土壤学基础

土壤学基础

发布者：admin 发布时间：2009-10-13 13:23:35 阅读：801次【字体：大中小】

土壤学基础

土壤是在地球表面生物\气候、母质、地形、时间等因素综合作用下所形成的能够生长植物、具有生态环境调控功能、处于永恒变化中的矿物质与有机质的混合物。简单地说，土壤就是地球表面能够生长植物的疏松表层。这一概念重点阐述了土壤的主要功能是能生长绿色植物，具有生物多样性;所处的位置在地球陆地的表层;土壤的物理状态是由矿物质、有机质、水和空气组成的，具有孔隙结构的疏松表层，尽管土壤千差万别，但都具有以下性质;1、土壤是一个独立的历史自然体。土壤是生物、气候、母质、地形、时间等自然因素和人类活动综合作用下的产物，具有独立的发生、发育的过程和规律，有特特殊的形态、组成、结构和层次构造。2、土壤是多空多相系统。土壤中有空气、水、矿物质、有机质和生物等，空气和水主要存在于复杂的土壤孔隙中。3、土壤具有垂直分层性。土壤形成过程中往往形成不同的层次，使土壤具有垂直分层性。土壤在地球表面以不连续状态分布于陆地表面，称为土壤圈，土壤圈覆盖于地球表面，处于其它圈层的接面上，成为其它圈层进行物质和能量交换的纽带，又是各圈层相互作用的产物。在地球表层系统中，土壤圈具有特殊的地位和功能。它对各圈层的能量、物质流动及信息传递起着维持和调节作用。在土壤圈内各种土壤类型、特征和性质都是现在和过去大气圈、生物圈、岩石圈和水圈的反映。特的任何变化都会影响各圈层的演化和发展，乃至对全球变化产生冲击作用。所以土壤圈被视为地球表层系

统中最活跃、最富有生命力的圈层。

土壤圈具有5个特点：1 土壤圈是地球上永恒的物质与能量交换的场所。2 土壤全是最活跃的具有生命物质的圈层。土壤圈与生物圈密不可分，本身就是一个丰富多彩的生物王国和基因资源库。土壤圈具有记忆功能。土壤形成过程中的气候、生物、岩石矿物组成、土壤发生过程与性质都会在土体中留下‘‘烙印”，如各种生物化石、沉积层、此生矿物以及新生体等。4 土壤圈具有时空特征。土壤圈具有明显的区域分布特征和长时间的演变特征。5 土壤圈具有再生特征。

利用土壤圈的概念，可以从整个地球的尺度和圈层的角度来研究全球土壤结构、成因和演化规律，使我们可以了解土壤在地球系统中的作用、土壤变化对全球变化地影响以及对人类和自然环境的未来的影响，解决全球面临的人口?资源?生态环境的重大问题和挑战。

对于地球生态系统与人类生产活动，土壤的重要性主要体现在以下几个方面。

1.2.1土壤是地球上最宝贵的自然资源

自然资源是自然界中对人类有利用价值的物质和能力。土壤资源和水资源、大气资源一样，是维持人类生存与发展的必要条件，是社会经济发展最基本的物质基础。土壤资源具有以下几个特点：

1.2.1.1 土壤资源是再生资源

土壤资源作为农业的生产资料，只要科学的用养土壤，不断补偿和投入，完全有可能保持土壤肥力的永续利用。所以，土壤资源与煤炭、石油、矿石等非再生自然资源有显著区别的自然资源，可以永续利用。

1.2.1.2土壤资源数量的有限性

土壤是陆地的表层物质，而陆地的面积是有限的。我国的土壤资源十分短缺，

耕地总量仅占世界耕地面积的7.8%，却要养活占世界22%的人口，而且适宜开垦的土壤后备资源十分有限，在我国尚未利用的2.71*108的土地中，适宜开垦的荒地只有1.3*107，即使全部开垦也只能增加7*106的耕地，且主要分布在三北边远地区，开垦难度大。我国土壤资源的缺乏使土壤资源数量的有限性更为突出，土壤资源的有限性已成为制约经济、社会可持续发展的重要因素，未来有限的土壤资源供应能力与人类对土壤【地】总需求之间的矛盾将日趋尖锐。

1.2.1.3 土壤资源质量的可变性

在破坏性自然营力作用下，或在人类不合理开发利用过程中，土壤肥力将逐渐下降和破坏，这就是土壤质量的退化。从全球范围看，普遍存在着土壤资源非农占用、破坏、土壤风蚀、土壤水蚀、土壤污染、土壤肥力退化等现象。在我国，由于人口的压力，不合理开发利用造成的土壤资源荒漠化、水土流失、土壤污染等问题非常严峻。

1.2.1.4 土壤资源空间分布上的固定性

在不同的气候、植被、母质和时间因素的影响下，土壤类型往往成地带性分布。土壤资源在空间分布除地带性分布外，还受地形、母质、水文、地质等条件的影响，例如在阴坡、

阳坡不同空间位置上，就可能分布着不同的土壤类型地。自然土壤在空间上分布是人为无法改变的，故一般把土地称为不动产。

土壤是生态系统的重要组成部分

生态系统由生物群体与其生存环境构成。土壤在生态系统中具有重要地位，这与其重要作用是分不开的。土壤的作用作用简单可以归纳如下几点：1是具有生命力的多孔介质，对动物、植物生长和粮食供应供应至关重要。2净化与储存

水分。3是具有复杂的物理、化学、生物及生物化学过程的自然体直接影响养分的循环和有机废弃物的处理。4土壤陆地与大气界面上气体与能量的调节器，如温室气体的排放与温室效应和土壤微生物化学过程密不可分。5是生物的栖地，是地球生物多样性的基础。6是环境中巨大的自然缓冲介质。7是常用的工程建筑材料。

土壤科学发展历史

考古资料表明，大约18000年以前，人类就开始种植农作物。人类自有农耕以来就开始认识土壤、土壤利用土壤，几千来积累了大量的土壤知识和经验。

我国有5000年精耕细作的历史。具有灿烂的农业文化。我国夏代《尚书》的《禹贡篇》距今有4100年的历史，其中概述了九洲土壤分布及肥力等级等特征，是世界上最早的土壤专著。

然而。土壤学作为一门独立学科形成、发展，是最近150年的事情。19世纪以来，逐部形成几个比较有影响的代表学派或观点，对土壤学科的发展有重要的影响。

农业化学学派

19世纪中叶，德国化学家李比希于是1840年出版了著名的《化学在农业与植物生理上的应用》，提出了土壤是养分的储存库，植物靠吸收土壤养分生长，生长会使土壤养分养分越来越少，必须如数归还，才能保持土壤肥力常胜不衰，创立了“矿物质营养学说”。这一学说开创了植物营养的新时代，揭示了植物从土壤中吸收矿物质养分的自然规律，对整个农业的发展产生了深远的影响，并推动了化肥工业的产生开发展，促进了粮食产量的提高。

农业地质学派

德国化学家法鲁认为岩石矿物质的风化为植物提供了营养，土壤的形成是矿物质风化与淋溶过程的结果，而随着淋溶过程的进行，土壤养分不断流失，导致土壤肥力趋于衰竭。该学说仅仅把土壤看成一个地质过程的产物，忽视了植物学和人类对土壤肥力的影响，因而是片面的。

土壤发生学说

19世纪末，俄国学者道库恰耶夫创立了土壤发生点。1883年出版著名的《俄罗斯黑钙土》一书。母质、生物、气候、地型、时间是成土的五大因素，创立了土壤地带性学说。他的继承者威廉斯指出，土壤是以生物为主导的各种成土因子长期、综合作用的结果。物质的地质大循环和生物小循环的统一是土壤形成的实际。土壤的本质特点是具有肥力，并提出团粒结构是土壤肥力的基础，制定了草田轮作制，这种观点被称为土壤生物发生学派。这学说对国际土壤学的发展产生了深远的影响。

土壤系统理论与土壤质量

1938年S。Matson提出的土壤圈概念实际上将系统理论引入了土壤科学的研究。土壤是地球上最复杂的系统之一，是一个与其他圈层之间有密切的物质和能量交换的开放系统，并且有明显的耗散体系特征，土壤中的任何物质与能量的平衡过程都伴随着物质与能量的输入与输出。20世纪60年代后期提出了土壤生态系统的观点。土壤生态系统是以土壤为研究核心的生态系统，主要研究土壤中的生物组成、系统的结构和功能等。土壤生态系统是陆地生态系统的基础，对整个地区地区生态系统有重要影响。现代工业革命导致的环境问题日益突出，大气、水、土壤的质量不断恶化，从而导致60~70年代开始，土壤科学的发展由原来一轮驱动(作物生产)变成了两轮驱动(作物生产和环境质量保护)，使土壤科学沿着为

农业和环境服务的两条轨道迅速推进。

土壤物理性质过程

土壤基质的基本特性

土壤固相主要是由矿物质、有机质及生物体组成。是土壤的骨架，一般称为土壤基质。它是保持和传导物质和能量的介质。

肥沃土壤的标准

土壤肥力指标体系构成

一、土壤营养指标

全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、有效钾、阳离子交换量、碳氮比

二、土壤物理性状指标

质地、容重、水稳性团聚体、孔隙数量与类型、土壤耕层温度变幅、土层厚度、土壤含水量、黏粒含量

三、土壤生物学指标

有机质、腐殖酸、微生物态氮、土壤活性酶(脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶、转化酶、磷酸酶等)

四、土壤环境指标

Ph值、地下水深度、坡度、林网化水平、气候、地型地貌、水文地质、土壤管理。