環(huán)境土壤學(xué)第一章緒論

1、.環(huán)境土壤學(xué)環(huán)境土壤學(xué).12/10/2021.12/10/2021.12/10/2021.第第1 1章，緒論章，緒論第第2 2章，土壤理化性質(zhì)及其生態(tài)功能章，土壤理化性質(zhì)及其生態(tài)功能第第3 3章，土壤生物及其生態(tài)功能章，土壤生物及其生態(tài)功能第第4 4章，土壤的形成與分類章，土壤的形成與分類第第5 5章，土壤環(huán)境質(zhì)量章，土壤環(huán)境質(zhì)量第第6 6章，土壤環(huán)境污染章，土壤環(huán)境污染第第7 7章，環(huán)境土壤學(xué)研究方法章，環(huán)境土壤學(xué)研究方法第第8 8章，土壤碳素轉(zhuǎn)化與溫室氣體排放章，土壤碳素轉(zhuǎn)化與溫室氣體排放第第9 9章，土壤氮、磷循環(huán)與環(huán)境效應(yīng)章，土壤氮、磷循環(huán)與環(huán)境效應(yīng)第第1010章，土壤氟、硒、碘與人體

2、健康章，土壤氟、硒、碘與人體健康第第1111章，重金屬在土壤環(huán)境中的行為與危害章，重金屬在土壤環(huán)境中的行為與危害第第1212章，有機(jī)污染物在土壤環(huán)境中的行為與危害章，有機(jī)污染物在土壤環(huán)境中的行為與危害第第1313章，土壤環(huán)境質(zhì)量評價章，土壤環(huán)境質(zhì)量評價第第1414章，重金屬污染土壤修復(fù)與利用章，重金屬污染土壤修復(fù)與利用第第1515章，有機(jī)污染土壤的修復(fù)與利用章，有機(jī)污染土壤的修復(fù)與利用第第1616章，污水灌溉區(qū)土壤修復(fù)理論與實踐章，污水灌溉區(qū)土壤修復(fù)理論與實踐第第1717章，工礦區(qū)污染土壤修復(fù)與利用章，工礦區(qū)污染土壤修復(fù)與利用第第1818章，設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量規(guī)劃與防治章，設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量規(guī)劃與

3、防治基礎(chǔ)篇基礎(chǔ)篇原理篇原理篇應(yīng)用篇應(yīng)用篇.平時作業(yè)（包括考勤、平時作業(yè)（包括考勤、PPTPPT匯報、作匯報、作業(yè)）：業(yè)）：3030分；分；期中測試：結(jié)合土壤實驗編寫考察期中測試：結(jié)合土壤實驗編寫考察報告：報告：2020分；分；期末考試：期末考試：5050分。分。. 1、了解土壤學(xué)的基礎(chǔ)知識，熟悉野外考察取樣、室內(nèi)能夠進(jìn)行土壤粒度、有機(jī)質(zhì)、N、P、K等實驗分析； 2、掌握污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化，能夠?qū)ν寥牢廴緦嶒灁?shù)據(jù)開展分析； 3、了解不同類型污染土壤修復(fù)技術(shù)，能夠?qū)ξ廴就寥佬迯?fù)編制調(diào)查方案。.+ 民以食為天，食以土為本民以食為天，食以土為本+ 萬物土中生，有土斯有財萬物土中生，有土斯有財?shù)谝?/p>

4、節(jié)第一節(jié) 土壤及土壤的基本特性土壤及土壤的基本特性 .一、土壤的概念一、土壤的概念l萬物自生焉則曰土。萬物自生焉則曰土。周禮周禮（公元前（公元前3 3世紀(jì)）世紀(jì)）l以人所耕而樹藝焉則曰壤。以人所耕而樹藝焉則曰壤。周禮周禮l土者，是地之吐生物者也。土者，是地之吐生物者也?！岸?，像地之上，像地之上，地之中，地之中，“I I”, ,物出形也。物出形也。說文解字說文解字（許慎）（許慎）.一、土壤的概念一、土壤的概念（1）農(nóng)民和農(nóng)業(yè)科學(xué)工作者：土壤是植物生長的介質(zhì)。）農(nóng)民和農(nóng)業(yè)科學(xué)工作者：土壤是植物生長的介質(zhì)。（2）水利學(xué)家：土壤是貯水和輸水的多孔介質(zhì)。）水利學(xué)家：土壤是貯水和輸水的多孔介質(zhì)。（3）

5、工程專家：土壤是承受高強(qiáng)度壓力的基地或工程材）工程專家：土壤是承受高強(qiáng)度壓力的基地或工程材料的來源。料的來源。（4）環(huán)境科學(xué)家環(huán)境科學(xué)家：土壤是重要的環(huán)境因素，環(huán)境污染物：土壤是重要的環(huán)境因素，環(huán)境污染物的緩沖帶和過濾器。的緩沖帶和過濾器。（5）地質(zhì)學(xué)家：土壤是地球陸地表面的一個疏松的薄層，）地質(zhì)學(xué)家：土壤是地球陸地表面的一個疏松的薄層，主要是近代地質(zhì)作用所形成的地殼風(fēng)化產(chǎn)物。主要是近代地質(zhì)作用所形成的地殼風(fēng)化產(chǎn)物。.（6 6）生態(tài)學(xué)家：從生物地球化學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為土壤是）生態(tài)學(xué)家：從生物地球化學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為土壤是地球表層系統(tǒng)中，生物多樣性最豐富，生物地球化學(xué)的地球表層系統(tǒng)中，生物多樣性最豐

6、富，生物地球化學(xué)的能量交換、物質(zhì)循環(huán)（轉(zhuǎn)化）最活躍的生命層。能量交換、物質(zhì)循環(huán)（轉(zhuǎn)化）最活躍的生命層。（7）土壤學(xué)家：土壤有著自己發(fā)生發(fā)展和長期演變的歷）土壤學(xué)家：土壤有著自己發(fā)生發(fā)展和長期演變的歷史，土壤是由巖石風(fēng)化形成的母質(zhì)在生物等因素的參與史，土壤是由巖石風(fēng)化形成的母質(zhì)在生物等因素的參與下逐漸形成的，是自然界中一個獨(dú)立的歷史自然體。下逐漸形成的，是自然界中一個獨(dú)立的歷史自然體。簡明定義：簡明定義： 能產(chǎn)生植物收獲的地球陸地表面的疏松層次。能產(chǎn)生植物收獲的地球陸地表面的疏松層次。.綜合定義：綜合定義： 土壤是地球表面生物、氣候、母質(zhì)、地形、時間等因土壤是地球表面生物、氣候、母質(zhì)、地形、時間

7、等因素綜合作用下所形成的、可供植物生長的一種復(fù)雜的生物素綜合作用下所形成的、可供植物生長的一種復(fù)雜的生物地球化學(xué)物質(zhì)；與形成它的巖石和沉積物相比，具有獨(dú)特地球化學(xué)物質(zhì)；與形成它的巖石和沉積物相比，具有獨(dú)特的疏松多孔結(jié)構(gòu)，化學(xué)和生物學(xué)特性；它是一個動態(tài)生態(tài)的疏松多孔結(jié)構(gòu)，化學(xué)和生物學(xué)特性；它是一個動態(tài)生態(tài)系統(tǒng)，為植物生長提供了機(jī)械支撐、水分、養(yǎng)分和空氣條系統(tǒng)，為植物生長提供了機(jī)械支撐、水分、養(yǎng)分和空氣條件；支持大部分微生物群體的活動，來持著所有的陸地生件；支持大部分微生物群體的活動，來持著所有的陸地生態(tài)系統(tǒng)，其中通過供給糧食、纖維、水完成生命物質(zhì)的循態(tài)系統(tǒng)，其中通過供給糧食、纖維、水完成生命物質(zhì)

8、的循環(huán)；維、建筑材料、建設(shè)和廢物處理用地，來維持人類的環(huán)；維、建筑材料、建設(shè)和廢物處理用地，來維持人類的生存發(fā)展；通過濾掉有毒的化學(xué)物質(zhì)和病原生物體，來保生存發(fā)展；通過濾掉有毒的化學(xué)物質(zhì)和病原生物體，來保護(hù)地下水的水質(zhì)，并提供了廢棄物的循環(huán)場所和途徑或使護(hù)地下水的水質(zhì)，并提供了廢棄物的循環(huán)場所和途徑或使其無害化。其無害化。 .“土壤土壤”和和“土地土地”概念的區(qū)別：概念的區(qū)別： 不是同一范疇的概念。不是同一范疇的概念。 土壤土壤是土地的物質(zhì)組成部分，而是土地的物質(zhì)組成部分，而土地土地不僅包括土不僅包括土壤要素，還包括地形、植被、水文、人文等要素。壤要素，還包括地形、植被、水文、人文等要素。 土

9、壤土壤農(nóng)業(yè)土壤農(nóng)業(yè)土壤自然土壤自然土壤.二、土壤的基本特性二、土壤的基本特性（一）土壤剖面的垂直分層特性（一）土壤剖面的垂直分層特性 土壤是在生物、氣候、母質(zhì)、地形、時間等因素綜合作用下土壤是在生物、氣候、母質(zhì)、地形、時間等因素綜合作用下的產(chǎn)物，這種綜合作用就稱為成土作用。由成土作用形成的層的產(chǎn)物，這種綜合作用就稱為成土作用。由成土作用形成的層次稱為土壤發(fā)生層，而完整的垂直土層序列稱之為土壤剖面。次稱為土壤發(fā)生層，而完整的垂直土層序列稱之為土壤剖面。典型土壤剖面可劃為三個基本層：典型土壤剖面可劃為三個基本層： A層：地表最上端，腐殖質(zhì)在這一層聚積。層：地表最上端，腐殖質(zhì)在這一層聚積。 B層，粘

10、粒在這里淀積，稱淀積層或過渡層。層，粘粒在這里淀積，稱淀積層或過渡層。 C層，不同程度風(fēng)化物構(gòu)成，稱為母質(zhì)層。層，不同程度風(fēng)化物構(gòu)成，稱為母質(zhì)層。 .（二）土壤的基本物質(zhì)組成（二）土壤的基本物質(zhì)組成 礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水分、空氣和土壤生物等。礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水分、空氣和土壤生物等。 土壤固相主要由土壤礦物和土壤有機(jī)質(zhì)組成，而土壤固相主要由土壤礦物和土壤有機(jī)質(zhì)組成，而它的空隙中存在著水、氣及微生物等，所以土壤是一它的空隙中存在著水、氣及微生物等，所以土壤是一個由固相、液相和氣相組成的多孔多相分散體系。個由固相、液相和氣相組成的多孔多相分散體系。.（三）土壤肥力（三）土壤肥力 在植物生活全過程中，土

11、壤供應(yīng)和協(xié)調(diào)植物生長在植物生活全過程中，土壤供應(yīng)和協(xié)調(diào)植物生長所需水、肥、氣、熱的能力。所需水、肥、氣、熱的能力。自然肥力：指土壤在自然因子自然肥力：指土壤在自然因子(氣候、生物、地形等氣候、生物、地形等)綜合綜合作用下所具有的肥力。作用下所具有的肥力。人為肥力：土壤在人為條件熟化人為肥力：土壤在人為條件熟化(耕作、施肥、灌溉等耕作、施肥、灌溉等)作作用下所表現(xiàn)出來的肥力。用下所表現(xiàn)出來的肥力。潛在肥力：土壤肥力在生產(chǎn)上沒有發(fā)揮出來產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效潛在肥力：土壤肥力在生產(chǎn)上沒有發(fā)揮出來產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的部分。益的部分。有效（經(jīng)濟(jì)）肥力：土壤肥力在當(dāng)季生產(chǎn)中表現(xiàn)出來產(chǎn)有效（經(jīng)濟(jì)）肥力：土壤肥力在當(dāng)季生產(chǎn)中

12、表現(xiàn)出來產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的部分。生經(jīng)濟(jì)效益的部分。土土壤壤肥肥力力類類型型 .（四）土壤的物理性質(zhì)（四）土壤的物理性質(zhì) 土壤物理特性包括其疏松性、結(jié)構(gòu)性、透水性、土壤物理特性包括其疏松性、結(jié)構(gòu)性、透水性、持水性、水分移動性、透氣性、吸附性等，這些特持水性、水分移動性、透氣性、吸附性等，這些特性決定了土壤中物質(zhì)的運(yùn)移和能量的轉(zhuǎn)化，為植物性決定了土壤中物質(zhì)的運(yùn)移和能量的轉(zhuǎn)化，為植物根系的發(fā)育和高等及低等生物的定居提供了相對有根系的發(fā)育和高等及低等生物的定居提供了相對有利的條件，同時在環(huán)境保護(hù)、地下水水質(zhì)保持等方利的條件，同時在環(huán)境保護(hù)、地下水水質(zhì)保持等方面起到不可替代的作用。土壤物理學(xué)就是研究土壤面起

13、到不可替代的作用。土壤物理學(xué)就是研究土壤的這些獨(dú)特物理性質(zhì)的土壤學(xué)分支。的這些獨(dú)特物理性質(zhì)的土壤學(xué)分支。 .（五）土壤的化學(xué)性質(zhì)（五）土壤的化學(xué)性質(zhì) 土壤膠體是土壤中化學(xué)性質(zhì)最為活躍的物質(zhì)。它由土壤膠體是土壤中化學(xué)性質(zhì)最為活躍的物質(zhì)。它由無機(jī)膠體和有機(jī)膠體物質(zhì)組成，無機(jī)膠體主要由土壤次無機(jī)膠體和有機(jī)膠體物質(zhì)組成，無機(jī)膠體主要由土壤次生礦物或粘土礦物組成，有機(jī)膠體就是腐殖質(zhì)等。由這生礦物或粘土礦物組成，有機(jī)膠體就是腐殖質(zhì)等。由這些成分復(fù)雜的有機(jī)、礦質(zhì)和有機(jī)些成分復(fù)雜的有機(jī)、礦質(zhì)和有機(jī)礦質(zhì)化合物組成的土礦質(zhì)化合物組成的土壤膠體物質(zhì)顆粒，通常帶負(fù)電。為此，它們具有從溶液壤膠體物質(zhì)顆粒，通常帶負(fù)電。為

14、此，它們具有從溶液中吸收和代換鹽分離子的能力。中吸收和代換鹽分離子的能力。 土壤膠體物質(zhì)顆粒表面和土壤溶液相互作用機(jī)制，是土壤膠體物質(zhì)顆粒表面和土壤溶液相互作用機(jī)制，是極其復(fù)雜的，決定了眾多的土壤化學(xué)和土壤物理化學(xué)性極其復(fù)雜的，決定了眾多的土壤化學(xué)和土壤物理化學(xué)性質(zhì)的動態(tài)行為，為土壤化學(xué)所研究的主要內(nèi)容之一。質(zhì)的動態(tài)行為，為土壤化學(xué)所研究的主要內(nèi)容之一。 .（六）土壤的生物性質(zhì)（六）土壤的生物性質(zhì) 土壤是有生命的自然體，是自然界最復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)之一，土壤是有生命的自然體，是自然界最復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)之一，也是最豐富的生物資源庫。也是最豐富的生物資源庫。 土壤是生命活動的產(chǎn)物，沒有生物就沒有土壤。土

15、壤是生命活動的產(chǎn)物，沒有生物就沒有土壤。 土壤是生命的搖藍(lán)。土壤不僅是生物的棲息地，是生物作土壤是生命的搖藍(lán)。土壤不僅是生物的棲息地，是生物作用的對象，同時也是地球生命誕生與進(jìn)化的溫床。用的對象，同時也是地球生命誕生與進(jìn)化的溫床。 土壤生物學(xué)就是研究土壤生物的功能、反應(yīng)及其行為。主土壤生物學(xué)就是研究土壤生物的功能、反應(yīng)及其行為。主要的研究內(nèi)容包括土壤物質(zhì)（碳、氮、硫等）循環(huán)、養(yǎng)分轉(zhuǎn)要的研究內(nèi)容包括土壤物質(zhì)（碳、氮、硫等）循環(huán)、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、微生物生態(tài)、生物防治和土壤分子生物學(xué)?；⑽⑸锷鷳B(tài)、生物防治和土壤分子生物學(xué)。 .（七）（七）土壤的土壤的空間變異性空間變異性及在同一地貌的及在同一地貌的相對

16、均質(zhì)性相對均質(zhì)性 不同地貌類型間，不同生物氣候類型間這些較大不同地貌類型間，不同生物氣候類型間這些較大空間尺度乃至全球范圍內(nèi)土壤類型的空間變異和分空間尺度乃至全球范圍內(nèi)土壤類型的空間變異和分布規(guī)律。布規(guī)律。 同一生物氣候帶內(nèi)，相同微地貌類型上，土壤剖同一生物氣候帶內(nèi)，相同微地貌類型上，土壤剖面垂直層次的組合和性質(zhì)基本一致。面垂直層次的組合和性質(zhì)基本一致。 土壤發(fā)生分類學(xué)土壤發(fā)生分類學(xué) 土壤調(diào)查制圖學(xué)土壤調(diào)查制圖學(xué).（八）土壤的記憶特性（八）土壤的記憶特性 古往今來的氣候、生物及巖石對土壤形成過程、古往今來的氣候、生物及巖石對土壤形成過程、土壤性質(zhì)的影響，都會在土體上留下土壤性質(zhì)的影響，都會在土

17、體上留下“烙印烙印”，即信，即信息的記憶。息的記憶。 北方黃土堆積層發(fā)育的古土壤北方黃土堆積層發(fā)育的古土壤紅土層。解讀這些信息，紅土層。解讀這些信息，有助于我們了解地球的地質(zhì)變化、氣候變化的規(guī)律。有助于我們了解地球的地質(zhì)變化、氣候變化的規(guī)律。 土壤中的化石，我們可以推測生物的進(jìn)化；土壤中的化石，我們可以推測生物的進(jìn)化； 古土層的性質(zhì)可以幫助我們恢復(fù)古地理環(huán)境；古土層的性質(zhì)可以幫助我們恢復(fù)古地理環(huán)境； 地磁性質(zhì)的變化，也可揭示古氣候的變遷。地磁性質(zhì)的變化，也可揭示古氣候的變遷。 這些研究為了解土壤的今昔變化及未來發(fā)展提供了必要這些研究為了解土壤的今昔變化及未來發(fā)展提供了必要的依據(jù)。的依據(jù)。 .第

18、二節(jié)第二節(jié) 土壤在人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和自然環(huán)境土壤在人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和自然環(huán)境中的重要性中的重要性一、一、土壤是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地土壤是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地二、二、土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成部分土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成部分三、三、土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)四、四、土壤是最珍貴的自然資源土壤是最珍貴的自然資源.土壤與人類生存發(fā)展的關(guān)系示意圖.一、土壤是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地一、土壤是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地（一）土壤是植物生長繁育和生物生產(chǎn)的基地（一）土壤是植物生長繁育和生物生產(chǎn)的基地 1 1、營養(yǎng)庫作用：、營養(yǎng)庫作用：是陸地生物所需營養(yǎng)物質(zhì)的重要來源；是陸地生物所

19、需營養(yǎng)物質(zhì)的重要來源； 2 2、在養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)中的作用：、在養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)中的作用： 無機(jī)物的有機(jī)化，有機(jī)物的礦質(zhì)化；無機(jī)物的有機(jī)化，有機(jī)物的礦質(zhì)化； 3 3、雨水涵養(yǎng)作用：、雨水涵養(yǎng)作用：是一個巨大的水庫；是一個巨大的水庫； 4 4、對生物的支撐作用；、對生物的支撐作用； 土壤中擁有種類繁多，數(shù)量巨大的生物群；土壤中擁有種類繁多，數(shù)量巨大的生物群； 5 5、在穩(wěn)定和緩沖環(huán)境變化中的作用。、在穩(wěn)定和緩沖環(huán)境變化中的作用。.（二）植物生產(chǎn)、動物生產(chǎn)和土壤管理關(guān)系（二）植物生產(chǎn)、動物生產(chǎn)和土壤管理關(guān)系 土壤管理土壤管理 植物生產(chǎn)植物生產(chǎn) 動物生產(chǎn)動物生產(chǎn) .二、土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境二、

20、土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境 的重要組成部分的重要組成部分（一）土壤圈（一）土壤圈（Pedosphere）的概念）的概念地球表層系統(tǒng)五大要素：地球表層系統(tǒng)五大要素： 大氣圈、生物圈、巖石圈、水圈、土壤圈大氣圈、生物圈、巖石圈、水圈、土壤圈土壤圈土壤圈是覆蓋于地球和淺水域底部的土壤所構(gòu)是覆蓋于地球和淺水域底部的土壤所構(gòu)成的一種連續(xù)體或覆蓋層，它是地圈系統(tǒng)的重要組成的一種連續(xù)體或覆蓋層，它是地圈系統(tǒng)的重要組成部分。成部分。.(position of pedosphere)氣圈氣圈Gas-sphere巖石圈巖石圈Rocky-sphere水圈水圈Water sphere生物圈生物圈Biosphere

21、土壤圈土壤圈pedosphere金屬與微量元素物質(zhì)循環(huán)金屬與微量元素物質(zhì)循環(huán)生物養(yǎng)分生物養(yǎng)分 物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)水分循環(huán)水分循環(huán) 與平衡與平衡.1 1、土壤圈涵義、土壤圈涵義 （1 1）永恒的物質(zhì)與能量交換）永恒的物質(zhì)與能量交換 （2 2）最活躍與最富生命力的圈層）最活躍與最富生命力的圈層 （3 3）記憶塊的功能）記憶塊的功能 （4 4）時空限制特征）時空限制特征 （5 5）僅部分為可再生資源）僅部分為可再生資源.2 2、 土壤圈的功能土壤圈的功能（1）對大氣圈）對大氣圈 頻繁的水、熱、氣地交換和平衡，是全球頻繁的水、熱、氣地交換和平衡，是全球氣候變化的重要方面。氣候變化的重要方面。（2）對生物

22、圈）對生物圈支撐和調(diào)節(jié)生物過程，提供植物生長的養(yǎng)支撐和調(diào)節(jié)生物過程，提供植物生長的養(yǎng)分、水分與適宜的物理條件，決定自然植被的分布與演替。分、水分與適宜的物理條件，決定自然植被的分布與演替。（3）對水圈）對水圈降水在陸地的重新分配、元素的生物地球化降水在陸地的重新分配、元素的生物地球化學(xué)行為和水分平衡、分異、轉(zhuǎn)化及水圈的化學(xué)組成。學(xué)行為和水分平衡、分異、轉(zhuǎn)化及水圈的化學(xué)組成。（4）對巖石圈）對巖石圈具有一定的保護(hù)作用，以減少其受各種外具有一定的保護(hù)作用，以減少其受各種外營力破壞，與巖石圈進(jìn)行物質(zhì)交換與地質(zhì)循環(huán)。營力破壞，與巖石圈進(jìn)行物質(zhì)交換與地質(zhì)循環(huán)。.土壤圈的功能土壤圈的功能.（二）土壤圈在全

23、球變化中的作用（二）土壤圈在全球變化中的作用 1 1、通過土壤圈與其它圈層的物質(zhì)交換，影響土壤的全、通過土壤圈與其它圈層的物質(zhì)交換，影響土壤的全球變化球變化2 2、通過全球土被在時空上的演變，引起土壤全球變化、通過全球土被在時空上的演變，引起土壤全球變化3 3、通過人為活動對土壤圈的強(qiáng)烈作用，對全球土壤變、通過人為活動對土壤圈的強(qiáng)烈作用，對全球土壤變化以至生存環(huán)境發(fā)生影響化以至生存環(huán)境發(fā)生影響（1 1）人為砍伐森林，加劇水土流失）人為砍伐森林，加劇水土流失（2 2）對土壤資源利用不當(dāng)導(dǎo)致土壤退化嚴(yán)重）對土壤資源利用不當(dāng)導(dǎo)致土壤退化嚴(yán)重（3 3）水稻田、沼澤地及湖泊產(chǎn)生痕量溫室氣體）水稻田、沼澤

24、地及湖泊產(chǎn)生痕量溫室氣體.*(三三) 土壤圈的研究方向與內(nèi)容土壤圈的研究方向與內(nèi)容1、研究方向、研究方向 （1 1）土壤圈與生物圈之間養(yǎng)分元素的交換與平衡，土壤）土壤圈與生物圈之間養(yǎng)分元素的交換與平衡，土壤圈與水圈之間的水分循環(huán)與物質(zhì)運(yùn)動，土壤圈與大氣圈圈與水圈之間的水分循環(huán)與物質(zhì)運(yùn)動，土壤圈與大氣圈之間的大量氣體及痕量氣體的交換與平衡，以及土壤圈之間的大量氣體及痕量氣體的交換與平衡，以及土壤圈與巖石圈之間元素遷移與轉(zhuǎn)化；與巖石圈之間元素遷移與轉(zhuǎn)化；（2 2）土壤圈物質(zhì)和能量循環(huán)與地球生命、人類生存條件、）土壤圈物質(zhì)和能量循環(huán)與地球生命、人類生存條件、自然環(huán)境及全球變化之間的關(guān)系。自然環(huán)境及全

25、球變化之間的關(guān)系。.2、研究任務(wù)、研究任務(wù)（1）土壤資源的開發(fā)利用與保護(hù)）土壤資源的開發(fā)利用與保護(hù)土地數(shù)字化數(shù)據(jù)庫土地數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(SOTER)(SOTER)。（2）土壤肥力調(diào)節(jié)與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展）土壤肥力調(diào)節(jié)與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展 （3 3）土壤生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。）土壤生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中土壤生態(tài)環(huán)境演替規(guī)律；農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中土壤生態(tài)環(huán)境演替規(guī)律； 土壤生態(tài)環(huán)境建設(shè)的研究；土壤生態(tài)環(huán)境建設(shè)的研究； 防止土壤污染。防止土壤污染。.（4 4）土壤圈物質(zhì)循環(huán)及全球變化土壤圈物質(zhì)循環(huán)及全球變化 土壤圈與大氣圈大量與痕量氣體交換與平衡。土壤圈與大氣圈大量與痕量氣體交換與平衡。 土壤圈與水圈的水循環(huán)。土壤圈

26、與水圈的水循環(huán)。 土壤圈與巖石圈元素遷移。土壤圈與巖石圈元素遷移。 土壤圈與生物圈養(yǎng)分元素交換與平衡。土壤圈與生物圈養(yǎng)分元素交換與平衡。 土壤圈物質(zhì)組成、性質(zhì)、類型及時空變化規(guī)律。土壤圈物質(zhì)組成、性質(zhì)、類型及時空變化規(guī)律。 全球土被演變及土壤退化全球土被演變及土壤退化( (土壤侵蝕、沙漠化、肥力土壤侵蝕、沙漠化、肥力退化、鹽漬化、酸化、沼澤化退化、鹽漬化、酸化、沼澤化) )的時空變化，形成機(jī)理及的時空變化，形成機(jī)理及預(yù)測預(yù)控。預(yù)測預(yù)控。 人類活動對土壤全球變化及人類環(huán)境變化的影響。人類活動對土壤全球變化及人類環(huán)境變化的影響。 .（一）土壤生態(tài)系統(tǒng)（一）土壤生態(tài)系統(tǒng) Soil ecosystem

27、s （相對獨(dú)立的子系統(tǒng)）（相對獨(dú)立的子系統(tǒng)）+ Producer Holophyte (自養(yǎng)生物) Plant + Consumer Heterotrophic organism(異養(yǎng)) animal (fauna) + Decomposer Heterotrophic organism(異養(yǎng)) Microorganisms三、土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)三、土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ) .（二）土壤在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用（二）土壤在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用n 保持生物活性、多樣性和生產(chǎn)性；保持生物活性、多樣性和生產(chǎn)性；n 對水體和溶質(zhì)流動起調(diào)節(jié)作用；對水體和溶質(zhì)流動起調(diào)節(jié)作用；n 對有機(jī)、無機(jī)污

28、染物具有過濾、緩沖、對有機(jī)、無機(jī)污染物具有過濾、緩沖、降解、固定和解毒作用；降解、固定和解毒作用；n具有貯存并循環(huán)生物圈及地表的養(yǎng)分和其具有貯存并循環(huán)生物圈及地表的養(yǎng)分和其它元素的功能。它元素的功能。 . 中國是個多山的國家中國是個多山的國家,各種山地丘陵地面積占全部土地各種山地丘陵地面積占全部土地面積的面積的65,平原區(qū)土地僅占平原區(qū)土地僅占35。 2、質(zhì)量的可變性、質(zhì)量的可變性 3、空間位置的固定性、空間位置的固定性四、土壤是最珍貴的自然資源四、土壤是最珍貴的自然資源 1、數(shù)量的有限性和固定性、數(shù)量的有限性和固定性.第三節(jié)第三節(jié) 近代土壤科學(xué)發(fā)展及其主要研究內(nèi)容近代土壤科學(xué)發(fā)展及其主要研究

29、內(nèi)容.u主要學(xué)派主要學(xué)派農(nóng)業(yè)化學(xué)學(xué)派農(nóng)業(yè)化學(xué)學(xué)派 mineral nutrition theory 德國德國 李比希李比希(J.F. Liebig, 1803-1873)農(nóng)業(yè)地質(zhì)學(xué)派農(nóng)業(yè)地質(zhì)學(xué)派 風(fēng)化風(fēng)化-淋溶淋溶 德國法魯（德國法魯（F.A. Fallow)，李?；舴遥钕；舴?F.V. Richthofen)，拉曼，拉曼(E. Ramann)土壤發(fā)生學(xué)派土壤發(fā)生學(xué)派 風(fēng)化過程風(fēng)化過程+成土過程成土過程 俄國道庫恰耶夫（俄國道庫恰耶夫（1846-1902)一、近代土壤科學(xué)的發(fā)展概況一、近代土壤科學(xué)的發(fā)展概況 我國古代、古希臘、羅馬等的認(rèn)識我國古代、古希臘、羅馬等的認(rèn)識18世紀(jì)后期逐漸形成獨(dú)立

30、學(xué)科世紀(jì)后期逐漸形成獨(dú)立學(xué)科.u 重要觀點(diǎn)重要觀點(diǎn) Important viewpoint 發(fā)生、發(fā)生、 發(fā)育、發(fā)展過程發(fā)育、發(fā)展過程 獨(dú)立自然體、運(yùn)動形式多樣獨(dú)立自然體、運(yùn)動形式多樣 土壤具有肥力（土壤具有肥力（fertility）u 土壤形成因素土壤形成因素 Soil-forming factors 母質(zhì)母質(zhì) Parent material (rock) 生物生物 Organisms 氣候氣候 Climate 地形地形 Topography 時間時間 Time 人類活動人類活動 Human active S = f f (P, O, C, To, T, H).u土壤物理學(xué)土壤物理學(xué) Soi

31、l Physicsu土壤地理學(xué)土壤地理學(xué) Soil Geographyu土壤生物學(xué)土壤生物學(xué) Soil Biology 土壤微生物學(xué)土壤微生物學(xué) 土壤動物學(xué)土壤動物學(xué)u土壤分類學(xué)土壤分類學(xué) Soil Taxonomy土壤發(fā)生學(xué)土壤發(fā)生學(xué) 土壤資源學(xué)土壤資源學(xué) 土壤區(qū)劃學(xué)土壤區(qū)劃學(xué) 土壤管理學(xué)土壤管理學(xué) u土壤礦物學(xué)土壤礦物學(xué) Soil Mineralogyu土壤環(huán)境學(xué)土壤環(huán)境學(xué) Soil Environment 土壤生態(tài)學(xué)土壤生態(tài)學(xué) 土壤環(huán)境化學(xué)土壤環(huán)境化學(xué) 土壤修復(fù)學(xué)土壤修復(fù)學(xué)u土土 壤化學(xué)壤化學(xué) Soil Chemistry土壤無機(jī)化學(xué)土壤無機(jī)化學(xué) 土壤有機(jī)化學(xué)土壤有機(jī)化學(xué) 土壤分析化學(xué)土

32、壤分析化學(xué)土壤物理化學(xué)土壤物理化學(xué) 土壤生物化學(xué)土壤生物化學(xué) 土壤膠體化學(xué)土壤膠體化學(xué) 土壤電化學(xué)土壤電化學(xué) 土壤表面化學(xué)土壤表面化學(xué)二、土壤學(xué)科體系、研究內(nèi)容和方法二、土壤學(xué)科體系、研究內(nèi)容和方法.（一）土壤物理學(xué)（一）土壤物理學(xué) 主要研究土壤水、氣、熱運(yùn)動及其調(diào)控的原主要研究土壤水、氣、熱運(yùn)動及其調(diào)控的原理，其研究內(nèi)容包括土壤水分、土壤質(zhì)地、土壤結(jié)理，其研究內(nèi)容包括土壤水分、土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、土壤力學(xué)性質(zhì)、土壤溶質(zhì)移動及土壤構(gòu)、土壤力學(xué)性質(zhì)、土壤溶質(zhì)移動及土壤植物植物大氣連續(xù)體大氣連續(xù)體(SPAC)(SPAC)中的水分運(yùn)行和能量轉(zhuǎn)移等。中的水分運(yùn)行和能量轉(zhuǎn)移等。.（二）土壤化學(xué)（二）土壤

33、化學(xué) 研究土壤化學(xué)組成，性質(zhì)及其土壤化學(xué)反應(yīng)過程研究土壤化學(xué)組成，性質(zhì)及其土壤化學(xué)反應(yīng)過程的分支學(xué)科。的分支學(xué)科。 重點(diǎn)研究土壤膠體的組成、性質(zhì)，及土壤固液界重點(diǎn)研究土壤膠體的組成、性質(zhì)，及土壤固液界面發(fā)生的系列化學(xué)反應(yīng)。為開展土壤培肥、土壤管理、面發(fā)生的系列化學(xué)反應(yīng)。為開展土壤培肥、土壤管理、土壤環(huán)境保護(hù)提供理論依據(jù)。土壤環(huán)境保護(hù)提供理論依據(jù)。.（三）土壤生物學(xué)（三）土壤生物學(xué) 研究土壤中微生物區(qū)系、多樣性及其功能和活研究土壤中微生物區(qū)系、多樣性及其功能和活性的土壤學(xué)分支。性的土壤學(xué)分支。l土壤微生物生態(tài)；土壤微生物生態(tài)；l土壤微生物與土壤物質(zhì)循環(huán)土壤微生物與土壤物質(zhì)循環(huán)( (陸地陸地N,P

34、,S,CN,P,S,C素循環(huán)素循環(huán)) )；l土壤酶活性；土壤酶活性；l土壤微生物與土壤固氮作用；土壤微生物與土壤固氮作用；l根際微生物與菌根；根際微生物與菌根；l土壤微生物之間的相互作用；土壤微生物之間的相互作用；l農(nóng)業(yè)措施對微生物的影響；農(nóng)業(yè)措施對微生物的影響；l土壤微生物與土壤的污染防治；土壤微生物與土壤的污染防治；l有益微生物的農(nóng)業(yè)應(yīng)用。有益微生物的農(nóng)業(yè)應(yīng)用。.（四）土壤化學(xué)（四）土壤化學(xué) l土壤腐殖質(zhì)形成，特性、及其對土壤肥力的影響；土壤腐殖質(zhì)形成，特性、及其對土壤肥力的影響；l土壤碳、氮、磷、硫的生物轉(zhuǎn)化（有機(jī)碳、氮礦化土壤碳、氮、磷、硫的生物轉(zhuǎn)化（有機(jī)碳、氮礦化作用和腐殖化作用）；

35、作用和腐殖化作用）；l有機(jī)生物制劑包括有機(jī)農(nóng)藥、殺蟲劑、除草劑的生有機(jī)生物制劑包括有機(jī)農(nóng)藥、殺蟲劑、除草劑的生物降解及其對環(huán)境污染的影響等。物降解及其對環(huán)境污染的影響等。. （五）土壤地理學(xué)（五）土壤地理學(xué) l土壤發(fā)生和分類土壤發(fā)生和分類 土壤發(fā)生學(xué)是土壤地理學(xué)的核心，重點(diǎn)研究土壤形成與自土壤發(fā)生學(xué)是土壤地理學(xué)的核心，重點(diǎn)研究土壤形成與自然成土因子和人為活動的復(fù)雜關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)土壤然成土因子和人為活動的復(fù)雜關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)土壤的發(fā)生發(fā)育過程、土壤診斷學(xué)屬性進(jìn)行土壤分類。的發(fā)生發(fā)育過程、土壤診斷學(xué)屬性進(jìn)行土壤分類。l土壤分布規(guī)律土壤分布規(guī)律 土壤是一個時間上處于動態(tài)、空間上具有

36、垂直和水平方向土壤是一個時間上處于動態(tài)、空間上具有垂直和水平方向上分異性的三維連續(xù)體。上分異性的三維連續(xù)體。l土壤調(diào)查制圖和土壤質(zhì)量評價土壤調(diào)查制圖和土壤質(zhì)量評價 應(yīng)用現(xiàn)代新技術(shù)（如應(yīng)用現(xiàn)代新技術(shù)（如3S3S技術(shù)），建立土壤數(shù)據(jù)庫和土壤信技術(shù)），建立土壤數(shù)據(jù)庫和土壤信息系統(tǒng)；研究土壤質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)體系和退化土壤的恢復(fù)息系統(tǒng)；研究土壤質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)體系和退化土壤的恢復(fù)重建技術(shù)與措施。重建技術(shù)與措施。.u重大課題重大課題合理開發(fā)利用土壤資源合理開發(fā)利用土壤資源 改良中低產(chǎn)地改良中低產(chǎn)地防止水土流失，保護(hù)土壤資源防止水土流失，保護(hù)土壤資源u理論問題理論問題土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)及其形成機(jī)理土壤肥

37、力的物質(zhì)基礎(chǔ)及其形成機(jī)理土壤圈的物質(zhì)循環(huán)土壤圈的物質(zhì)循環(huán)土壤地理信息系統(tǒng)土壤地理信息系統(tǒng)u土壤環(huán)境問題土壤環(huán)境問題耕地減少：中國耕地耕地減少：中國耕地14.4億畝億畝(10%)，人均耕地，人均耕地1.34畝畝水土流失：總流失量水土流失：總流失量1750億噸，每年億噸，每年50億噸億噸(1500萬畝耕地萬畝耕地)草原沙化：草原面積草原沙化：草原面積285萬萬km2，沙化面積，沙化面積17.6萬萬km2土壤污染：化肥農(nóng)藥土壤污染：化肥農(nóng)藥 2億畝，其他污染億畝，其他污染1億畝億畝 . 3.3.土壤學(xué)與相鄰學(xué)科的關(guān)系土壤學(xué)與相鄰學(xué)科的關(guān)系 l 土壤學(xué)與地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)、生物學(xué)、氣象學(xué)有著土壤學(xué)與地質(zhì)學(xué)

38、、水文學(xué)、生物學(xué)、氣象學(xué)有著密切的關(guān)系；密切的關(guān)系；l土壤學(xué)與農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)有著不可分割的關(guān)系；土壤學(xué)與農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)有著不可分割的關(guān)系；l土壤學(xué)與環(huán)境科學(xué)聯(lián)系密切。土壤學(xué)與環(huán)境科學(xué)聯(lián)系密切。.土壤學(xué)土壤學(xué)水文學(xué)水文學(xué)hydrology地球化學(xué)geochemistry土壤學(xué)土壤學(xué)Soil science地質(zhì)學(xué)geognosy土力學(xué)土力學(xué)soil mechanics生態(tài)學(xué)ecology沉積學(xué)沉積學(xué)sedimentology地貌學(xué)地貌學(xué)geomorphology土壤學(xué)和相關(guān)學(xué)科的關(guān)系土壤學(xué)和相關(guān)學(xué)科的關(guān)系. 4. 4. 土壤學(xué)的任務(wù)土壤學(xué)的任務(wù)u合理利用土壤合理利用土壤水土流失水土流失土壤沙化

39、土壤沙化土壤次生鹽漬化土壤次生鹽漬化土壤污染土壤污染 農(nóng)藥污染農(nóng)藥污染 肥料污染肥料污染 “三廢三廢”污染污染u中低產(chǎn)土壤改良中低產(chǎn)土壤改良. 5. 5. 土壤學(xué)的研究方法土壤學(xué)的研究方法u宏觀研究和微觀研究宏觀研究和微觀研究u綜合、交叉研究綜合、交叉研究 u野外調(diào)查與實驗室研究結(jié)合野外調(diào)查與實驗室研究結(jié)合 u新技術(shù)的應(yīng)用新技術(shù)的應(yīng)用.土壤環(huán)境污染土壤環(huán)境污染土壤生態(tài)破壞土壤生態(tài)破壞. 隱蔽性與滯后性 累積性與地域性 不可逆轉(zhuǎn)性. 土壤環(huán)境是自然生態(tài)環(huán)境要素的中心環(huán)節(jié). 土壤環(huán)境對控制水、氣環(huán)境質(zhì)量的作用. 全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分

40、地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。工耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人為活動以及土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人為活動以及土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標(biāo)的主要原因?；虺瑯?biāo)的主要原因。 全國土壤總的超標(biāo)率為全國土壤總的超標(biāo)率為 16.1%16.1%，其中輕微、輕度、中度和，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為重度污染點(diǎn)位比例分別為11.2%11.2%、2.3%2.3%、1.5%1.5%和和1.1%1.1%。污染類型。污染類型以無機(jī)型為主，有機(jī)型次之，復(fù)合型污染比重較小，無機(jī)污染以無機(jī)型為主，有機(jī)型次之

41、，復(fù)合型污染比重較小，無機(jī)污染物超標(biāo)點(diǎn)位數(shù)占全部超標(biāo)點(diǎn)位的物超標(biāo)點(diǎn)位數(shù)占全部超標(biāo)點(diǎn)位的82.8%82.8%。 從污染分布情況看，從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方南方土壤污染重于北方; ;長江三角洲、長江三角洲、珠江三角洲、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突珠江三角洲、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出，西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標(biāo)范圍較大出，西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標(biāo)范圍較大; ;鎘、汞、砷、鉛鎘、汞、砷、鉛4 4 種無機(jī)污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方種無機(jī)污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢。向逐漸升高的態(tài)勢。. 土壤土壤C

42、 C庫和庫和N N庫是地球庫是地球C C庫和庫和N N庫的重要組成部分，在其循環(huán)庫的重要組成部分，在其循環(huán)中產(chǎn)生中產(chǎn)生COCO2 2,CH,CH4 4和和NOxNOx等溫室氣體，從而影響氣候的變化；而氣等溫室氣體，從而影響氣候的變化；而氣候的變化又反過來影響有機(jī)質(zhì)的分解速率，從而影響溫室氣體候的變化又反過來影響有機(jī)質(zhì)的分解速率，從而影響溫室氣體.5.5.環(huán)境土壤學(xué)環(huán)境土壤學(xué) Environmental soil science 是環(huán)境學(xué)與土壤學(xué)的邊緣學(xué)科。主要研究土壤環(huán)境是環(huán)境學(xué)與土壤學(xué)的邊緣學(xué)科。主要研究土壤環(huán)境與人類活動和大氣、地表水、地下水、生物等環(huán)境要素間與人類活動和大氣、地表水、地下水、生物等環(huán)境要素間物質(zhì)、能量、信息的交換過程，以及這種交換對人體健康、物質(zhì)、能量、信息的