第五章土壤環(huán)境第一頁(yè)，共三十三頁(yè)。什么是土壤？

不同的學(xué)科的科學(xué)家常有不同的認(rèn)識(shí)：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)的能量交換、物質(zhì)循環(huán)最活躍的生命層。環(huán)境科學(xué)家認(rèn)為，土壤是重要的環(huán)境因素，環(huán)境污染物的緩沖帶和過(guò)濾器。工程專家則把土壤看作承受高強(qiáng)度壓力的基地或作為工程材料的來(lái)源。對(duì)于農(nóng)業(yè)科學(xué)工作者來(lái)說(shuō)，土壤是植物生長(zhǎng)的介質(zhì)。土壤學(xué)家和農(nóng)學(xué)家傳統(tǒng)地把土壤定義為：發(fā)育于地球陸地表面能夠生長(zhǎng)綠色植物的疏松多孔結(jié)構(gòu)表層。第二頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤環(huán)境土壤的形成、組成和種類土壤的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)土壤的污染與退化第三頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤的形成風(fēng)化作用巖石母質(zhì)土壤成土過(guò)程第四頁(yè)，共三十三頁(yè)。巖石氧和硅為巖石的主要成分，兩者占其組成的75%以上，其中氧占約一半，而作為植物所需要的營(yíng)養(yǎng)元素不僅含量少，而且都以難溶化合物的形態(tài)封閉在堅(jiān)硬的巖石中，處于分散狀態(tài)，故此需經(jīng)歷一個(gè)質(zhì)變過(guò)程，亦即巖石的破碎分解，直至形成母質(zhì)。第五頁(yè)，共三十三頁(yè)。巖石的風(fēng)化巖石外界因素巖石本身的成分與性質(zhì)改變巖石破碎第六頁(yè)，共三十三頁(yè)。風(fēng)化作用物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物風(fēng)化第七頁(yè)，共三十三頁(yè)。物理風(fēng)化巖石受物理因素作用而逐漸崩解破碎的過(guò)程特點(diǎn)：只能引起巖石形狀、大小的變化，而不能改變其礦物組成與化學(xué)成分。成因：地球表面溫度的變化；冰凍的擠壓；風(fēng)；冰川等自然動(dòng)力的磨蝕；植物根系的穿插。第八頁(yè)，共三十三頁(yè)?；瘜W(xué)風(fēng)化巖石受化學(xué)因素作用而引起的破壞過(guò)程。特點(diǎn)：不僅是已破碎的巖石進(jìn)一步變細(xì)，同時(shí)使巖石發(fā)生礦物組成和化學(xué)成分的改變，產(chǎn)生新的物質(zhì)。成因：溶解；水化作用；水解作用；氧化作用。第九頁(yè)，共三十三頁(yè)。巖石在生物的作用下引起的破壞過(guò)程。成因：機(jī)械破碎；生物化學(xué)作用。生物風(fēng)化第十頁(yè)，共三十三頁(yè)。地質(zhì)大循環(huán)：巖石風(fēng)化產(chǎn)物巖石生物小循環(huán)：無(wú)機(jī)養(yǎng)分生物無(wú)機(jī)養(yǎng)分土壤的形成是上述兩個(gè)循環(huán)相互作用的結(jié)果土壤的形成是成土過(guò)程與風(fēng)化作用交織在一起，同時(shí)進(jìn)行的。成土過(guò)程第十一頁(yè)，共三十三頁(yè)。成土過(guò)程的主要影響因素母質(zhì)構(gòu)成土壤礦物質(zhì)的基本材料提供植物必需的養(yǎng)料元素氣候影響土壤中的物理、化學(xué)、生物作用的方向與進(jìn)程生物只有在母質(zhì)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了生物之后，土壤才能形成地形影響熱量及水的重新分配；影響母質(zhì)的分配時(shí)間時(shí)間越長(zhǎng)，土壤性質(zhì)的變化越大第十二頁(yè)，共三十三頁(yè)。

母質(zhì)是物質(zhì)基礎(chǔ)；氣候中的熱量因素是土壤能量的最基本來(lái)源；生物將無(wú)機(jī)物變成有機(jī)物，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為生物化學(xué)能，從而改造了母質(zhì)，形成了土壤；地形通過(guò)對(duì)地表物質(zhì)和能量再分配，間接地影響土壤的形成過(guò)程；時(shí)間是一個(gè)條件，任何一個(gè)空間因素或者綜合作用的效果隨時(shí)間的增長(zhǎng)而加強(qiáng)。第十三頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤的物質(zhì)組成土壤固相物質(zhì)粒間物質(zhì)生物體礦物質(zhì):占固相重量95%左右,總體積的38%左右有機(jī)物質(zhì):占固相重量5%左右,總體積的12%左右氣相:組成與大氣有差異液相:粒間水分及溶解于其中的物質(zhì)昆蟲(chóng)、線蟲(chóng)、節(jié)肢動(dòng)物微生物第十四頁(yè)，共三十三頁(yè)。巖石中含有約3000余種礦物，但與土壤有關(guān)的不過(guò)數(shù)十種，按其起源分為原生礦物和次生礦物。原生礦物：沒(méi)有發(fā)生成礦改變的礦物，有石英、長(zhǎng)石、云母等次生礦物：原生礦物風(fēng)化后組成與性質(zhì)發(fā)生變化而重新形成的礦物，又稱粘土礦物，有蒙脫石、伊利石等。第十五頁(yè)，共三十三頁(yè)。礦物質(zhì)是以粗細(xì)不同的顆粒形式存在的，即通常說(shuō)的土壤顆粒。按粒徑大小，土粒分為礫石、砂粒、粉砂和粘粒。土粒的大小與土壤礦物成分土壤化學(xué)成分密切相關(guān)。粘粒以上主要由各種原生礦物組成以石英最多，還有長(zhǎng)石、云母等原生硅酸鹽礦物；粘粒中原生礦物很少，基本上為次生礦物。土壤顆粒第十六頁(yè)，共三十三頁(yè)。來(lái)源：各種動(dòng)植物、微生物殘?bào)w及人畜糞便。類型：非腐殖物質(zhì)：碳水化合物；有機(jī)酸；木質(zhì)素等。腐殖質(zhì)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是微生物作用下形成的性質(zhì)穩(wěn)定的新的高分子化合物。其形成分兩個(gè)階段：首先產(chǎn)生構(gòu)成腐殖質(zhì)主要成分的原始材料；將上述原始材料通過(guò)縮合與聚合作用，形成腐殖質(zhì)的單體分子。有機(jī)質(zhì)第十七頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤腐殖質(zhì)的作用土壤養(yǎng)分的主要來(lái)源促進(jìn)土壤養(yǎng)分有效化形成土壤結(jié)構(gòu)減輕污染其它第十八頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤水主要來(lái)自降水，同時(shí)還有灌溉水和地下水。形態(tài)分為固態(tài)水、液態(tài)水和氣態(tài)水液態(tài)水：吸濕水、膜狀水、毛管水、重力水。土壤空氣二氧化碳高于大氣十到數(shù)百倍，氧氣僅占十分之一左右。土壤水與空氣第十九頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤的種類土壤的分級(jí)土壤的地帶性水平地帶性垂直地帶性區(qū)域地帶性第二十頁(yè)，共三十三頁(yè)。水平地帶性如：沿南北方向延伸，沿東西方向逐漸更替的規(guī)律

溫帶東（東北）－西（內(nèi)蒙）－寧夏－新疆土壤暗棕壤黑土黑鈣土栗鈣土棕鈣土地灰漠土灰棕漠土垂直地帶性

如：第二十一頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤的結(jié)構(gòu)和環(huán)境特性土壤的結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)土壤的環(huán)境特性酸堿性（pH值）緩沖性氧化還原狀況土壤膠體第二十二頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤中的礦物質(zhì)顆粒，在大多數(shù)情況下不是以單粒狀態(tài)存在，而是互相粘聚或者被膠結(jié)成大小、形狀、性質(zhì)不同的土片、土塊、土團(tuán)甚至團(tuán)聚體。結(jié)構(gòu)類型：塊狀及棱塊狀，柱狀及棱柱狀，片狀，單粒結(jié)構(gòu)及團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。土壤的形態(tài)結(jié)構(gòu)第二十三頁(yè)，共三十三頁(yè)。形成機(jī)制土粒的粘聚

粘粒的凝聚作用有機(jī)質(zhì)的膠結(jié)作用難溶性化合物的膠粘作用水膜的粘結(jié)作用土壤結(jié)構(gòu)的成型

生物作用干濕交替凍融交替耕作作用第二十四頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤環(huán)境特性土壤膠體土壤膠體的結(jié)構(gòu):膠核二氧化硅，氧化鐵鋁，次生硅酸鹽，腐殖質(zhì)決定電位離子層膠核表面分子解離成為離子，或從溶液中吸收某種離子而成補(bǔ)償離子層膠團(tuán)間溶液第二十五頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤膠體種類土壤無(wú)機(jī)膠體含水氧化硅膠體，含水氧化鐵鋁膠體，水鋁英石，粘土礦物土壤有機(jī)膠體有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體第二十六頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤酸堿性酸的產(chǎn)生

生命活動(dòng)土壤溶液中活性鋁的作用吸附態(tài)氫離子和鋁離子的作用堿的產(chǎn)生

土壤中大量存在的堿金屬的水解第二十七頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤緩沖性與氧化還原狀況土壤的緩沖性

主要與土壤有機(jī)膠體與粘粒含量有關(guān)，另外各種弱酸也具有緩沖性。土壤的氧化還原狀況

土壤是一個(gè)氧化物質(zhì)和還原物質(zhì)并存的體系。由于土壤所處條件不同，其溶液中氧化態(tài)物質(zhì)與還原態(tài)物質(zhì)的相對(duì)濃度不同。第二十八頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤退化水土流失土壤風(fēng)蝕和沙漠化土壤鹽堿化第二十九頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤的污染進(jìn)入土壤的污染物超過(guò)土壤的自凈能力，對(duì)土壤、動(dòng)植物造成損害時(shí)的狀況，成為土壤污染。特點(diǎn)：間接性，復(fù)雜性和長(zhǎng)期性。判斷標(biāo)準(zhǔn)：目前用自凈能力及動(dòng)植物受害時(shí)的臨界濃度進(jìn)行判斷。污染物的種類無(wú)機(jī)污染物:重金屬、放射元素、鹽、堿、酸等有機(jī)污染物:農(nóng)藥、酚、石油等第三十頁(yè)，共三十三頁(yè)。土壤的自凈能力土壤通過(guò)對(duì)有機(jī)無(wú)機(jī)物的吸附固定作用，使得污染物通過(guò)土壤后減輕了毒害，即為土壤的自凈作用。作用方式：物理、化學(xué)、生物反應(yīng)。作用結(jié)果：有些污染物在土壤中蓄積起來(lái)；有些被轉(zhuǎn)化而降低，或消除了活度與毒性。第三十一頁(yè)，共三十三頁(yè)。主要污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化農(nóng)藥

絕大多數(shù)為有機(jī)化合物，易為土壤土壤微生物、土壤酶所分解，主要通過(guò)脫氯、脫烷基、苯環(huán)破裂、氧化還原、水解作用等使分子簡(jiǎn)單化。農(nóng)藥的揮發(fā)性使它通過(guò)土壤孔道散失。重金屬

始終不離土壤，只是隨環(huán)境條件的規(guī)律性動(dòng)態(tài)而作相應(yīng)的微小變化，總是停留在表土或亞表土，很難遷入底層。第三十二頁(yè)，共三十三頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)第五章土壤環(huán)境。工程專家則把土壤看作承受高強(qiáng)度壓力的基地或作為工程材料的來(lái)源。巖石在生物的作用下引起的破壞過(guò)程。土壤的形成是上述兩個(gè)循環(huán)相互作用的結(jié)果。土壤的形成是成土過(guò)程與風(fēng)化作用交織在一起，同時(shí)進(jìn)行的。氣候中的熱量因素是土壤能量的最基本來(lái)源。時(shí)間是一個(gè)