第四講 土壤與土壤環(huán)境

第四講土壤與土壤環(huán)境土壤在地球表面所構(gòu)成的覆蓋層稱為土壤圈。

土壤圈的規(guī)模雖然不能和其它圈層相比，但它對生命乃至人類的重要性卻是不容忽略的。土壤圈三特征

空間上：土壤圈處于大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈的交接地帶；

性質(zhì)上：土壤圈是生物有機體和無機環(huán)境之間強烈的相互作用面；

功能上：土壤圈與其它圈層間進行著不斷的物質(zhì)與能量交換；土壤圈的重點是土壤土壤是由有機和無機物質(zhì)組成、具有一定肥力而能夠生長植物的疏松層。

土壤是生物、氣候、地形、母質(zhì)和時間等成土因素綜合作用的結(jié)果。土壤是地球上最重要的資源。是聯(lián)系有機界和無機界的中心環(huán)節(jié)。是地表物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化非常活躍的場所。土壤是一種“類生命體”：能自動調(diào)節(jié)水、熱、氣、肥的存在狀態(tài)；有抵抗酸-堿化的緩沖作用。土壤的本質(zhì)和生命力所在是肥力。它是土壤在外界環(huán)境條件影響下，主動協(xié)調(diào)植物生理和生態(tài)要求的能力。土壤的本質(zhì)屬性-肥力土壤肥力的概念指土壤能同時并不斷地供應(yīng)和調(diào)節(jié)植物在生長過程中所需要的水分、養(yǎng)分、空氣、熱量的能力土壤肥力與土壤的組成成分，土體結(jié)構(gòu)和土壤物理、化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)土壤肥力肥力的形成物質(zhì)基礎(chǔ)生物的主導(dǎo)作用土壤組成礦物質(zhì)有機質(zhì)水分空氣有機質(zhì)的積累養(yǎng)分元素的富集§1土壤的組成土壤的固體組成包括無機和有機物質(zhì)；流體組成有空氣和水；

不穩(wěn)定組成是生物群。

土壤的組成示意圖土壤的組成狀態(tài)體積比例%肥力特征作用對肥力的影響

礦物質(zhì)有機質(zhì)水分空氣經(jīng)風化分解，釋放出如鉀、磷、鈣、鎂等礦物養(yǎng)分提供氮素養(yǎng)分，釋放二氧化碳此消彼長，影響土壤的熱量狀況供應(yīng)養(yǎng)分和水分取決于土壤中水、肥、氣、熱四個因素之間的協(xié)調(diào)程度，以及能否滿足植物生長過程中的各種需求固固液氣45520-3020-30來源于礦物質(zhì)，是土壤中最基本的組分；重量占土壤固體物質(zhì)總重量的90%以上；

可以分為兩類：原生礦物和次生礦物。

土壤的無機組成土壤中的主要礦物

經(jīng)物理風化后未改變化學(xué)成分和結(jié)晶結(jié)構(gòu)的造巖礦物。原生礦物

只有通過化學(xué)風化分解后，才能釋放并供給植物生長所需的養(yǎng)分。是土壤中礦物的粗質(zhì)部分和各種化學(xué)元素的最初來源。土壤中的原生礦物土壤中最主要的原生礦物有四類：硅酸鹽類礦物、氧化物類礦物、硫化物類礦物和磷酸鹽類礦物。（1）硅酸鹽類礦物長石類、云母類、輝石類和閃角石類等礦物，容易風化而釋放出K、Na、Ca、Fe、Mg和Al等元素可供植物吸收，同時形成新的次生礦物。（2）氧化物類礦物石英(SiO2)、赤鐵礦(Fe2O3)、金紅石(TiO2)、藍晶石(Al2SiO5)等。（3）硫化物類礦物土壤中通常只有鐵的硫化物，即黃鐵礦和白鐵礦，二者是同質(zhì)異構(gòu)物，分子式均為Fe2S，極易風化，成為土壤中硫元素的主要來源。（4）磷酸鹽類礦物土壤中分布最廣的是磷灰石，包括氟磷灰石和氯磷灰石兩種，其次是磷酸鐵、鋁以及其它磷的化合物，是土壤中無機磷的重要來源。次生礦物

巖石經(jīng)化學(xué)風化后新生成的礦物；

包括簡單鹽類，鐵、鋁氧化物和次生鋁硅酸鹽。其中鐵、鋁氧化物和次生鋁硅酸鹽是土壤礦物質(zhì)中最細小的部分，常稱為粘土礦物；

粘土礦物形成的粘粒具有吸附、保存呈離子態(tài)養(yǎng)分的能力，使土壤具有保肥性。

土壤中次生礦物可分為：簡單鹽類、三氧化物類和次生鋁硅酸鹽類。(1)簡單鹽類

如方解石(CaCO3)、白云石(Ca、Mg（CO3）2)、石膏(CaSO2·2H2O)等，是原生礦物化學(xué)風化的最終產(chǎn)物，結(jié)晶構(gòu)造都較簡單，常見于干早和半干旱地區(qū)的土壤。(2)三氧化物如針鐵礦(Fe2O3H2O)、褐鐵礦（2Fe2O33H2O）等，是硅酸鹽類礦物徹底風化的產(chǎn)物，常見于濕熱的熱帶和亞熱帶地區(qū)的土壤中，特別是基性巖(玄武巖、安山巖和石灰墻)上發(fā)育的土壤中含量最多。（3）次生硅酸鹽類由長石等原生硅酸鹽礦物風化后形成，是構(gòu)成土壤粘粒的主要成分，故又稱粘土礦物或粘粒礦物?？杉毞譃橐晾⒚擅撌透邘X石。土壤的有機組成來源于生物體，是土壤中最特殊的組分；按重量計算只占土壤固體的5%左右；可以分為兩類：原始組織和腐殖質(zhì)。原始組織包括高等植物未分解的根、莖、葉；動物的排泄物和死亡之后的尸體等。這類有機質(zhì)主要累積于土壤的表層，約占土壤有機部分總量的10-15%。腐殖質(zhì)是由微生物從有機組織合成的新化合物，或者由原始植物組織變化而成的比較穩(wěn)定的分解產(chǎn)物，約占土壤有機部分總量的85-90%。腐殖質(zhì)是一種復(fù)雜化合物的混合物，通常呈黑色或棕色，性質(zhì)為膠體狀。它具有比土壤無機組成中粘粒更強的吸持水分和養(yǎng)分離子的能力，因此，少量的腐殖質(zhì)就能顯著提高土壤的肥力?？梢苑譃橥寥乐参飬^(qū)系和土壤動物區(qū)系：

土壤植物區(qū)系包括細菌、放線菌、真菌、藻類，以及生活于土壤中的高等植物器官（根系）等；

土壤動物區(qū)系包括至少有部分生活史是在土壤中度過的所有動物，種類極其繁多。土壤中的生物群（非土壤組成）：

土壤水分

大氣降水滲入土壤內(nèi)部，充填土壤中的孔隙，形成土壤中的水分。根據(jù)水分在土壤中的存在方式，通常可分為吸濕水、毛管水和重力水。

存在于土壤顆粒表面的水膜稱為吸濕水。這種水靠水分子氫鍵的作用緊緊地附著在土粒表面，植物一般無法利用，所以又稱為植物無效水。當膜狀的吸濕水充滿土壤毛細孔隙后，靠毛細管力而保持的土壤水分稱為毛管水。這種水具有活動性，是植物可以吸收的有效水分。植物出現(xiàn)缺水的征兆，甚至萎蔫時，土壤所含的殘留水量叫做萎蔫點，它是土壤有效水與無效水的分界點。

存在于大孔隙中的水因重力作用而下移，進入地下水潛水層，稱為重力水。由于重力水停留在土壤中的時間相對較短，使植物的利用受到限制，屬于土壤中的過剩水量。重力水排除后留下的可供植物利用的含水量叫做田間持水量。土壤持水量=植物有效水量+植物萎蔫點土壤水分析

一般來說，土壤粒徑愈小，土壤顆?？偭亢涂紫犊偭烤陀螅寥捞镩g持水量也隨之增加。但由于吸濕水量增加，植物萎蔫點也隨之增加，所以，在較粘的土壤中，植物的有效水量反而會降低。土壤有效水量最高的是介于砂土和粘土之間的壤土。土壤持水特征與土壤質(zhì)地有關(guān)（單位：%）土壤空氣來源于大氣，它存在于未被水分占據(jù)的空隙中，但其性質(zhì)與大氣圈中的空氣明顯不同。土壤空氣是不連續(xù)的。由于不易于交換，局部孔隙之間的空氣組成往往不同。土壤空氣一般含水量高于大氣。在土壤含水量適宜時，土壤空氣的相對濕度接近100%。土壤空氣

土壤空氣中CO2，O2和

N2含量不同于大氣。這是由于植物根系的呼吸和土壤微生物對有機殘體的好氣性分解，消耗了土壤孔隙中的O2，同時產(chǎn)生大量CO2的緣故。土壤空氣

土壤通氣性在很大程度上取決于土壤的孔隙度、孔隙分布以及充水孔隙的比例?？紫抖雀叩耐寥涝谒珠L期過多時通氣性也會很差，而中等以下孔隙度的土壤在水分適宜和孔隙大小適中時，其通氣性也可很好。

土壤空氣

壤土既能維持土壤和大氣間經(jīng)常的氣體交換，又具有較高的有效水分含量和土壤溶液含量，最適宜于植物的生長。土壤剖面§2土壤的性質(zhì)沿垂直方向的分層性是土壤最明顯的特征，不同的層次具有獨特的物理性質(zhì)、顏色和外形等，構(gòu)成土壤獨特的形態(tài)。為了認識土壤的這一特征，通常需要一個較小的土壤單元，這就是土壤單體。土壤單體的垂直切面稱為土壤剖面

自然土壤剖面可以劃分為幾個基本土層，從地表向下為：枯枝落葉層（O）腐殖質(zhì)層（A）淋溶層（E）淀積層（B）母質(zhì)層（C）A、E、B層合稱為土體，是成土作用最為活躍的層次和真正意義上的土壤層。土壤剖面的分層方案土壤的物理性質(zhì)

土壤的物理性質(zhì)在很大程度上決定著土壤的其它性質(zhì)，例如土壤養(yǎng)分的保持、土壤生物的數(shù)量等。因此，物理性質(zhì)是土壤最基本的性質(zhì)。它包括土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、比重、容重、孔隙度、顏色、溫度等。

土壤質(zhì)地

質(zhì)地表示土壤顆粒的粗細程度，也即砂、粉砂和粘粒的相對比例。

根據(jù)砂、粉砂和粘粒在土壤中的組合，可以進行土壤質(zhì)地的分類。

土壤名稱性狀砂土類土壤疏松，不易黏結(jié)，通氣、透水性能強，易干旱。有機質(zhì)分解快，易流失。黏土類土壤質(zhì)地黏重，濕時黏，干時硬。保水、保肥能力強，通氣、透水性能差。壤土類土壤不太疏松，也不太黏。通氣、透水，能保水、保肥，宜于耕種。

①

壤土類土壤是適合大部分植物生長的土壤，這種土壤固體部分（礦物質(zhì)顆粒和腐殖質(zhì)）占土壤總體積的50％，其中有機質(zhì)占固體部分的1%-5%；水和空氣各占25％。這樣既通氣、透水，又保水，保肥，能為植物的生長提供充足的水分、空氣和有機質(zhì)。壤土類土壤50%25%25%1%～5%45%～49%②砂土類土壤空氣比例顯著大于水的比例黏土類土壤水比例顯著大于空氣的比例土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)指土壤顆粒（砂、粉砂和粘粒）相互膠結(jié)在一起而形成的團聚體，也稱土壤自然結(jié)構(gòu)體。團聚體內(nèi)部膠結(jié)較強，而團聚體之間則沿膠結(jié)的弱面相互分開。土壤結(jié)構(gòu)是土壤形成過程中產(chǎn)生的新性質(zhì)，不同的土壤和同一土壤的不同土層中，土壤結(jié)構(gòu)往往各不相同。

多數(shù)土壤團聚體的體積較單個土粒為大，它們之間的孔隙往往也比砂、粉砂和粘粒之間的孔隙大得多，從而可以促進空氣和水分的運動，并為植物根系的伸展提供空間，為土壤動物的活動提供通道。由此可見，土壤結(jié)構(gòu)的重要性在于它能夠改變土壤的質(zhì)地，并進而改善土壤的生產(chǎn)力。

土壤的化學(xué)性質(zhì)

土壤化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)在土壤膠體性質(zhì)、土壤酸堿度和氧化還原反應(yīng)三個方面。土壤酸堿度又稱土壤反應(yīng)，它是土壤鹽基狀況的一種綜合反映。土壤酸堿度與H+和OH-的比例數(shù)量有關(guān)。H+大大超過OH-的土壤呈酸性；而OH-大大超過H+的土壤溶液呈堿性；如果兩者濃度相等，土壤呈中性。土壤酸堿度中性1、土壤酸度活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映，又稱為有效酸度，通常用pH表示。潛性酸度：土壤潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換性H+和A13+。

根據(jù)測定土壤潛性酸度所用的提取液，可以把潛性酸度分為代換性酸度和水解酸度。

代換性酸度水解性酸度2、土壤堿度

土壤溶液中OH—離子的主要來源:CO32—和HCO3—的堿金屬(Na、K)及堿土金屬(Ca、Mg)的鹽類。碳酸鹽堿度和重碳酸鹽度的總和稱為總堿度。當土壤膠體上吸附的Na+、K+、Mg2+(主要是Na+)等離子的飽和度增加到一定程度時，會引起交換性陽離子的水解作用，結(jié)果在土壤溶液中產(chǎn)生NaOH，使土壤呈堿性。此時Na+離子飽和度亦稱為土壤堿化度。3、土壤的緩沖性能土壤緩沖性能是指土壤具有緩和其酸堿度發(fā)生激烈變化的能力。

(1)土壤溶液的緩沖作用：(2)土壤膠體的緩沖作用：一般土壤緩沖能力的大小順序是：腐殖質(zhì)土粘土砂土。土壤膠體的性質(zhì)：(1)

土壤膠體具有巨大的比表面和表面能。物質(zhì)的比表面越大，表面能也越大。(2)土壤膠體的電性。土壤膠體微粒具有雙電層，微粒的內(nèi)部稱微粒核，一般帶負電荷，形成一個負離子層(即決定電位離子層)，其外部由于電性吸引，而形成一個正離子層(又稱反離子層，包括非活動性離子層和擴散層)，即合稱為雙電層。(3)土壤膠體的凝聚性和分散性。

土壤吸附性2、土壤膠體的離子交換吸附

在土壤膠體雙電層的擴散層中，補償離子可以和溶液中相同電荷的離子以離子價為依據(jù)作等價交換，稱為離子交換(或代換)。離子交換作用包括陽離子交換吸附作用和陰離子交換吸附作用。(1)土壤膠體的陽離子交換吸附電荷數(shù)離子半徑及水化程度

土壤的可交換性陽離子有兩類：

致酸離子包括H+和A13+；

鹽基離子包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等。當土壤膠體上吸附的陽離子均為鹽基離子，且已達到吸附飽和時的土壤，稱為鹽基飽和土壤。當土壤膠體上吸附的陽離子有一部分為致酸離子，則這種土壤為鹽基不飽和土壤。在土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分數(shù)稱為土壤鹽基飽和度。(2)土壤膠體的陰離子交換吸附土壤中陰離子交換吸附是指帶正電荷的膠體所吸附的陰離子與溶液中陰離子的交換作用。

陰離子的交換吸附可與膠體微粒(如酸性條件下帶正電荷的含水氧化鐵、鋁)或溶液中陽離子(Ca2+、Fe3+、A13+)形成難溶性沉淀而被強烈地吸附。

土壤中的主要氧化劑：氧氣、NO3—離子和高價金屬離子；土壤中的主要還原劑：有機質(zhì)和低價金屬離子。土壤中植物的根系和土壤生物也是土壤發(fā)生氧化還原反應(yīng)的重要參與者。

土壤氧化還原反應(yīng)§3土壤的形成裸露的巖石（含礦物養(yǎng)分沒有肥力）成土母質(zhì)原始土壤成熟土壤風化作用微生物低等植物成土過程的開始土壤肥力不斷發(fā)展高等植物影響土壤形成的主要因素有氣候、生物、地形、母質(zhì)和時間等成土因素

影響土壤形成的主要因素氣候因素

通常溫度每增加10℃，化學(xué)反應(yīng)速度平均增加1-2倍；溫度從0℃增加到50℃，化合物的解離度增加7倍。直接影響——通過土壤與大氣之間經(jīng)常進行的水分和熱量交換，對土壤水、熱狀況和土壤中物理、化學(xué)過程的性質(zhì)與強度產(chǎn)生的影響。在寒冷的氣候條件下，微生物分解作用非常緩慢，使有機質(zhì)積累起來；而在常年溫暖濕潤的氣候條件下，微生物活動旺盛，全年都能分解有機質(zhì)，使有機質(zhì)趨于快速循環(huán)。間接影響——對巖石風化過程、外力地貌形態(tài)以及動、植物和微生物的活動等進行控制而間接地影響土壤的形成和發(fā)育。從干燥的荒漠地帶或低溫的苔原地帶到高溫多雨的熱帶雨林地帶，隨著溫度、降水、蒸發(fā)以及不同植被生產(chǎn)力的變化，化學(xué)與生物風化逐漸增強，有機殘體歸還逐漸增多，風化殼逐漸加厚，土壤趨于成熟。生物因素

生物是土壤有機物質(zhì)的來源和土壤形成過程中最活躍的因素，土壤的本質(zhì)特征——肥力的產(chǎn)生與生物的作用是密切相關(guān)的。

生物作用通過生物的生命活動而實現(xiàn)，其中，食物鏈的形成與維持是至關(guān)重要的。生物對土壤形成的作用1、有機質(zhì)積累過程成土母質(zhì)微生物作用巖石積累有機質(zhì)腐殖質(zhì)土粒團聚形成土壤風化生物生長團聚作用根系穿橫2、養(yǎng)分元素的富集過程礦物質(zhì)淋失分解、釋放養(yǎng)分元素的富集殘體釋放土壤表層形成有一定肥力的土壤層氣候影響根系吸收土壤是一個經(jīng)歷著不斷變化的自然實體，形成過程是相當緩慢的。時間因素在酷熱、嚴寒、干旱和洪澇等極端環(huán)境中，以及堅硬巖石上形成的殘積母質(zhì)上，可能需要數(shù)千年的時間才能形成土壤發(fā)生層。但在變化緩和的環(huán)境條件中、在利于成土過程進行的疏松成土母質(zhì)上，土壤剖面的發(fā)育要快得多。人類活動通過改變其它成土因素而作用于土壤的形成與演化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動是一個重要途徑。人類因素通過耕耘改變土壤的結(jié)構(gòu)、保水性、通氣性；通過灌溉改變土壤的水分、溫度狀況；

人類因素農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動最終將自然土壤改造成為各種耕作土壤。

通過施用化肥和有機肥補充養(yǎng)分的損失，改變土壤的營養(yǎng)元素組成、數(shù)量和微生物活動等；通過農(nóng)作物的收獲將本應(yīng)歸還土壤的部分有機質(zhì)剝奪，改變土壤的養(yǎng)分循環(huán)狀況；§4成壤學(xué)說與土壤分類土壤是一種獨立的自然體，它是在一定時期內(nèi)，在一定的氣候和地形條件下，由活有機體作用于成土母質(zhì)而形成的。對于土壤的形成來說，各種成土因素具有相互不可替代性，但生物起著決定的作用。成土因素學(xué)說的基本觀點

從地球系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的觀點來看，土壤肥力的發(fā)生與發(fā)展是自然界物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán)與生物小循環(huán)相互作用的結(jié)果。

土壤形成的一般規(guī)律地質(zhì)大循環(huán)

陸地上的巖石→風化作用→風化產(chǎn)物→淋溶→剝蝕→搬運→沉積→固結(jié)成巖指礦物質(zhì)養(yǎng)分在陸地和海洋之間循環(huán)變化的過程，包括：隨著地殼運動，已成巖石重新出現(xiàn)在地表，再次經(jīng)受同樣的循環(huán)過程。這種循環(huán)的周期大約在106-108年。

又稱養(yǎng)分循環(huán)，指營養(yǎng)元素在生物體和土壤之間循環(huán)變化的過程。生物小循環(huán)生物小循環(huán)的周期較短，一般為100-102年。但其中有機質(zhì)的累積、分解和腐殖質(zhì)的合成促進了植物營養(yǎng)元素的集中和積累，成為土壤肥力形成與發(fā)展的關(guān)鍵。水分土壤基巖微生物人類活動光合作用大氣植物動物養(yǎng)分循環(huán)的體系與過程將各種土壤按照其基本性質(zhì)、形成條件、形成過程等的異同，加以區(qū)分和歸納，以組織成一定的分類系統(tǒng)。

主要目的是滿足人類對土地利用的需要。我國分類系統(tǒng)包括綱與類兩個級別。

土壤分類中國的土壤分類方案§4土壤環(huán)境1、土壤環(huán)境的質(zhì)量

國家環(huán)境保護局于1995年制訂和發(fā)布了《土壤質(zhì)量環(huán)境標準》GB15618一1995，其適用范圍包括我國疆域內(nèi)所有農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場、林地、自然保護區(qū)等地的土壤。依據(jù)土壤應(yīng)用功能、保護目標和主要性質(zhì)，將土壤質(zhì)量劃分為三級：一級標準

適用于I類土壤區(qū)，包括國家規(guī)定的自然保護區(qū)(原有背景重金屬含量高的除外)、集中生活飲用水源地、茶園、牧場和其他保護地區(qū)的土壤。土壤質(zhì)量應(yīng)基本上保持自然背景水平。二級標準

適用于Ⅱ類土壤區(qū)，包括一般農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場等的土壤。土壤質(zhì)量應(yīng)基本上對植物和環(huán)境不造成危害和污染。三級標準

適用于Ⅲ類土壤區(qū)，包括林地土壤及污染物容量較大的高背景值土壤和礦區(qū)附近等地的農(nóng)田土壤(蔬菜地除外)。土壤質(zhì)量應(yīng)基本上對植物和環(huán)境不造成危害和污染。2、土壤環(huán)境退化土壤退化的過程風和水的侵蝕作用：引起土壤流失；受納酸雨或過多使用氨氮肥料：

引起土壤酸化；灌溉水中含過多鹽分或深度風化作用：引起土壤鹽堿化；干旱：

引起土壤板結(jié)、龜裂、結(jié)構(gòu)單元破壞甚至荒漠化；

水澇：

引起營養(yǎng)物浸出和流失；

污染：

引起土壤中有毒物質(zhì)累積。

3、土壤環(huán)境容量將土壤所允許承納污染物質(zhì)的最大數(shù)量稱為土壤環(huán)境容量;或不使土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能受到損害的條件下，土壤中所能承納污染物的最大數(shù)量。明確污染物對土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的影響，以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相功能方面的要求來確定土壤環(huán)境容量。

土壤臨界容量是確定土壤環(huán)境容量的一個很重要的因素，決定土壤的容納能力。

土壤環(huán)境容量的確定

（1）土壤靜容量從靜止的觀點度量土壤的容納能力，由下式表示，

Cs=M（Ci-CB1）

式中，M表示每畝耕地土壤重，kg；Ci為i元素的土壤臨界含量，mg/kg；CBi為i元素的土壤背景值，mg/kg。

現(xiàn)存容量：

CSP=M（Ci-CB1-CP）CP是土壤中人為污染而增加的量。

土壤環(huán)境容量粗略估計公式：

Q=（CX-B）150

式中，Q為土壤環(huán)境容量，g/畝；CX為土壤環(huán)境標準值，mg/kg；B為區(qū)域土壤背景值，mg/kg。（2）土壤動容量若假定年輸入量為Q，年輸出量為Q，并且Q大于Q。則：

殘留量為Q-Q。

殘留量(Q-Q)與輸入量Q之比，稱之為累積率(K)。

若計算幾年內(nèi)土壤污染物累積總量AT(含當年轉(zhuǎn)入量)，則：

AT=Q+QK+QK2+……+QKn

而n年內(nèi)的污染物殘留總量RT(不含當年輸入量)則為：

RT=QK+QK2+……+QKn污染累積總量AT和殘留總量RT

均為等比級數(shù)之和，等比系數(shù)為K。

當年限n足夠長時QKn趨于零，且AT達到最大極限值。——等比有限累積規(guī)律：其數(shù)學(xué)模式：

AT=K（B+Q）AT：污染物在土壤中的年累積量，mg/kg；

K：土壤污染物年殘留率(%)，即殘留量與輸入量的比率；

B：污染物的區(qū)域土壤背景值，mg/kg；

Q：土壤污染物的年輸入量，mg/kg。4、土壤污染源和污染物

污染源：(1)化肥和農(nóng)藥殘留；(2)廢物(廢渣、污水和垃圾等)的處理場所；(3)大氣或水體中的污染物質(zhì)的遷移、轉(zhuǎn)化，進入土壤，使土壤隨之亦遭受污染；(4)在自然界中某些元素的富集中心或礦床周圍，形成自然擴散暈，使附近土壤中的元素的含量超出一般土壤的含量范圍。污染物種類：(1)有機物質(zhì)化學(xué)農(nóng)藥的種類繁多，主要為有機氯和有機磷兩大類；(2)氮類和磷類化學(xué)肥料；(3)重金屬，如砷、鎘、汞、鉻、銅、鋅、鉛等；(4)放射性，元素如銫、鍶等；(5)有害微生物類，如腸細菌、炭疽桿菌、破傷風桿菌、腸寄生蟲(蠕蟲)、霍亂弧菌、結(jié)核桿菌等。土壤中有機物分解產(chǎn)生CO2、CH4、H2S、H2、NH3和N2等氣體(其中CO2和CH4是主要的)。

5、污染物在土壤中的遷移及其機制污染物在土壤-植物體系中的遷移土壤中污染物主要是通過植物根系根毛細胞的作用積累于植物莖、葉和果實部分。1、污染物由土壤向植物體內(nèi)遷移的方式被動轉(zhuǎn)移主動轉(zhuǎn)移2、影響重金屬在土壤-植物體系中轉(zhuǎn)移的因素土壤中重金屬向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移的過程與重金屬的種類、價態(tài)、存在形式以及土壤和植物的種類、特性有關(guān)。(1)植物種類(2)土壤種類土壤的酸堿性和腐殖質(zhì)的含量都可能影響重金屬向植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移能力。如：在沖積土壤、腐殖質(zhì)火山灰土壤中加入Cu、Zn、Cd、Hg、Pb等元素后，觀察對水稻生長的影響。

Cd造成水稻嚴重的生育障礙；而Pb幾乎無影響。在沖積土壤中，其障礙大小順序為：Cd>Zn>Cu>Hg>Pb；在腐殖質(zhì)火山灰土壤中則為Cd>>Hg>Zn>Cu>Pb，(3)重金屬形態(tài)

(4)重金屬在植物體內(nèi)的遷移能力植物對重金屬污染產(chǎn)生耐性的機制植物對重金屬污染產(chǎn)生耐性由植物的生態(tài)學(xué)特性、遺傳學(xué)特性和重金屬的物理化學(xué)性質(zhì)等因素所決定。不同種類的植物對重金屬污染的耐性不同；同種植物由于其分布和生長的環(huán)境各異；長期受不同環(huán)境條件的影響，在植物的生態(tài)適應(yīng)過程中，可能表現(xiàn)出對某種重金屬有明顯的忍耐性。土壤中的農(nóng)藥污染物目前，世界范圍年產(chǎn)農(nóng)藥約200多萬噸，種類數(shù)達1500之多(大量生產(chǎn)又廣泛應(yīng)用的約有300種)。

農(nóng)藥在土壤中的環(huán)境行為

控制農(nóng)藥環(huán)境行為的主要因素：即吸附、遷移和降解。吸附（1）農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)、電荷特性和水溶能力是影響吸附的主要因素。（2）對于土壤性質(zhì)，影響吸附的主要因素是粘土礦物和有機質(zhì)的含量、組成特征以及鋁、硅氧化物和它們水合物的含量。（3）介質(zhì)條件和土壤溶液的pH值是影響吸附的最重要因素。土壤吸附農(nóng)藥的機理，簡略如下四種：異性電荷相吸非專一的物理性鍵合

氫鍵力

配位鍵

遷移降解

微生物、非脊椎動物、植物——代謝降解水解、氧化還原等化學(xué)降解作用、光解殘留性和危害性農(nóng)藥污染土壤的程度可用殘留性表示。土壤中農(nóng)藥進人各類生物體內(nèi)的途徑：土壤→陸生植物→食草動物；土壤→土壤中無脊椎動物→脊惟動物→食肉動物土壤→水中浮游生物→魚和水生生物→食魚動物§4土壤環(huán)境評價

土壤環(huán)境影響識別一、土壤環(huán)境影響識別類型按影響的結(jié)果劃分

1.土壤污染

2.土壤退化

3.土壤破壞按影響的時段劃分

1.建設(shè)階段影響

2.運行階段影響

3.服務(wù)期滿后的影響按影響的方式劃分

1.直接影響

2.間接影響按影響性質(zhì)劃分

1.可逆影響

2.不可逆影響

3.累積影響

4.協(xié)同影響二、工業(yè)工程建設(shè)項目的土壤環(huán)境影響識別

1.工業(yè)廢氣對土壤環(huán)境影響

2.工業(yè)廢水對土壤環(huán)境影響

3.工業(yè)固體廢棄物對土壤環(huán)境影響三、水利工程建設(shè)項目的土壤環(huán)境影響

1.占用土地資源

2.誘發(fā)土壤---地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害

3.引發(fā)土壤鹽漬化

4.促進土壤的沼澤化

5.促使河口地區(qū)土壤肥力下降,海岸線后退四、礦業(yè)工程建設(shè)項目的土壤環(huán)境影響識別

1.損失土壤資源

2.污染土壤環(huán)境

3.區(qū)域環(huán)境條件改變引發(fā)土壤的退化和破壞