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1、 环境土壤学讲义SATELLITE第一章 绪论第一节 土壤与生态系统1.土壤的概念定义1： 存在于地球表层的含有生命物质，植物可以生长的自然集合体。定义2： 土壤是能产生植物收获物的地球陆地的疏松表层，是岩石圈，水圈，大气圈和生物圈相互进行物质循环和能量转换的产物，是在母质（岩石及其风化物）、气候、生物、地形、时间等因素相互作用下形成的自然体。土壤圈Pedosphere：地球陆地表层由所有土壤所构成的具有重要特征的圈层。土壤圈是地球圈层结构中具有重要作用的一个圈层，界于岩石圈和大气圈、生物圈、水圈之间。成土条件Siol Forming Condition： s = f(cl,o,r,p,t)
2、式中： s 土壤 soil cl 气候 climate o 生物 organism (Vegetation) r 地形 relief p 岩石或母质 rock or parent materials t 时间(年龄) timeThe type of soil developed depends on the amount of time a parent material on a specific topography is exposed to the effects of climate and vegetation. Why do I have so many different so
3、il series on my land? The answer is quite simple. If you had three parent materials on five topographies developed under two vegetations, one climate, and two periods of time, you would have the following number of soil series: 3 parent materials 5 topographies 2 vegetations 1 climate 2 time interva
4、ls = 60 soil series（土系）.土壤的作用Role of Soil:They help supply our food, support our homes and highways, act as building materials for our construction, absorb our waste materials, and give us many beautiful and scenic areas for relaxation and recreation. The wealth of a nation lies in her soils and the
5、ir intelligent development. - Richard Gordon我国主要的土壤类型：砖红壤，红壤，黄壤，暗棕壤，黑土，紫色土，水稻土，荒漠土。2.土壤学 Soil Science研究土壤的形成、发生分类、基本性质与功能、土壤分布规律、土壤资源利用与管理和土壤调查技术的专门学科。 派生的分支学科主要有：土壤生态学、土壤环境学、土壤生物学、土壤物理学、土壤化学、土壤胶体化学、土壤地理学、土壤微生物学、土壤肥料学、土壤改良学、土壤发生与地理学和土壤调查与制图学等一系列学科体系。3.土壤和生态系统土壤是农业生态系统中不可缺少的部分。土壤以其肥力(Fertility)养育着陆地上
6、的植物，通过植物又养育着动物和微生物。“万物土中生”：植物(plants)、动物(animals)、微生物(microorganisms)土壤生态系统是整个生态系统中最基础、最关键的。 土壤提供物质循环的基础：光合作用和代谢作用； 植被是土壤生态系统良性循环的保障。 植物生物量的增加为整个生物界的生存繁育提供物质能量基础。一旦植被破坏，不仅直接使土壤生态受损，导致各种生物的能量匮乏，同时整个生态系统也因物质和能量的收支改变而导致平衡失调，以致最终被破坏。这就是土壤与生态系统的关系，也是为什么要重视土壤生态环境保护的原因。第二节 环境土壤学的兴起1. 土壤环境问题Environmental Pr
7、oblem of Soil存在数量（quality）和质量（guantity）两个方面的问题。 人口爆炸式增长，资源（矿藏、森林、草原）过度开发(粮食数量供应的安全)，人工合成化学物质加速发展，土壤被过度的集约化经营都直接或间接地损害和污染着土壤，构成对土壤生态环境的危害（影响粮食质量的安全）。直接影响：“三废”排放，导致土壤污染、酸化、次生盐渍化。 间接影响：森林、草原植被的破坏导致土壤冲刷、侵蚀与沙化。2. 土壤污染Soil Pollution进入土壤的污染物超过土壤的自净能力，而且对土壤、植物和动物造成损害时的状态。与大气污染、水体污染相比，土壤污染更隐蔽，其危害的后果也更深远。污染物在
8、土壤中能与土壤成分相结合，它被土粒所吸收、吸附和固定，也受到微生物分解转化作用的影响。保存下来的污染物能逐渐为植物和微生物所吸收，再通过食物链向人、蓄体内输送。由于土体比水体对污染物的容量要大，其危害的过程就缓慢得多，从而也增加了人们对此认识的难度。（第五章）3. 土壤环境研究 Study on Soil Problem20世纪50-60年代“三废”治理与综合利用，城市污水进行农田灌溉； 20世纪70年代进行农田污水灌溉利弊与监测评价，部分城市郊区土壤污染与背景值研究； 20世纪80年代关注农药、化肥污染，引起部分地区土壤的酸化、板结，深入开展土壤背景值、环境容量及酸沉降危害研究； 20世纪9
9、0年代注意污染土壤排放的甲烷对环境的影响，同时开展污染土壤生物修复研究，并逐步成为研究的热点。第三节 环境土壤学任务与内容1.环境土壤学的任务 Main Duty of the Course研究人类活动引起的土壤环境质量变化及由此对农业生产、生态环境和人体健康等产生的影响，并探索调节、控制和改善土壤环境质量的优化途径、有效防治技术和治理方法等。 主线是土壤的环境功能（土壤与环境的质能交换）和土壤环境行为（背景值、环境容量、污染与修复机制、生态优化）。 从土壤生产力的角度研究土壤是农业土壤学的任务；从生态环境的角度研究土壤是环境土壤学的主要任务。2.环境土壤学的重要内容Main Content
10、of the Course土壤的基本特性及其主要功能； 土壤环境背景值与土壤环境容量； 土壤中污染物的迁移转化与土壤修复； 土壤生态优化、污染治理、质量评价。第四节 环境土壤学与相关学科1. 环境土壤学的基本学科Basic Science of the Course环境土壤学是建立在土壤学、生态学和环境学之间的边缘学科，它是随着环境问题的出现在土壤学基础上发展起来的新学科。 土壤学、生态学和环境学以化学、物理学和数学为基础，特别是化学。环境土壤学以生物学、气候学、地学和经济学为原理揭示其规律，并通过工程技术（生物工程）和区划方法达到分区规划和治理目的。2. 环境地学的概念Environment
11、al Geography环境地学包括环境地质学、环境地球化学、化学地理学、污染气象学和海洋环境学等。环境地质学 以人类活动与地质环境的关系为研究对象。人类活动会诱发环境地质问题，如地震、废弃矿床、地下水质恶化、地面沉降。而地质作用产生的地震、火山爆发、海啸、山崩、泥石流等又深刻影响着土壤的生态环境。环境地球化学 以化学物质在地表环境中的分布、迁移和转化规律为研究对象。化学物质从土壤到植物再影响食物链和整个生态系统。污染气象学 研究大气污染和大气运动的科学，大气运动对污染物质在大气中扩散，气象因素对污染物的化合和分解的影响。环境海洋学 主要研究物质在水体中的运动规律，底泥对水生生物的影响。第二章
12、 土壤的形成与功能第一节 土壤的形成过程1.形成土壤的矿物和岩石Minerals and Rocks研究土壤首先要认识形成土壤的母质材料（parent materials）。 母质是最重要的成土因素和土壤形成的条件。按照风化物不同搬运动力与沉积特点可分为八大类型： 残积物（就地风化堆积，未经搬运）； 坡积物（流水、重力搬运和就地堆积）； 洪积物（洪水、搬运距离远和分选性差、磨圆度不佳）； 冲击物（水搬运，河流相沉积）； 湖积物（水搬运，湖相沉积）； 浅海沉积物（水搬运，海相沉积）； 风成物（风搬运和堆积：黄土）； 冰积物（冰川搬运和沉积）。需要很好理解和掌握以下三个基本概念： 岩石（rock）:各种矿物大多以集合体的形式存在于地壳（音：Qiao；earths crust）中，这种矿物的集合体就是岩石。 根据岩石的成因，可以分为三大类： 岩浆岩（igneous rock）: 火山喷发（未喷出）的岩浆冷凝而形成。根据二氧化硅的含量多少区分为酸性岩（65%）、中性岩（52-65%）、基性岩（45-52%）和超基性岩（ 2Fe2O3-3H2O (赤铁矿) （褐铁矿）生物作用与风化（biological weathering）
