种试验。美国学者主要研究露天矿(尤其是煤矿)的复垦和采矿废弃土地复垦，注重土壤的重构及改良方法、植被再生技术、农业及林业生产技术和侵蚀处理技术等方面的研究。近年来，美国的研究特别关注复垦的长期性和持续性，生物修复和复垦区周围的生态环境问题成为其研究热点。

德国对复垦的要求较高，德国学者从生态效益和环境效益等综合考虑，以整个生态系统的变化和人群对环境的要求为出发点，“以人为本”理念体现得更为明显。德国的复垦模式基本延续表土剥离——开挖及回填填筑——覆表土——培肥这样一个传统复垦过程，但它的具体方法和技术都较为先进，在维持复垦区域生态环境平衡的同时，追求社会、经济和生态效益的最大化。目前，德国已从以复垦为农业、林业用地，向复垦为物种保护、土壤生物重构和生态休闲旅游综合用地发展，也就是混合型土地复垦模式。

加拿大已在多个领域对土地复垦进行研究，特别重视对石油、油母页岩和各类有毒有害物质等污染的土地的复垦。加拿大学者认为土地复垦并不是要求恢复成原貌，而是要求因地制宜，但不能低于原来的生态水平。加拿大不仅每年组织召开国际土地复垦年会和编辑出版《国际露天采矿、复垦与环境》杂志，政府还出资支持土地复垦研究。

澳大利亚对土地复垦和开发等方面的管理被认为是当今最先进而且成功处理损毁土地的国家。澳大利亚政府制定了一系列严格的立法框架，对复垦中涉及的各项指标都有明确的规定。澳大利亚的土地复垦多采取“边采边复”的模式，注重复垦技术及其应用的研究，目前很多技术已处于世界领先水平。在法律要求、政府和公众监督下，土地复垦已成为该国复垦义务人的自觉行为。

英国也是采取“边开采，边复垦”的模式，这样大大地减少了土地灭失面积。英国政府还根据损毁土地所在区域的经济水平来确定给地方政府所划拨复垦经费。复垦后的土地属于地方政府，由地方政府自行经营以弥补复垦费用的不足。由于政策、资金落实到位，英国的土地复垦成果显著。

此外，Yuri Gorokhovich等利用GIS技术对矿区废弃地的复垦进行了研究；Sahadeb De等利用生物工程复垦措施对印度东部的拉尼甘杰煤田废弃地进行了研究，选取了适宜当地复垦的植物；Dimitris Damigos等运用了多种评价模型，对希腊煤矿挖损土地复垦后的环境影响进行了评价，提出了复垦对策；Duglas Baker对合成材料在无土壤覆盖的纯生物复垦技术及抗侵蚀工艺方面的应用进行了研究；Robert 认为应该把弗吉尼亚地区的湿地也纳入到煤矿废弃土地生态环境恢复过程；Richand 通过生态环境重建实验研究，提出“保存大斑块和交通便捷性是土地复垦的关键，在此基础上再进行植被恢复”；Dimitris Kaliampakos和Dimitris Damigos等人对矿区损毁土地复垦环境效益和经济效益的评价方法进行了分析，对土地复垦规划和矿区施工管理具有积极的作用。

国外土地复垦的研究有以下特点：

(1)健全的法规。国外土地复垦研究领先的国家都制定了严格、完善的法律法规，且有专门的管理机构，保障了复垦的执行力度和达到较高的复垦率。

(2)多学科、多领域。土地复垦吸引了矿业、农业、林业、土壤、生态、化学、地质、生物和管理等领域的专家和学者，极大地促进了土地复垦研究发展。

(3)方向的转变。土地复垦研究已由原来的煤矿复垦向其他采矿、污染、自然灾害、水电建设、人为破坏等类型损毁土地复垦拓展；复垦措施也由工程复垦向生态复垦转变，可持续发展的思想和原则运用得更多。

(4)国际化和产业化。国际化趋势越来越明显，国与国之间的交流合作更加密切；复垦产业化发展更为明显。

中国耕地利用集约度结构变化及其区域差异(英文)陈瑜琦李秀彬田玉军谈明洪【摘要】：Based on the data from the Cost-benefit Data of Farm Produce and the China Agricultural Yearbook, this paper divided the intensity of cultivated land use into labor intensity and capital intensity, and then analyzed their temporal and spatial change at both national and provincial levels between 1980 and 2006. The results showed that: (1) At the national level, labor intensity on food produce decreased from day/ha in 1980 to day/ha in 2006; and a continuous decrease with a steep decline between 1980 and 1986, a slower decline from 1987 to 1996, and another steep decline from 1997 to 2006. On the contrary, capital intensity shows an increasing trend since 1980. As to the internal composition of capital intensity, the proportion of seed, chemical fertilizer and pesticide input decreased from to and the proportion of machinery increased from to . The less emphasis on yield-increasing input and more emphasis on labor-saving input are the main reasons for a slow increase of yield per unit area after 1996. (2) At the provincial level, the developed areas have lower labor intensity and higher capital intensity. The less developed ones have higher labor intensity but lower capital intensity. From the viewpoint of the internal composition of capital intensity, labor-saving input accounts for more proportion in the developed areas than that of other areas. The main reason is that in these developed areas, labor input has become a constraint factor in food production as more and more labors engaged in off-farm work. Farmers increase the labor-saving input for higher labor productivity. However, in the less developed areas, the major constraint is the shortage of capital; food production is still depending on labor and yield-increasing inputs.

矿区土地资源综合利用的核心是生产组织和矿山土地复垦与生态重建。最早开始矿区生态环境恢复治理工作的是德国和美国。20世纪60年代，许多工业发达国家加速矿区环境保护法规的制订和恢复治理工程实践活动，自觉地进入了科学恢复的时代。进入70年代，矿区的环境恢复治理技术以采矿、地质为主体，集环境、农学、林学等多学科为一体，发展成为一门牵动着多行业、多部门的系统工程［10］。80年代以后矿区生态环境治理工作呈现蓬勃发展的态势［11～23］。

国外许多国家对土地复垦十分重视，如德国、美国、加拿大、俄罗斯、澳大利亚等都十分重视矿山复垦工作，矿山土地复垦率已达80%。20世纪90年代以来，重建矿区生态环境，实现可持续发展，得到世界各国的重视，土地复垦不仅是将损坏和压占的土地恢复到可利用状态，而且要重建良好的矿区环境，使新的景观在许多方面相似，甚至优于开采前的状况。由于各国的自然条件不同、经济状况不同、土地状况不同，故各国都有自己的矿区土地资源综合利用与复垦特色。

德国系统地对土地进行复垦始于20世纪20年代［24，25］，从最初的植树、造林到多功能复垦区域的建立，目标从以林业、农业复垦为主，转向建立休闲用地、重构生物循环体和保护物种上，即所谓的混合型土地复垦模式:农林用地、水域及许多微生态循环体协调，统一地设立在一起，从而为人和动物、植物提供较大的生存空间。整个活动经历了由简单到综合，由幼稚到成熟的过程，为合理规划土地用途，建立新景观提供了机会，进而满足了生活水平逐步提高的人们对娱乐休闲场所的需求［26］。对土地复垦与生态重建规划控制体系，一是褐煤规划;二是企业规划。褐煤规划以联邦空间规划和州规划的目标作为基本目标，对景观重建作出了明确的规划和规定［24］。

美国矿区复垦的管理工作主要由内政部牵头，由内政部露天采矿与复垦办公室负责实施［26］，矿业局、土地局和环境保护署等部门协助对与本部门有关的土地复垦工作进行管理，各州资源部负责辖区内矿区的复垦工作。美国的土地复垦将生态环境恢复、重造自然景观、改善公共环境，作为第一要任。美国复垦标准和要求苛刻，对露天采矿来讲，涉及从环境保护、自然景观恢复到消除对土地生态和周边环境的污染;土地复垦标准涉及矿山废弃物处理，采矿土地恢复等诸多方面内容。

在澳大利亚，矿业公司申请采矿许可证时须与土地所有者达成土地复垦协议，并得到当地政府的许可;在开采过程中，矿业公司应对开采结束的矿区范围内进行科学的地形整理和表土覆盖，然后可将整理好的矿区用经济协议的形式转交给复垦公司;为确保矿区复垦的顺利实施，澳大利亚对矿区复垦实施抵押金制度。

通过多年的努力，发达国家的矿区复垦率已经达到50%以上，有的达到了75%以上［27］。闭矿之后的矿山废弃地要恢复本地植被群落，因为这样的群落所需要的后期维持费用最少，并为后续的土地利用提供了较大的弹性空间。在制订完成标准时，管理机构倾向于采用植被构成、丰度、密度和覆盖率等指标，同时他们希望生态系统恢复功能，是可持续的，需要最小的维持费用。Bell认为矿山土地复垦的目标，一是保证矿山废弃地的稳定，保证其不会被风和水所侵蚀;二是将土地恢复到可利用的状态。Tacey等认为，成功的复垦地是一个稳定的生产性生态系统，有着与周围环境相似的可维持的生物物理过程［28］。例如，新南威尔士州Bridge Hill Ridge以前的砂矿区，经过复垦后，与周围环境融为一体，现已归入Myall Lakes国家公园［27］。澳大利亚的土地复垦一般要经历以下阶段:初期规划、审批通过、清理植被、土壤转移、存放和替代、生物链重组、养护恢复、检查验收。执行复垦保证金制度，并且基于鼓励和推广的目的，它会要求复垦工作做得最好的几家矿业公司只缴纳25%的复垦保证金，而其他的公司则必须缴纳100%的保证金。

加拿大通过了《加拿大环境保护法案》(简称CEPA，1999)和《加拿大环境评估法案》(简称CEAA)，以法律的形式系统、全面地对加拿大矿区环境评估和环境保护进行了约束。

俄罗斯土地复垦界认为，土地复垦是在受工业影响的土地上，采取旨在有计划的创建和加速形成具有高生产力、高经济价值、最佳人工景观的采矿、生物、工程、土壤改良及生态学综合技术措施来恢复土地。整个土地复垦过程分成工程技术复垦和生物复垦两个基本阶段。农业复垦和林业复垦在俄罗斯是最普遍的，由于林业复垦对土壤恢复的要求不很严格，投资较小而得到广泛采用［29］。

矿产开采对土地资源的破坏性影响早就被人们所认识。关于开采沉陷对土地破坏的研究一直受到广泛关注，研究主要是对破坏特征的描述和沉陷预测预防上。Damody，Quither，Ham，Sel-man等对此作过有关研究，认为开采沉陷对土地的影响主要包括土壤侵蚀、地表排水系统的破坏、积水、农作物减产等［30～32］。

国外将生态理论用于土地复垦的研究开展较早。1992年国际复垦会议论文纲要中，“成功复垦的生态学评价”(ecological eval-uation of reclamation success)被列为其中一项;1998年国际复垦会议论文纲要中，“恢复理想景观的土地复垦”被列为其中一项。

Richard 在澳大利亚进行的生态恢复试验表明，景观破碎化和栖息地的改变引起了许多大规模的土地退化和生物多样性减少。复垦关键在于保存大斑块和连通性，为取得它们，应进行植被恢复［33］。

等认为，煤矿区景观重建是一种特殊类型的景观规划，应以景观异质性作为景观重建规划设计标准，对景观结构进行量化，其目标就是使煤矿区重建景观与周围地区生态价值相协调［34］。

等通过对土地利用监测认为，矿区开采对景观形成扰动，改变景观格局。一般随着开采活动的进展，原有景观数量呈下降趋势，开采活动停止后稳定，同时沉陷景观由小到大，受复垦活动影响又由大变小，林地、水面等其他景观不同程度增加，景观多样性提高，斑块破碎度增加［35］。

土地空间安全格局是生态规划的组成部分，由生态规划发展而出现并得到进一步深化。20世纪初，生态学开始呈现与规划、系统工程等学科的全方位融合趋势。以Geddes，Park和Wirth等人为首的学者利用生态学原理在城乡建设中的应用研究，奠定了生态规划的基础［36］。

20世纪60年代后，以《增长的极限》、《寂静的春天》等著作为代表，国际上掀起了基于生态基础的人类理想栖息环境研究的热潮，生态学与规划学融合日趋加快。1969年，McHarg的《设计遵循自然》就是这方面的力作［37］，成功地提出了区域规划的生态学研究框架，其因子叠合的生态规划大法被称之为McHarg法，并得到广泛的应用;克罗()提出了景观规划概念，Odum进一步提出了生态系统模式［38～40］，把生态功能与相应的土地利用模式联系起来，提出了规划结合生态思想的概念与方法;1982年由McHarg发表的《自然设计》进一步阐述了McHarg的生态规划思想，探讨了在生态平衡基础上如何建立自然与人和谐关系的方法［41］。

20世纪90年代，生态规划得到广泛应用，在理论和实践方面都有诸多新的成果。《绿色城市》等著作均较系统地探讨了城市的可持续发展方针和生态化途径;1993年英国城乡规划协会中的可持续发展研究组发表《可持续的环境计划》，提出将自然资源、能源、污染和废弃物等环境要素管理纳入各层次的空间发展规划;1996年的联合国人居大会上制定的人居环境议程也用城市生态学观点表述了城市可持续发展的目的。“将社会经济发展和环境保护相融合，在生态系统承载能力内去改变生产和消费方式、发展政策和生态格局，减少环境压力，促进有效的和持续的自然资源利用。为所有居民提供健康、安全、殷实的生活环境，减少人居环境的生态痕迹，使其与自然和文化遗产相和谐，同时对国家的可持续发展目标作出贡献［42～45］。以福尔曼为首的部分“自然保护学派”强调人地和谐的未来景观研究［46，47］，提出了集聚间离析和生态网络体系观点。

目前，自然生态服务价值的经济学量化也引起人们的重视，以Costanza［48］等人为代表的学者将经济因素引入景观生态学模型，使景观生态学与区域生态—经济系统的管理与规划相结合。提出“区域生态经济系统(regional ecological systems)”观点，在管理和规划模型的设计上强调公众、特别是持股人的参与，以及变化过程的不可预测性。

景观指数为景观研究人员的景观结构研究提供了重要量化方法。McGarigal是景观指数的倡导者，也是FRAGSTATS软件包的设计者之一，对一些研究实例的部分景观指数的可靠性和阈值进行了评价，并强调尺度在景观指数解释中的作用。(O’Niel)等人分别对景观指数在不同景观生态学案例研究中的作用进行了评价［49］。