土壤環(huán)境容量信息系統(tǒng)土壤環(huán)境系統(tǒng)中的物質(zhì)遷移與轉(zhuǎn)化過程

土壤環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)由多層次、多相物質(zhì)組成，并具有復(fù)雜性質(zhì)的疏松多孔的環(huán)境結(jié)構(gòu)體系。因而土壤環(huán)境各亞系統(tǒng)，即各土層及固、液 、氣相物質(zhì)相互作用、相互影響與制約，而且進(jìn)行著一系列的物理、化學(xué)和生物遷移與轉(zhuǎn)化過程。一旦污染物輸入土壤環(huán)境系統(tǒng)后，隨之即受土壤環(huán)境系統(tǒng)的這種環(huán)境條件、性質(zhì)的影響與制約，并與土壤多相物質(zhì)相互作用，進(jìn)行著復(fù)雜的遷移與轉(zhuǎn)化過程。這是土壤環(huán)境系統(tǒng)的重要凈化與緩沖性能及其機(jī)理機(jī)制，也是土壤具有一定環(huán)境容量的重要原因。最受重視且研究較多的是吸附與解吸、沉淀與溶解作用。

土壤環(huán)境系統(tǒng)不是孤立的，而是地球表層環(huán)境系統(tǒng)中一個(gè)全方位開放的子系統(tǒng)，因而土壤環(huán)境系統(tǒng)與其他環(huán)境系統(tǒng)之間不斷進(jìn)行著物質(zhì)與能量的遷移與交換，污染物既可以通過大氣、水和生物遷移途徑輸入土壤環(huán)境，使之在土壤環(huán)境中逐漸累積，導(dǎo)致土壤污染；相反地通過同樣途徑，污染物也可從土壤環(huán)境向大氣、水和生物環(huán)境輸出，從而使土壤環(huán)境“凈化 ”。

土壤環(huán)境容量是區(qū)域性污染物總量控制與管理的重要依據(jù)，而土壤環(huán)境容量的制定及其應(yīng)用于總量控制與管理等方面；需要涉及土壤環(huán)境內(nèi)部及其與外界之間的物質(zhì)、能量與信息的交換與循環(huán)。土壤環(huán)境容量本身就是多種因素的函數(shù)，如：土壤類型的剖面構(gòu)型、機(jī)械組成、元素成分、有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)的組分與含量、酸堿度、可溶鹽等污染物的賦存形態(tài)及其物理、化學(xué)性質(zhì)、區(qū)域自然條件，如氣候、植被與地形等，土壤與大氣、水、生物和巖石等 。

土壤環(huán)境容量則可以從環(huán)境容量的定義延伸為：系指土壤環(huán)境單元所容許承納的污染物質(zhì)的最大數(shù)量或負(fù)荷量。由定義可知，土壤環(huán)境容量實(shí)際上是土壤污染起始值和最大負(fù)荷量的差值。若以土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)作為土壤環(huán)境容量的最大允許極限值，則該土壤的環(huán)境容量的計(jì)算值，便是土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值（或本底值），即上述土壤環(huán)境的基本容量；但在尚未制定土壤標(biāo)準(zhǔn)的情況下，環(huán)境學(xué)工作者往往通過土壤環(huán)境污染的生態(tài)效應(yīng)試驗(yàn)研究，以擬定土壤環(huán)境所允許容納污染物的最大限值—土壤的環(huán)境基本含量，這個(gè)量值(即土壤環(huán)境基準(zhǔn)減去背景值)，有的稱之為土壤環(huán)境的靜容量，相當(dāng)于土壤環(huán)境的基本容量。

土壤環(huán)境的靜容量雖然反映了污染物生態(tài)效應(yīng)所容許的最大容納量，但尚未考慮和顧及到土壤環(huán)境的自凈作用與緩沖性能，也即外源污染物進(jìn)入土壤后的累積過程中，還要受土壤環(huán)境地球化學(xué)背景與遷移轉(zhuǎn)化過程的影響和制約，如污染物的輸入與輸出、吸附與解吸、固定與溶解、累積與降解等等，這些過程都處于動(dòng)態(tài)變化中，其結(jié)果都能影響污染物在土壤環(huán)境中的最大容納量。因而環(huán)境學(xué)界認(rèn)為，土壤環(huán)境容量應(yīng)是靜容量加上這部分土壤的凈化量，才是土壤的全部環(huán)境容量或土壤的動(dòng)容量。

隨著科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)建模已得到越來越多的重視，不僅可以節(jié)省人力物力，還可以節(jié)省寶貴的時(shí)間。土壤環(huán)境容量本身就是多種因素的函數(shù)，如：

1.土壤類型的剖面構(gòu)型、機(jī)械組成、元素成分、有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)的組分與含量、酸堿度、可溶鹽、Eh等；

2.污染物的賦存形態(tài)及其物理、化學(xué)性質(zhì)；

3.區(qū)域自然條件，如氣候、植被與地形等；

4.土壤與大氣、水、生物和巖石等環(huán)境要素的物質(zhì)遷移通量與界面反應(yīng)；

5.社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)因素，如灌溉、施肥及改土措施等。

通過對(duì)土壤環(huán)境容量進(jìn)行建模，可將上述大量具有空間和動(dòng)態(tài)特征的信息，以一定格式貯存在計(jì)算機(jī)中，通過快速模擬各種環(huán)境過程，進(jìn)行環(huán)境預(yù)測(cè)，為總量控制產(chǎn)生決策信息。

該模型主要由以下幾部分構(gòu)成：

(1)數(shù)據(jù)輸入與自動(dòng)維護(hù)功能；

(2) 數(shù)據(jù)管理與查詢功能；

(3)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、綜合分析功能，這是土壤環(huán)境容量建模設(shè)計(jì)的核心。

又可細(xì)分為：①統(tǒng)計(jì)程序；②評(píng)價(jià)模型；③環(huán)境容量模型；④預(yù)測(cè)模型；⑤總量控制計(jì)算程序。

利用數(shù)據(jù)庫中的有關(guān)信息，可以主要污染源為中心劃分不同的控制區(qū)域，應(yīng)用圖形與計(jì)算想結(jié)合的功能，可進(jìn)行各控制區(qū)域所屬網(wǎng)格中容量的自動(dòng)加和與顯示，再將不同控制年限下的各控制區(qū)域中土壤環(huán)境容量與污染源排放量作比較，以確定污染源排放量的優(yōu)化分配方案。

土壤環(huán)境容量主要用于以下幾個(gè)方面：制定土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、制定農(nóng)田灌溉用水和水量標(biāo)準(zhǔn)、制定污泥施用量標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域土壤污染物預(yù)測(cè)和土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、污染物總量控制的應(yīng)用等 。

《土壤環(huán)境容量及其信息系統(tǒng)》是氣象出版社出版的圖書，作者是夏增祿等。

土壤環(huán)境容量及其信息系統(tǒng)

拼音題名

tu rang huan jing rong liang ji qi xin xi xi tong

其它題名

并列題名

ISBN

7-5029-0742-4

出版地

北京

出版時(shí)間

1991.10

中圖分類號(hào)

X144

附注

摘要

本書介紹了我國(guó)若干土壤中重金屬的生態(tài)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)、形態(tài)特征、有效態(tài)測(cè)定方法

環(huán)境信息系統(tǒng)按內(nèi)容可分為環(huán)境管理信息系統(tǒng)和環(huán)境決策支持系統(tǒng)。

環(huán)境信息系統(tǒng)環(huán)境管理信息系統(tǒng)

環(huán)境管理信息系統(tǒng)是一個(gè)以系統(tǒng)論為指導(dǎo)思想，通過人-機(jī)(計(jì)算機(jī)等)結(jié)合收集環(huán)境信息，通過物理或數(shù)學(xué)模型對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和加工，并根據(jù)系統(tǒng)的輸出進(jìn)行環(huán)境評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和控制，最后再通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理的計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)。環(huán)境管理信息系統(tǒng)的基本功能為：環(huán)境信息的收集和錄用，環(huán)境信息的存儲(chǔ)，環(huán)境信息的加工處理，環(huán)境信息以報(bào)表、圖形等形式輸出信息，為決策提供依據(jù)。

環(huán)境信息系統(tǒng)環(huán)境決策支持系統(tǒng)

環(huán)境決策支持系統(tǒng)是將決策支持系統(tǒng)引入環(huán)境規(guī)劃、管理和決策工作中的產(chǎn)物。決策支持系統(tǒng)也是一種人機(jī)交互的信息系統(tǒng)，是從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量大、運(yùn)算速度快等特點(diǎn)，應(yīng)用決策分析方法進(jìn)行描述、計(jì)算，進(jìn)而協(xié)助人們完成管理決策的支持技術(shù)。

環(huán)境決策支持系統(tǒng)是環(huán)境信息系統(tǒng)的高級(jí)形式，在環(huán)境管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使決策者能通過人機(jī)對(duì)話，直接應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理環(huán)境管理工作中的未定結(jié)構(gòu)的決策問題。它為決策者提供了一個(gè)現(xiàn)代化的決策輔助工具，提高了決策的效率和科學(xué)性。

環(huán)境決策支持系統(tǒng)的主要功能有：收集、整理、儲(chǔ)存并及時(shí)提供本系統(tǒng)與本決策有關(guān)的各種數(shù)據(jù)；靈活運(yùn)用模型與方法對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行加工、處理、分析、綜合、預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)，以便提供各種所需環(huán)境信息；友好的人機(jī)界面和圖形輸出功能，不僅能提供所需環(huán)境信息，而且具有一定推理判斷能力；良好的環(huán)境信息傳輸功能；快速的信息加工速度及響應(yīng)時(shí)間；具有定性分析與定量研究相結(jié)合的特點(diǎn) 。

環(huán)境信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程可分為四個(gè)階段：可行性研究、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)實(shí)施。每個(gè)階段又分為若干步驟。

環(huán)境信息系統(tǒng)系統(tǒng)的可行性研究

可行性研究是環(huán)境管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一階段。該階段的工作目標(biāo)是為整個(gè)工作過程提供一套必須遵循的衡量標(biāo)準(zhǔn)，即針對(duì)客觀事實(shí)、考慮整體要求、符合開發(fā)節(jié)奏。具體內(nèi)容根據(jù)應(yīng)用的重要性和信息系統(tǒng)可利用的資源而定。

可行性研究階段的任務(wù)是確定環(huán)境管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和總體要求，研究設(shè)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域和完成設(shè)計(jì)的能力需求，進(jìn)行費(fèi)用一效益分析，制定出幾套設(shè)計(jì)方案，并對(duì)各方案在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行三方面進(jìn)行比較分析，得出結(jié)論性建議，并編制出可行性研究報(bào)告報(bào)上級(jí)主管部門審查、批準(zhǔn)。

環(huán)境信息系統(tǒng)系統(tǒng)分析

系統(tǒng)分析是環(huán)境信息系統(tǒng)研制的第二階段。這個(gè)階段的主要目的是明確系統(tǒng)的具體目標(biāo)、系統(tǒng)的界限以及系統(tǒng)的基本功能。這一階段的基本任務(wù)是設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的邏輯模型。系統(tǒng)分析不論資金的投入，還是時(shí)間的占用上，在整個(gè)環(huán)境管理信息系統(tǒng)的研制中都占有很大比例，具有十分重要的地位。這一階段的主要工作內(nèi)容包括：詳細(xì)的系統(tǒng)調(diào)查，以了解用戶的主觀要求和客觀狀態(tài)；確定擬開發(fā)系統(tǒng)的目標(biāo)、功能、性能要求及對(duì)運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行軟件需求的分析；數(shù)據(jù)分析；確認(rèn)測(cè)試準(zhǔn)則；系統(tǒng)分析報(bào)告編制，包括編寫可行性研究報(bào)告及制訂初步項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃等工作。

環(huán)境信息系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)是環(huán)境管理信息系統(tǒng)研制過程的第三個(gè)階段。該階段的主要任務(wù)是根據(jù)系統(tǒng)分析的邏輯模型提出物理模型。這個(gè)階段是在各種技術(shù)手段和處理方法中權(quán)衡利弊，選擇最合適的方案，解決如何做的問題。系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的主要工作內(nèi)容包括：系統(tǒng)的分解；功能模塊的確定及連接方式的確定；設(shè)計(jì)信息輸入；設(shè)計(jì)結(jié)果輸出；數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)及模塊功能說明。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮該系統(tǒng)能否及時(shí)全面地為環(huán)境科研及管理提供各種環(huán)境信息，能否提供統(tǒng)一格式的環(huán)境信息，能否對(duì)不同管理層次給出不同要求、不同詳細(xì)程度的圖表、報(bào)告，是否充分利用該系統(tǒng)本身的人力、物力，使開發(fā)成本最低 。

環(huán)境信息系統(tǒng)系統(tǒng)的實(shí)施與評(píng)價(jià)

環(huán)境管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后就應(yīng)交付使用，并在運(yùn)行過程中不斷完善，不斷升級(jí)，因而需要對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)一個(gè)環(huán)境管理信息系統(tǒng)主要應(yīng)從五個(gè)方面進(jìn)行：系統(tǒng)運(yùn)行的效率；系統(tǒng)的工作質(zhì)量；系統(tǒng)的可靠性；系統(tǒng)的可修改性；系統(tǒng)的可操作性 。2100433B