土壤学课程第1章绪 论

主要参考书,1、城市绿地土壤及其管理，崔晓阳、方怀龙。中国林业出版社，20002、土壤肥料学，刘克锋、韩劲。中国建筑工业出版社，19953、土壤学，罗汝英。中国林业出版社.19924、园林土壤肥料学，上海市园林学校，中国林业出版社.，19885、黄昌勇，土壤学（面向21世纪教材），中国农业出版社，2000年1月,绪论,主要教学目标:1、了解草坪生产在城市建设中的地位；2、土壤在园林绿化中的重要性；3、掌握土壤和土壤肥力的基本概念。,讲解的主要内容,第一节国土绿化的重要性第二节土壤在园林绿化生产中的地位第三节学习土壤学的目的第四节土壤、土地和土壤肥力的概念第五节土壤的特征,思考题,一、解释土壤和土壤肥力的概念。二、什么是土壤肥力的生态相对性？对指导草坪生产有什么意义。,第一节国土绿化的重要性,一、国土绿化问题的提出1、城市规划的目标北京城市总体规划：“把北京建成清洁优美、生态环境达到世界一流水平的现代化国际城市”北京提出的要求：“要大力开展植树种草，搞好大环境绿化，改善生态环境，建设好首都的生态屏障，到2010年，全市林木覆盖率达到50%”,城市规划的总体要求,一、国土绿化问题的提出,2、21世纪突出的主题：是环境和发展问题。20世纪全球生态环境的变化：全球气候恶化、全球淡水资源紧缺及水污染严重、土壤侵蚀及土地荒漠化的规模扩大、陆地植被的严重破坏及生物多样性的锐减等。生态环境问题对国家和地区的政治、经济、外交、文化、教育等上层建筑产生实质性的影响。,2、21世纪突出的主题,如何恢复重建生态环境，如何使生态环境在全球的层次上与人类的社会发展相协调，是摆在我们面前的巨大的严重的挑战。,二、城市是人类聚居的生活环境,城市建设涉及到城市生态系统。在城市：高楼大厦林立，好象人工悬崖、峭壁，峙立于犹如深邃峡谷的街道两旁。坚硬的水泥道路纵横交织，密如蛛网。车辆往来穿梭，络绎不绝。不利的环境因素：热岛效应：年平均气温比郊外高12度。悬浮颗粒物尘埃比郊外多10倍。云量比郊外多5%10%。现代城市共同追求的目标是摆脱钢筋水泥的樊篱、回归绿化自然的生活环境。城市的自然环境是市民健康长寿的物质和精神保证。,三、城市绿化的重要意义,绿色植物维持城市的碳氧平衡。降低热岛效应。减少风沙危害。调节城市的小气候。绿色植物吸收有害气体，除尘减噪，净化空气。调节人的心理状态。因此绿化在城市建设中的作用愈来愈引起普遍的关注。,四、衡量城市绿化水平的指标,城市绿化覆盖率至少在30%，才能满足人们正常心理的要求。世界上很多大城市如莫斯科为40%，巴西利亚为60%，1995年中国为23.9%。人均绿地面积也是衡量城市绿化水平的重要指标。联合国要求世界城市人均绿地面积达到60平方米。1997年中国人均绿地面积为7.5平方米，只有发达国家的1/10，而且绿地中草坪比例很小。国家规定城市要达到人坪面积为7.5平方米。,第二节土壤在绿化中的地位,一、如何解决城市土地裸露的问题造成城市沙漠化的一个原因就是城市绿地土壤面积小，基本上是混凝土和沥青所覆盖。北京城区的空气污染、空气干燥和气温偏高，已使北京地区的沙漠化达到了相当严重的程度。覆盖土壤有2种方法：工程措施：易导致“城市的热岛效应”植被覆盖：就是种植乔木、灌木和草坪。,草坪是城市绿化的先锋材料,绿化中最快、最简单的办法就是种草(或其他地被),种草前的准备工作单一，需要的时间短，作业时间长，春、夏、秋三季均可，而且见效最快，环境效果明显。可以说只要绿化，没有草坪不行。草坪在城市绿地中早就被应用，兰州在上世纪50年代初从天水、河南等地引入草皮，在兰州大学等地栽植。6070年代可以说是“休眠状态”到80年代初又掀起第二次种植高潮，引进了野牛草、黑麦草、狗牙根等，面积不断扩大。到90年代末期，又掀起第三次建植高潮。,第二节土壤在绿化中的地位,调控裸露地表最佳的措施是全面实施绿化工程。21世纪的北京绿化发向可向“纵、横、空”三维方向发展。“纵”就是垂直绿化；“横”就是地面绿化；“空”开发建筑物的楼顶平台，进行空中绿化。,二、土壤在草坪生产中重要性,1、土壤是草坪植物生长的立足场所在草坪生产中，草坪植物的正常生长取决于气候条件和土壤条件。绿色植物生长需要的基本自然条件是：光、温度、水分、空气和矿质养分。其中：温度和空气，部分由土壤提供。水分和矿质养分几乎全部由土壤提供。,二、土壤在生产草坪中的重要性,2、土壤状况直接影响草坪植物的生长质量种植草坪过程中，首先要选择好适宜该草坪草生长的土壤：适宜植物生长的土壤条件包括良好的土壤质地、土体构造、土壤结构、较高含量的土壤有机质、适宜的土壤酸碱度等。如果土壤理化性质不良，就要进行改良。,二、土壤在生产中的重要性,3、植物品种的选择与管理离不开土壤因素在植物品种选择的过程中，必须考虑草坪草对生态环境的适应性。影响草坪生长的主要环境因素为气候和土壤。我国草坪业所用的草坪种子90%由国外进口。因此在生产中，必须遵循“因地制宜、适地适种”的基本原则。草坪建植后的管理，涉及到灌溉与排水、病虫害和杂草的控制、肥料及土壤改良剂的施用、修剪、中耕松土等，这些过程都要考虑到土壤因素的特点。,三、城市土壤的环境质量低,与自然发育的土壤以及农业土壤相比：城市土壤的物理、化学及生物学性质比较差，再加上工程设施对土壤的不利影响，因此提供给草坪草生长的土壤因子是较差的。要促使草坪草良好的生长，就应针对城市绿地的设计方案进行改土、换土等一系列生产措施，在人为影响的范围内，使土壤肥力保持在较高的水平上。,第三节学习土壤学的目的,一、课程的地位是草坪专业的重要专业基础课。是学习草坪栽培、草坪营养与施肥、绿地设计以及普通生态学等课程的基础。,第三节学习土壤学的目的,二、目的运用我们所学的知识，使园林规划的绿化设计更加科学、更加合理。为草坪草品种选择和建植创造适宜的土壤环境因子。根据城市规划任务，在不适宜园林绿化的区域，提出合理的改良土壤的措施。,三、土壤学概念,土壤学就是研究土壤性状、土壤发生、土壤分类和分布的科学，并且也是研究土壤调查、利用和改良的科学。,四、学习的主要内容,1、地质学基础（矿物、岩石的识别以及石材）；2、土壤的形成以及土壤的形态学特征；3、土壤生物与土壤有机质及改良；4、土壤的物理性质及改良；5、土壤水分及其调控管理；6、土壤的化学性质及改良；7、土壤养分和园林植物营养水平的调节；8、中国主要土壤资源；9、城市绿地土壤类型与性状。,第三节学习土壤学的目的,五、土壤学课程的特点1、难度不大；2、内容广泛；3、有些内容抽象，但借助实验课可解决；4、在每章开始时，突出重点，布置思考题。紧密联系草坪生产过程中的实际问题；培养学生学习这门课程的兴趣。,第三节学习土壤学的目的,六、如何学好土壤学1、掌握土壤学的基本知识、基本理论；2、将土壤性质看作是影响草坪草的生长的环境因素，要求树立土壤为草坪草服务的意识；3、重视土壤学实验，掌握基本的分析技能；4、注意与其他课程如草坪营养与施肥、气象学、绿地设计等课程的整合。,第四节土壤、土地和土壤肥力的概念,一、“土”与“壤”的区别1、古代对“土”字和“壤”字的解释“土”：汉代郑玄“万物自生焉则曰土”许慎说文解字“土者，地之吐生物者也”“壤”：许慎“壤，柔土也，无块曰壤”郑玄：“以人所耕而树艺焉则曰壤”树艺：是指栽培植物也就是说土经过人们耕作后，就变成了壤。,2、对字型的看法,2、对字型的看法,“壤”是土字的右边加一个“襄”（Xiang），意思是“助”，助的意思是人工培育。所以壤是人类劳动的产物，土变成壤由外力协助完成。在一定条件下“土”与“壤”可相互转化土壤作为一个词是在汉代以后出现的，主要凡指各种泥土。土壤一词，只有到了近代，人们把土壤作为研究对象时，才赋予了科学的含义。,3、关于“五色土”,在中山公园，明代建造的社稷坛中央，铺垫的五色土：东方为青色，指潜育性土；南方为红色，指南方的富铁铝性土壤；西方为白色，指西部干旱土、盐碱土；北方为黑色，指北方的黑土；中央为黄色，指中原腹地的黄土高原的雏形土呈黄色。,二、土壤的概念,十九世纪中叶，世界土壤科学有明显起步，1、地质学观点认为：土壤是破碎了的岩石。土壤的形成是岩石的风化过程与水的淋溶过程的结果。德国法鲁（F.A.Fallou）是这一观点的创立人，以后称“农业地质派”。这一观点忽略了生物因素的作用。,二、土壤的概念,2、在19世纪至20世纪，以俄国杜库恰耶夫为首,从土壤发生学观点出发：土壤是地球陆地表面的母岩（母质）、气候、生物、地形、时间等五大自然因素的综合作用下形成的独立自然体。这一观点就是在世界影响较大的土壤发生学观点。在土壤分类中广泛应用.但忽略了农业生产对土壤的影响.,二、土壤的概念,在农林方面应用较多的，是从生物经济学的角度出发。3、威廉斯更加重视生物的作用。土壤是地球陆地上能够生产植物收获物的疏松表层。这个概念强调：土壤的基本形态是陆地表面的疏松层；以能否生产植物收获物作为土壤标志性的重要特征。,5、几种专业土壤,森林土壤草原土壤园林土壤农田土壤果园土壤荒漠土壤,园林土壤：,园林土壤是园林范围内，在园林植物以及人类活动影响下的那一部分土壤。根据利用情况，园林栽培土壤可分为四种类型：自然土壤城市绿地土壤：温室土壤：玻璃温室和塑料大棚土壤。盆栽土壤,三、土地的概念,1、土地的定义1973年，史密斯（Smyth）和奥尔森（Olson）提出的概念在目前应用比较广泛：主要涵义是：土地是地球上由气候、地貌、岩石、土壤、植被和水文及人类劳动结果所组成的综合体。土地的性质包括土地的自然性质（如大气、生物、土壤等）和社会经济因素（人口状况、经营的产业、土地开发所需的投入）等。,三、土地的概念,2、土地层次：土地是一个垂直系统地上层：气候、小气候、部分植物、动物和微生物等；地表层：陆地水文、土壤、浅层地下水、部分植物动物和微生物以及人类活动的结果；地下层：土层下面的岩石、深层地下水等。从立体空间来看，土地上层可到达大气对流层的下部，下层可到地壳一定深度的风化壳。,三、土地的概念,3、土地资源是在一定技术条件和一定时间内，能为人类所利用的土地。在土地资源的使用中，如农地、交通用地森林、水域、建筑用地等，都具有明显的土地利用的含义。土壤是土地资源的重要组成要素，土壤的理化性质及生产能力直接影响甚至决定着土地资源的特性。,四、土壤肥力,1、土壤肥力是土壤本质的属性植物能够在土壤上生长，其中一个最重要的原因就是土壤具有肥力。目前对肥力的认识，还停留在一般概念上，缺少具体的科学数据加以深入的论证。有关土壤肥力的概念也很多。,片面的土壤肥力概念,1、一些西方土壤学者认为，土壤肥力是土壤供给养料的能力。代表人物是德国的化学家李比希，他提出了“矿质营养学说”“归还学说”，支持这种观点的人称：“农业化学派”是西方“化学农业”发展的理论基础。不足之处是忽略了生物以及土壤有机质对土壤肥力的作用。,现代土壤肥力的观点,2、目前应用较多的是由中国科学院南京土壤研究所提出的：土壤肥力是土壤为植物的生长供应和协调营养条件和环境条件的能力。营养条件：土壤水分和养分环境条件：土壤温度、空气、水分土壤水既是营养条件，又是环境条件。为什么？,单因子试验,1883年Hellriegel利用沙耕土所进行的大麦生长和土壤含水量关系的试验说明，土壤含水量逐渐增加，每单位水量所产的干物质逐渐降低，超过适量以后产量便急剧下降。这适宜于任何单因子的试验。,综合因子试验,Bo在研究水分问题上重复了Hellriegel的试验。但在结合了肥料、光照等因素，得出的结论是：在水分、肥料和光照的配合下，作物的产量是逐步上升的。因此土壤肥力高低不是某一孤立因素决定的，而是综合作用的结果。,3、土壤肥力的生态相对性,土壤肥沃或不肥沃是相对的，因为不同植物对土壤的要求是不同的。土壤肥力的生态相对性：生态上不同的植物，他们所要求的土壤生态条件是不同的。某种肥沃或不肥沃的土壤只是针对某种（或某些生态要求上相同）植物而言的，而不是针对任何植物的。,4、衡量土壤肥力高低的指标,一种方法是采用植物的生物量来衡量；另外，采用影响土壤肥力因子高低的因子。如土层厚度、侵入体含量、石砾含量、酸碱性、盐分总量、有机质含量、速效养分含量等因子。,第五节土壤的特征,一、土壤是在五种因素下形成的。岩石、气候、地形、生物和时间。生物在土壤形成中具有特别重要的意义，只有在地球上出现生物，尤其是出现绿色植物后，土壤的形成才具备了产生的条件。在地质历史上所产生的土壤，至今还在陆地表面存在，这部分土壤常称为古土壤或风化壳。现在一般常见的、广泛分布的土壤，是在现代气候条件下形成的。,二、土壤是一个三相系统,固体由土壤矿物质、土壤有机质和土壤生物组成，其中土壤矿物质约占土壤固相体积的45%50%。液体：包括土壤水分以及溶解于水的矿物质和有机质气相：包括各种气体。气体和液体存在于固体颗粒间的孔隙中。孔隙的体积约占整个体积的50%55%。,三、土壤是一个多分散系统,土壤中有固体土粒、土壤溶液和土壤空气，形成一个复杂的“多元分散系”。一般情况下，土粒是分散相，土壤溶液和土壤空气是分散介质。在土粒中有很多个大小很不相同的颗粒。这个地方的颗粒是指经过物理分散或化学分散后所得到的颗粒，与我们日常见到的土