【正文】 我國(guó)從20世紀(jì)70年代末開(kāi)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(duì)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(shí)稱(chēng)環(huán)境受到了污染。2. 土壤背景值的認(rèn)識(shí)無(wú)污染或未污染既是個(gè)絕對(duì)的概念，同時(shí)又是相對(duì)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(huì)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(guò)水分蒸發(fā)而散失；低溫下通過(guò)導(dǎo)熱過(guò)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(dòng)之需。潛能和化學(xué)能作為土壤儲(chǔ)能庫(kù)，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(guò)通氣孔隙來(lái)進(jìn)行擴(kuò)散的。土壤水容量（m3/ha）＝w％Sh 假如在土水勢(shì)相同時(shí)，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(shì)值為0，土壤中水的自由能與它的差值用勢(shì)值來(lái)表示就是土壤水分的勢(shì)值，俗稱(chēng)土水勢(shì)。 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(shí)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?bào)w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(duì)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(shí)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(shì)，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?jī)牲c(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(lái)實(shí)現(xiàn)的。 (6)、配位體交換 AL+++ Fe+++ Mg++ Ca++綜合各種因素，陽(yáng)離子代換力的大小排序?yàn)椋?土壤膠體表面對(duì)離子或化合物的吸附。當(dāng)土壤繼續(xù)吸水到粘著性超過(guò)粘結(jié)性時(shí)的含水量稱(chēng)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?chē)橘|(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(gè)以上，最多可達(dá)幾十億個(gè)；以重量計(jì)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(duì)土壤有機(jī)質(zhì)分解中的作用是十分巨大的。動(dòng)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(yíng)養(yǎng)的來(lái)源?；◢弾r中就含有較多的長(zhǎng)石類(lèi)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(guò)孔隙影響水氣的運(yùn)動(dòng)和分布，調(diào)節(jié)水汽矛盾，控制土壤微生物的活動(dòng)。 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(gè)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(lèi)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(duì)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(lèi)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(dòng)或巖漿運(yùn)動(dòng)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(dòng)規(guī)律，底泥對(duì)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(guò)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(kāi)展土壤背景值、環(huán)境容量及酸沉降危害研究；保存下來(lái)的污染物能逐漸為植物和微生物所吸收，再通過(guò)食物鏈向人、蓄體內(nèi)輸送。 人口爆炸式增長(zhǎng)，資源（礦藏、森林、草原）過(guò)度開(kāi)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(guò)度的集約化經(jīng)營(yíng)都直接或間接地?fù)p害和污染著土壤，構(gòu)成對(duì)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(guò)植物又養(yǎng)育著動(dòng)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(zhǎng)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(shí)間等因素相互作用下形成的自然體。 o 時(shí)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(shí)整個(gè)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(lèi)活動(dòng)引起的土壤環(huán)境質(zhì)量變化及由此對(duì)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(píng)價(jià)。人類(lèi)活動(dòng)會(huì)誘發(fā)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)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(guò)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(zhǎng)。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(shuō)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(dòng)土壤中的物質(zhì)與能量流動(dòng)。 角閃石和輝石類(lèi)：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(guò)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(lèi)：它是最具代表的土壤小動(dòng)物，作用是把有機(jī)殘?bào)w搗碎或嚼細(xì)，對(duì)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行又一次加工處理。 （種類(lèi)多：有細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)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(lèi)。 電荷的大小決定土壤膠體的陽(yáng)離子吸附和代換能力的大小。可變電荷：土壤中有部分電荷隨pH值的變化而變化，這種電荷稱(chēng)為可變電荷，又叫外電荷。 粘著性：粘粒通過(guò)一個(gè)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(yáng)離子代換力：一種陽(yáng)離子將其它陽(yáng)離子從膠體上代換下來(lái)的能力。 同價(jià)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(guò)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(chēng)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(shì)概念的用途：衡量土壤中水分的移動(dòng)。土壤層次表現(xiàn)為質(zhì)地層次性和結(jié)構(gòu)層次性。 有時(shí)在下部有AB層出現(xiàn)，向B層過(guò)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(lèi)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(yíng)養(yǎng)元素（ 種）：所有作物都是不可缺少的。對(duì)作物起直接營(yíng)養(yǎng)作用。 主要分成有機(jī)態(tài)和無(wú)機(jī)態(tài)。土壤氮素研究 無(wú)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(lèi)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(guò)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(shí)隨溫度的下降而冷凝成雨雪再降落到地面的過(guò)程。單位為％、m3/ha、mm/ha。因此收支不同步，再加上收支不等時(shí)則出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。而且這一過(guò)程永遠(yuǎn)不可能達(dá)到絕對(duì)的平衡，是一個(gè)不會(huì)終止的動(dòng)態(tài)過(guò)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(chǔ)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(chǔ)存量為大，周轉(zhuǎn)快，它是土壤中一切生化過(guò)程的動(dòng)力。 還有那些農(nóng)業(yè)措施是涉及到這方面問(wèn)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(wú)污染或未污染時(shí)某元素的含量，特別是有害元素在土壤中的含量。所以說(shuō)，背景值是一種歷史性的相對(duì)數(shù)值，同時(shí)生物的異常反應(yīng)是以相對(duì)的產(chǎn)量降低為依據(jù)的。 背景值有時(shí)空變化的特點(diǎn)。表現(xiàn)方式：人類(lèi)因缺乏或攝入過(guò)多某些元素即會(huì)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(guò)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(cè)，改變飲食習(xí)慣。日本曾與我國(guó)有過(guò)環(huán)境爭(zhēng)議：水生魚(yú)類(lèi)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(jì)，采集無(wú)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(lèi)型。在ppb級(jí)時(shí)允許分析誤差可高達(dá)30％。因?yàn)楸尘爸当旧硎且粋€(gè)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(jì)上的越限，已經(jīng)不可能是正常濃度。(5) 在認(rèn)識(shí)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(duì)植物吸收量與植株體內(nèi)濃度是一個(gè)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(lái)有以下兩方面： 專(zhuān)門(mén)利用生物超量吸收來(lái)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(duì)土壤的污染基本上是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的過(guò)程，許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染也需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能降解。 一度在140萬(wàn)公頃污灌面積中有18萬(wàn)公頃受到污染。事實(shí)上，我國(guó)污灌的總效益是以正效應(yīng)為主，所以我國(guó)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(wàn)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(duì)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(shí)的測(cè)定是以總鉻量計(jì)算的。