土壤在人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和

第一章緒論第一節(jié)土壤在人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和自然環(huán)境中的重要性

一、土壤是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地（一）土壤是植物生長繁育和生物生產(chǎn)的基地1、土壤的營養(yǎng)庫作用：是陸地生物所需營養(yǎng)物質(zhì)的重要來源；第一頁，共三十二頁。

2、土壤在養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)中的作用；無機物的有機化，有機物的礦質(zhì)化；3、土壤的雨水涵養(yǎng)作用：是一個巨大的水庫；4、土壤對生物的支撐作用；土壤中擁有種類繁多，數(shù)量巨大的生物群；5、土壤在穩(wěn)定和緩沖環(huán)境變化中的作用；

第二頁，共三十二頁。（二）植物生產(chǎn)、動物生產(chǎn)和土壤管理關(guān)系

土壤管理植物生產(chǎn)動物生產(chǎn)

二、土壤圈的意義及作用（一）土壤圈的概念地球表層系統(tǒng)五大要素：大氣圈、生物圈、巖石圈、水圈、土壤圈第三頁，共三十二頁。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)體或覆蓋層，它是地圈系統(tǒng)的重要組成部分。1、土壤圈涵義（1）永恒的物質(zhì)與能量交換（2）最活躍與最富生命力的圈層（3）記憶塊的功能（4）時空限制特征（5）僅部分為可再生資源2、土壤圈功能第四頁，共三十二頁。（1）對生物圈支撐和調(diào)節(jié)生物過程，提供植物生長的養(yǎng)分、水分與適宜的物理條件，決定自然植被的分布與演替。（2）對水圈降水在陸地的重新分配、元素的生物地球化學(xué)行為和水分平衡、分異、轉(zhuǎn)化及水圈的化學(xué)組成。（3）對巖石圈具有一定的保護(hù)作用，以減少其受各種外營力破壞，與巖石圈進(jìn)行物質(zhì)交換與地質(zhì)循環(huán)。第五頁，共三十二頁。（二）土壤圈在全球變化中的作用1、通過土壤圈與其它圈層的物質(zhì)交換，影響土壤的全球變化2、通過全球土被在時空上的演變，引起土壤全球變化3、通過人為活動對土壤圈的強烈作用，對全球土壤變化以至生存環(huán)境發(fā)生影響（1）人為砍伐森林，加劇水土流失（2）對土壤資源利用不當(dāng)導(dǎo)致土壤退化嚴(yán)重（3）水稻田、沼澤地及湖泊產(chǎn)生痕量溫室氣體第六頁，共三十二頁。(三)土壤圈的研究方向與內(nèi)容1、研究方向

（1）土壤圈與生物圈之間養(yǎng)分元素的交換與平衡，土壤圈與水圈之間的水分循環(huán)與物質(zhì)運動，土壤圈與大氣圈之間的大量氣體及痕量氣體的交換與平衡，以及土壤圈與巖石圈之間元素遷移與轉(zhuǎn)化；（2）土壤圈物質(zhì)和能量循環(huán)與地球生命、人類生存條件、自然環(huán)境及全球變化之間的關(guān)系。第七頁，共三十二頁。2、研究任務(wù)（1）土壤資源的開發(fā)利用與保護(hù)研究低耗土壤資源的節(jié)約型開發(fā)利用；綜合治理和集約經(jīng)營耕地；土壤資源承載能力；防止土地退化和提高土地質(zhì)量；土地動態(tài)監(jiān)測；土地數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(SOTER)。（2）土壤肥力調(diào)節(jié)與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展第八頁，共三十二頁。不同生態(tài)條件下土壤肥力演變；施肥技術(shù)與提高肥效；持續(xù)穩(wěn)定的土壤肥力培育的研究；農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的理論與戰(zhàn)略；農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展中高效適度技術(shù)的管理、對策與合理布局；不同地區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展模式。

（3）土壤生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中土壤生態(tài)環(huán)境演替規(guī)律；土壤生態(tài)環(huán)境建設(shè)的研究；防止土壤污染。第九頁，共三十二頁。（4）土壤圈物質(zhì)循環(huán)及全球變化①土壤圈與大氣圈大量與痕量氣體交換與平衡。②土壤圈與水圈的水循環(huán)。③土壤圈與巖石圈元素遷移。④土壤圈與生物圈養(yǎng)分元素交換與平衡。⑤土壤圈物質(zhì)組成、性質(zhì)、類型及時空變化規(guī)律。⑥全球土被演變及土壤退化(土壤侵蝕、沙漠化、肥力退化、鹽漬化、酸化、沼澤化)的時空變化，形成機理及預(yù)測預(yù)控。⑦人類活動對土壤全球變化及人類環(huán)境變化的影響。

第十頁，共三十二頁。(四)土壤圈的地位土壤圈的地位(positionofpedosphere)氣圈Gas-sphere巖石圈Rocky-sphere水圈Watersphere生物圈Biosphere土壤圈pedosphere金屬與微量元素物質(zhì)循環(huán)生物養(yǎng)分物質(zhì)循環(huán)水分循環(huán)與平衡第十一頁，共三十二頁。三、土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)1、保持生物活性、多樣性和生產(chǎn)性；2、對水體和溶質(zhì)流動起調(diào)節(jié)作用；3、對有機、無機污染物具有過濾、緩沖、降解、固定和解毒作用；4、具有貯存并循環(huán)生物圈及地表的養(yǎng)分和其它元素的功能。

第十二頁，共三十二頁。我國是個多山的國家,各種山地丘陵地面積占全部土地面積的65％,平原區(qū)土地僅占35％。

我國人均耕地面積不到世界人均耕地的l/3。人均林地面積占世界人均林地面積的1/9。人均草地面積不到世界人均草地面積的1/2。

2、質(zhì)量的可變性3、空間位置的固定性四、土壤是最珍貴的自然資源

1、數(shù)量的有限性和固定性第十三頁，共三十二頁。第二節(jié)土壤及土壤肥力的概念一、土壤能產(chǎn)生植物收獲的地球陸地表面的疏松層次。自然土壤農(nóng)業(yè)土壤重量%體積%礦物質(zhì)9538有機質(zhì)512土壤組成

存在于土壤孔隙中，二者相互消漲氣土壤固液第十四頁，共三十二頁。二、土壤肥力土壤肥力：在植物生活全過程中，土壤供應(yīng)和協(xié)調(diào)植物生長所需水、肥、氣、熱的能力。(一）土壤肥力類型1、自然肥力和人為肥力自然肥力：指土壤在自然因子(氣候、生物、地形等)綜合作用下所具有的肥力。人為肥力：土壤在人為條件熟化(耕作、施肥、灌溉等)作用下所表現(xiàn)出來的肥力。第十五頁，共三十二頁。2、潛在肥力與有效（經(jīng)濟）肥力潛在肥力：土壤肥力在生產(chǎn)上沒有發(fā)揮出來產(chǎn)生經(jīng)濟效益的部分。有效（經(jīng)濟）肥力：土壤肥力在當(dāng)季生產(chǎn)中表現(xiàn)出來產(chǎn)生經(jīng)濟效益的部分。（二）基本觀點1、肥力因素的全面觀點全面分析綜合評定2、肥力因素的供應(yīng)和協(xié)調(diào)觀點第十六頁，共三十二頁。3、土壤肥力與生產(chǎn)力統(tǒng)一的觀點環(huán)境條件社會經(jīng)濟條件科學(xué)技術(shù)條件

三、近代土壤學(xué)的發(fā)展及主要觀點1、農(nóng)業(yè)化學(xué)土壤學(xué)派2、農(nóng)業(yè)地質(zhì)土壤學(xué)觀點3、土壤發(fā)生學(xué)派4、土壤學(xué)發(fā)展的新觀點5、我國土壤學(xué)的發(fā)展概況第十七頁，共三十二頁。第三節(jié)土壤學(xué)科體系、研究內(nèi)容和方法

一、分支學(xué)科及研究內(nèi)容（一）土壤物理學(xué)

主要研究土壤水、氣、熱運動及其調(diào)控的原理，其研究內(nèi)容包括土壤水分、土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、土壤力學(xué)性質(zhì)、土壤溶質(zhì)移動及土壤植物大氣連續(xù)體(SPAC)中的水分運行和能量轉(zhuǎn)移等。第十八頁，共三十二頁。（二）土壤化學(xué)

研究土壤化學(xué)組成，性質(zhì)及其土壤化學(xué)反應(yīng)過程的分支學(xué)科。重點研究土壤膠體的組成、性質(zhì)，及土壤固液界面發(fā)生的系列化學(xué)反應(yīng)。為開展土壤培肥、土壤管理、土壤環(huán)境保護(hù)提供理論依據(jù)。（三）土壤微生物學(xué)

研究土壤中微生物區(qū)系、多樣性及其功能和活性的土壤學(xué)分支。1、土壤微生物生態(tài)；2、土壤微生物與土壤物質(zhì)循環(huán)(陸地N,P,S,C素循環(huán))；第十九頁，共三十二頁。3、土壤酶活性；4、土壤微生物與土壤固氮作用；5、根際微生物與菌根；6、土壤微生物之間的相互作用；7、農(nóng)業(yè)措施對微生物的影響；8、土壤微生物與土壤的污染防治；9、有益微生物的農(nóng)業(yè)應(yīng)用。第二十頁，共三十二頁。（四）土壤生物化學(xué)

1、土壤腐殖質(zhì)形成，特性、及其對土壤肥力的影響；2、土壤碳、氮、磷、硫的生物轉(zhuǎn)化（有機碳、氮礦化作用和腐殖化作用）；3、土壤酶活性；4、有機生物制劑包括有機農(nóng)藥、殺蟲劑、除草劑的生物降解及其對環(huán)境污染的影響等。第二十一頁，共三十二頁。（五）土壤地理學(xué)

1、土壤發(fā)生和分類土壤發(fā)生學(xué)是土壤地理學(xué)的核心，重點研究土壤形成與自然成土因子和人為活動的復(fù)雜關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)土壤的發(fā)生發(fā)育過程、土壤診斷學(xué)屬性進(jìn)行土壤分類。2、土壤分布規(guī)律土壤是一個時間上處于動態(tài)、空間上具有垂直和水平方向上分異性的三維連續(xù)體。第二十二頁，共三十二頁。3、土壤調(diào)查制圖和土壤質(zhì)量評價應(yīng)用現(xiàn)代新技術(shù)（如3S技術(shù)），建立土壤數(shù)據(jù)庫和土壤信息系統(tǒng)；研究土壤質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)體系和退化土壤的恢復(fù)重建技術(shù)與措施。二、土壤學(xué)與相鄰學(xué)科的關(guān)系1、土壤學(xué)與地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)、生物學(xué)、氣象學(xué)有著密切的關(guān)系；2、土壤學(xué)與農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)有著不可分割的關(guān)系；3、土壤學(xué)與環(huán)境科學(xué)聯(lián)系密切。第二十三頁，共三十二頁。土壤學(xué)形態(tài)、發(fā)生、分類肥力、保持、灌溉水文學(xué)hydrology地球化學(xué)土壤學(xué)Soilscience植物營養(yǎng)學(xué)plant地質(zhì)學(xué)土力學(xué)soilmechanics生態(tài)學(xué)bionomics沉積學(xué)sedimentology地貌學(xué)geomorphology土壤學(xué)和相關(guān)學(xué)科的關(guān)系穩(wěn)定性第二十四頁，共三十二頁。

三、土壤學(xué)的任務(wù)（一）合理利用土壤

水土流失土壤沙化土壤次生鹽漬化土壤污染農(nóng)藥污染肥料污染“三廢”污染第二十五頁，共三十二頁。沙河遠(yuǎn)上白云間，孤城一座萬仞山1993年5月5日沙塵暴鋒面不合理的土壤資源利用和生態(tài)環(huán)境遭受破壞Why第二十六頁，共三十二頁。自然對人類的懲罰2002年4月北京沙塵暴第二十七頁，共三十二頁。（二）中低產(chǎn)土壤改良（三）基礎(chǔ)理論研究1、土壤溫室氣體形成機理、變化規(guī)律與減緩?fù)緩降难芯?重點是CH4、NxOy、CO2)；2、土壤污染發(fā)生類型、形成規(guī)律與防治途徑研究；3、土壤退化時空變化、形成機理、調(diào)控對策；第二十八頁，共三十二頁。4、土壤質(zhì)量的演變機制、評價體系及恢復(fù)重建的研究；5、經(jīng)濟快速發(fā)展地區(qū)土壤環(huán)境演變機制與調(diào)控研究；6、不同地區(qū)土壤生態(tài)環(huán)境建設(shè)及其治理途徑的研究；7、土壤與環(huán)境問題有關(guān)基礎(chǔ)應(yīng)用與開發(fā)項目的研究。第二十九頁，共三十二頁。四、土壤學(xué)的研究方法（一）宏觀研究和微觀研究（二）綜合、交叉研究（三）野外調(diào)查與實驗室研究結(jié)合（四）新技術(shù)的應(yīng)用第三十頁，共三十二頁。五、21世紀(jì)土壤科學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)來自人口膨脹的挑戰(zhàn)——如何保證糧食的持續(xù)增產(chǎn)來自全球生態(tài)環(huán)境的挑戰(zhàn)——如何保持土壤的生態(tài)健康功能，建立良好生態(tài)環(huán)境來自土壤學(xué)自身發(fā)展的挑戰(zhàn)—加強基礎(chǔ)研究，加速新技術(shù)在土壤學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用社會對土壤學(xué)認(rèn)同的挑戰(zhàn)—強化土壤資源在國民經(jīng)濟中的戰(zhàn)略地位立腳于為解決人類的吃飯問題和環(huán)境健康問題服務(wù)。第三十一頁，共三十二頁。內(nèi)容總結(jié)第一章緒論。（二）植物生產(chǎn)、動物生產(chǎn)和土壤管理關(guān)系。2、通過全球土被在時空上的演變，引起土壤全球