第5章土壤环境（课件)《环境学》同步教学（高等教育出版社）

第五章 土壤环境 第一节 土壤的组成和基本 性质 第二节 土壤污染和自净 土壤环境 土壤的形成、组成和种类 土壤的结构和性质 土壤的污染与退化 土壤的形成 风化作用 岩石 母质 土壤 成土过程 岩 石 氧和硅为岩石的主要成分，两者占其组成的75%以上，其中氧占约一半，而作为植物所需要的营养元素不仅含量少，而且都以难溶化合物的形态封闭在坚硬的岩石中，处于分散状态，故此需经历一个质变过程，亦即岩石的破碎分解，直至形成母质。 岩石的风化 岩石 外界因素 岩石本身的成分 与性质改变 岩石破碎 风化作用 物理风化 化学风化 生物风化 物理风化 岩石受物理因素作用而逐渐崩解破碎的过程 特点：只能引起岩石形状、大小的变化，而不能改变其矿物组成与化学成分。 成因：地球表面温度的变化；冰冻的挤压；风；冰川等自然动力的磨蚀；植物根系的穿插。 化学风化 岩石受化学因素作用而引起的破坏过程。 特点：不仅是已破碎的岩石进一步变细，同时使岩石发生矿物组成和化学成分的改变，产生新的物质。 成因：溶解；水化作用；水解作用；氧化作用。 岩石在生物的作用下引起的破坏过程。 成因：机械破碎；生物化学作用。 生物风化 地质大循环：岩石风化产物岩石 生物小循环：无机养分生物无机养分 土壤的形成是上述两个循环相互作用的结果 土壤的形成是成土过程与风化作用交织在一起，同时进行的。 成土过程 成土过程的主要影响因素 母质 构成土壤矿物质的基本材料 提供植物必需的养料元素 气候 影响土壤中的物理、化学、生物作用的方向 与进程 生物 只有在母质的基础上出现了生物之后，土壤才能形成 地形 影响热量及水的重新分配；影响母质的分配 时间 时间越长，土壤性质的变化越大 母质是物质基础；气候中的热量因素是土壤能量的最基本来源；生物将无机物变成有机物，将太阳能转化为生物化学能，从而改造了母质，形成了土壤；地形通过对地表物质和能量再分配，间接地影响土壤的形成过程；时间是一个条件，任何一个空间因素或者综合作用的效果随时间的增长而加强。 土壤的物质组成 土壤 固相物质 粒间物质 生 物 体 矿物质: 占固相重量95%左右, 总体积的38%左右 有机物质: 占固相重量5%左右, 总体积的12%左右 气相: 组成与大气有差异 液相: 粒间水分及溶解于其中的物质 昆虫、线虫、节肢动物 微生物 岩石中含有约3000余种矿物，但与土壤有关的不过数十种，按其起源分为原生矿物和次生矿物。 原生矿物：没有发生成矿改变的矿物，有石英、长石、云母等 次生矿物：原生矿物风化后组成与性质发生变化而重新形成的矿物，又称粘土矿物，有蒙脱石、伊利石等。 矿物质是以粗细不同的颗粒形式存在的，即通常说的土壤颗粒。 按粒径大小，土粒分为石砾、沙粒、粉粒和粘粒。 土粒的大小与土壤矿物成分土壤化学成分密切相关。 粘粒以上主要由各种原生矿物组成以石英最多，还有长石、云母等原生硅酸盐矿物；粘粒中原生矿物很少，基本上为次生矿物。 土壤颗粒 来源：各种动植物、微生物残体及人畜粪便。 类型： 非腐殖物质：碳水化合物；有机酸；木质素等。 腐殖质：结构复杂，是微生物作用下形成的性质稳定的新的高分子化合物。其形成分两个阶段：首先产生构成腐殖质主要成分的原始材料；将上述原始材料通过缩合与聚合作用，形成腐殖质的单体分子。 有机质 土壤腐殖质的作用 土壤养分的主要来源 促进土壤养分有效化 形成土壤结构 减轻污染 其它 土壤水 主要来自降水，同时还有灌溉水和地下水。 形态分为固态水、液态水和气态水 液态水：吸湿水、膜状水、毛管水、重力水。 土壤空气 二氧化碳高于大气十到数百倍，氧气仅占十分之一左右。 土壤水与空气 土壤的种类 土壤的分级 土壤的地带性 水平地带性 垂直地带性 区域地带性 土壤的结构和环境特性 土壤的结构 形态结构 土壤的环境特性 酸碱性（pH值） 缓冲性 氧化还原状况 土壤胶体 土壤中的矿物质颗粒，在大多数情况下不是以单粒状态存在，而是互相粘聚或者被胶结成大小、形状、性质不同的土片、土块、土团甚至团聚体。 结构类型：块状及棱块状，柱状及棱柱状，片状，单粒结构及团粒结构。 土壤的形态结构 形成机制 土粒的粘聚 粘粒的凝聚作用 有机质的胶结作用 难溶性化合物的胶粘作用 水膜的粘结作用 土壤结构的成型 生物作用