袁兆华环境学概论第四章 土壤环境

第四章土壤环境第四章土壤环境第一节土壤的组成和性质第二节土壤污染第三节土壤污染的防治第四节土壤退化及其控制基本概念和问题土壤是地球陆地表面具有肥力的能够生长植物的疏松表层。土壤环境问题：一是由于人类大规模的生产、生活等活动，改变了影响土壤发育的生态环境，使土壤本身受到破坏。二是大规模现代农业生产的实现，大量使用化肥、农药、杀虫剂等，使土壤遭受到不同程度的污染。第一节

土壤的组成和性质主要内容1.掌握土壤的组成；2.掌握土壤结构的概念，一、土壤的组成（一）土壤矿物质1、原生矿物：是直接来源于岩石受到不同程度的物理风化作用的碎屑，其结晶构造没有改变。包括硅酸盐类、氧化物类、硫化物类和磷酸盐类四大类。2、次生矿物：岩石风化和成土过程中新生成的矿物。包括伊利石、蒙脱石、高岭石等。一、土壤的组成（二）土壤有机质（三）土壤空气（四）土壤溶液（五）土壤生物一、土壤的组成

土壤动物可分为土壤微生物和土壤动物两类：

1、土壤微生物是指土壤中肉眼无法分辨的活有机体。包括细菌、放线菌、真菌和藻类等类群；

一、土壤的组成

2、土壤动物指土壤中无细胞壁的活有机体。主要是无脊椎动物，包括环节动物、节肢动物、软体动物、线形动物和原生动物。一、土壤的组成

土壤生物的具体功能有：1、分解有机物质，直接参与碳、氮、硫和磷等元素的生物循环，使植物需要的营养元素从有机质中释放出来，重新供植物利用；2、参与腐殖质的合成和分解作用；

一、土壤的组成

3、某些微生物具有固定空气中氮，溶解土壤中难溶性磷和饿分解含钾矿物等的能力，从而改善土壤中氮、磷、钾的营养状况；4、土壤生物的生命活动产物（如生长刺激素等）能促进植物的生长；5、参与土壤中的氧化还原过程等。

二、土壤的结构

一般把土壤颗粒的空间排列方式及其稳定程度，空隙的分布和结合的状况称为土壤的结构。1、土壤结构体的类型似立方体结构类型、似柱状结构类型、似片状结构类型。二、土壤的结构

2、土壤结构体的形成其形成途径：（1）土壤颗粒通过凝聚形成复粒；复粒再通过有机质等胶结物质的作用进一步形成团聚体，从而形成土壤结构。（2）土壤颗粒直接通过有机质等胶结物质的作用形成团聚体。二、土壤的结构（3）致密的土壤通过植物的根系活动、干湿交替和冻融交替等外应力的作用而崩解形成团聚体。二、土壤的结构3、土壤结构体的基本指标

（1）土粒密度：以实体考虑，不计空隙时，土壤的单位体积的质量（以克/立方厘米表示）。

（2）土壤密度：单位体积的土壤质量（以克/立方厘米表示）。

二、土壤的结构（3）土壤孔隙度：通过土粒密度和土壤密度二者之差得出的土壤中孔隙的含量状况。具体算式如下：

土壤总孔隙度（%）=（土粒密度－土壤密度）×100/土壤比重

二、土壤的结构4、土壤结构体的大小5、土层（1）覆盖层（A0）：林地下的此层由地面上的枯枝落叶所构成。（2）淋溶层（A）：这一层发生水溶性物质向下淋溶作用。淋溶层中生物活动最为强烈，进行强烈的有机物质的转化和积累作用，形成一个颜色较暗，一般具有粒状或团粒状结构的层次。二、土壤的结构（3）淀积层（B）：因该层常淀积着自上层淋溶下来的物质，所以称为淀积层。

（4）母质层（C）：它是岩石风化物的残积物或运积物，未受成土作用的影响。耕作土的土层包括：耕作层、犁底层、心土层和底土层。三、土壤的性质（一）土壤的物理性质1、土壤孔隙

土壤孔隙分为无效孔隙、毛管孔隙和通气孔隙。2、土壤质地

三、土壤的性质（二）土壤胶体及土壤吸收交换性土壤胶体是土壤中颗粒直径小于1微米或2微米的微细固体颗粒，是由矿物质微粒、腐殖质、铝、铁、锰、硅和含水氧化物组成。三、土壤的性质土壤胶体的性质：

带电荷：一方面由于表面基团解离或吸附离子而带电荷；另一方面，胶体内部的电荷不平衡表现出来的表面电荷。

吸附作用：由于其颗粒细小，所以表面积大，产生吸附作用。三、土壤的性质1、土壤胶体的种类（1）无机胶体主要是细颗粒的粘土微粒，包括粘土矿物中的高岭石、伊利石等以及铁、铝、锰水合氧化物。（2）有机胶体主要是腐殖质和生物活动的产物，它是高分子有机物，具有极大的表面积，吸附作用强。三、土壤的性质（3）有机-无机复合体是由土壤中一部分矿物胶体和腐殖质胶体结合在一起所形成的。这种胶体的特点是比表面减少；形成稳定的团粒结构，能改善水、肥、气、热的状况。三、土壤的性质2、土壤胶体的吸附作用（1）机械吸附：土壤胶体能把大于孔隙的物质阻留，小于孔隙的颗粒也能阻留在土壤中。机械吸附对不溶性颗粒物的作用最为明显。（2）物理吸附：是指土壤胶体颗粒对分子态物质的吸附作用。（3）物理-化学吸附：是指土壤胶体对土壤溶液中离子态物质的保蓄作用。三、土壤的性质（三）土壤酸碱性和土壤缓冲性

首先，它影响养分的有效性。其次，土壤酸碱性影响金属元素的固定、释放和淋洗。

最后，土壤酸碱性还影响土壤中微生物的活性。三、土壤的性质1、土壤酸碱性的产生(1)土壤酸性的产生主要有以下几个途径：首先，植物根系活动以及土壤中有机质的分解产生的有机酸和大量的二氧化碳，以及某些微生物产生的矿质酸，都是土壤溶液中氢离子的来源；

三、土壤的性质其次，当土壤胶体上吸附的氢离子达到一定的数量后，粘粒矿物的晶格遭到破坏，使粘粒矿物中的铝被溶解出来，溶液中出现了活性铝，水解后释放出氢离子；

第三，胶体上吸附的氢离子和铝离子被其他阳离子代换到溶液中而使土壤成酸性。三、土壤的性质(2)土壤碱性的产生

土壤碱性主要来自土壤中大量存在的碱金属，如钾、钠、钙、镁的碳酸盐和重碳酸盐的水解。2、土壤酸碱性的表示土壤酸碱性的主要指标是PH值，PH越小，表示土壤的酸性越强，碱性越弱。大部分土壤的PH值在4.5-9.5之间，其中6.5-7.5为中性。

三、土壤的性质

3、土壤的缓冲性指土壤抵制PH值改变的能力，或土壤抵制土壤溶液中离子浓度改变的一种特性。（四）土壤的氧化还原性

1、影响土壤中营养元素的状态和有效性。2、影响元素离子的价态、从而影响其迁移、转化。

第二节

土壤污染

主要内容1.掌握土壤污染和土壤净化的概念；2.了解土壤污染的危害；3.掌握污染物在土壤中迁移转化的规律；一、土壤污染与土壤净化1、土壤污染:

土壤污染就是人为因素有意或无意地将对人类本身和其他生命体有害的物质施加到土壤中，使其某种成分的含量超过土壤自净能力或者明显高于土壤环境基准，并引起土壤环境质量恶化的现象。

一、土壤污染与土壤净化2、土壤净化

土壤的自净作用是指在自然因素作用下，通过土壤自身的作用，使污染物在土壤环境中的数量、浓度或形态发生变化，活性、毒性降低的过程。

一、土壤污染与土壤净化3、土壤污染的危害（1）土壤污染导致严重的直接经济损失；（2）土壤污染导致食物品质不断下降；（3）土壤污染危害人体健康；（4）土壤污染导致其他环境问题。一、土壤污染与土壤净化4、中国土壤污染的特点（1）隐蔽性和滞后性；（2）累积性；（3）不可逆转性；（4）土壤污染很难治理。二、土壤污染源

土壤污染源可分为天然污染源和人为污染源。天然污染源是指自然界自行向环境排放的有害物质或造成有害影响的场所。人为污染源是指人类活动所形成的污染源。

三、土壤污染物（一）有机物类

农药、化肥等。（二）无机物类

植物营养物、重金属等。四、污染物在土壤中的迁移和转化规律影响迁移的主要因素分为：1、与原子结构及其化合物的性质有关的内在因素。2、外在因素：土壤中所见到的各种迁移与积累现象，都是内外因素作用的结果。四、污染物在土壤中的迁移和转化规律（一）有机物类

农药是一种最典型的有机污染物，它是一种泛指性的术语，包括杀虫剂、除草剂和杀菌剂等。

1、土壤中农药的迁移方式农药在土壤中以蒸汽和非蒸汽的形式进行迁移，主要是通过扩散和质体流动两个过程。2、农药在土壤中的迁移转化行为四、污染物在土壤中的迁移和转化规律（二）无机物类重金属在土壤环境中迁移、转化的性复杂多样，并且往往是多种形式错综结合。迁移形式有以下几种：1、物理迁移2、物理化学迁移和化学迁移3、生物迁移

第三节

土壤污染的防治

主要内容1.了解土壤污染源的控制方法；2.掌握重金属污染土壤的修复方法；3.掌握农药污染土壤的修复方法。一、土壤污染源的控制首先要弄清楚污染源；然后采取切实有效的措施切断污染源，这是防止土壤遭受污染的最基本也是最重要的原则。

二、污染土壤的修复1、土壤农药污染的治理（1）生物修复（2）化学添加剂和农艺措施二、污染土壤的修复2、重金属污染土壤的治理（1）施放改良剂（2）排土、客土和水洗法（3）电化法、热解吸法（4）生物修复第四节

土壤退化及其控制

主要内容1.了解荒漠化的成因和危害；2.了解水土流失的成因和现状；3.掌握荒漠化和水土流失的防治办法；4.了解土壤盐渍化的危害；5.掌握土壤盐渍化的防治方法。一、荒漠化

（一）荒漠化的概念荒漠化是包括气候变异和人类活动在内的种种因素所造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。

（二）荒漠化的现状一、荒漠化（三）荒漠化的成因1、自然因素2、人为因素（1）土地资源利用不合理（2）植被资源不合理利用（3）干旱、半干旱地区水资源利用不合理（4）不合理耕作及粗放管理（5）其他人类活动一、荒漠化（四）荒漠化的危害1、土地的生产潜力衰退2、土地生产力下降3、草场质量下降4、对环境造成污染和破坏

二、水土流失

在水力和风力作用下，地表物质发生剥蚀、迁移或沉积的过程。二、水土流失（一）水土流失的原因自然因素——条件人为因素——催化剂（二）水土流失的危害

1、破坏土壤肥力、危害农业生产；2、影响工矿、水利和交通等建设工作；3、威胁群众生命财产安全，造成经济损失。二、水土流失（三）水土流失的防治1、保护现有亚热带和热带森林，严禁毁林开荒、开垦草原为农田等；2、进行工矿建设，必须进行生态环境影响评价，提出防止水土流失的措施，工矿建设和保护生态环境的措施必须同步进行；3、保护好现有森林，大力植树造林，兴建防护林体系工程来控制水土流失面积的蔓延。三、土壤盐渍化三、土壤盐渍化（一）形成原因1、气候方面的原因；2、地形方面原因；3、水文地质方面的原因；4、海洋；5、不合理的灌溉活动。三、土壤盐渍化（二）改良措施1、水利改良2、生物改良3、化学改良第四章复习思考题一、概念1、土壤2、原生矿物3、次生矿物4、土壤结构5、土粒密度6、土壤密度7、土壤孔隙度8、土壤的缓冲性9、土壤污染10、土壤净化11、荒漠化12、水土流失第四章复习思考题二、简答1、土壤环境问题产生的原因。2、土壤的组成成分。3、土壤生物的具体功能。4、土壤结构体的类型。5、在垂直方向上土壤可分成哪几层？