土壤学期末考试总结

1、第一章 土壤的定义、特征及其在环境生态系中的重要作用土壤的定义：1.土壤是历史的自然体，是位于地球陆地表面和浅水域底部的具有生命力和生产力（具有肥力的能够生长植物）的疏松而不均匀的聚积层。2.是由母质与自然因素（生物、气候、地形、时间）以及人为因素（人类活动）相互作用而形成的物质世界中一个不断变化、处于运动中的客观实体。3.是地球系统的组成部分和调控环境质量的中心要素。既是供给植物生长发育所必需的水、气、肥、热的主要源泉，也是营养元素不断循环、不断更新的场所。土壤的特征：1. 具有生产力，土壤是人类生存的最基本物质。土壤中植物必需营养元素:有16种元素是植物生长所必需的。分为非矿质和矿质两大类

2、。（1）非矿质, 包括C、H、O这些养分存在于大气和水中, 用于光合作用。（2）矿质,来自土壤的13种矿质营养元素，分成三类：大量、中量和微量。大量营养元素：N，P，K；中量营养元素：Ca，Mg，S；微量营养元素：B，Cl，Cu，Fe，Mn，Mo，Zn2. 土壤具有生命力。土壤是支撑植物的场所和养育植物的基地，调节水、热、空气、养分等植物根系适宜的生活环境。3. 土壤具有环境净化力。土壤的“净化功能”，表现为吸附、分散、中和、降解环境污染物的能力。土壤在环境生态系中的重要作用：1. 土壤质量与水质的关系2. 土壤与大气环境质量的关系3. 土壤与作物产量和品质的关系4. 土壤与人体和动物健康的关

3、系5. 土壤是人类生存的最基本物质土壤圈定义：覆盖于地球陆地表面和浅水底部的一种疏松而不均匀的覆盖层及其相关的生态与环境体系，是地球系统的重要组成部分，处于大气圈、水圈、生物圈和岩石圈的界面和中心位置，既是这些圈层长期共同作用的产物，又是对这些圈层的支撑。环境土壤学的任务：1. 着眼于土壤质量的保护、利用和改善2. 研究土壤和环境的协调关系和土壤的可持续利用3. 最终目的提高土壤-植物系统的生产能力，提高农产品产量和质量。环境土壤学研究内容：1. 研究土壤环境的现状及其演变，土壤环境的监测与评价2. 研究土壤-植物系统中化学物质（包括污染物）的迁移、转化和分布规律以及污染的生态效应和卫生学评价

4、3. 土壤环境与人体健康的关系4. 研究人类活动对土壤物理、化学、生物学特性的影响（微观机理和宏观生态效应）5. 在严格的环境土壤学实验基础上，参考各种环境质量基准值，研究土壤环境标准6. 研究土壤环境质量基准7. 土壤环境工程技术与应用20世纪70年代的环境问题：（1）全球性的大气污染，如气候异常、臭氧层破坏、酸雨（2）大面积生态破坏，如森林被毁、草场退化、土壤侵蚀和荒漠化（3）突发性的污染事件迭起 第二章 土壤的形成与分类几种成土因素在土壤形成中的作用1. 母质。定义：岩石及其风化产物叫母质，是形成土壤的基质。母质类型：可按成因分为残积母质（风化壳保留在原地，形成残积物）和运积母质。如果在

5、重力、流水、风力、冰川等作用下风化物质被迁移形成崩积物、冲积物、海积物、湖积物、冰碛物和风积物等，则称为运积母质。母质的作用：1.成土母质的类型与土壤质地关系密切。基性岩母质上的土壤质地一般较细，石英含量较高的酸性岩母质上的土壤质地一般较粗2.土壤的矿物组成和化学组成深受成土母质的影响。 不同岩石的矿物组成有明显的差别，造成土壤的矿物组成也就不同。2. 气候。直接的水、热、空气条件，相同的母质在不同的气候条件下产生不同的物理、化学和生物学变化。主要包括温度和湿度两方面。3. 地形。地形对母质起着重新分配的作用，使气候因素发生局部的重新分配，是间接的水、热、空气条件，进而影响土壤的形成和发育。4

6、. 生物。是通过生长繁育、新陈代谢、进行着有机物质的合成与分解，一方面充实与丰富土壤的基质，另一方面以有机物形式为土壤累积化学能。5. 人类活动。人类活动的影响的性质与自然因素有本质的不同1.人类活动对土壤的影响是有意识、有目的的，人们可以通过利用改造和定向培育创造不同熟化程度的耕作土壤2.人类活动是社会性的，受着社会制度和社会生产力的制约3.人类活动的影响可以通过改变各自然因素而起作用，有利和有害两方面4.人类对土壤的影响也具有两重性。提高肥力或破坏土壤。 6. 时间。是一切作用过程的累积因素，是所有的作用由量变到质变的基本保证。土壤的年龄：绝对年龄和相对年龄。相对年龄是指土壤的发育阶段或发

7、育程度。初期（未风化的母质）-青少年期-壮年期-老年期-最后阶段（土壤发育完成，原生矿物基本上彻底风化）。土壤年龄相差很大，短者数百年以内，长者可达几百万年之久。三种风化作用1. 物理风化：又称机械崩解作用，主要是由于温度的变化、水分的冻结、碎石劈裂以及风力、流水、冰川的摩擦力等物理因素引起的，结果是使岩石矿物由大变小，由粗变细，但化学性质和组成未发生变化。 2. 化学风化：矿物和岩石在水、二氧化碳、氧、各种酸类以及生物分泌物的作用下，引起的化学反应而分解，使岩石的化学成分发生变化，矿物发生解体，有时又形成新的矿物(次生矿物)。 3. 生物风化：生物活动使岩石崩解，分泌的各种有机酸对岩石的化学

8、分解有强烈的作用，促进岩石的化学风化。由于生物活动而引起的风化叫做生物风化。影响风化作用的因素:1.矿物的抗风化能力，氧化物硅酸盐碳酸盐和硫化物2.气候条件（雨量是天然溶剂，温度控制速度）3.地形与排水条件，不同地形风化作用所占比例不同。土壤肥力含义：是指土壤在植物生长发育全部过程中供给最大量的有效养分和水分能力，同时自动地协调植物生长发育过程中最适宜空气和温度的能力。自然肥力，有效肥力。耕作土层次： 耕作层、犁底层、心土层、底土层自然图层次：覆盖层、淋溶层、淀积层、母质层、未风化基岩 土壤分类的基本概念、分类的目的土壤分类学：是研究和描述土壤及其之间的差别，探讨土壤之间差别的因果关系，并运用

9、所掌握的资料建立某个土壤分类系统的科学。土壤分类：是根据土壤性质和特征对土壤进行分门别类。土壤鉴定：借助或参考已有的土壤分类系统去命名土壤土壤分类单元：在所选用的作为土壤分类标准的土壤性质上相似的一组土壤个体，并且依据这些性质区别其他土壤个体。目的和意义：土壤分类是在系统的认识土壤的基础上对土壤所做的科学区分。1.土壤分类可以反映土壤之间、土壤与环境之间的联系，反映它们的肥力水平和利用价值，为合理的利用改造土壤和提高土壤肥力提供依据。2.土壤分类的研究成果反映土壤科学的研究水平，特别是土壤地理学、发生学的研究水平，而且，土壤学其他分支的研究也必须引用土壤分类的成果。3.土壤分类既是土壤科学的基

10、础，又是土壤科学发展水平的标志，理论意义和实践意义。我国土壤资源特点及存在问题特点：特点：1土壤资源丰富，类型多样2山地面积多，平原面积少3耕地面积少，分布不均匀。问题：1耕地面积逐年减少，人地矛盾突出2土壤侵蚀严重，危害巨大3土壤资源退化肥力下降4土壤盐碱化沙化加剧5土壤受污染日益严重，农田生态恶化。第三章 土壤的组成与性质 土壤的主要组成成分1. 土壤矿物质：（1）原生矿物：各种岩石受到物理风化而未经化学风化的碎屑物，原来的化学组成和结晶构造未改变。以硅酸盐、铝硅酸盐类占绝对优势，一般为晶质矿物。另外还有氧化物类矿物质，不易风化，对植物的养分意义不大（2）次生矿物：原生矿物经化学风化后形成

11、的新矿物，化学组成和晶体结构都有所改变。包括简单盐类（结构较简单，干旱和半干旱地区的土壤）、次生氧化物矿物（三氧化物类，湿热的热带和亚热带地区土壤）、次生铝硅酸盐类（为粘土或粘粒存在广种类多含伊利石、蒙脱石和高岭石）2. 土壤有机质：（1）简单有机化合物（2）腐殖质3. 土壤动物（第一消费者）土壤微生物（第二消费者，矿质化和腐殖化）土壤酶4. 土壤水分（土壤溶液）：盐分、养分（氮素，磷素，微量元素）、污染物质等土壤粘粒、有机质、腐殖质的含义及作用土壤粘粒：土壤次生矿物中的次生硅铝酸盐在土壤中存在广、种类多，称为土壤粘粒。分为三大类：伊利石（水云母，一种风化程度较低的矿物，一般土壤中均有分布，膨

12、胀性较小，具有较高的阳离子交换量，并富含钾）、蒙脱石（伊利石进一步风化的产物，阳离子代换量高，它所吸收的水分植物难以利用）和高岭石（风化程度极高的矿物颗粒，直径较大，膨胀性小，阳离子代换量低）。土壤有机质：广义：土壤中各种含碳有机物的总称，包括土壤中各种动植物残体、微生物体及其分解和合成的各种有机物质。狭义指：土壤经人为挑出异源有机物质、未腐烂或半腐烂的动植物残体后，经风干磨碎并通过一定的筛孔后（2 mm）测定的土壤有机物质总量。总的来说，包括：简单有机化合物（土壤有机质总量的30%40%，是组成有机体的各种简单有机化合物）和腐殖质。腐殖质：是简单的有机化合物芳核、肽链等经过一系列次生反应（腐

13、殖化作用形成）所形成的相对分子质量较高、棕至黑色的物质，分子的中心是一个稠环，具有多种功能基团。包括羧基、羟基、酚羟基和胺基等，其周围以共价键、离子键或氢键连接多糖、多肽、简单酚酸和金属离子。包括：胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、胡敏素(Hu)等（一系列由次生反应所形成的相对分子量较高、棕至黑色的物质）腐殖物质的弱酸性：是由羧基和酚羟基解离引起的，腐殖质的弱酸性使其在一个宽的pH范围内有缓冲性。作用：1.土壤碳库和环境污染中的作用：腐殖质是陆地和海洋中最主要的有机碳库，在降低农药和吸附重金属离子方面起重要作用2.对土壤肥力和植物生长的作用：腐殖物质能提高土壤肥力，是亲水胶体，可作为土壤的保水剂

14、3.其它方面的作用：叶活化剂、饲料、浮选剂、药物等！土壤胶体类型及环境意义土壤胶体微粒一般指分散相物质的粒径在1100毫微米之间的为胶体物质，直径的上限一般取2000毫微米。类型：土壤矿质胶体（次生铝硅酸盐等）、有机胶体（腐殖质、有机酸等大分子有机物）、有机-无机复合胶体（桥力或键力连接）。？环境意义：土壤中高度分散的部分，最活跃的物质。土粒的分散与凝聚、离子吸附与交换、酸碱性、缓冲性、粘结性、可塑性等都与胶体的性质有关。巨大的比表面和表面能、土壤胶体电荷：永久电荷，随PH变化而变化的电荷为可变电荷，土壤中游离氧化铁是土壤产生正电荷的主要物质，除了少数土壤在较强的酸性条件下或者氧化土可能出现净

15、正电荷以外，大多数土壤带净负电荷。土壤胶体可以呈溶胶和凝胶两种形态存在，而且两者可以相互转化。土壤胶体的分散和凝聚、胶体的吸胀作用、粘结性与粘着性，土壤胶体的吸附作用。土壤吸附性的含义、机理及影响因素土壤吸附性：是吸附质（比如重金属）和吸附剂（土壤固相）的反应，指单纯的表面富集或表面富集与渗入内部两者兼有的过程。机理：表面吸附（物理吸附）、离子交换吸附（非专性吸附）、化学吸附（专性吸附）。影响因素：溶液的pH、离子浓度、相伴离子、电荷数、离子半径及水化程度、不同离子的竞争吸附、离子的本性和数量、土壤溶液的介电常数。土壤酸碱度的含义及土壤酸化或盐渍化的原因土壤活性酸度是指土壤溶液中氢离子浓度，又

16、称有效酸度，通常用pH表示。土壤胶体吸附的可交换性H+离子和Al3+离子通过离子交换作用进入土壤溶液后而使土壤呈现的酸度叫潜性酸度。包括交换性酸度（交换性Al+3）和水解性酸度。水解性酸度一般比交换性酸度高。酸化原因：植物吸收养分引起的酸化、土壤中生物的代谢活动、还原态氮和硫的氧化、施肥引起的酸化、酸沉降土壤碱度：碳酸盐碱度和重碳酸盐度的总和称为总碱度。可用中和滴定法测定。来源于Co32-盐渍化原因：可溶性盐在干旱和半干旱气候下没有足够的水从土壤中淋洗可溶性盐，使可溶性盐在土壤中积累而成为盐影响的土壤。可溶性盐的来源：土壤中原生矿物的风化、弱酸及其盐的解离平衡、降雨、盐岩、灌溉水的质量、地下水

17、、蒸发作用、排水状况、其他状况。土壤缓冲性能的含义及其作用原理、环境意义土壤缓冲性能：指土壤具有抵抗酸碱度的剧烈变化而保持其酸碱性相对稳定的能力。原理：土壤溶液的缓冲作用（土壤中的碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有机酸等弱酸是及其盐类是缓冲体系，有些酸本身是两性物质）、土壤胶体的缓冲作用（盐基离子和氢离子起缓冲作用）、铝离子对碱的缓冲作用（聚合的铝离子基团越大，解离出的氢离子越多，对碱的缓冲能力就越强）、碳酸盐矿物对酸的缓冲作用、酸使铝硅酸盐矿物分解产生的对进入土壤酸的缓冲作用。？环境意义：土壤氧化还原作用及对污染物迁移转化的影响土壤的氧化还原性是土壤的重要性质之一，它对土壤中无机物和有机物迁移

18、转化及土壤生态系统产生重要的影响。土壤中的主要氧化剂：O2 、NO3- 、SO42 、Fe3+等，还原剂：有机质、H2S 、Fe2+等。 氧化还原电位(Eh)衡量。根据土壤的Eh可以确定土壤中有机物和无机物可能发生的氧化还原反应和环境行为。Eh>700mV时，土壤完全处于氧化条件下，有机物质会迅速分解。Eh在+400+700mV之间时，土壤中氮主要以NO3-形式存在。当Eh<400mV时，反硝化开始发生，当Eh<200mV时， NO3-开始向NH4+转化。Eh在-100-200mV之间时，Fe2+浓度超过Fe3+ Eh降至-200mV以下时，H2S大量产生，可形成硫化物沉淀的

19、金属离子形成硫化物沉淀，迁移能力降低。第四章 土壤环境值及环境容量环境本底值、背景值、基线值的概念环境本底值(绝对的，人类活动干扰前，)是指环境要素在未受人类活动的影响下，其化学元素的自然含量和能量值。 环境背景值（相对的，人类开始干扰）是指在目前的环境条件下，研究区域内相对清洁区(人类活动影响相对较小的地区)化学元素的含量及能量值。该值已经包含了一定程度的人为影响，它是环境本底值向环境现状值过渡的一个数值。环境基线值（干扰后的现状值）是指在环境影响评价中，评价区环境参数的目前水平值。即环境现状值。土壤背景值与地方病的关系土壤背景值：是指土壤在自然成土过程中所形成的固有地球化学组成和含量。一定

20、的区域条件下的元素含量，不能只是代表一个土壤类型或剖面的状况。它是一定的环境区域范围内的各种土壤的元素含量的统计平均值代表其范围值。地方病：在某些特定地区内相对稳定并经常发生的、呈地方性发病特点的一类疾病。地球上的生物都是在地壳上生长繁育起来的。据研究结果表明，人体血液与地壳中的18种元素含量呈显著性相关。 地方病仍是严重威胁我国人民身体健康和生命的疾病，构成了我国广大农村最主要的公共卫生问题之一。地方病按其致病原因分为5类：地球化学性疾病（碘缺乏病 地方性砷中毒）、自然疫源性疾病（血吸虫病 森林脑炎）、地方性寄生虫病（疟疾 丝虫病）、与特定生产方式有关的疾病（燃煤型氟中毒 库鲁病）和原因未明

21、的地方病（克山病 大骨节病）。我国曾纳入重点地方病防治管理的有8种。3种已经不被纳入重点地方病防治管理范围，包括血吸虫病、鼠疫和布鲁氏菌病。土壤环境容量、土壤金属临界值及土壤重金属环境容量的定义土壤环境容量：土壤的标准容量（一定土壤环境单元达到土壤环境标准时，土壤容纳污染物的总量） 土壤的净化容量（考虑土壤净化能力的土壤环境容量叫土壤净化容量） 土壤静容量（衡量土壤容量时需要有一个基准含量水平。根据这个水平所获得的土壤环境容量，称为土壤静容量） 土壤动容量（在土壤静容量的基础上，将土壤自净过程所净化的污染的量也考虑在内的量，是土壤动态的、全部容许的量）土壤金属临界值：以作物减产10%或籽实含量

22、达卫生标准时的土壤重金属“有效态”含量为土壤重金属临界含量。土壤重金属环境容量包括：土壤重金属的环境容量可分为生物学容量和化学容量。土壤重金属生物学容量和化学容量生物学容量：是以作物减产10%或籽实含量达卫生标准时的土壤重金属临界值所计算得到的土壤重金属环境容量。化学容量：是指土壤通过物理化学作用对重金属的吸持和固定的最大容许量，可在实验室内通过模拟试验测定。土壤背景值和土壤环境容量的应用土壤背景值应用：土壤污染质量评价的基础、与其它环境背景值的相关性是环境生态平衡状况的体现、可作为污染途径追踪的依据、土壤环境容量的应用：制定土壤环境标准、制定区域性农田灌溉水质标准、制定农用污泥施用标准、土壤

23、污染预测、污染物排放总量控制、为土地处理系统承受能力提供依据、为区域性环境区划、规划、管理等提供依据 第五章 土壤污染与修复土壤污染来源：工业、农业、生活、交通、天然污染物种类：无机、有机、放射性、固废、病原微生物重金属含义：密度大于4或5以上的金属，砷与硒、一般主要是指···土壤重金属污染来源及特征来源：1. 成土母质和火山喷发2. 大气沉降3. 农药化肥和塑料薄膜的使用4. 工矿企业的污水排放与污水灌溉5. 污泥施肥6. 含重金属废弃物堆积7. 金属矿山酸性废水污染特征：1.土壤重金属元素背景值的空间分布特征2.工业化状态下重金属污染源的多样性3.重金属污染的

24、化学特性（形态可变而改变毒性，迁移力差，潜在性危害，微生物降解性差且抑制其生物活性，复合污染：协同相加独立拮抗）土壤重金属环境地球化行为及影响因素金属元素存在形态：可交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态5种。地球化行为：土壤对重金属的吸附作用：吸附热力学（Langmuir、Freundlich方程描述）和动力学特征（Elovich、双常数速率方程描述）配合与螯合作用：不同土壤pH下，富里酸对不同金属离子的吸附能力有一定差异。甲基化作用：生物甲基化试剂，针对甲基供体不同形态可分为4种：1.CH3-形成金属氧化态不变的甲基金属化合物2.CH3*转移到一个可被氧化到比原有氧

25、化态高一个单位的金属离子上，形成甲基金属氧化物3.氧化加成反应。含甲基的分子与金属离子结合生成甲基金属化合物。金属离子的氧化数在反应前后提高两个单位，同时配位数也增加两个4.CH3+转移到一个具有较低氧化态的金属上，形成甲基金属化合物。金属的氧化数因此增加2个单位影响因素（9）：土壤氧化还原电位：受多种氧化还原体系制约，起主导作用是的O2H2O体系和硫体系。土壤处于淹水条件时呈还原性，以S2-存在,铬、锌、铜、镉易形成难溶性金属硫化物，金属被固定在土壤中，迁移能力下降，植物危害小。干旱条件下刚好相反：以SO42-存在、土壤pH值：控制土壤金属氧化物或氢氧化物的溶解度、土壤粘粒含量、土壤有机质含

26、量、土壤胶体的吸附作用：是许多金属离子或分子从不饱和溶液中转入固相的主要途径。土壤有机质含量、土壤的配位作用、施肥的影响、土壤中水溶性有机质的影响。？土壤重金属的形态分级方法及环境意义土壤重金属有效态及提取定义：土壤中能被植物直接吸收利用的重金属形态叫土壤的重金属“有效态”有效态含量提取：一般是采用不同的化学浸提剂（EDTA、CaCl2）单独浸提或用Tessier法等连续浸提法获得的。土壤中重金属植物富集特点、有效性及影响因素植物富集特点：不同的农作物由于生物学特性不同，对重金属的吸收积累量有明显的种间差异，一般顺序为：豆类小麦水稻玉米 老叶新叶根茎叶颖壳籽实 须根块根有效性影响因素：（1）土

27、壤中的重金属总量（2）土壤溶液的pH（3）土壤的有机质含量（4）化学试剂的影响（5）元素之间的相互作用（6）粘土含量（7）植物种类（8）农业活动和污染时间也影响重金属的生物有效性农药在土壤中的迁移转化方式迁移方式：1. 吸附和解吸 ：有表面吸附、离子交换吸附、氢键和配键结合。农药分子越大、溶解度越小越易被吸附2. 挥发：取决于蒸汽压、扩散系数、环境温度、土壤表面气流状况等3. 渗滤转化方式：1.光降解：290400nm，不是被太阳光辐射直接转化而光敏物质2.水解：吸附催化水解是有机磷农药在土壤中降解的主要途径3.生物降解：按还原、氧化和脱氯化氢等机理进行4.氧化还原反应：某些农药很易在透气性好的有氧或水淹无氧的条件下进行氧化或还原反应。土壤结合态农药的定义、结合形式、特点及环境效应定义：用甲醇连续萃取24小时后仍残存于土壤样品中的农药残留物为结合态农药。结合形式：既可以是农药母体化合物，也可以是其代谢产物。可能包括化学键合、吸附过程、物理镶嵌等作用。特点：（1）结合残留水平高（2）结合态农药的积累量随着时间的延长而增加（3）结合残留量受土壤状况如有机质含量、土壤水分条件、微生物的活性、作物的种植等影响环境效应：（1）结合态农药的环境毒