环境土壤学ENVIRONMENTALSOILSCIENCE.ppt

在引言中，人们把食物看作是天空，食物是以土壤为基础的，所有的东西都出生在土壤中，有土壤和财富。第一节：土壤和土壤的基本特征。首先，土壤的概念是土壤。周礼(公元前3世纪)当地人也是地球上的唾沫星子。“2”就像地上的“我”和地上的“我”。说文解字(许慎)据说，土壤是人类耕种的，而树木是人类耕种的。(1)农民和农业科学家：土壤是植物生长的媒介。(2)水文学家：土壤是水储存和运输的多孔介质。(3)工程专家：土壤是承受高强度压力的工程材料的基础或来源。(4)环境科学家：土壤是重要的环境因子，是环境污染物的缓冲带和过滤器。(5)地质学家：土壤是地球陆地表面的一个松散薄层，主要是现代地质作用形成的地壳风化产物。(6)生态学家：从生物地球化学的角度来看，土壤被认为是地球表面系统中生物多样性最丰富、生物地球化学能量交换和物质循环(转化)最活跃的生命层。(7)土壤科学家：土壤有它自己的发生、发展和长期演变的历史。土壤是在生物和其他因素的参与下，由岩石风化形成的母质逐渐形成的。它是自然界中一个独立的历史自然体。简洁的定义：地球表面的疏松层，可以收获植物。综合定义：土壤是在地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下形成的复杂生物地球化学物质，可用于植物生长。与形成它的岩石和沉积物相比，它具有独特的疏松多孔结构、化学和生物特征。它是一个动态的生态系统，为植物生长提供机械支持、水分、营养和空气条件。支持大多数微生物群的活动，以完成生命物质的循环；维护所有陆地生态系统，包括食物、纤维、水、建筑材料、建筑和废物处理场，以维持人类的生存和发展；通过过滤有毒化学物质和病原生物，地下水的水质得到保护，废物回收场所和方式得到提供或变得无害。“土壤”和“土地”概念的区别：它不是同一个范畴的概念。土壤是土地的物质组成部分，土地不仅包括土壤元素，还包括地形、植被、水文、人文等元素。土壤、农业土壤、自然土壤、土壤的基本特征(1)土壤剖面的垂直分层特征土壤是生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用的产物，称为土壤形成。由土壤形成形成的层称为土壤生成层，而完整的垂直土层序列称为土壤剖面。典型的土壤剖面可分为三个基本层：a层：表层的最上层，腐殖质在此积累。沉积粘土颗粒的层B被称为沉积层或过渡层。C层由不同程度的风化物质组成，称为母质层。红油(2)土壤的基本物质包括矿物质、有机物、水、空气和土壤生物。土壤固相主要由土壤矿物和土壤有机质组成，其空隙中含有水、气体和微生物，因此土壤是由固相、液相和气相组成的多孔多相分散体系。(3)土壤肥力土壤提供和协调植物生长所需的水、肥料、气体和热量的能力。自然肥力是指土壤在自然因素(气候、生物、地形等)综合作用下的肥力。)。人工肥力：在人工成熟(耕作、施肥、灌溉等)作用下的土壤肥力。)。潜在肥力：在生产中不产生经济效益的那部分土壤肥力。有效(经济)肥力：在季节性生产中产生经济效益的土壤肥力部分。(4)土壤的物理性质土壤的物理性质包括其孔隙度、结构、渗透性、持水能力、水的流动性、渗透性、吸附性等。这些性质决定了物质在土壤中的迁移和能量转化，为植物根系的发育和高等和低等生物的定居提供了相对有利的条件，同时在环境保护、地下水质量维护等方面发挥着不可替代的作用。土壤物理学是土壤的一个分支，研究土壤的这些独特的物理性质。(5)土壤胶体的化学性质是土壤中最具化学活性的物质。它由无机胶体和有机胶体物质组成，无机胶体主要由土壤次生矿物或粘土矿物组成，有机胶体为腐殖质等。由这些复杂的有机、矿物和有机-矿物化合物组成的土壤胶体颗粒通常带负电荷。为此，它们有能力从溶液中吸收和替换盐离子。土壤胶体颗粒表面与土壤溶液的相互作用机理极其复杂，决定了许多土壤化学和土壤理化性质的动态行为，是土壤化学研究的主要内容之一。(6)土壤的生物特性土壤是一个活的自然体，是自然界最复杂的生态系统之一，也是最丰富的生物资源库。土壤是生命活动的产物。没有生物，就没有土壤。土壤是生命的摇篮。土壤不仅是生物的栖息地，也是生物的对象。它也是地球上生命诞生和进化的温床。土壤生物学是研究土壤生物的功能、反应和行为。主要研究内容包括土壤物质(碳、氮、硫等。)循环、养分转化、微生物生态学、生物控制和土壤分子生物学。(7)不同地貌类型和具有相同地貌相对同质性的不同生物气候类型之间的土壤空间变异性和土壤类型在这些较大空间尺度上甚至在全球尺度上的空间变异性和分布。在同一生物气候带和同一微地貌类型中，土壤剖面垂直层的组合和性质基本相同。土壤发生分类土壤调查制图(8)土壤的记忆特征气候、生物和岩石对土壤形成过程和土壤性质的影响随着时间的推移将在土壤上留下一个“标记”，即信息记忆。中国北方黄土堆积层发育了古老的土壤&红壤层。解读这些信息有助于我们理解地球地质变化和气候变化的规律。土壤中的化石，我们可以推测生物的进化；古老土壤层的性质可以帮助我们恢复古老的地理环境。地磁特性的变化也能揭示古气候的变化。这些研究为理解土壤现在和过去的变化以及未来的发展提供了必要的基础。第二节土壤在人类农业生产和自然环境中的重要性。首先，土壤是人类农业生产的基础。第二，土壤是地球表面系统自然地理环境的重要组成部分。第三，土壤是陆地生态系统的基础。第四，土壤是最珍贵的自然资源。土壤与人类生存和发展关系示意图。首先，土壤是人类农业生产的基础。首先，土壤是植物生长、繁殖和生物生产的基础。首先，营养池的作用是陆地生物所需营养的重要来源。2.在养分转化和循环中的作用：有机物、矿物质；3.雨水保护：这是一个巨大的水库；4.对生物的支持作用；土壤中有许多种生物群。5.稳定和缓冲环境变化的作用；(2)植物生产、动物生产和土壤管理之间的关系土壤管理植物生产和动物生产土壤是地球表面系统自然地理环境的重要组成部分(1)土壤圈概念地球表面系统的五个要素：大气、生物圈、岩石圈、水圈、Pedosphere、PEDOSPHERE是由覆盖地球底部和浅水的土壤形成的连续体或覆盖层，是地球表面系统的重要组成部分。土壤圈在水圈、岩石圈、岩石圈、水圈、生物圈中的位置，在土壤圈中的土壤圈，金属和微量元素物质循环，生物营养物质循环，水循环和平衡。1.PEDOSPHERE的含义(1)物质和能量的永恒交换(2)最活跃和最重要的环层(3)记忆块的功能(4)时空限制特征(5)只是部分可再生资源；PEDOSPHERE的功能(1)大气中水、热和气体的频繁交换和平衡是全球气候变化的一个重要方面。(2)支持和调节生物圈的生物过程，为植物生长提供营养、水和适当的物理条件，并确定自然植被的分布和演替。(3)水圈降水在陆地上的再分布，元素的生物地球化学行为和水平衡，水圈的分化、转化和化学组成。(4)对岩石圈有一定的保护作用，以减少各种外力对岩石圈的破坏，与岩石圈进行物质交换和地质循环。PEDOSPHERE的功能，(2)PEDOSPHERE在全球变化中的作用。土壤的全球变化受到PEDOSPHERE和其他圈2之间的物质交换的影响。土壤的全球变化是由全球土壤覆盖物的时空演变引起的。人类活动对PEDOSPHERE的强烈影响对全球土壤变化甚至生活环境都有影响(1)人类砍伐森林。加剧的土壤侵蚀(2)不当使用土壤资源导致的严重土壤退化(3)稻田、沼泽地和湖泊中产生的微量温室气体。*(3)PEDOSPHERE的研究方向和内容，1。研究方向(1)土壤圈与生物圈之间营养元素的交换与平衡，土壤圈与水圈之间的水循环和物质运动，土壤圈与大气之间大量气体和微量气体的交换与平衡，土壤圈与岩石圈之间元素的迁移与转化；(PEDOSPHERE中的物质和能量循环与地球生命、人类生活条件、自然环境和全球变化之间的关系。(1)土壤资源的开发、利用和保护，土地数字化数据库。(2)土壤肥力调控与农业可持续发展，(3)土壤生态环境建设。农业生态系统中土壤生态环境的演替规律；土壤生态环境建设研究：防止土壤污染。(4)物质循环与地球圈层的全球变化地球圈层与大气之间大气体和微量气体的交换与平衡。(2) PEDOSPHERE和水圈的水循环。 PEDOSPHERE与岩石圈元素的迁移。土壤圈和生物圈之间的营养交换和平衡。PEDOSPHERE的物质组成、性质、类型及时空变化。全球土壤覆盖演变和土壤退化(土壤侵蚀、荒漠化、肥力退化、盐渍化、酸化和沼泽化)的时空变化、形成机制和预测控制。人类活动对全球土壤变化和人类环境变化的影响。(1)土壤生态系统(一个相对独立的子系统)产生水生植物(自养)-植物消耗-回生生物(异养)-动物(动物群)分解向流性(异养)-微生物，3。土壤是陆地生态系统的基础。土壤在陆地生态系统中保持生物活性、多样性和生产力的重要作用；调节水和溶质的流量；具有过滤、缓冲、降解、固定和解毒有机和无机污染物的功能；它具有在生物圈和地表储存和循环养分和其他元素的功能。中国是一个多山的国家，各种山地和丘陵面积占国土总面积的65%，平原地区仅占35%。中国的人均耕地不到世界人均耕地的1/3。人均林地面积占世界人均林地面积的1/9。人均草原面积不到世界人均草原面积的1/2。2.质量的可变性3。空间位置的固定。土壤是最珍贵的自然资源。数量的限制和固定。第三节。现代土壤学的发展及其主要研究内容。德国农业化学主要学派矿物营养理论德国尤斯图斯冯李比希(1803-1873)农业地质学派风化淋滤德国劳鲁(1846-1902)，李希霍芬(1846-1902)，拉曼(1846-1902)土壤发生学土壤形成过程俄罗斯道库恰耶夫(1846-1902)，3。科学发展史首先，现代土壤科学的发展在中国古代，古希腊，罗马等18世纪后期逐渐形成了一门独立的学科。重要观点：重要观点的产生、发展和发展独立于自然体和各种运动形式。土壤有肥力。土壤形成因素是土壤形成因素母质(岩石)生物，气候，地形，时间，人类活动=f (p，o，c，to，t，h)，土壤物理土壤地理土壤生物土壤微生物土壤生态土壤分类土壤遗传土壤资源土壤分区土壤管理土壤矿物学土壤环境土壤生态土壤环境化学土壤改良土壤化学土壤无机化学土壤有机化学土壤分析化学土壤物理化学土壤生物化学土壤胶体化学土壤电化学土壤表面化学1。学科体系2。土壤学科体系、研究内容和方法(1)土壤物理学主要研究土壤水分、气体和热量的运动及其调节原理。其研究内容包括土壤水分、土壤质地、土壤结构、土壤力学性质、土壤溶质运动以及土壤植物大气连续体(SPAC)中的水分运动和能量传递。(2)土壤化学的一个分支，研究土壤的化学成分和性质及其化学反应过程。主要研究土壤胶体的组成和性质以及土壤固液界面的一系列化学反应。为土壤施肥、土壤管理和土壤环境保护提供了理论依据。(3)土壤生物学的一个分支，研究土壤中微生物的区系、多样性、功能和活性。土壤微生物生态学；土壤微生物与土壤物质循环(土地氮、磷、硫、碳元素循环)；土壤酶活性；土壤微生物与土壤固氮；根际微生物和菌根；土壤微生物之间的相互作用；7、农业措施对微生物的影响；8.土壤微生物与土壤污染防治；9.有益微生物的农业应用。(4)土壤化学腐殖质的形成、特征及其对土壤肥力的影响；土壤碳、氮、磷和硫的生物转化(有机碳和氮的矿化和腐殖化)；有机生物制剂包括有机农药、杀虫剂和除草剂的生物降解及其对环境污染的影响。(5)土壤地理学土壤发生与分类土壤发生是土壤地理学的核心，侧重于土壤形成与自然成土因素和人类活动之间的复杂关系。在此基础上，根据土壤的发生发展过程和土壤诊断属性进行土壤分类。土壤分布规律土壤是一个三维连续体，在时间上是动态的，在空间上具有垂直和水平各向异性。土壤测绘和土壤质量评价采用现代新技术(如3S技术)，建立土壤数据库和土壤信息系统；研究退化土壤质量评价标准、指标体系和修复技术措施。主要议题：土壤资源的合理开发利用、中低产田的改良、水土流失的防治、土壤资源的保护、土壤肥力的理论问题、物质基础和形成机制、土壤圈的物质循环、土壤地理信息系统、土壤环境问题、耕地减少：中国14.4亿亩(10%)，人均耕地1.34亩，水土流失：总损失1750亿吨。每年50亿吨(1500万亩耕地)的草原荒漠化：草原面积285万平方公里，荒漠化面积17 . 6万平方公里，土壤污染：2亿亩化肥和农药，其他污染1亿亩。2.土壤科学研究内容，3。土壤学与相邻学科的关系。土壤科学与地质学、水文学、生物学和气象学密切相关。土壤科学与农学和农业生态学有着密不可分的关系。土壤学与环境科学密切相关。土壤科学，形态