環(huán)境土壤學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、環(huán)境土壤學(xué)環(huán)境土壤學(xué)第一章第一節(jié) 土壤與土壤圈（一）土壤的定義簡明定義： 地球表面能夠生長和收獲植物的疏松表層?！巴寥馈焙汀巴恋亍备拍畹膮^(qū)別： “土壤”和“土地”不是同一范疇的概念。 土壤是土地的物質(zhì)組成部分，而土地不僅包括土壤要素，還包括地形、植被、水文、人文等要素。 土壤的基本特性是具有肥力。 土壤肥力 ：土壤具有能供應(yīng)與協(xié)調(diào)植物正常生長發(fā)育所需要的養(yǎng)分、水分、空氣 和熱量的能力。 土壤的特性可以概括為：（1）具有生產(chǎn)力 （2）具有生命力（3）具有凈化力（4）具有交換力 地球表層系統(tǒng)五大要素： 大氣圈、生物圈、巖石圈、水圈、土壤圈 土壤圈是覆蓋于地球和淺水域底部的土壤所構(gòu)成的一種連續(xù)體或覆

2、蓋層，它是地圈統(tǒng)的重要組成部分。土壤圈的功能具有以下幾個方面：（1）支持和調(diào)節(jié)生命過程（2）影響大氣圈的化學(xué)組成、水分與熱量平衡（3）影響水的溶質(zhì)組成及其在陸地、水體和大氣的分配（4）對巖石起保護(hù)作用第二節(jié) 環(huán)境土壤學(xué)的發(fā)展及其主要研究內(nèi)容一、環(huán)境土壤學(xué)的發(fā)展 環(huán)境土壤學(xué)既屬于土壤學(xué)的一個分支，也屬于環(huán)境科學(xué)的一個分支。 是環(huán)境地學(xué)的一個分支。 環(huán)境學(xué)與土壤學(xué)的邊緣學(xué)科。 環(huán)境土壤學(xué)是研究土壤與環(huán)境相互關(guān)系及其調(diào)控的一門學(xué)科。主要包括三大方面： 一是環(huán)境因素包括人為因素對土壤環(huán)境質(zhì)量的影響； 二是土壤對生態(tài)環(huán)境和人體健康的影響； 三是土壤環(huán)境人相互關(guān)系的協(xié)調(diào)機(jī)理和措施。 二、環(huán)境土壤學(xué)的研究內(nèi)

3、容環(huán)境土壤學(xué)研究的三大方面，更具體地說，又可以細(xì)分為以下幾個主要內(nèi)容：（1）土壤環(huán)境現(xiàn)狀及其評價方法（2）土壤環(huán)境容量與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（3）土壤環(huán)境質(zhì)量變化規(guī)律（4）人類活動、三廢排放以及大氣和水環(huán)境污染對土壤質(zhì)量的影響。（5）污染物和營養(yǎng)物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，（6）土壤污染對食品質(zhì)量、人體健康、動植物和微生物生長的影響。（7）土壤污染和養(yǎng)分盈余對水體、大氣的影響。（8）預(yù)防土壤污染的措施和提高土壤環(huán)境容量的技術(shù)途徑。（9）污染土壤的處理技術(shù)和修復(fù)工程。（10）利用土壤來處理三廢的技術(shù)原理和方法。 第二章土壤母質(zhì)與土壤的形成 第一節(jié) 土壤母質(zhì) 地殼物質(zhì)的元素組成的特點、地殼主要元素成分是氧和硅。

4、它們的含量占地殼元素含量的。、凡是生物上有重要意義的元素，即作為植物與動物生長發(fā)育必不可少的元素，在地殼中的含量卻很少。、分別為、。、呈難溶、分散、不均衡狀態(tài)。二、主要成土礦物 礦物是一類產(chǎn)生于地殼中具有一定化學(xué)組成、物理性質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的單質(zhì)元素或化合物 。 礦物都具有一定的化學(xué)成分和物理性質(zhì)，并以各種形態(tài)（固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)）存在于自然界中。 礦物可以是單一元素所組成的，也可以是幾種元素組成的化合物。礦物的類型按成因可分為原生礦物、次生礦物和變質(zhì)礦物三大類。 原生礦物是指在風(fēng)化過程中沒有改變化學(xué)組成而遺留在土壤中的一類礦物。如石英、長石、云母等。次生礦物是指原生礦物經(jīng)風(fēng)化作用，組成和性質(zhì)發(fā)生化

5、學(xué)變化，形成的新礦物。如三水鋁石、高嶺石等。 變質(zhì)礦物是指經(jīng)過變質(zhì)作用形成的，是原有的礦物重新處于高溫高壓的條件下，發(fā)生形態(tài)、性質(zhì)和成分的變化而形成的新礦物。藍(lán)晶石、石榴石等。 摩氏硬度計/莫氏硬度計。 礦物的硬度是指礦物抵抗外來機(jī)械作用力(如刻畫、壓入、研磨等)侵入的能力。Friedrich mohs提出用10種礦物來衡量世界上最硬的和最軟的物體，這是所謂的摩氏硬度計。按照他們的軟硬程度分為十級： 1、滑石2、石膏3、方解石4、螢石5、磷灰石6、正長石 7、石英 8、黃玉 9、剛玉 10、金剛石 三、主要的成土巖石 巖石：是一種或數(shù)種礦物組合而成的自然集合體。 巖石沒有固定的化學(xué)組成和物理性

6、質(zhì)。 巖石的種類很多，根據(jù)其生成方式的不同，可將巖石分為三大類：巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。 （一）、巖 漿 巖 巖漿巖是地球內(nèi)部巖漿侵入地殼或噴出地表冷凝形成的巖石。也稱火成巖 巖漿巖的類型:花崗巖 流紋巖 玄武巖 （二）、沉 積 巖 沉積巖是由地殼表面早期形成的巖石經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積、壓實、膠結(jié)硬化而形成的巖石。一般分為機(jī)械沉積巖、化學(xué)沉積巖和生物沉積巖三類。 以顆粒大小分為: 礫狀結(jié)構(gòu) (如礫巖),粒狀結(jié)構(gòu)(如沙巖),細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)(如沙巖) 以顆粒形狀分為: 角礫狀結(jié)構(gòu)，顆粒有棱角(如角礫巖)，圓滾狀結(jié)構(gòu)，顆粒無棱角(如礫巖)（三）、變質(zhì)巖 原來存在的巖石在新的地殼變動或巖漿活動產(chǎn)生的高溫、高

7、壓下，使巖石的礦物重新結(jié)晶，重新排列，改變其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和化學(xué)成分，而形成的新巖石，稱變質(zhì)巖。 主要的變質(zhì)巖:片麻巖、石英巖,、千枚巖、大理巖、板巖等。 四、巖石的風(fēng)化過程 巖石的風(fēng)化作用是地球表面或近地球表面的巖石在大氣圈各種因素的作用下所產(chǎn)生的物理化學(xué)變化。（一）、風(fēng)化作用的類型 風(fēng)化作用按作用性質(zhì)和作用因素的不同可分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化三個類型。 1、物理風(fēng)化 巖石、礦物在外力作用下發(fā)生崩解破碎等機(jī)械破壞過程，只造成巖石、礦物結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的改變，一般不引起化學(xué)成分的變化的過程稱為物理風(fēng)化。 物理風(fēng)化使巖石由大塊變碎塊，碎塊再逐漸變成細(xì)粒。 物理風(fēng)化改變了巖石的形狀和大小，但成分發(fā)生

8、的變化很小，形成的母質(zhì)多偏砂石礫多，養(yǎng)分不易釋放出來。 物理風(fēng)化的結(jié)果使巖石對空氣、水分的通透性增強(qiáng)了，暴露的表面積增大，為化學(xué)風(fēng)化創(chuàng)造了有利的條件。2、化學(xué)風(fēng)化 巖石和礦物在大氣、水及生物的相互作用下發(fā)生的化學(xué)成分和礦物組成的變化，稱化學(xué)風(fēng)化。 參與化學(xué)風(fēng)化的因素主要是水、二氧化碳和氧氣，作用方式包括溶解、水化、水解和氧化。 （1）溶解作用：是指礦物和巖石為水所溶解的作用。（2）水化作用：是指無水礦物與水結(jié)合形成含水的礦物稱為水化作用。 CaSO4+2H2O CaSO4·2H2O 硬石膏 石膏 2Fe2O3+n H2O 2Fe2O3·nH2O 赤鐵礦 褐鐵礦（3）水解作用

9、：是指礦物與水（碳酸水）發(fā)生反應(yīng)而分解的作用。 4KAlSi3O82CO32-4H2O2K2CO3Al4Si4O10OH88SiO2  鉀長石                      高嶺石        （4）氧化作用：是指大氣中的氧氣促使礦物進(jìn)行氧化作用。 FeS2+14H2O+15O2 2Fe2O3&

10、#183;3H2O+8H2SO4 黃鐵礦 褐鐵礦 3、生物風(fēng)化 巖石和礦物在生物及其分泌物或有機(jī)酸分解產(chǎn)物的作用下，進(jìn)行的機(jī)械破碎和化學(xué)分解過程稱生物風(fēng)化作用。生物風(fēng)化作用主要有兩個方面：A:生物的機(jī)械破碎作用 由生物的生命活動引起的巖石機(jī)械破碎作用(物理風(fēng)化)。例如：根劈作用。B:生物的化學(xué)分解作用 有些生物在生命活動中靠分泌酸類物質(zhì)分解巖石，從中吸取營養(yǎng)物質(zhì)。 上述3種風(fēng)化類型之間相互影響，相互聯(lián)系,只是在不同的外界條件下各有側(cè)重，劃分只是為了討論方便。 五、成土母質(zhì) 成土母質(zhì)指巖石風(fēng)化后形成的疏松碎屑物，通過成土過程可發(fā)育為土壤。 風(fēng)化產(chǎn)物可分為殘積母質(zhì)和運(yùn)積母質(zhì)。這種物質(zhì)是形成土壤的基

11、礎(chǔ)。第二節(jié) 土壤的形成 俄國土壤學(xué)家道庫恰耶夫認(rèn)為自然土壤的發(fā)生是以生物因素為主導(dǎo)的生物、母質(zhì)、氣候、地形和時間五種自然因素相互作用的產(chǎn)物，土壤是物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán)和物質(zhì)的生物小循環(huán)相互對立統(tǒng)一的結(jié)果一、土壤形成的實質(zhì) 地質(zhì)大循環(huán)：植物營養(yǎng)物質(zhì)由大陸流到海洋，海洋又變?yōu)榇箨懞?，這些物質(zhì)又由新的大陸流向新的海洋。營養(yǎng)物質(zhì)的這種循環(huán)過程稱為植物營養(yǎng)物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán)。 生物小循環(huán)：通過植物（包括所有參與這一過程的生物）的反復(fù)吸收利用和積累營養(yǎng)物質(zhì)的這一過程，稱為營養(yǎng)物質(zhì)的生物小循環(huán)。 土壤形成過程是建筑在地質(zhì)大循環(huán)（營養(yǎng)元素的釋放和淋溶過程）與生物小循環(huán)（營養(yǎng)元素被生物吸收積累和釋放過程）的基礎(chǔ)上的。

12、地質(zhì)大循環(huán)使?fàn)I養(yǎng)元素不斷向下淋失，而生物小循環(huán)卻從地質(zhì)大循環(huán)中不斷的積累生物所必需的營養(yǎng)元素。二、土壤形成因素 屬于自然形成的因素有：生物、氣候、母質(zhì)、地形和時間。第三節(jié) 土壤剖面及形態(tài)特征 一、土壤剖面 土壤中的各種物質(zhì)都是以一定的形態(tài)存在著，土壤中物質(zhì)存在狀態(tài)在垂直方向的分布，即構(gòu)成了土壤剖面特征，它是土壤肥力因素的外部表現(xiàn)。 土壤剖面就是指從地面向下挖掘而暴露出來的垂直切面。通常挖到1-2m深。一般情況下這些土層在顏色、結(jié)構(gòu)、緊實度和其他形態(tài)特征上是不同的。二、土壤剖面形態(tài)特征 土壤形態(tài)就是土壤的外部特征，這種外部特征可通過人們的感官（即視覺、觸角和嗅覺）來認(rèn)識。土壤重要的形態(tài)特征主要有

13、：顏色、濕度、緊實度、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、pH值、新生體、侵入體、孔隙、動物孔穴等。第三章 土壤固體物質(zhì)組成土壤組成狀況土壤是一個復(fù)雜的自然體，它是由有機(jī)體和無機(jī)體共同組成，其基本物質(zhì)是三相。三相比例為：固相為，液相氣相為。第一節(jié) 土壤顆粒組成與質(zhì)地 一、土壤粒級及其劃分 土壤中的各種固體顆粒簡稱土粒。 粒級（粒組）： 土粒大小不同，性質(zhì)也隨之而異?？砂凑胀亮Ａ降拇笮〖捌湫再|(zhì)分成若干粒級(或粗細(xì))。 粒級分類常用的標(biāo)準(zhǔn)有以下四種：石礫、砂粒、粉砂粒、粘粒。二、各粒級土粒的組成和特性1.各粒級土粒的礦物組成3、各級土粒的主要特性 （1）石礫 多為巖石碎塊，但直徑較小，山區(qū)和河漫灘土壤中常見。其礦物組成

14、與母巖基本一致，一般速效養(yǎng)分很少，吸持性很差，但通透性極強(qiáng)。 （2）砂粒 酸性巖山體的山前平原和沖積平原土壤中常見。礦物組成主要是石英等原生礦物，因顆粒較粗，比表面較小，吸持性能較弱，礦質(zhì)養(yǎng)分較低，無粘結(jié)性和粘著性，表現(xiàn)松散。但粒間孔隙較大，通透性良好。 （3）粉粒 在黃土中含量較多。顆粒中次生礦物相對增加，而石英相對減少。比表面比砂粒大，吸持性能增強(qiáng)，養(yǎng)分含量比砂粒高，具有一定的粘結(jié)性、粘著性、可塑性和漲縮性，但表現(xiàn)微弱。通氣透水能力比砂粒差。 （4）粘粒 是化學(xué)風(fēng)化的產(chǎn)物，屬于土壤膠體范疇。其礦物組成以次生礦物為主，粒徑小，比表面巨大，具有很強(qiáng)的粘結(jié)性、粘著性、可塑性、漲縮性和吸附能力，礦

15、質(zhì)養(yǎng)分豐富。但由于粒間孔隙極小，通透性能極差。二、土壤質(zhì)地 1、機(jī)械組成和質(zhì)地的概念 粗細(xì)不同的土粒在土壤中占有的不同的比例，這種大小不同土粒的比例組合，叫土壤的機(jī)械組成?；蚪型寥蕾|(zhì)地。3、土壤質(zhì)地的肥力特征 （1）、砂質(zhì)土 砂質(zhì)土粒間孔隙大，總孔隙度低，毛管作用弱，保水性差，通氣透水性強(qiáng)。礦物成分以石英為主，養(yǎng)分貧乏；由于顆粒大，比面小，吸附、保持養(yǎng)分能力低；好氣性微生物活動旺盛，土中有機(jī)質(zhì)分解較快。砂質(zhì)土熱容量較小，土溫不穩(wěn)定，晝夜溫差大，在早春天氣回暖時，土溫容易升高，有“熱性土”之稱。砂質(zhì)土粘結(jié)性差，疏松易耕，植物也容易扎根。 2.粘質(zhì)土 粘質(zhì)土顆粒細(xì)小，總孔隙度高，由于粒間孔隙很小，

16、通氣透水性差，土壤內(nèi)部排水困難，容易積水而澇。土中膠體數(shù)量多，比面大，吸附能力強(qiáng)，保水保肥性好; 礦質(zhì)養(yǎng)分豐富，特別是鉀、鈣、鎂等含量較高; 供肥表現(xiàn)前期弱而后期較強(qiáng)，但比較平穩(wěn)。粘質(zhì)土蓄水多，熱容量大，溫度穩(wěn)定，在早春，水分飽和的粘質(zhì)土土溫上升慢，有“冷性土”之稱。粘質(zhì)土比較緊實，容易板結(jié); 受干濕影響，常形成龜裂，影響植物根系伸展。 3.壤質(zhì)土 壤質(zhì)土是介于砂質(zhì)土和粘質(zhì)土之間的一種質(zhì)地類型，其中砂粒、粉粒和粘粒含量比較適宜，因而兼有砂質(zhì)土和粘質(zhì)土之優(yōu)點，是較為理想的土壤。壤質(zhì)土砂粘適中，大小孔隙比例適當(dāng)，通氣透水性好，土溫穩(wěn)定。養(yǎng)分較豐富，有機(jī)質(zhì)分解速度適當(dāng)，既有保水保肥能力，又供水供肥性

17、強(qiáng)，耕性表現(xiàn)良好。第二節(jié) 土壤礦物質(zhì)一、土壤礦物質(zhì)的礦物組成和化學(xué)組成（一）、土壤礦物質(zhì)的礦物組成 原生礦物是指直接來源于母巖的礦物，主要分布在土壤的砂粒和粉砂粒中，以硅酸鹽和鋁硅酸鹽占絕對優(yōu)勢。巖漿巖是原生礦物的主要來源，常見的有石英、長石、云母、輝石、角閃石等。其中石英屬極穩(wěn)定的礦物，具有很強(qiáng)的抗風(fēng)化能力，因而在土壤粗顆粒中的含量較高。土壤中的次生礦物種類繁多，主要包括次生層狀硅酸鹽類、晶質(zhì)和非晶質(zhì)的含水氧化物類及少量殘存的簡單鹽類。其中，層狀硅酸鹽類和含水氧化物類被稱為是次生粘粒礦物，簡稱粘粒礦物或粘土礦物，它們是構(gòu)成土壤粘粒的主要成分。（二）、土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成 土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成

18、很復(fù)雜，幾乎包括地殼中所有的元素，主要元素約有10余種，包括氧、硅、鋁、鐵、鈣、鎂、鈉、鉀、鈦、碳，占土壤礦物質(zhì)總質(zhì)量的99%以上，其中以氧、硅、鋁、鐵4種元素所占的比例最多。 土壤中主要的原生礦物所含化學(xué)成分有一定規(guī)律。石英、長石、白云母這些礦物的SiO2及K2O、Na2O含量高，含SiO2愈多的礦物顏色愈淺，愈抗風(fēng)化。而黑云母、輝石、橄欖石、磁鐵礦等深色礦物SiO2含量少，而Fe、Ca、Mg含量高，這些礦物易風(fēng)化分解。 礦物質(zhì)顆粒愈粗，SiO2含量愈多，顆粒愈細(xì)SiO2含量愈少，但A12O3、Fe2O3、CaO、MgO、P2O5、K2O等養(yǎng)分元素的含量變化趨勢正相反。二、粘粒礦物 粘粒礦物

19、是土壤礦質(zhì)膠體的主體，在土壤礦物質(zhì)中表現(xiàn)最活躍 。 粘粒礦物包括層狀硅酸鹽類和非層狀硅酸鹽類（一）、層狀硅酸鹽礦物 1、基本結(jié)構(gòu)單位 硅氧四面體和鋁氧八面體 硅氧四面體由一個硅原子和四個氧原子組成，硅原子位于中央，氧原子占據(jù)四個頂點。 鋁氧八面體由一個鋁原子和八個氧原子組成，鋁原子位于中央，氧原子占據(jù)八個頂點。 2、單位晶層 硅氧四面體和硅氧四面體之間通過共用氧原子互相聯(lián)結(jié)就形成了硅氧片。每六個硅氧四面體相連就形成一個六邊形網(wǎng)孔。 鋁氧八面體與鋁氧八面體通過共用氧原子互相連接就形成了水鋁片。 硅氧片與鋁氧片（水鋁片）稱為基本晶片。晶片與晶片按一定方式堆疊就形成了粘土礦物的晶層。 常見晶層類型包

20、括1:1型、2:l型和二種晶層類型。 3、同晶置換 礦物形成時，組成礦物的中心離子被性質(zhì)相近的離子所置換而不破壞晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，稱為同晶置換。相互置換的離子大小和電性要相近，如Fe3+離子（半徑0.064nm）可與Al3+離子（半徑0.057nm）相互置換。 同晶置換現(xiàn)象多發(fā)生在2:1型的粘粒礦物中，1:1型的粘粒礦物中相對較少。4、層狀硅酸鹽礦物的種類及一般特性 土壤中層狀硅酸鹽粘粒礦物種類很多，根據(jù)其構(gòu)造特點和性質(zhì)可歸納為3個類組：高嶺組、蒙蛭組和伊利組。 高嶺組 硅酸鹽粘粒礦物中結(jié)構(gòu)最簡單的一類。代表性礦物為高嶺石，是水鋁片和硅氧片相間重疊組成的1:1型礦物，無膨脹性，所帶電荷數(shù)量少，膠

21、體特性弱。在南方熱帶和亞熱帶土壤中普遍且大量存在，而在華北、西北、東北及西藏高原土壤中含量很少。 蒙蛭組 晶層由兩層硅氧片中間夾一層水鋁片構(gòu)成，硅氧片和水鋁片比例2:l，該組礦物具有很好的膨縮性，因此又叫2:l型膨脹性礦物，代表性礦物為蒙脫石、蛭石等。 蒙蛭組在我國東北、華北和西北地區(qū)土壤中分布較廣。 伊利組 屬2:1型非膨脹性礦物，由兩層硅片夾一層鋁片組成，以伊利石為主要代表，又稱水化云母組，其特點是膨脹性小，帶電量大，同晶置換較普遍，陽離子交換量和膠體特性都介于高嶺石和蒙脫石之間。伊利石廣泛分布于我國多種土壤中，尤其是西北、華北干旱地區(qū)的土壤中含量很高。（二）非層狀硅酸鹽礦物 這類粘粒礦物

22、主要是指結(jié)構(gòu)簡單、水化程度不等的各種鐵、鋁氧化物及硅的水化氧化物。包括氧化鐵、氧化鋁、水鋁英石、以及氧化硅等。其結(jié)構(gòu)有的為結(jié)晶型，如三水鋁石、水鋁石、針鐵礦等；有的則是非晶質(zhì)無定形的物質(zhì)，常以凝膠態(tài)或斑狀、膠膜狀包被在層狀硅酸鹽和腐殖質(zhì)上，如凝膠態(tài)物質(zhì)水鋁英石等。鋁硅酸鹽礦物，是火山灰土壤中的主要粘土礦物。 第三節(jié) 土壤有機(jī)質(zhì) 土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中各種含碳有機(jī)化合物的總稱。它與礦物質(zhì)一起構(gòu)成土壤的固相部分。土壤中有機(jī)質(zhì)含量并不多，一般在1030 左右，但它卻是土壤的重要組成，是土壤發(fā)育過程的重要標(biāo)志，對土壤性質(zhì)的影響重大。 （一）、土壤有機(jī)質(zhì)的來源 對原始土壤來說，微生物是土壤有機(jī)質(zhì)的最早來源。

23、 隨著生物的進(jìn)化和成土過程的發(fā)展，動植物殘體就成為土壤中有機(jī)質(zhì)的基本來源。耕作土壤則包括作物根茬、各種有機(jī)肥料、工農(nóng)業(yè)和生活廢水、廢渣、微生物制品、有機(jī)農(nóng)藥等有機(jī)物質(zhì)。（二）、土壤有機(jī)質(zhì)的組成 土壤有機(jī)質(zhì)存在形態(tài)（1）土壤中未分解的動、植物殘體。（2）半分解的動、植物殘體及中間產(chǎn)物。（3）已被微生物作用轉(zhuǎn)化，徹底改變了原來性質(zhì)，而獲得新的特性的特殊物質(zhì)即腐殖質(zhì)。 1.不含N化合物：主要成分是C、H、O，占土壤有機(jī)質(zhì)80%90%。包括單糖、雙糖、淀粉、木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、脂肪、蠟脂、樹脂、單寧和有機(jī)酸等物質(zhì)。 2.含N化合物：主要是蛋白質(zhì)、氨基酸等。占土壤有機(jī)質(zhì)5%8%。 3.灰分：約占土

24、壤有機(jī)質(zhì)2%5%。它為各種無機(jī)鹽類所組成。其中以K、Ca、Mg、S、P、Si等元素較多。二、土壤腐殖質(zhì) 土壤腐殖質(zhì)是由芳香族有機(jī)化合物和含氮化合物縮合成的一類復(fù)雜的高分子有機(jī)物，呈酸性，顏色為褐色或暗褐色。 腐殖質(zhì)一般占有機(jī)質(zhì)的46%90%。 土壤腐殖質(zhì)是土壤養(yǎng)分的儲存庫，是土壤肥力的重要指標(biāo)。2.土壤腐殖質(zhì)的存在狀態(tài) 土壤中游離態(tài)腐殖質(zhì)很少，絕大多數(shù)是以結(jié)合態(tài)腐殖質(zhì)存在。即腐殖質(zhì)與土壤無機(jī)物，尤其是粘粒礦物和陽離子緊密結(jié)合，以有機(jī)無機(jī)復(fù)合體的方式存在。 結(jié)合態(tài)腐殖質(zhì)一般分三種狀態(tài)類型。（1）腐殖質(zhì)與礦物成分中的強(qiáng)鹽基化合成穩(wěn)定的鹽類，主要為腐殖酸鈣和鎂。（2）腐殖質(zhì)與含水三氧化物化合成復(fù)雜的

25、凝膠體。（3）與土壤粘粒結(jié)合成有機(jī)無機(jī)復(fù)合體。 我國南方酸性土壤中主要是Fe、Al離子鍵結(jié)合的腐殖質(zhì)，這種結(jié)合具有高度的堅韌性，但不一定具備水穩(wěn)性，所以對土壤團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)形成和肥力提高上關(guān)系不大。 我國北方的中性和石灰性土壤主要以Ca離子鍵結(jié)合的腐殖質(zhì)為主，具有較強(qiáng)的水穩(wěn)性，對改善土壤結(jié)構(gòu)和提高肥力有重要意義。（二）土壤腐殖質(zhì)的性質(zhì) 1.腐殖質(zhì)的元素組成 腐殖質(zhì)可分為胡敏素、胡敏酸和富里酸，后二者合稱為腐殖酸。 腐殖酸主要由C、H、O、N、S等元素組成，此外還有少量的Ca、Mg、Fe、Si等元素。 一般腐殖質(zhì)含C 5560，平均為58；含N 36，平均為5.6；其C/N比為10:112:1。 2

26、.腐殖質(zhì)的物理性質(zhì) 同一土壤，富里酸的平均分子量最小，胡敏素的平均分子量最大，胡敏酸介于二者之間。我國幾種主要土壤類型的胡敏酸和富里酸的平均分子量分別為8902500和6751450之間。 土壤腐殖酸具有較大的比表面積，高達(dá)2000m2×g-1，遠(yuǎn)大于粘土礦物和金屬氧化物的表面積。 腐殖酸是一種親水膠體，有強(qiáng)大的吸水能力，最大吸收量可以超過其自身重量的500。 腐殖質(zhì)整體呈黑褐色。富里酸的顏色較淡，呈黃色至棕紅色，而胡敏酸的顏色較深，為棕黑色至黑色。3.腐殖質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)胡敏酸不溶于水，呈酸性，它與K+、Na+、NH4+等離子形成的一價鹽溶于水，而與Ca、Mg、Fe、Al等多價鹽基離子

27、形成的鹽類溶解度相當(dāng)?shù)?。富里酸在水中溶解度很大，其水溶液呈?qiáng)酸性反應(yīng)，它的鹽類（包括一價或二價）都能溶于水，易造成養(yǎng)分流失。腐殖質(zhì)是帶有負(fù)電荷的有機(jī)膠體。腐殖質(zhì)可以通過干燥或凍結(jié)脫水變性，形成凝膠。腐殖質(zhì)的這種變性是不可逆的，因此，能形成水穩(wěn)性的團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)。腐殖質(zhì)分子中含各種功能基，其中最主要的是含氧的酸性功能基，包括羧基（RCOOH）和酚羥基（酚OH。三、土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化 （一）土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程 1礦質(zhì)化過程 2腐殖化過程 1.土壤有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化過程（1）不含氮有機(jī)物的轉(zhuǎn)化 （2）含氮有機(jī)物的轉(zhuǎn)化 （3）含磷有機(jī)物的轉(zhuǎn)化 （4）含硫有機(jī)物的轉(zhuǎn)化2. 土壤有機(jī)質(zhì)的腐殖化過程 土壤腐殖質(zhì)的形

28、成是一個復(fù)雜的過程，大致可分為兩個階段。 第一階段：有機(jī)殘體在微生物分解作用下，其中一部分徹底礦化，最終生成CO2、H2O、NH3、H2S等無機(jī)化合物。另一部分轉(zhuǎn)化為較簡單的有機(jī)化合物（多元酚）和含氮化合物（氨基酸、肽等），提供了形成腐殖質(zhì)的材料。 第二階段：上述土壤腐殖質(zhì)的組成部分，在微生物的作用下經(jīng)縮合形成腐殖質(zhì)的基本單元。先是多元酚在微生物的作用下氧化為醌，然后醌再與含氮化合物縮合成原始腐殖質(zhì)。（二）影響土壤有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的因素 1. 有機(jī)殘體的特性 2.土壤水分和通氣狀況 3.溫度 4. 土壤pH四、土壤有機(jī)質(zhì)的作用及其生態(tài)環(huán)境意義（一）有機(jī)質(zhì)在土壤肥力上的作用 1.提供植物需要的養(yǎng)

29、分    2.改善土壤的肥力特性 （1）物理性質(zhì)   有機(jī)質(zhì)在改善土壤物理性質(zhì)中的作用是多方面的，其中最主要、最直接的作用是改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)的形成，從而增加土壤的疏松性，改善土壤的通氣性和透水性。  （2）化學(xué)性質(zhì) 土壤有機(jī)質(zhì)能提高士壤的蓄水、保肥和緩沖能力。腐殖質(zhì)是一種膠體，具有較強(qiáng)的吸附性能和較高的陽離子代換能力，可避免養(yǎng)分隨水流失同時，使土壤具有較強(qiáng)的緩沖性能。而且，腐殖酸是一種親水膠體，有強(qiáng)大的吸水能力。 （3）生物性質(zhì) 土壤有機(jī)質(zhì)是土壤微生物生命活動所需養(yǎng)分和能量的主要來源。同時，腐殖酸被證明是一類生理活性物質(zhì)，

30、它能加速種子萌發(fā)，增強(qiáng)根系活力，促進(jìn)植物生長。（二）有機(jī)質(zhì)在生態(tài)環(huán)境上的作用 1.有機(jī)質(zhì)可降低或延緩重金屬污染 2.有機(jī)質(zhì)對農(nóng)藥等有機(jī)污染物具有固定作用   3.土壤有機(jī)質(zhì)對全球碳平衡的影響 土壤有機(jī)質(zhì)是全球碳平衡過程中非常重要的碳庫，一方面，其分解和積累速率的變化直接影響到全球碳平衡；另一方面，土壤有機(jī)質(zhì)作為重要的肥力因子影響植物生長，從而影響陸地的生物碳庫。第四章 土壤化學(xué)性質(zhì)及其環(huán)境意義第一節(jié) 土壤酸堿性 土壤酸堿性是指土壤溶液的反應(yīng),它反映土壤溶液中H+濃度和OH-濃度的比例. 是土壤的一項重要化學(xué)性質(zhì)，對植物生長、土壤生產(chǎn)力以及土壤污染與凈化都有較大的影響。 土壤

31、酸堿性通常用土壤溶液的pH表示。 一、土壤酸堿度 （一）土壤酸度 1土壤中酸的來源 水的解離 碳酸的解離 有機(jī)酸的解離 無機(jī)酸的解離 酸雨：大氣化學(xué)物質(zhì)（pH<5.6） 農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 2土壤酸度類型 土壤酸度反映土壤中致酸離子的數(shù)量。根據(jù)致酸離子在土壤中的存在形態(tài)與表現(xiàn)，可以將土壤酸度分為活性酸度和潛性酸度兩種類型。 活性酸度 土壤中游離態(tài)的氫離子所表現(xiàn)出來的酸度， 其大小用pH值表示。 潛性酸度 包括土壤膠體上吸附的H+或A13+所引起的酸度。 土壤潛性酸比活性酸一般大34個數(shù)量級。 土壤潛性酸以分為： 交換性酸 用過量的中性鹽(往往是1.0 mol/L KCl)交換出來的致酸離子所引起的

32、酸度。 (二) 土壤堿度土壤堿度也是用土壤溶液的pH表示，據(jù)此可進(jìn)行堿性分級。由于土壤的堿度在很大程度上決定于膠體上吸附的交換性Na+的相對數(shù)量，所以通常把交換性Na+的飽和度稱為土壤堿化度，它是衡量土壤堿度的重要指標(biāo)。二、影響土壤酸堿性的因素 (1)氣候 (2)地形 (3)母質(zhì) (4)植被 (5)耕作活動三、土壤酸堿緩沖性 土壤的緩沖性（緩沖作用）是指將酸或酸性鹽，堿或堿性鹽施入土壤后，在一定限度內(nèi)土壤具有抵抗這些物質(zhì)改變土壤酸堿反應(yīng)的能力。 重要性：由于土壤具有緩沖性，使它可以穩(wěn)定土壤溶液的反應(yīng)，使土壤的酸堿變化保持在一定的范圍內(nèi)。 1土壤中的酸堿緩沖體系 (1)碳酸鹽體系 CaCO3-H

33、2O-CO2體系的平衡移動是石灰性土壤的主要緩沖體系，其緩沖的pH范圍在8.56.7之間。 (2)硅酸鹽體系 土壤無機(jī)粘粒主要由層狀硅酸鹽礦物組成。硅酸鹽礦物含有一些堿金屬和堿土金屬離子，通過風(fēng)化、蝕變釋放出鈉、鉀、鈣、鎂等元素，進(jìn)而對進(jìn)入土壤的酸性物質(zhì)起緩沖作用。 (3)交換性陽離子體系 土壤膠體上吸附的各種鹽基離子，能對土壤中的H+離子等酸性物質(zhì)起緩沖作用。而膠體表面吸附的H+、A13+離子，又能對OH-離子等堿性物質(zhì)起緩沖作用。土壤交換性陽離子愈多，緩沖能力愈強(qiáng)。對交換性陽離子總量相同的土壤，則鹽基飽和程度愈大的土壤，對酸的緩沖性愈強(qiáng)。 (4)鋁體系 在pH<4.0的酸性土壤中常存

34、在大量的鋁離子，其中土壤溶液中的鋁離子，常與6個水分子結(jié)合成Al(H2O)63+形態(tài)存在。當(dāng)外來堿進(jìn)入土壤溶液時，就會有一兩個水分子解離出H+，來緩沖OH-離子。 (5)有機(jī)酸體系 土壤腐殖酸（胡敏酸和富啡酸）是高分子有機(jī)酸，含有羧基、酚羥基和醇羥基、胺基等兩性功能團(tuán)，分別對酸和堿有緩沖能力。此外，土壤中還存在多種低分子有機(jī)酸，如乙酸、檸檬酸、草酸等，在土壤溶液中構(gòu)成一個良好的緩沖體系，對酸、堿具有緩沖作用。2影響土壤酸堿緩沖性的因素： (1)土壤質(zhì)地 (2)土壤粘粒礦物組成 (3)土壤有機(jī)質(zhì)含量 四、土壤酸堿性的環(huán)境意義 土壤酸堿性對土壤微生物的活性、礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)分解起重要作用。它可通過對

35、土壤中進(jìn)行的各項化學(xué)反應(yīng)的干預(yù)作用而影響土壤組分和污染物的電荷特性、沉淀溶解、吸附解吸和配位解離平衡等，從而改變污染物的毒性；同時，土壤酸堿性還通過影響土壤微生物的活性來改變污染物的毒性。 （一）微生物活性及有機(jī)質(zhì)分解 酸堿度對土壤中微生物的生命活動有很大影響，每種微生物都有其適宜的pH和一定的pH適應(yīng)范圍。大多數(shù)土壤pH為49，因此能維持各類微生物生長發(fā)育。土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化多是在微生物的參與下進(jìn)行的，在pH合適條件下，微生物活性高，有機(jī)質(zhì)分解快，積累少，不僅釋放出更多的植物營養(yǎng)元素，而且對重金屬離子的吸附解吸、農(nóng)藥固定、全球碳素循環(huán)都產(chǎn)生顯著影響。（二）土壤溶液中的離子形態(tài) 土壤溶液中的大多

36、數(shù)金屬元素(包括重金屬)在酸性條件下以游離態(tài)或水化離子態(tài)存在，毒性較大，而在中、堿性條件下易生成難溶性氫氧化物沉淀，毒性顯著降低。（三）土壤表面電荷性質(zhì) 土壤組成中許多物質(zhì)表面的電荷性質(zhì)是隨pH變化而改變的，因此，pH對土壤表面電荷性質(zhì)具有顯著影響，而電荷性質(zhì)的這種變化會影響到土壤表面對污染物的吸附數(shù)量與強(qiáng)度，進(jìn)而改變污染物在土壤中的轉(zhuǎn)化。（四）有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化 有機(jī)污染物在土壤中的積累、轉(zhuǎn)化、降解也受到土壤酸堿性的影響和制約。（五）化學(xué)元素的遷移能力 大多數(shù)化學(xué)元素在強(qiáng)酸性環(huán)境中形成易溶化合物。 土壤溶液pH值對于控制氫氧化物從溶液中的沉淀有重要意義。第二節(jié) 土壤氧化還原性 土壤氧化還原性也

37、是土壤的一個重要化學(xué)性質(zhì)。由于土壤的干濕交替及有機(jī)物質(zhì)的氧化和生物機(jī)體的活動較為頻繁，因而，土壤氧化還原反應(yīng)影響著物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、遷移，控制著土壤元素的形態(tài)和有效性，制約著土壤環(huán)境中某些污染物的形態(tài)、轉(zhuǎn)化和歸趨。一、土壤氧化還原性特點 土壤具有氧化還原性的原因在于土壤中存在多種氧化、還原物質(zhì)。土壤空氣中的氧和高價金屬離子都是氧化劑，而土壤有機(jī)物以及在厭氧條件下形成的分解產(chǎn)物和低價金屬離子等為還原劑。由于土壤成分眾多，各種反應(yīng)可同時進(jìn)行，其過程十分復(fù)雜。 是衡量土壤氧化還原能力的大小主要根據(jù)實測的Eh值，影響因素包括土壤通氣性、微生物活動、易分解有機(jī)質(zhì)的含量、植物根系的代謝作用、土壤pH等。一般旱地

38、土壤的Eh為400700 mV；水田的Eh為300200 mV。 二、土壤氧化還原的環(huán)境意義（一）有機(jī)污染物降解 在熱帶、亞熱帶地區(qū)，間歇性陣雨和干濕交替對厭氧、好氧細(xì)菌的增殖均有利，比單純的還原或氧化條件更有利于有機(jī)農(nóng)藥分子結(jié)構(gòu)的降解。特別是有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥，因其環(huán)開裂反應(yīng)需要氧的參與，大多數(shù)有機(jī)氯農(nóng)藥在還原環(huán)境下才能加速降解。（二）重金屬的生物有效性 土壤中大多數(shù)重金屬元素是親硫元素，在農(nóng)田厭氧還原條件下易生成難溶性硫化物，其毒性和危害降低。第三節(jié) 土壤膠體與表面電荷性質(zhì) 土壤膠體是土壤中最活躍的部分，它的許多特性影響著無機(jī)污染元素、有機(jī)污染物等在土壤固相表面或溶液中的積聚、滯留、遷移和轉(zhuǎn)

39、化，是土壤對污染物有一定自凈作用和環(huán)境容量的基本原因所在。 一、土壤膠體 土壤膠體是指土壤中粒徑小于2µm（或小于1µm）的顆粒，為土壤中顆粒最細(xì)小而最活躍的部分。 按成分和來源，土壤膠體可分為無機(jī)膠體、有機(jī)膠體和有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠體三類。1無機(jī)膠體 無機(jī)膠體存在土壤粘粒之中，包括：（1）層狀（鋁）硅酸鹽礦物（2）含水氧化硅膠體；（3）含水氧化鐵、鋁膠體；（4）水鋁英石； 2有機(jī)膠體 有機(jī)膠體主要是腐殖質(zhì)，還有少量的木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、纖維素等。腐殖質(zhì)膠體含有多種官能團(tuán)，屬兩性膠體，但因等電點較低，所以在土壤中一般帶負(fù)電，因而對土壤中無機(jī)陽離子特別是重金屬等的吸附性能影響巨大。但它

40、們不如無機(jī)膠體穩(wěn)定，較易被微生物分解。 3.有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膠體：由有機(jī)膠體與無機(jī)膠體互相結(jié)合而形成的復(fù)合膠體。 在土壤中，有機(jī)膠體和無機(jī)膠很少獨(dú)立存在，大部分是以有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膠體的形式存在的。 有機(jī)膠體與無機(jī)膠體可通過：凝聚作用、橋梁作用、極性吸附作用等方式結(jié)合成為土壤有機(jī)無機(jī)膠體復(fù)合體。（二）、土壤膠體的性質(zhì) 土壤膠體對土壤理化性質(zhì)起著巨大影響，土壤膠體的性質(zhì)很多，其中影響最大的有三個： 1、具有巨大的比表面積和表面能 2、膠體帶電性 3、土壤膠體凝聚與分散2、土壤膠體帶電性 土壤膠體電荷的種類 （1）永久電荷 （2）可變電荷 3、土壤膠體凝聚與分散 土壤膠體由兩種存在的 狀態(tài)，一種是膠體

41、微粒相當(dāng)充分的分散在介質(zhì)中形成的一種外觀頗似溶液的膠體溶液，稱為溶膠。 另一種是在外因作用下，膠體微粒聚合在一起形成的 處于凝聚狀態(tài)的膠體，稱為凝膠。 溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，這一過程稱為凝聚；凝膠也可以轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z，這一過程稱為分散。因土壤中的膠體一般情況下帶負(fù)電的為多，所以加入陽離有使膠體凝聚的 作用。但多種陽離子促使膠體凝聚作用的大小并不同。一般規(guī)律是：離子價越大，其凝聚作用越強(qiáng)，同價陽離子中，離子半徑大的，水膜厚度小的離子凝聚作用強(qiáng)。土壤中常見的陽離子引起膠體凝聚作用大小的順序為: Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+ 電

42、解質(zhì)的濃度影響凝聚作用，隨著濃度的加大，其凝聚作用也增強(qiáng)。膠體凝聚有可逆的也有不可逆的。由等濃度的一價陽離子凝聚形成的凝膠，如反復(fù)用水淋洗，凝膠可再分散形成溶膠，這叫做可逆凝聚。由二價以上的陽離子凝聚形成的凝膠，很難或不能再變成溶膠的凝聚稱為不可逆凝聚。第四節(jié) 土壤的吸附性能 土壤是一個多孔體，同時在土壤表面具有大的表面能及電荷，使土壤具有明顯的吸附性能，表現(xiàn)在土壤顆粒表面具有能夠吸附陰陽離子、氣體、液體等物質(zhì)的能力，稱土壤的吸附性能。 由于土壤一般帶負(fù)電荷，所以，土壤的陽離子吸附與交換較陰離子吸附更普遍、更重要。（一）土壤的陽離子吸附與交換 1陽離子交換作用 在土壤中，被膠體靜電吸附的陽離子

43、可以被溶液中另一種陽離子交換而從膠體表面解吸，這種能相互交換的陽離子叫做交換性陽離子，發(fā)生在土壤膠體表面的交換反應(yīng)稱為陽離子交換作用。 （1）土壤陽離子交換作用有以下特點： (A)快速可逆反應(yīng)，容易達(dá)到動態(tài)平衡。 (B)遵循等價交換的原則。 (C)符合質(zhì)量作用定律的原則。（2）陽離子的交換能力：是指一種陽離子將膠體另一種陽離子交換出來的能力。 影響陽離子交換能力的因素： a. 離子電荷數(shù)量的影響 在離子濃度相同的情況下，溶液中離子的電荷價越高，陽離子受膠體的吸附能力越大。 c. 離子濃度 由于陽離子交換作用受質(zhì)量作用定律的支配，所以能力較弱的離子，如果有較高的濃度， NH4+ 、K+等，也可將

44、交換能力強(qiáng)的Ca2+、Mg2+離子從土壤中交換下來。所以根據(jù)這一原理，酸性土壤通過施用石灰，從而改良土壤酸性的目的。（二）鹽基飽和度 土壤膠體表面吸附的陽離子可以分為兩種類型，一是鹽基離子，如K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+等，二是致酸離子，包括土壤膠體吸附的H+和A13+離子。土壤的交換性鹽基離子占交換性陽離子總量的百分?jǐn)?shù)稱為土壤鹽基飽和度（簡稱BSP或BS）。鹽基飽和度>80%的土壤, 一般認(rèn)為是肥沃土壤。鹽基飽和度在50%80%為肥力中等的土壤。鹽基飽和度<50%的土壤被認(rèn)為是肥力較低的土壤。一般說來，酸性土壤的鹽基飽和度較低，而堿性土壤的鹽基飽和度較高。肥沃的土壤

45、應(yīng)該具有較高的鹽基飽和度。（三）影響交換性陽離子有效度的因素 (1)離子飽和度 指土壤吸附的某一種陽離子占陽離子交換量的百分?jǐn)?shù)。離子飽和度越高，其被交換解吸的機(jī)會就越多，有效性也越高。同樣數(shù)量的某種金屬污染離子，分別對不同質(zhì)地的土壤產(chǎn)生污染后，毒性也會不同，砂質(zhì)土上的毒性大，粘質(zhì)土上的毒性較小，原因是由于砂質(zhì)土對離子的吸附能力弱，其離子飽和度一般會比粘土的高。 (2)陪補(bǔ)離子 土壤膠體表面總是同時吸附著多種交換性陽離子。對于被土壤膠體吸附的某一種陽離子來說，同時被吸附的其他陽離子都是它的陪補(bǔ)離子。陪補(bǔ)離子的交換力越強(qiáng)，其與土壤的結(jié)合越強(qiáng)，越能提高上述某離子的有效性。例如，吸附的離子為鎘和鋁離子

46、的土壤中，鎘被植物吸收量就比土壤吸附鎘和鈉離子時的高。當(dāng)用銨離子來代換土壤中吸附的鎘離子時，前一情況下就比后者容易代換些。 (3) 粘土礦物類型 不同類型的粘土礦物具有不同的晶體構(gòu)造特點，表面電荷數(shù)量和強(qiáng)度也不相同，因而吸附陽離子的牢固程度也不同。在一定的鹽基飽和度范圍，蒙脫石類礦物吸附的陽離子一般位于晶層之間，吸附比較牢固，因而有效性較低。而高嶺石類礦物吸附的陽離子通常位于晶格的外表面，吸附力較弱，有效性較高。二、土壤的陰離子吸收作用（一）陰離子吸收的機(jī)制1、靜電吸附：土壤帶正電荷的膠體表面對陰離子的吸附。 以這種機(jī)制被吸附的陰離子，具有交換性。 2、配位體交換吸附 指陰離子取代氧化物表面羥

47、基而被吸附的過程。 這種吸附屬于專性吸附。 能發(fā)生這種交換作用的陰離子主要有F-和含氧酸根離子。 可以發(fā)生在正電、負(fù)電或中性膠體表面。3、化學(xué)沉淀作用：指陰離子與土壤礦物質(zhì)形成沉淀的過程。（二）陰離子的吸收強(qiáng)度1、被土壤強(qiáng)烈吸收的陰離子： 磷酸根、硅酸根和若干有機(jī)酸根(C2O42-)。這類陰離子在土壤中常形成難溶沉淀。2、吸附很弱或產(chǎn)生負(fù)吸附的陰離子： 所謂負(fù)吸附，指陰離子在土壤膠體表面的濃度低于土壤溶液中的濃度的現(xiàn)象。實際上指土壤膠體對陰離子的排斥現(xiàn)象。土壤對Cl-，NO3-的吸附通常較弱或產(chǎn)生負(fù)吸附。3、中間類型的陰離子： 指吸收強(qiáng)度介于上述兩種的陰離子。 三、土壤吸附的環(huán)境意義 （一）影

48、響重金屬等污染元素的生物毒性土壤是重金屬元素的一個庫。當(dāng)外源重金屬進(jìn)入土壤或河湖底泥時，易為土壤中的氧化物、水合物等膠體專性吸附所固定，對水體中的重金屬污染起到一定的凈化作用，并對這些金屬離子從土壤溶液向植物體內(nèi)遷移和累積起一定的緩沖和調(diào)節(jié)作用。另一方面，專性吸附作用也給土壤帶來潛在的污染危險。 （二）影響有機(jī)污染物的環(huán)境行為 由于土壤膠體特性影響農(nóng)藥等有機(jī)污染物在土壤環(huán)境中的轉(zhuǎn)化過程，從而導(dǎo)致污染物的環(huán)境滯留等問題。進(jìn)入土壤的農(nóng)藥等有機(jī)污染物可被粘粒礦物吸附而失去其藥性，而當(dāng)條件改變時，又可釋放出來。 粘粒吸附陽離子態(tài)有機(jī)污染物的機(jī)制是離子交換作用。 第五章土壤物理性質(zhì)及其環(huán)境意義第一節(jié) 土

49、壤結(jié)構(gòu)與孔隙 一、土壤結(jié)構(gòu) （一）土壤結(jié)構(gòu)的概念 土壤結(jié)構(gòu)是土粒（單粒和復(fù)粒）互相排列、團(tuán)聚成一定形狀和大小的土塊或土團(tuán)，它包含著土壤結(jié)構(gòu)體和土壤結(jié)構(gòu)性兩個方面的含義。 （二）土壤結(jié)構(gòu)的類型 1.塊狀結(jié)構(gòu)和核狀結(jié)構(gòu) 塊狀結(jié)構(gòu)近似立方體型，長、寬、高大體相等，裂面核棱角不明顯，形狀不規(guī)則，表面不平，可按大小再分為大塊狀（> 10 cm)、小塊狀結(jié)構(gòu)（5 10 cm）、碎塊狀結(jié)構(gòu)（0.5 5 cm）和碎屑狀結(jié)構(gòu)（< 0.5 cm）。有機(jī)質(zhì)缺乏瘠薄而粘重的表土中多見塊狀與碎塊狀。土壤過干過濕耕作最易形成塊狀結(jié)構(gòu)。 2柱狀結(jié)構(gòu)和棱柱狀結(jié)構(gòu) 在結(jié)構(gòu)體形成時沿縱軸排列，縱軸大于水平軸，土體直立

50、，邊面不明顯的稱柱狀結(jié)構(gòu)，常出現(xiàn)于半干旱地帶的心土和底土中，以柱狀堿土的堿化層最為典型。 形成邊角明顯的柱狀體，叫做棱柱狀結(jié)構(gòu)，它常出現(xiàn)干濕交替明顯的心底土中，表面有鐵質(zhì)、錳質(zhì)膠膜，內(nèi)部緊實。 3片狀結(jié)構(gòu) 土粒排列成片狀，結(jié)構(gòu)體的橫軸大于縱軸，多出現(xiàn)于沖積性土壤中。農(nóng)田犁耕層、森林的灰化層、園林壓實的土壤均屬此類。老耕地的犁底層有片狀結(jié)構(gòu)，不利于通氣透水，易造成土壤干旱，水土流失。 4團(tuán)粒結(jié)構(gòu) 團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是指近似球形，疏松多孔的小團(tuán)聚體，其粒徑約為0.25 10 mm，粒徑 < 0.25 mm稱為微團(tuán)粒。生產(chǎn)中最理想團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的粒徑為2 3 mm。這種結(jié)構(gòu)體在表土中出現(xiàn)，具有良好的物理性能，

51、是肥沃土壤的結(jié)構(gòu)形態(tài)。 有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤中，它能協(xié)調(diào)土壤水分和空氣的矛盾；能協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分的消耗和累積的矛盾；能調(diào)節(jié)土壤溫度并改善土壤的溫度狀況；能改良土壤的可耕性，改善植物根系的生長伸長條件，被稱為土壤肥力調(diào)節(jié)器，它在一定程度上標(biāo)志著土壤肥力的水平。 （三）、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成 1土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成過程 包括“多級團(tuán)聚說”和“粘團(tuán)說”兩種。 （一）土壤孔隙性 1.土壤孔隙性 土壤中土?；驁F(tuán)聚體之間以及團(tuán)聚體內(nèi)部的空隙叫做土壤孔隙 土壤孔隙性包括孔隙的數(shù)量、孔隙的大小及其比例，土壤孔隙的數(shù)量用孔隙度或孔隙比表示。 2.土壤孔隙度與孔隙比 單位容積土壤中孔隙的容積占整個土體容積的百分?jǐn)?shù)稱為土壤孔隙度。它

52、是衡量土壤孔隙的數(shù)量指標(biāo)。 土壤孔隙度=（1-容重/比重）×100% 孔隙比：它是土壤中孔隙容積與土粒容積的比值。其值為1或稍大于1為好。 土壤孔隙比 = 孔隙度 / （ 1 孔隙度） （二）、土壤相對質(zhì)量密度（比重）和容重 1土壤相對質(zhì)量密度（比重） 是指單位容積的固體土粒（不包括粒間孔隙）的干重與同體積水的質(zhì)量之比。 2. 土壤容重是指單位容積土壤體（包括粒間空隙）的烘干重，單位為g/cm3。土壤容重大體為1.00-1.70g/cm3之間，是土壤肥力的重要標(biāo)志之一。3. 土壤容重的應(yīng)用 每畝或每公頃耕層土壤的重量，可以根據(jù)土壤容重來計算；同樣，也可以根據(jù)容重計算在一定面積上挖土或

53、填土的重量。 土s·h· 式中：土 土重 s 面積 h 土層深度 容重如已知土壤容重為1.15t/m3,求每畝耕層0-20cm的土重？ 土667×0.2×1.15150t所以，我們通常按每畝耕層土重150t即150000kg計算。 在土壤分析中，要推算出每畝土壤中水分、有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分和鹽分含量等，可以根據(jù)土壤容重計算作為灌溉、排水、施肥的依據(jù)；例如，已知土壤容重為1.15t/m3，有機(jī)質(zhì)含量為1%，則每畝耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量為： 150000kg×1/1001500kg（三）土壤孔隙類型 通常根據(jù)孔隙的大小及作用將土壤孔隙分為三級：非活性孔隙、毛管

54、孔隙和通氣孔隙。1、非活性孔隙（四）影響土壤孔性的因素及其調(diào)控 1內(nèi)因（1）質(zhì)地的影響。 （2）結(jié)構(gòu)的影響（3）有機(jī)質(zhì)的影響 2外因 （1）增施有機(jī)肥（2）實行合理輪作（3）合理的耕作、水分管理及施用石灰或石膏（4）土壤結(jié)構(gòu)改良劑的應(yīng)用第二節(jié) 土壤水分性質(zhì) 土壤水分是土壤最為重要的組成部分，它在土壤形成、土壤的演化過程中起到極為重要作用；水是土壤中一系列過程進(jìn)行得媒介。 關(guān)于土壤水分的概念需要強(qiáng)調(diào)以下幾點：（一）土壤水分并非純水，而是溶解有各種有機(jī)無機(jī)物質(zhì)的稀溶液。（二）土壤水是指在105110情況下，從土壤中能夠被烘出來的水分總和。土壤水分不包含礦物晶架結(jié)構(gòu)內(nèi)的結(jié)晶水。測定土壤水分含量時，烘箱溫度必須控制在這個溫度范圍，直至烘至恒重。（三）土壤水分均是來自于自然界降水、灌溉、或地下水的上升等，保蓄在土壤當(dāng)中。（四）土壤水與大氣水、地表水、植物水、地下水處于平衡與交換狀態(tài)，成為生態(tài)環(huán)境的主要影響因素。（一）土壤吸濕水（緊束縛水） 由固體土粒表面分子引力和靜電引力，