【正文】 我國從20世紀(jì)70年代末開始，先后在北京、南京、廣州、重慶及華北平原、東北平原等地土壤上研究其背景值。 相對的理解：污染是依據(jù)生物反應(yīng)而定的，當(dāng)生物發(fā)生異常反應(yīng)時稱環(huán)境受到了污染。2. 土壤背景值的認(rèn)識無污染或未污染既是個絕對的概念，同時又是相對的概念。 保溫和散熱的作用機(jī)理：水的狀態(tài)變化，液態(tài)水汽化需熱能580Cal/mol，所以，隨著土壤水分的蒸發(fā)，必須會引起土溫的下降。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)是化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。 （2）散失途徑？區(qū)分為兩種情況，高溫下是通過水分蒸發(fā)而散失；低溫下通過導(dǎo)熱過程向地表散失，其余部分的熱量保存于土層中，維持生物活動之需。潛能和化學(xué)能作為土壤儲能庫，故以土壤物質(zhì)作為能量載體。 強(qiáng)還原型，標(biāo)志著土壤有機(jī)物與硫酸鹽的還原以致產(chǎn)生H2。 0mv 旱地土壤的空氣交換是通過通氣孔隙來進(jìn)行擴(kuò)散的。土壤水容量（m3/ha）＝w％Sh 假如在土水勢相同時，質(zhì)地俞細(xì)的土壤比質(zhì)地粗的土壤具有更大的水容量。 基本定義：假定純的自由水的勢值為0，土壤中水的自由能與它的差值用勢值來表示就是土壤水分的勢值，俗稱土水勢。 支出：植物吸收、土壤淋洗、沖涮與揮發(fā)損失。 養(yǎng)分循環(huán)的環(huán)境學(xué)意義：植物從土壤中吸收礦質(zhì)養(yǎng)分，首先是適應(yīng)土壤環(huán)境（土壤重金屬污染的危害：生物毒理學(xué)），其次是選擇吸收（污染土壤生物修復(fù)）。 鉬值 ＝ pH ＋（土壤有效鉬10） 以礦物態(tài)存在的金屬鹽如：Fe 生物鉀肥 微量元素土壤中主要的微量元素有：B （3）速效性鉀 有機(jī)態(tài)磷，占10～15％，主要物質(zhì)成分為核蛋白、植素、核酸。土壤有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分供應(yīng)有著密切的關(guān)系。 實(shí)際應(yīng)用：管理土壤時強(qiáng)調(diào)“寬一尺不如深一寸”。 調(diào)節(jié)土壤的孔隙狀況和物質(zhì)傳遞。 植物根系和有機(jī)質(zhì)殘體與耕作措施在創(chuàng)造良好結(jié)構(gòu)層次方面起著決定性的作用。（3）粘砂間雜型 對內(nèi)，調(diào)節(jié)與緩沖層次之間水氣熱的容量與傳遞速度； 耕作層 A + 梨底層 P + 心土層 B + 底土層 C 有時有疏松的枯枝落葉層，未分解，為Aoo； Water Condition by Structure土壤結(jié)構(gòu)制約著土水勢，結(jié)構(gòu)中的毛管孔隙的張力吸持著水分。 大氣中氣體成分的濃度與土壤之間以及土壤內(nèi)部兩點(diǎn)之間各氣體成分濃度的差異是構(gòu)成氣體相互擴(kuò)散的主要原因。 結(jié)構(gòu)并不是越大越好，太大的結(jié)構(gòu)體（2mm）可能存在不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。 ～。 ～ g/cm3之間。 (%) 土壤密度－土壤容重結(jié)構(gòu)體內(nèi)部與結(jié)構(gòu)體之間有著截然不同的孔隙（porosity）狀況，土壤結(jié)構(gòu)的功能就是靠它形成不同的孔隙及其分布密度的差異來實(shí)現(xiàn)的。 (6)、配位體交換 AL+++ Fe+++ Mg++ Ca++綜合各種因素，陽離子代換力的大小排序?yàn)椋?土壤膠體表面對離子或化合物的吸附。當(dāng)土壤繼續(xù)吸水到粘著性超過粘結(jié)性時的含水量稱為粘點(diǎn)。 (2)、膠體凝聚電荷不平衡39。這種自由能就是膠粒與周圍介質(zhì)接觸界面上的表面能產(chǎn)生的原因。 土壤膠體的行為和指標(biāo)土壤膠體的結(jié)構(gòu) Structure of Soil Colloid膠核：其主要成分為二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁、次生硅酸鹽、腐殖質(zhì)等分子團(tuán)所組成。 礦質(zhì)膠體 大于100納米為粗分散系懸浮液 （數(shù)量大：每克土壤中大約1億個以上，最多可達(dá)幾十億個；以重量計每公頃可達(dá)5－8噸（相當(dāng)于每畝400－500公斤）微生物作用微生物在對土壤有機(jī)質(zhì)分解中的作用是十分巨大的。動物的作用 磷灰石：為含磷礦物，是制造磷肥的基本原料，這種礦物在土壤中風(fēng)化以后也是磷素營養(yǎng)的來源?；◢弾r中就含有較多的長石類礦物。土壤中的主要次生礦物有高嶺石、蒙脫石、水云母、次生云母等等。（2）不同的礦物抗風(fēng)化的能力不一樣，原生礦物大于次生礦物。 礫石結(jié)構(gòu)通過孔隙影響水氣的運(yùn)動和分布，調(diào)節(jié)水汽矛盾，控制土壤微生物的活動。 由于界面接觸環(huán)境的程度不同，以及土體內(nèi)重力和張力以及溶解、沉淀等作用的影響，使其在垂直方向上發(fā)生了自然的質(zhì)、能分配及其傳遞的差異，從而形成土層。土壤肥力包括土壤水分、土壤養(yǎng)分、土壤通氣和土壤熱狀況四個肥力因素。作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本的物質(zhì)資料主要在于土壤具有肥力功能。這部分是作為重要的基質(zhì)，它影響著土壤的物理機(jī)械性和養(yǎng)分供應(yīng)類型、水平以及土壤的保水保肥性能等，也影響土壤的液相及氣相的狀況。首先是對養(yǎng)分要求不高的低等生物（如化能自養(yǎng)性微生物）。 + 3H2O風(fēng)化作用包括三大類型：物理風(fēng)化（physical weathering） 變質(zhì)巖（metamorphic rock）: 已經(jīng)形成的巖漿巖或沉積巖受到地殼運(yùn)動或巖漿運(yùn)動造成的高溫高壓和熱氣熱液作用，而發(fā)生變質(zhì)的巖石，就叫變質(zhì)巖。 巖漿巖（igneous rock）: 火山噴發(fā)（未噴出）的巖漿冷凝而形成。環(huán)境海洋學(xué) 主要研究物質(zhì)在水體中的運(yùn)動規(guī)律，底泥對水生生物的影響。環(huán)境土壤學(xué)以生物學(xué)、氣候?qū)W、地學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)為原理揭示其規(guī)律，并通過工程技術(shù)（生物工程）和區(qū)劃方法達(dá)到分區(qū)規(guī)劃和治理目的。 20世紀(jì)80年代關(guān)注農(nóng)藥、化肥污染，引起部分地區(qū)土壤的酸化、板結(jié)，深入開展土壤背景值、環(huán)境容量及酸沉降危害研究；保存下來的污染物能逐漸為植物和微生物所吸收，再通過食物鏈向人、蓄體內(nèi)輸送。 人口爆炸式增長，資源（礦藏、森林、草原）過度開發(fā)(糧食數(shù)量供應(yīng)的安全)，人工合成化學(xué)物質(zhì)加速發(fā)展，土壤被過度的集約化經(jīng)營都直接或間接地?fù)p害和污染著土壤，構(gòu)成對土壤生態(tài)環(huán)境的危害（影響糧食質(zhì)量的安全）。土壤以其肥力(Fertility)養(yǎng)育著陸地上的植物，通過植物又養(yǎng)育著動物和微生物。 The wealth of a nation lies in her soils and their intelligent development. 地形 cl 氣候 存在于地球表層的含有生命物質(zhì)，植物可以生長的自然集合體。 土壤是能產(chǎn)生植物收獲物的地球陸地的疏松表層，是巖石圈，水圈，大氣圈和生物圈相互進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換的產(chǎn)物，是在母質(zhì)（巖石及其風(fēng)化物）、氣候、生物、地形、時間等因素相互作用下形成的自然體。 o 時間(年齡) 派生的分支學(xué)科主要有：土壤生態(tài)學(xué)、土壤環(huán)境學(xué)、土壤生物學(xué)、土壤物理學(xué)、土壤化學(xué)、土壤膠體化學(xué)、土壤地理學(xué)、土壤微生物學(xué)、土壤肥料學(xué)、土壤改良學(xué)、土壤發(fā)生與地理學(xué)和土壤調(diào)查與制圖學(xué)等一系列學(xué)科體系。一旦植被破壞，不僅直接使土壤生態(tài)受損，導(dǎo)致各種生物的能量匱乏，同時整個生態(tài)系統(tǒng)也因物質(zhì)和能量的收支改變而導(dǎo)致平衡失調(diào)，以致最終被破壞。第三節(jié) 環(huán)境土壤學(xué)任務(wù)與內(nèi)容 Main Duty of the Course研究人類活動引起的土壤環(huán)境質(zhì)量變化及由此對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境和人體健康等產(chǎn)生的影響，并探索調(diào)節(jié)、控制和改善土壤環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)化途徑、有效防治技術(shù)和治理方法等。 土壤生態(tài)優(yōu)化、污染治理、質(zhì)量評價。人類活動會誘發(fā)環(huán)境地質(zhì)問題，如地震、廢棄礦床、地下水質(zhì)惡化、地面沉降。 洪積物（洪水、搬運(yùn)距離遠(yuǎn)和分選性差、磨圓度不佳）； 風(fēng)成物（風(fēng)搬運(yùn)和堆積：黃土）； s crust）中，這種礦物的集合體就是巖石?；瘜W(xué)風(fēng)化（chemical weathering） 生物所參與的風(fēng)化過程。而氧氣和二氧化碳都是化學(xué)風(fēng)化作用的重要因素。接著出現(xiàn)地衣、苔蘚，直到高等綠色植物生長。所以有“南酸北堿”的土壤分布規(guī)律。 污水土地處理系統(tǒng)、有毒有害物質(zhì)（農(nóng)藥）在土壤中的降解即體現(xiàn)土壤的凈化功能。 層次性說明土層與土層的不同，與肥力有密切關(guān)系。 土壤膠體顆粒（soil colloid）是土粒成分中最細(xì)小部分，它們具有凝聚能力使水分、養(yǎng)分得以保存；與微生物和酶相結(jié)合，成為載體，使它們得以棲身并發(fā)揮各種生物物理與生物化學(xué)的作用，推動土壤中的物質(zhì)與能量流動。 角閃石和輝石類：鈣、鎂、鐵的鋁硅酸鹽。 土壤中最普遍的次生礦物是粘土礦物和次生石英以及鐵鋁氧化物。 有機(jī)體進(jìn)入土壤后經(jīng)過一系列的變化最后變成土壤有機(jī)質(zhì)，可區(qū)分為兩大類：它是最具代表的土壤小動物，作用是把有機(jī)殘體搗碎或嚼細(xì)，對有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行又一次加工處理。 （種類多：有細(xì)菌、真菌、放線菌，細(xì)菌中又分好氣性、 厭氣性和好氣兼厭氣性的不同種類。 電荷的大小決定土壤膠體的陽離子吸附和代換能力的大小?？勺冸姾桑和寥乐杏胁糠蛛姾呻SpH值的變化而變化，這種電荷稱為可變電荷，又叫外電荷。 粘著性：粘粒通過一個附著層而粘附于外物的性質(zhì)。土壤可塑性范圍就在粘點(diǎn)到脫粘點(diǎn)之間。 (5)、離子交換吸附作用 土壤陽離子代換力：一種陽離子將其它陽離子從膠體上代換下來的能力。 同價離子代換力和結(jié)合強(qiáng)度的大小取決于離子的大小和質(zhì)量。 Fe3+Al3+Ca2+Mg2+H+K+NH4+Na+通常是不可逆的過程: 腐殖質(zhì)的功能團(tuán)、羧基（－COOH）、酚羥基（－OH）以及可能的酞基（－C＝O）和氨基（NH2）都能與金屬離子相絡(luò)合或螯合，從而使金屬離子失去活性的作用稱為絡(luò)合作用。 （2）.土壤容重單位體積自然狀態(tài)土壤（包括孔隙在內(nèi)）的干重，單位為g/cm3。 密度（5）土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 Air Condition by Structure(1)、土壤空氣的特點(diǎn) 土水勢概念的用途：衡量土壤中水分的移動。土壤層次表現(xiàn)為質(zhì)地層次性和結(jié)構(gòu)層次性。 有時在下部有AB層出現(xiàn)，向B層過渡，多似A層； 巖 D2. 土壤質(zhì)地層次 Soil Texture Layer質(zhì)地層次的主要類型：（1）上砂下粘型3. 土壤結(jié)構(gòu)層次 Soil Structure Layer結(jié)構(gòu)的形成： 結(jié)構(gòu)層次的功能：必需營養(yǎng)元素（ 種）：所有作物都是不可缺少的。對作物起直接營養(yǎng)作用。 主要分成有機(jī)態(tài)和無機(jī)態(tài)。土壤氮素研究 無機(jī)態(tài)磷包括鈣的磷化合物，其中一鈣、二鈣易被作物吸收，高鈣的磷化合物溶解度降低；鐵、鋁磷化合物，為難溶性的。鉀從土壤中的淋失量也較磷多。 （2）緩效性鉀 Zn Zn。 2. 土壤養(yǎng)分的循環(huán) Cycle of Soil Nutrient養(yǎng)分循環(huán)類型：地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)有哪些措施可以保持土壤養(yǎng)分平衡呢？ “精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)” “平衡施肥”第二節(jié) 土壤水分及其平衡1. 地表水的循環(huán)地表水循環(huán)是指通過蒸發(fā)、土壤中的水以植物蒸騰形式進(jìn)入大氣（氣態(tài)），而大氣中水汽隨氣流而遷移，同時隨溫度的下降而冷凝成雨雪再降落到地面的過程。單位為％、m3/ha、mm/ha。因此收支不同步，再加上收支不等時則出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。而且這一過程永遠(yuǎn)不可能達(dá)到絕對的平衡，是一個不會終止的動態(tài)過程。 300mv 200～300mv 熱能： 潛能：土壤的顏色越深，吸收率越高。 （3）土壤熱性質(zhì)指標(biāo)？ 土壤導(dǎo)熱率＝土壤容重比熱 2. 土壤的化學(xué)能土壤的化學(xué)能主要儲存于土壤有機(jī)質(zhì)及礦物質(zhì)中，其中尤以有機(jī)質(zhì)的儲存量為大，周轉(zhuǎn)快，它是土壤中一切生化過程的動力。 還有那些農(nóng)業(yè)措施是涉及到這方面問題？第四章 土壤背景值與容量第一節(jié) 土壤背景值的概念1. 土壤背景值的概念土壤背景值指土壤在無污染或未污染時某元素的含量，特別是有害元素在土壤中的含量。所以說，背景值是一種歷史性的相對數(shù)值，同時生物的異常反應(yīng)是以相對的產(chǎn)量降低為依據(jù)的。 背景值有時空變化的特點(diǎn)。表現(xiàn)方式：人類因缺乏或攝入過多某些元素即會導(dǎo)致人體的某些病變 措施：缺乏地區(qū)，食鹽加碘：“碘鹽”；碘過量致病者，節(jié)制高碘食物的食用量。措施：缺氟地區(qū)，建議使用含氟牙膏；地下水中高氟區(qū)進(jìn)行水源安全監(jiān)測，改變飲食習(xí)慣。日本曾與我國有過環(huán)境爭議：水生魚類的遷移。 第三節(jié) 土壤背景值的確定與應(yīng)用1. 背景值采樣布點(diǎn)原則程序： 按預(yù)定設(shè)計，采集無污染的土樣。 樣品分析：按常規(guī)土壤分析的要求是不夠的。 數(shù)據(jù)處理步驟： 第一步是確定元素濃度的概率分布類型。在ppb級時允許分析誤差可高達(dá)30％。因?yàn)楸尘爸当旧硎且粋€代表性的范圍值，X表示均值，S表示其標(biāo)準(zhǔn)差，則X＋3S為背景值的上限，它意味著有99％置信域的可靠性，超越此限是統(tǒng)計上的越限，已經(jīng)不可能是正常濃度。(5) 在認(rèn)識土壤缺素與微量元素肥料的效益分區(qū)以及土壤地理方面都將是最基礎(chǔ)的參考資料。所以，欲取得土壤容量值必須進(jìn)行生物試驗(yàn)，而根土比對植物吸收量與植株體內(nèi)濃度是一個決定性因素。 設(shè)兩種土壤含有有效態(tài)分別為Cr3＋，均導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量下降10％，求Cr3＋的土壤環(huán)境容量。 （4）污泥農(nóng)田使用標(biāo)準(zhǔn)； 值得注意的是：土壤環(huán)境容量是隨土而異的（？）。2. 土壤污染危害與特點(diǎn) Harm and Character of SP土壤污染危害的特點(diǎn)歸結(jié)起來有以下兩方面： 專門利用生物超量吸收來治理污染土壤,如銅、鋅等元素的污染修復(fù)是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程，許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染也需要較長的時間才能降解。 一度在140萬公頃污灌面積中有18萬公頃受到污染。事實(shí)上，我國污灌的總效益是以正效應(yīng)為主，所以我國的污灌面積仍以較高的速度發(fā)展著，從60年代的4200公頃擴(kuò)展到八十年代的130多萬公頃，增加了300多倍。例如：廣州農(nóng)田受鉻（）、鎘（～）廢水污染，使土壤含鉻350mg/，,而且土壤總鎘隨污灌年限增加而增加。主要是有些地區(qū)如內(nèi)蒙古、甘肅、云南等省含氟工業(yè)對農(nóng)業(yè)土壤與畜牧業(yè)產(chǎn)生污染及危害。 ～在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。在公路兩側(cè)百米范圍內(nèi)最嚴(yán)重。 和實(shí)際應(yīng)用時的測定是以總鉻量計算的。