土壤地理学公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件

土壤学及试验概述土壤学及试验概述第1页第1页土壤主要性土壤主要性土壤学科发展概况与展望土壤学科发展概况与展望土壤学及试验主要内容土壤学及试验主要内容土壤学试验教学现实状况与发展趋土壤学试验教学现实状况与发展趋势势提纲提纲第2页第2页土壤是农业最基本生产资料土壤是农业最基本生产资料土壤是陆地生态系统主要构成部分土壤是陆地生态系统主要构成部分土壤是最珍贵自然资源土壤是最珍贵自然资源土壤资源是可连续农业基础土壤资源是可连续农业基础土壤主要性土壤主要性第3页第3页土壤是农业最基本生产资料土壤是农业最基本生产资料在人类赖以生存物质生活中，人类消耗约80以上热量，75以上蛋白质和大部分纤维都直接起源自土壤。土壤土壤 植物生产植物生产 动物生产动物生产 民以食为天，食以土本！土壤主要性土壤主要性第4页第4页土壤是陆地生态系统主要构成部分土壤是陆地生态系统主要构成部分土壤主要性土壤主要性地球生态系统地球生态系统陆地生态系统陆地生态系统农业生态系统农业生态系统农田生态系统农田生态系统土壤（Soil）气圈土壤圈岩石圈水圈生物圈释放CO2、CH4、H2SN2O,吸取O2支持生物过程，提供生物养分、水分水分循环与平衡地球保护层地质循环气圈生物圈岩石圈水圈土壤圈生命系统环境系统第5页第5页土壤是最珍贵自然资源土壤是最珍贵自然资源土壤资源再生性与质量可变性土壤资源再生性与质量可变性 治之得宜，地力常新。治之得宜，地力常新。土壤资源数量有限性土壤资源数量有限性 土壤资源破坏土壤资源破坏“吃祖宗饭，断子孙路。吃祖宗饭，断子孙路。”土壤资源空间分布上固定性土壤资源空间分布上固定性 土壤含有地带性分布规律。土壤含有地带性分布规律。土壤主要性土壤主要性第6页第6页土壤是最珍贵自然资源土壤是最珍贵自然资源土壤主要性土壤主要性第7页第7页土壤可连续利用是连续农业基础土壤可连续利用是连续农业基础可连续发展条件：可连续发展条件：人口零或负增长（人口零或负增长（中国每年净增人口中国每年净增人口1000万万）资源破坏零或负增长（资源破坏零或负增长（中国每年减少土地中国每年减少土地300万亩万亩）生态环境恶化零或负增长（生态环境恶化零或负增长（中国荒漠化速度中国荒漠化速度2620km2/年年）短期内不可逆转趋势：短期内不可逆转趋势：1、耕地减少不可逆转；、耕地减少不可逆转；2、人口增长不可逆转；、人口增长不可逆转；3、消费水平提升不可逆转；、消费水平提升不可逆转；我国要跨进可连续发展我国要跨进可连续发展“大门大门”还需要：还需要：30-50年？年？土壤主要性土壤主要性粮食供应压力加大！第8页第8页 20世纪科学与技术迅速进步，但“人口粮食资源环境”仍是困扰人类社会发展难题，科学工作者责任越来越重大。“老”问题：21世纪怎么养活16亿中国人？！答案：土壤和科技！土壤主要性土壤主要性第9页第9页现代土壤学科发展简要回顾IUSS对土壤学科新划分21世纪土壤学科发展展望土壤学发展概况与展望土壤学发展概况与展望第10页第10页1.1.当代土壤学科发展简明回顾当代土壤学科发展简明回顾1919世纪土壤学科诞生世纪土壤学科诞生F农业化学土壤学派农业化学土壤学派:(德德)李比希李比希(1803-1873)F农业地质土壤学派农业地质土壤学派:(德德)法鲁等法鲁等(19世纪后半叶世纪后半叶)F土壤发生学派土壤发生学派:(俄俄)道库恰耶夫道库恰耶夫(1846-1902)一门独立学科一门独立学科-土壤学科诞生土壤学科诞生第11页第11页当代土壤学科发展简明回顾当代土壤学科发展简明回顾2020世纪土壤学科快速发展世纪土壤学科快速发展F土壤学科发展驱动力土壤学科发展驱动力前前6060年年:作物生产作物生产-独轮驱动独轮驱动6060年代后年代后:作物生产和环境质量保护作物生产和环境质量保护-双轮驱动双轮驱动第12页第12页2020世纪土壤学科快速发展世纪土壤学科快速发展世界土壤学科大融合世界土壤学科大融合-国际土壤学会国际土壤学会ISSS(1924,ISSS(1924,罗马罗马)第13页第13页2020世纪土壤学科快速发展世纪土壤学科快速发展F2020世纪土壤学科新观点世纪土壤学科新观点F土壤圈土壤圈:(英英)Matson(1938),(美美)Arnold(1990)F土壤水能量理论与运动方程土壤水能量理论与运动方程 建立建立:(美美)Buckingham(1907),Richards(1930s)F土壤生态系统土壤生态系统:(美美)Jenny(1940-1960)F土壤质量土壤质量 综合调控理论综合调控理论(美美)SSSA(1990s)第14页第14页2020世纪土壤学科快速发展世纪土壤学科快速发展1919世纪土壤学世纪土壤学2020世纪土壤学世纪土壤学化学化学地学地学生物学生物学化学化学地学地学生物学生物学物理学物理学数学数学生态学生态学系统科学系统科学欧洲美国第15页第15页2.IUSS2.IUSS对土壤学科新划分对土壤学科新划分ISSS(1924-1998)ISSS(1924-1998)IUSS(1998-)IUSS(1998-)ISSS:International Society of Soil SciencesIUSS:International Union of Soil Sciences第16页第16页2.IUSS2.IUSS对土壤学科新划分对土壤学科新划分对土壤新定义对土壤新定义(定义定义:形成形成-构成构成-功效功效)简明定义简明定义：土壤是在地球表面生物、气候、土壤是在地球表面生物、气候、母质、地形、时间等原因综合作用下所形母质、地形、时间等原因综合作用下所形成能够生长植物、处于永恒改变中疏松矿成能够生长植物、处于永恒改变中疏松矿物质与有机质混合物。物质与有机质混合物。第17页第17页2.IUSS2.IUSS对土壤学科新划分对土壤学科新划分对土壤新定义对土壤新定义(定义定义:形成形成-构成构成-功效功效)综合定义综合定义：土壤是地球表面生物、气候、母质、地形、时间等原因综土壤是地球表面生物、气候、母质、地形、时间等原因综合作用下所形成、可供植物生长一个复杂生物地球化学物质；与形成合作用下所形成、可供植物生长一个复杂生物地球化学物质；与形成它岩石和沉积物相比，含有独特疏松多孔结构，化学和生物学特性；它岩石和沉积物相比，含有独特疏松多孔结构，化学和生物学特性；它是一个动态生态系统，为植物生长提供了机械支撑、水分、养分和它是一个动态生态系统，为植物生长提供了机械支撑、水分、养分和空气条件；支持大部分微生物群体活动，来完毕生命物质循环；维持空气条件；支持大部分微生物群体活动，来完毕生命物质循环；维持着所有陆地生态系统，其中通过供应粮食、纤维、水、建筑材料、建着所有陆地生态系统，其中通过供应粮食、纤维、水、建筑材料、建设和废物处理用地，来维持人类生存发展；通过滤掉有毒化学物质和设和废物处理用地，来维持人类生存发展；通过滤掉有毒化学物质和病原生物体，来保护地下水水质，并提供了废弃物循环场合和路径或病原生物体，来保护地下水水质，并提供了废弃物循环场合和路径或使其无害化使其无害化。第18页第18页2.IUSS2.IUSS对土壤学科新划分对土壤学科新划分国际土壤学联合会科学结构共分为下列国际土壤学联合会科学结构共分为下列4 4个部门（个部门（DivisionDivision）和）和1818个专业委员会个专业委员会（CommissionCommission）(,4(,4。泰国）。泰国）。F部门1（D1）时空中土壤F部门2（D2）土壤性质与过程F部门3（D3）土壤利用与管理F部门4（D4）土壤在社会连续发展 与环境中作用第19页第19页2.IUSS2.IUSS对土壤学科新划分对土壤学科新划分F部门1（D1）时空中土壤1.1 1.1 土壤形态学土壤形态学1.2 1.2 土壤地理学土壤地理学1.3 1.3 土壤发生学土壤发生学1.4 1.4 土壤分类学土壤分类学是关于是关于“什么什么”（WhatWhat）问题。它将土壤视作一个实体，）问题。它将土壤视作一个实体，研究它如何形成，在全球范围内土被分布，及其与生物研究它如何形成，在全球范围内土被分布，及其与生物圈、水圈、大气圈和岩石圈互相作用。这一部门研究重圈、水圈、大气圈和岩石圈互相作用。这一部门研究重点是土壤圈诸多点是土壤圈诸多“什么什么”问题，以及既有知识延伸。这问题，以及既有知识延伸。这一部门也表达了所有土壤学家所基于共同兴趣。一部门也表达了所有土壤学家所基于共同兴趣。第20页第20页2.IUSS2.IUSS对土壤学科新划分对土壤学科新划分F部门2（D2）土壤性质与过程2.1 2.1 土壤物理土壤物理2.2 2.2 土壤化学土壤化学2.3 2.3 土壤生物学土壤生物学2.4 2.4 土壤矿物学土壤矿物学是关于是关于“如何如何”（HowHow）问）问题，或者说它是我们学科基题，或者说它是我们学科基础学科，强调对土壤基本过础学科，强调对土壤基本过程理解。程理解。第21页第21页2.IUSS2.IUSS对土壤学科新划分对土壤学科新划分F部门3（D3）土壤利用与管理3.1 3.1 土壤评价与土地利用规划土壤评价与土地利用规划3.2 3.2 水土保持水土保持3.3 3.3 土壤肥力与植物营养土壤肥力与植物营养3.4 3.4 土壤工程与技术土壤工程与技术 3.5 3.5 土壤退化防治与改良土壤退化防治与改良是关于是关于“为何为何”（WhyWhy）问题，阐明土壤对我们社会主）问题，阐明土壤对我们社会主要性。应用土壤学科基础知识，去处理许多专业学会要性。应用土壤学科基础知识，去处理许多专业学会所共同关怀、亟待处理社会、经济和环境挑战。这一所共同关怀、亟待处理社会、经济和环境挑战。这一部分能够视作学科应用专业部门。部分能够视作学科应用专业部门。第22页第22页2.IUSS2.IUSS对土壤学科新划分对土壤学科新划分F部门4（D4）土壤在社会连续发展 与环境中作用4.14.1 土壤与环境土壤与环境4.2 4.2 土壤、食品安全与人类健康土壤、食品安全与人类健康4.3 4.3 土壤与土地利用改变土壤与土地利用改变4.4 4.4 土壤教育与公众意识土壤教育与公众意识4.5 4.5 土壤学历史、哲学与社会学土壤学历史、哲学与社会学土壤学推广应用部门，传递和拓展我们知识范围到社会其它领域，本部土壤学推广应用部门，传递和拓展我们知识范围到社会其它领域，本部门将其它门将其它3 3个部门所研究出结果与新科技结果相结合，致力于吸引公众个部门所研究出结果与新科技结果相结合，致力于吸引公众意识到土壤学、教育、国际交流以及人类活动对土壤生态系统、政策、意识到土壤学、教育、国际交流以及人类活动对土壤生态系统、政策、食品安全和学科历史影响等。这个部门应当被视作食品安全和学科历史影响等。这个部门应当被视作“顶级顶级”部门，由于部门，由于它应整合我们科学知识实体，使科学家、政策制定者以及那些不熟悉土它应整合我们科学知识实体，使科学家、政策制定者以及那些不熟悉土壤学专家们能更多地理解如何利用土壤这一地球表面最主要自然资源。壤学专家们能更多地理解如何利用土壤这一地球表面最主要自然资源。第23页第23页3.21世纪土壤学科发展展望背景：在跨入21世纪后，社会进步和经济迅速发展，并没有迹象可以表明，围扰着整个世界人口粮食资源环境连锁问题将会得到缓和。需求与驱动力：在21世纪社会经济发展对土壤学知识需求，将会更加迫切和进一步。土壤学科发展，将在农业生产和生态环境保持需求下走向辉煌。机遇与环境：土壤基础学科发展也将会在生命科学和信息科学等新兴学科带动下，迈上一个新台阶。第24页第24页3.21世纪土壤学科发展展望第25页第25页3.21世纪土壤学科发展展望F 可连续农业发展对土壤学科需求F 环境质量保持和改进对土壤学科需求F 生命科学时代土壤学F 信息时代土壤学F 结识和描述复杂系统时代土壤学第26页第26页3.21世纪土壤学科发展展望F 可连续农业发展对土壤学科需求土壤资源开发与高效利用 -综合治理和