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；

2、土壤在養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)中的作用；無機(jī)物的有機(jī)化，有機(jī)物的礦質(zhì)化；3、土壤的雨水涵養(yǎng)作用：是一個(gè)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；

（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(shí)空限制特征（5）僅部分為可再生資源2、土壤圈功能（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?xiàng)l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)。（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(shí)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(qiáng)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(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(yùn)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。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?cái)?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。（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(shí)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(shí)空變化，形成機(jī)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。

(四)土壤壤圈的的地位位土壤圈圈的地地位(positionofpedosphere)氣圈Gas-sphere巖石圈圈Rocky-sphere水圈Watersphere生物圈圈Biosphere土壤圈圈pedosphere金屬與與微量量元素素物質(zhì)質(zhì)循環(huán)環(huán)生物養(yǎng)養(yǎng)分物物質(zhì)循循環(huán)水分循循環(huán)與與平衡衡三、土土壤是是陸地地生態(tài)態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)的基基礎(chǔ)1、保保持生物活活性、多樣性性和生產(chǎn)性性；2、對對水體體和溶溶質(zhì)流流動起起調(diào)節(jié)節(jié)作用用；3、對對有機(jī)機(jī)、無無機(jī)污污染物物具有有過濾濾、緩緩沖、、降解解、固固定和和解毒毒作用用；4、具具有貯貯存并并循環(huán)環(huán)生物物圈及及地表表的養(yǎng)養(yǎng)分和和其它它元素素的功功能。。我國是是個(gè)多多山的的國家家,各各種山山地丘丘陵地地面積積占全全部土土地面面積的的65％,平原原區(qū)土土地僅僅占35％％。我國人人均耕耕地面面積不不到世世界人人均耕耕地的的l/3。。人均均林地地面積積占世世界人人均林林地面面積的的1/9。。人均均草地地面積積不到到世界界人均均草地地面積積的1/2。2、質(zhì)質(zhì)量的的可變變性3、空空間位位置的的固定定性四、土壤是是最珍珍貴的的自然然資源源1、數(shù)數(shù)量的的有限限性和和固定定性第二節(jié)節(jié)土土壤壤及土土壤肥肥力的的概念念一、土土壤能產(chǎn)生生植物物收獲獲的地地球陸陸地表表面的的疏松松層次次。自然土土壤農(nóng)業(yè)土土壤重量%體體積積%礦物質(zhì)質(zhì)9538有機(jī)質(zhì)質(zhì)512土壤組組成存在于于土壤壤孔隙隙中，，二者者相互互消漲漲氣土壤固液二、土土壤肥肥力土壤肥肥力：在植物物生活活全過過程中中，土土壤供供應(yīng)和和協(xié)調(diào)調(diào)植物物生長長所需需水、、肥、、氣、、熱的的能力力。(一））土壤壤肥力力類型型1、自自然肥肥力和和人為為肥力力自然肥肥力：：指土土壤在在自然然因子子(氣氣候、、生物物、地地形等等)綜綜合作作用下下所具具有的的肥力力。人為肥肥力：：土壤壤在人人為條條件熟熟化(耕作作、施施肥、、灌溉溉等)作用用下所所表現(xiàn)現(xiàn)出來來的肥肥力。。2、潛潛在肥肥力與與有效效（經(jīng)經(jīng)濟(jì)））肥力力潛在肥肥力：：土壤壤肥力力在生生產(chǎn)上上沒有有發(fā)揮揮出來來產(chǎn)生生經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益益的部部分。。有效（（經(jīng)濟(jì)濟(jì)）肥肥力：：土壤壤肥力力在當(dāng)當(dāng)季生生產(chǎn)中中表現(xiàn)現(xiàn)出來來產(chǎn)生生經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益益的部部分。。（二））基本本觀點(diǎn)點(diǎn)1、肥肥力因因素的的全面面觀點(diǎn)點(diǎn)全面分分析綜合評評定2、肥肥力因因素的的供應(yīng)應(yīng)和協(xié)協(xié)調(diào)觀觀點(diǎn)3、土土壤肥肥力與與生產(chǎn)產(chǎn)力統(tǒng)統(tǒng)一的的觀點(diǎn)點(diǎn)環(huán)境條條件社會經(jīng)經(jīng)濟(jì)條條件科學(xué)技技術(shù)條條件三、近近代土土壤學(xué)學(xué)的發(fā)發(fā)展及及主要要觀點(diǎn)點(diǎn)1、農(nóng)農(nóng)業(yè)化化學(xué)土土壤學(xué)學(xué)派2、農(nóng)農(nóng)業(yè)地地質(zhì)土土壤學(xué)學(xué)觀點(diǎn)點(diǎn)3、土土壤發(fā)發(fā)生學(xué)學(xué)派4、土土壤學(xué)學(xué)發(fā)展展的新新觀點(diǎn)點(diǎn)5、我國土土壤學(xué)的發(fā)發(fā)展概況第三節(jié)土土壤學(xué)學(xué)科體系、、研究內(nèi)容容和方法一、分支學(xué)學(xué)科及研究究內(nèi)容（一）土壤壤物理學(xué)主要研究土壤水、氣氣、熱運(yùn)動動及其調(diào)控控的原理，其研究內(nèi)內(nèi)容包括土土壤水分、、土壤質(zhì)地地、土壤結(jié)結(jié)構(gòu)、土壤壤力學(xué)性質(zhì)質(zhì)、土壤溶溶質(zhì)移動及及土壤植物大氣連續(xù)體體(SPAC)中的的水分運(yùn)行行和能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移等。（二）土壤壤化學(xué)研究土壤化化學(xué)組成，，性質(zhì)及其其土壤化學(xué)學(xué)反應(yīng)過程程的分支學(xué)學(xué)科。重點(diǎn)點(diǎn)研究土壤膠體的的組成、性性質(zhì)，及土土壤固液界界面發(fā)生的的系列化學(xué)學(xué)反應(yīng)。為開展土土壤培肥、、土壤管理理、土壤環(huán)環(huán)境保護(hù)提提供理論依依據(jù)。（三）土壤壤微生物學(xué)學(xué)研究土壤中中微生物區(qū)區(qū)系、多樣樣性及其功功能和活性性的土壤學(xué)學(xué)分支。1、土壤微微生物生態(tài)態(tài)；2、土壤微微生物與土土壤物質(zhì)循循環(huán)(陸地地N,P,S,C素素循環(huán))；；3、土壤酶酶活性；4、土壤微微生物與土土壤固氮作作用；5、根際微微生物與菌菌根；6、土壤微微生物之間間的相互作作用；7、農(nóng)業(yè)措措施對微生生物的影響響；8、土壤微微生物與土土壤的污染染防治；9、有益微微生物的農(nóng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用。。（四）土壤壤生物化學(xué)學(xué)1、土壤腐腐殖質(zhì)形成成，特性、、及其對土土壤肥力的的影響；2、土壤碳碳、氮、磷磷、硫的生生物轉(zhuǎn)化（（有機(jī)碳、、氮礦化作作用和腐殖殖化作用））；3、土壤酶酶活性；4、有機(jī)生生物制劑包包括有機(jī)農(nóng)農(nóng)藥、殺蟲蟲劑、除草草劑的生物物降解及其其對環(huán)境污污染的影響響等。（五）土壤壤地理學(xué)1、土壤發(fā)發(fā)生和分類類土壤發(fā)生學(xué)學(xué)是土壤地地理學(xué)的核核心，重點(diǎn)點(diǎn)研究土壤形成與與自然成土土因子和人人為活動的的復(fù)雜關(guān)系系，并在此基基礎(chǔ)上，根根據(jù)土壤的的發(fā)生發(fā)育育過程、土土壤診斷學(xué)學(xué)屬性進(jìn)行行土壤分類類。2、土壤分分布規(guī)律土壤是一個(gè)個(gè)時(shí)間上處處于動態(tài)、、空間上具具有垂直和和水平方向向上分異性性的三維連連續(xù)體。3、土壤調(diào)調(diào)查制圖和和土壤質(zhì)量量評價(jià)應(yīng)用現(xiàn)代新新技術(shù)（如如3S技術(shù)術(shù)），建立立土壤數(shù)據(jù)據(jù)庫和土壤壤信息系統(tǒng)統(tǒng)；研究土土壤質(zhì)量評評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、、指標(biāo)體系系和退化土土壤的恢復(fù)復(fù)重建技術(shù)術(shù)與措施。。二、土壤學(xué)學(xué)與相鄰學(xué)學(xué)科的關(guān)系系1、土壤學(xué)學(xué)與地質(zhì)學(xué)學(xué)、水文學(xué)學(xué)、生物學(xué)學(xué)、氣象學(xué)學(xué)有著密切切的關(guān)系；；2、土壤學(xué)學(xué)與農(nóng)學(xué)、、農(nóng)業(yè)生態(tài)態(tài)學(xué)有著不不可分割的的關(guān)系；3、土壤學(xué)學(xué)與環(huán)境科科學(xué)聯(lián)系密密切。土壤學(xué)形態(tài)、發(fā)生生、分類肥力、保持持、灌溉水文學(xué)hydrology地球化學(xué)土壤學(xué)Soilscience植物營養(yǎng)學(xué)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)和相相關(guān)學(xué)科的的關(guān)系穩(wěn)定性三、土壤學(xué)學(xué)的任務(wù)（一）合理理利用土壤壤水土流失土壤沙化土壤次生鹽鹽漬化土壤污染農(nóng)藥污染肥料污染“三廢”污污染沙河遠(yuǎn)上白云間，孤城一座萬仞山1993年年5月5日日沙塵暴鋒鋒面不合理的土土壤資源利利用和生態(tài)態(tài)環(huán)境遭受受破壞Why自然對人類類的懲罰2002年年4月北京沙塵暴暴（二）中低低產(chǎn)土壤改改良（三）基礎(chǔ)礎(chǔ)理論研究究1、土壤溫溫室氣體形形成機(jī)理、、變化規(guī)律律與減緩?fù)就緩降难芯烤?重點(diǎn)是是CH4、NxOy、CO2)；2、土壤污污染發(fā)生類類型、形成成規(guī)律與防防治途徑研研究；3、土壤退退化時(shí)空變變化、形成成機(jī)理、調(diào)調(diào)控對策；；4、土壤質(zhì)質(zhì)量的演變變機(jī)制、評評價(jià)體系及及恢復(fù)重建建的研究；；5、經(jīng)濟(jì)快快速發(fā)展地地區(qū)土壤環(huán)環(huán)境演變機(jī)機(jī)制與調(diào)控控研究；6、不同地地區(qū)土壤生生態(tài)環(huán)境建建設(shè)及其治治理途徑的的研究；7、土壤與與環(huán)境問題題有關(guān)基礎(chǔ)礎(chǔ)應(yīng)用與開開發(fā)項(xiàng)目的的研究。四、土壤學(xué)學(xué)的研究方方法（一）宏觀觀研究和微微觀研究（二）綜合合、交叉研研究（三）野外外調(diào)查與實(shí)實(shí)驗(yàn)室研究究結(jié)合（四）新技技術(shù)的應(yīng)用用五、21世世紀(jì)土壤科科學(xué)所面臨臨的挑戰(zhàn)來自人口膨膨脹的挑戰(zhàn)戰(zhàn)——如何何保證糧食食的持續(xù)增增產(chǎn)來自全球生生態(tài)環(huán)境的的挑戰(zhàn)———如何保持持土壤的生生態(tài)健康功功能，建立立良好生態(tài)態(tài)環(huán)境來自土壤學(xué)