环境土壤学复习材料

1、环境土壤学复习材料土壤的重要性1，土壤是农业最基本的生产资料； 2，土壤在植物生长中起特殊作用3，土壤是陆地生态系统的重要组成部分； 4，土壤是最珍贵的自然资源；5，土壤资源是持续农业的基础。 土壤：指在地球表面由气候、母质、生物、地势、气候等因素综合作用下所形成的具有肥力的，能够生长植物的，处于永恒变化中的疏松的矿物质和有机质的混合物。 土壤肥力：指土壤经常、适时适量地供给并协调植物生长发育所需要的水分、养分、空气、温度、扎根条件和无毒害物质的能力。 四大肥力因子：水、肥、气、热 土壤净化力：指土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化等过程（化学的、物理的、生物的）使土壤污染物浓度降低或毒性消失的

2、过程。 岩石：为矿物的集合体，以自然界中的一种或多种或似矿物（煤，玻璃物质等）所组成。1，火成岩（岩浆岩）：非碎屑状的块状结构；没有规则的层次结构；不含化石。2，沉积岩：有明显的层理结构；矿物成分复杂并呈碎屑状组织；有时含有化石。形成：压固作用；胶结作用；重结晶作用。 3，变质岩变质岩变质岩变质岩：一般具片麻或片理结构；质地致密、坚硬；不易风化。 岩石的风化作用：岩石在大气、水的联合作用以及温度变化和生物活动的影响下，所发生的一系列崩解和分解作用。 类型： 1，物理风化（机械风化）：指地表岩石因温度变化和孔隙中水的融冻以及盐类的重结晶而产生的机械崩解过程。 1） 热力风化温差作用引起 2） 冻

3、融作用冰劈作用 3） 矿物的水分与结晶膨胀作用 2，化学风化：指岩石在水和各种水溶液作用下所引起的破坏作用，它不仅使岩石破碎，更重要的是使岩石的成分发生变化，生成新矿物。 1） 溶解作用 2） 水化作用 3） 氧化作用 4） 碳酸盐化作用 5） 水解作用 3，生物风化作用 物理风化与化学风化的区别： 物理风化指地表岩石因温度变化和孔隙中水的融冻以及盐类的重结晶而产生的机械崩解过程。包括：热力风化温差作用引起；冻融作用冰劈作用；矿物的水分与结晶膨胀作用。化学风化指岩石在水和各种水溶液作用下所引起的破坏作用，它不仅使岩石破碎，更重要的是使岩石的成分发生变化，生成新矿物。包括：溶解、水化、氧化、碳酸

4、盐化、水解作用。 物理风化只改变岩石颗粒的大小而不改变其成分；而化学风化会改变其成分。影响风化的因素： 1环境条件：1）气候；2）地势：（地势高度；地势起伏程度；山坡方向） 2岩石性质：1）岩石的矿物成分（矿物的晶格结构；成分）；2）岩石的结构与构造；3）岩石的节理状况 土壤形成影响因素：母质；气候；地形；生物；时间（+人为因素） 土粒的成分与其母质及岩石成分上有何关系： 土粒中的成分继承了母质的特点，即氧、硅、铁、铝在80%以上； 土粒中的成分又反映了风化作用和生物作用的特点，表现出碳、氮富集，其含量较母质高10-20倍作用，而钙、镁等元素表现为淋失。 地质大循环： 生物小循环： 地质大循环

5、和生物小循环的关系：（在土壤肥力的形成上表现为对立统一）对立的一面： 地质大循环过程总的趋势是植物养分元素的释放、淋失过程，而生物小循环则是植物养分元素的积累过程，它使有限利用的元素纳入无穷利用的循环。 统一的一面： 物质的生物效循环是在地质大循环的基础上发展起来的，没有地质大循环就没有生物小循环，没有生物小循环就没有土壤。在土壤形成过程中，这两个循环过程是同时并存，相互联系，相互作用，推动土壤不停地运动发展。 地质大循环使岩石风化形成成土母质，尽管具有初步的通透性和一定的保蓄性，但它们之间很不协调，未能创造符合植物生长所需的良好的水分、养分、空气、温度条件。生物小循环可以不断地从地质大循环中

6、积累一系列生物所需要的养料元素，由于有机质的积累、分解和腐殖质的形成，才发生和发展了土壤肥力，使岩石风化产物脱离母质阶段，形成了土壤。 土壤矿物迁移与转化作用：1, 淋滤作用：指土壤物质随水流由上部土层向下部土层或侧向移动的过程。按物质迁移方式可分为：1）以可溶性盐类、有机物和无机物随水溶液向下移动的作用淋溶作用。2）以可溶性络合物或螯合物形式向下移动的作用螯合淋溶作用。3）可溶性物质随水流从土体中洗出的作用淋洗作用。2，淀积作用：指土壤中物质的移动并在土壤某部位相对集聚的作用。 3，灰化过程：指土壤表层（特别是亚表层）SiO2的残留、R2O3及腐殖质淋溶与淀积得过程。 4，黏化过程：指土壤中

7、粘土矿物、次生层状硅酸盐的形成和集聚过程。 5，富铁铝化过程：指土壤中脱硅，富铁铝氧化物的过程。6，钙化过程和脱硅过程：碳酸盐在土壤中淋溶，淀积的过程钙化过程；碳酸钙从一个或多个土层中被溶解淋失的过程脱硅过程。7，盐化过程和脱盐化过程：指土壤中易溶解盐类随毛管上升水向表层移动，集聚的过程盐化过程；指盐化土中的可溶性盐类被大气降水或灌溉水溶解，随土壤下渗水流从土壤中淋失的过程脱盐化过程。8，碱化过程和脱碱化过程：指土壤中强碱弱酸盐（碳酸钠或碳酸氢钠）相对富集，致使土壤中的钠离子进入土壤胶体交换出一定量的钙离子，镁离子，铵根离子的过程碱化过程；指土壤胶体吸附的交换性钠离子被其他阳离子所交换的过程脱

8、碱化过程脱碱化过程脱碱化过程脱碱化过程。9，潜育化过程：指土壤在水分饱和，强烈嫌气条件下所发生的还原过程。 10，潴育化过程：指土壤形成中的氧化还原过程。 11，白浆化过程：指土层由于土壤上层滞水而发生的潴育漂白过程。 中国土壤分布规律：水平地带性降水量（经度）；温度（纬度） 垂直分布规律：指因山体的高程不同而引起生物气候带的分异所产生的土壤带谱。 土壤结构：是土粒的结合状态，有不同的大小和形状。土壤层次：是土体的一级结构，是土壤结构在垂直方向上的差异，并在水平方向上延伸的层次单元。 土壤粒级（土粒大小等级）：石砾；沙粒；粉沙粒；粘粒 土壤的机械组成（土壤颗粒组成）：土壤中不同粒径矿质颗粒的组

9、合比例，一般以各粒级百分数表示。土壤水：固态水（化学结合水）；液态水（束缚水；自由水）；气态水矿质化过程：有机质通过微生物的作用，分解为简单化合物并释放出矿质养分的过程。 腐殖质过程：有机物在微生物作用下形成复杂的腐殖质的过程。 土壤有机质：包括腐殖质和非腐殖质物质1腐殖质（1胡敏素：任何pH条件不溶于水，黑色；2富里酸：溶于酸又溶于碱，浅黄色到黄褐色；3胡敏酸：酸性条件（pH<2）不溶于水，碱性条件溶于水，是土壤中可提取的腐殖质的重要成分，深褐色或黑色）2非腐殖质物质（碳水化合物；含氮化合物；脂类物质） 土壤胶体：指分散相物质的粒径小于2000毫微米的微粒。 特点：颗粒小；表面积大；具

10、表面电荷；能吸附水中离子 可变电荷：因表面基团解离或吸附离子而自身带电，其表面电荷随外界pH变化而变化。永久电荷：指在粘土矿物晶格的形成过程中，部分晶格的中央离子被其他价数的阳离子取代而带上电荷，其表面电荷不随外界pH变化而变化。 离子交换作用：致酸离子氢离子、铝离子盐基离子钙离子、镁离子、钾离子、铵根离子交换性阳离子：土壤表面所吸附的离子，大部分都能和另一种离子相互交换，能相互交换的阳离子称交换性阳离子。阳离子交换量（CEC）：每100g干土所含的全部将唤醒阳离子的数目，以cmol/kg表示。盐基饱和度：土壤中交换性盐基离子总量占交换量的百分比。 盐基饱和度（%）=交换性盐基总量/CEC *

11、100 有机质在土壤肥力和生态环境中的重要作用：1有机质在土壤肥力上的作用1）提供植物需要的养分碳素营养：碳素循环是地球生态平衡的基础。土壤每年释放的CO2达1.35×1011吨，相当于 陆地植物的需要量 氮素营养：土壤有机质中的氮素占全氮的9098%；磷素营养：土壤有机质中的磷素占全磷的20-50%； 其他营养：k、na、ca、mg、s、fe、si等营养元素。2）改善土壤肥力特性，提高土壤缓冲能力物理性质：粘力居中，促进良好结构体形成；深色吸热，热容量仅小于水促进土壤升温。化学性质：增强保水、保肥和缓冲性。生物性质：对微生物来讲，有机质是微生物生命活动所需要的养分和能量来源，土壤中

12、微生 物的数量与有机质的含量呈正相关；对植物来讲，腐殖酸 3）促进团粒结构的形成，改善土壤的物理性质4）增强土壤的保水性能 5）对植物生长具有刺激作用，促进植物和微生物的生理活性 6）促进有益微生物的活动 7）能消除土壤中农药残留和重金属污染 8）对全球的碳平衡产生重要影响 2有机质在生态环境上的作用1）有机质对重金属污染的影响（络合、氧化还原、吸附）2）有机物质对农药污染的影响（固定、迁移，降低或消失其农药毒性）3）土壤有机质对全球碳平衡的影响（有机质是全球碳平衡过程中非常重要的碳库）土壤密度：不计空隙所占位置，单位体积的土壤质量，以kg/m3表示。 土壤比重：土粒密度与水密度（4）的比值，

13、无量纲。 土壤容重：包括空隙在内，单位体积的土壤质量，以kg/m3表示。 土壤孔隙：土粒或土团间通过点面接触而形成的大小不同的空间。 土壤孔隙度：在一定容积的土体内，土壤孔隙容积占整个土体容积的百分比。 土壤氮素的存在形态： 1有机氮：（占全氮的绝大部分，92-98%。有机氮的矿化率只有3-6%） 1） 可溶性有机氮（<5%）：游离氨基酸；胺盐（速效氮）；酰胺类化合物 2） 水解性有机氮（50-70%）：蛋白质；肽类；核蛋白类；氨基糖类 3） 非水解性有机氮（30-50%）：杂环态氮；缩胺类 2无机氮：（占全氮的绝大部分，1-2%，最多不超过5-8%） 1） 铵态氮（NH4）；游离态；交

14、换态；固定态 2） 硝态氮（NO3N） 3） 亚硝态氮（NO2N） 3游离态氮 硝化作用：通过微生物作用把矿化过程第二阶段的氨甚至第一阶段所生成的胺、酰胺等转化成硝酸态化合物的过程。 反硝化作用：在特殊情况下（强酸、高温、低水分），亚硝酸根和一些其他化合物反应生成分子态氮或氧化亚氮的过程。 土壤中无机磷的化合物：土壤中的无机磷化合物几乎全为正磷酸盐：1）磷酸钙、镁类化合物（CaP；MgP）；2 磷酸铁、磷酸铝类化合物（FeP；AlP）3）闭蓄态磷（OP）土壤通气状况的指标：土壤的通气孔隙率；土壤的气体扩散系数；土壤的氧化还原电位 土壤背景值：土壤在未污染或无污染时的元素含量，特别是有害物质的含

15、量。土壤背景值的采样布点原则：1）明确研究范围；2）根据研究区域内的地质、地貌、水文、土壤与污染物类型与分布明确污染物的影响范围；3）在污染物影响范围之外，按自然条件确定样点数和样点布局，然后按预定顺序采取无污染的土样土壤背景值的应用：1）是土壤污染质量评估的基础 2）与其他环境背景值的相关性是环境生态平衡状况的体现3）可作为污染途径追踪的依据 4）是肥料分配的依据5）是找矿的依据 6）有助于地方病等的判断 环境容量：在生物生存和自然生态不受害的前提下，某一环境单元所能容纳的污染物的最大负荷量，是环境总量控制的依据。环境容量的确定：1盆栽试验和田间试验生物容量法 2化学试剂提取法化学容量法 3

16、模拟实验 土壤污染：污染物以各种途径进入土壤，超过了土壤的自净能力，最终导致土壤自然功能失调，土壤质量下降、数量减少，并影响到作物生长发育和农产品品质的现象。特点：隐蔽性或潜伏性；不可逆性和长期性；后果严重性 来源：1）原材料的开采过程2）产品的生产过程3）物质的运输过程4）废弃物的处理与处置 重金属的来源：1）大气沉降；2）施肥；3）农药；4）污灌、污泥农用、垃圾农用； 5）工业废弃物措措：1施用改良剂（化学措施）：1）施用石灰等碱性物质，提高土壤pH ；2）添加粘土和有机质3）加入沉淀剂；4）加入拮抗离子2调节土壤Eh和水浆管理（农艺措施）： 调节土壤Eh的措施： 1）淹水栽培2）加入促进土壤还原的物质3）施用作为硫化氢供给的含硫物质3稀释法（工程措施）：1）翻耕；2）客土和换土4植物去除（生物措施）植物提取 农药在土壤中的残留：半衰期：降解50%农药所需的时间；残留期：土壤中某农药的数量mg/kg土壤及植物农药污染防治措施： 1降低土壤农药对植物的污染（通过改变农药的吸附、吸收、迁移、淋溶、挥发、扩散、降解就能增强或减弱农药在土壤中的残留累积）： 1） 施用化学添加剂 2） 翻耕 3） 植物净化 4） 农艺措施 5） 高效低毒低残留农药2植物中污染的去除：1）水洗；2）烹蒸 3综合防治措施：酸沉降：酸雨对土壤的危害： 1对酸敏感的生态系统的