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你可能喜欢中科院水保所博士题土壤学 名词解释: 1999 硅四面体:是硅酸 盐晶体 结 构 中 的基 本构 造单 元 ? 它 是 由位 于中 心的 一个 硅原子 与 围绕 它的 四个 氧原 子所构 成 的配 阴离 子 硅四面体: [SiO4]4-,因周围的四个氧原子分布成配位四面体的形式, 故名 ? 胡酶酸 :humilic acid 又称褐腐酸 ? 土壤中只溶于稀碱而不溶于稀酸的棕至暗褐色的腐殖酸 ? 含碳和氮的数量稍高于富啡酸,而 氢 ? 氧则相对较低 ? 分子量较大, 芳化度高而离解度较小 ? 其稳定性很强,平均停留时间可达 80~3000 年 ? 土壤孔隙度(2006) 土壤孔隙度(2006):即土壤孔隙占土壤总体积的百分比, 可根据土壤容重和比重计算而得 ? 公式为: (2006) 土壤孔隙度(%)=(1-容重/比重)×100 塑性指数:塑性是表征粘性土物理性能一个重要特征,一般用塑性指数来表示;液限与塑限的差值称为塑性指数 IP,即 IP=WL-WP ? 塑性指数 过去的研究表明, 粘性土的许多力学特性和变形参数均与塑性指数有密切的关系 ? 土壤缓冲作用:在自然条件下,土壤 pH 值不因土壤酸碱环境条件的改变而发生剧烈的变化,而是保持在一定的范围内,土壤这种特殊的抵抗 土壤缓冲作用 能力,称为缓冲性? 土壤缓冲作用是因土壤胶体吸收了许多代换性阳离子,如 Ca2+? 缓冲作用? 土壤缓冲作用的大小与土壤代换量有关,其随代换量的增大而增大? :流体流过孔隙介质时,其流速与流动方向上的压力梯度成正比? 反映水在岩土孔隙中渗流规律的实验定律 ? 达西定律
由法国水力学家 H.-P.-G.达西在
年通过大量实验得出 ? 其表达式为 Q=KFh/L 式中 Q 为单位时间渗流量,F 为过水断面,h 为总水头损失（总水势差）,L 为渗流路径长度（水流路径的直线长度）,I=h/L 为 水力坡度,K 为渗透系数（土壤饱和导水率）? 关系式表明,水在单位时间内通过多孔介质的渗流量与渗流路径长度成反比,与过 水断面面积和总水头损失成正比 ? 从水力学已知,通过某一断面的流量 Q 等于流速 v 与过水断面 F 的乘积,即 Q=Fv ? 或,据此,达 西定律也可以用另一种形式表达 v=KI v 为 渗 流速度 ? 上式表 明, 渗流 速度与 水力坡 度一次方 成正比 ? 说明水 力坡度与渗 流速度 呈线性 关系,故又称 线性渗 流定 律? 达西定律适用的上限有两种看法:一种认为达西定律适用于地下水的层流运动;另一种认为并非所有地下水层流运动都能用达Mg2+? Na+等可对酸起缓冲作用,H+?Al3+可对碱起西 定律 来表 述,有些 地下 水层 流运 动的 情况 偏离 达西定律 , 达西定 律的 适应 范围 比层 流范 围小 ?Buckingham(1907)首 先将 毛管势代入 Darcy 定律，推导出非饱和土壤水运动方程（通常称为 Buckingham-Darcy 方程） ，创立了水向土中入渗模型的理论基础。 牛顿流体 Buckingham 水平裂缝层流方程：q=h 3?P h3 K= 12 ?L ， 12dψ dx dψ dx非饱和达西定律方程q = ? K (ψ m )下降的方向。式中：q 为非饱和水通量，K (ψ m )为非饱和导水率；为总水势梯度；-表示水流方向指向总水势梯度这个定律说明水通过多孔介质的速度同水力梯度的大小及介质的渗透性能成正比 ? 这种关系可用下列方程式表示:V=K[(h2-h1)÷L] ? 其中 V 代表水的流速,K 代表渗透力的量度(单位与流速相同, 即长度/时间),(h2-h1)÷L 代表地下水水位的坡度(即水力梯 度 ) ? 因为 摩擦 的关 系, 地下水 的运 动比 地表 水缓 慢得 多 ? 可以 利用 在井中 投放 盐或染 料 ,测 定渗流 系数 和到 达另 一井 内所 需 的 时间? 在美国佛罗里达的含水层中,曾沿着多口水井,采用碳 14 方法测定地下水的年龄 ? 结果测出渗流系数为每年 7 米 ? 在渗透性 能良好的介质中,渗流系数可高达每日 6 米 ? 美国还测得过每日 235 米的纪录 ? 不过,在许多地方,速率通常是每年不超过 30 米?+ -硝化过程:是氨(铵)态氮经生物氧化作用生成硝态氮,反应的第一步是 NH4 (或 NH3)→NO2 ,,第二步是 NO2 → NO3 ? 硝化过程 容积热容量:单位容积土壤每升高 1℃温度时所需的热量? 单位体积的物质,温度变化 1℃所需吸收或放出的热量.单位:J?m-3?k-1 容积热容量?2000 土壤质量 2008:与土壤利用和土壤功能有关的土壤内在属性? 土壤在生态系统界面内维持生产,保障环境质量,促进动物和人类 健 康 行 为的 能力 (Doran&Parkin,1994) ? 在 自 然或 管 理的 生 态 系统 边界 内 ,土壤 具有 动 植 物生 产持 续 性 , 保 持和 提 高 水 ? 气 质量 以及人类健康与生活的能力 ? 2008:覆盖于地球 陆地 表面和 浅水域 底部的 土壤所 构成的 一种连 续体或 覆盖层 ,犹如 地球的 地膜 ,通过 它与 其他圈 层之间 土壤圈 2008 进行物质能量交换 ? pedosphere 地球表面与大气圈? 水圈? 生物圈及岩石圈相交界并进行物质循环? 能量交换的圈层?富里酸 :腐植(殖)酸溶于水或稀酸的部分, 对某些土壤的淋溶和淀积 起很大的作用 ? 颜色较浅, 多呈黄色 ? 主要由碳 ? 氢 ? 氧和 氮等元素构成, 碳氢比值较低 ? 分子结构方面芳香核的聚合度较小, 官能团中酚羟基和甲氧基的数目比较多 ? 穿透曲线:用 层 析 柱 做 层 析时,在 一 定 波 长 的 紫 外 下 检测 ,当 溶 质 流 出 层 析 柱 ,紫 外检测 会 有 峰 出 现 ,所 得 的 这条曲 线 被 称 为 穿 透 穿透曲线 曲线 ? 盐基饱和度: 盐基饱和度 土壤吸附的交换性盐基离子占交换性阳离子总量的百分数? 酸 基离 子 :H+ ? Al3+ 盐 基离 子 :K+ ? Na+ ? Ca2+ ? Mg2+等 BS 真正反映土壤有效(速效)养分含量的大小, 是改良土壤的重要依据之一 ? 盐基饱和度是指土壤吸附交换性盐基总量的程度 ? 土壤 吸附 性阳 离子 ,根 据其 解吸 后的 化学 特性 可区 分为 致酸 的非 盐基 离子 (如 氢和 铝离 子 )与非 致酸 的盐 基离 子( 如 钙 ? 镁 ? 钠 等) 两大类 ? 当土壤胶体所吸附的阳离子基本上属于盐基离子时,称为盐基饱和土壤, 呈中性 ? 碱性 ? 强碱性反应;反之,当非盐基离 子占相当大比例时,称为盐基不饱和土壤, 呈酸性或强酸性反应 ? 土壤盐基饱和度以土壤的交换性盐基总量占土壤阳离子代换量 的百分比表示 ? 盐基饱和度的大小, 可用作施用石灰或磷灰石改良土壤的依据 ? 粘化过程: 粘化过程 土体中粘粒的生成或淋溶? 淀积而导致粘粒含量增加的过程? 尤其在温带和暖温带半湿润半干旱地区,土体中水热条件比较稳 定,发生较强烈的原生矿物分解和次生粘土矿物的形成,或表层粘粒向下机械淋洗(lessivage)? 一般在土体中? 下层有明显的粘粒聚积, 形成一个相对较粘重的层次,称粘化层? 土壤通气性:土壤通气性是指土壤空气与大气之间不断进行气体交换的性能,又叫做土壤的呼吸作用? 维持土壤适当的通气性,是保证土壤 土壤通气性 空气质量? 维持土壤肥力不可缺乏的条件? 2001 富铝化阶段 这是岩石风化的最后阶段? 硅铝风化壳进一步受到高温多雨的风化淋溶,不但风化壳中的盐基彻底淋失,而且硅铝酸盐分 富铝化阶段: 解出的硅酸也大量淋失,Al2O3 和少量 Fe2O3 残积在风化壳或土壤中,故称富铝化阶段? Fe2O3 水化物含量虽然很少,但常使风化壳染成砖红 色,故又称为砖红壤风化壳? 富铝风化壳很深厚常达几十米,甚至几百米,呈酸性反应,粘土矿物主要是高岭石? 水铝石? 赤铁矿和硬锰矿 等? 2010: 土壤有机质 2010 土壤有机质是指土壤中含碳的有机化合物 ? 无效孔隙: 无效孔隙 土壤孔隙是指土壤中大小不等? 弯弯曲曲? 形状各异的各种孔洞,单位土壤容积内孔隙所占的百分数,称为土壤孔隙度(或孔度)? 根据孔隙中的土壤水吸力大小将孔隙划分为三种类型:非活性孔隙,也称无效孔隙? 束缚水孔隙或微孔隙,是土壤中最细的孔隙,当量孔径小于 0.002mm,根毛和微生物不能进入此孔隙;毛管孔隙,当量孔径为 0.02~0.002mm,由于此种孔隙的毛细管作用非常明显,所以称为毛管 孔隙;通气孔隙,孔隙的当量孔径&0.02mm,水分在重力的作用下迅速排出土体,或下渗补充地下水,成为通气的通道? 通气孔隙可分为粗孔 和中孔,前者有利于排水,植物的细根可伸入其中;后者是原生动物? 真菌和根毛的栖身地? 通气孔隙的多少决定土壤的通透性能? 白浆化过程: 白浆化过程:系指土壤表层由于上层滞水而发生的潴育漂洗过程? 多发生在较冷凉的湿润地区,由于土壤质地粘重,透水不良,土壤表层经 常处于周期性滞水状态,从而引起铁? 锰还原? 当水分过多时,一部分低价铁锰以侧渗方式流出土层之外,一部分随着沿裂隙下溢的水流淀 积于淀积层的结构面上? 与此同时,土壤粘粒也发生机械淋洗? 未被淋走的铁锰,在临时滞水消失? 氧化过程占优势时又被氧化固定? 由 于铁? 锰的淋失和淀积,在土壤腐殖质层之下就出现白色土层,成为白浆化过程的主要特征? 白浆化过程主要发生于白浆土内,黑土中也有 不同程度的表现? 土壤肥力: 2002 土壤肥力:土壤能供应与协调植物正常生长发育所需的养分和水? 气? 热的能力? 是土壤为植物生长提供和协调营养条件和环境条件 的能力? 是土壤各种基本性质的综合表现,是土壤区别于成土母质和其他自然体的最本质的特征,也是土壤作为自然资源和农业生产资料 的物质基础? 土壤肥力按成因可分为自然肥力和人为肥力? 前者指在五大成土因素(气候? 生物? 母质? 地形和年龄)影响下形成的肥力,主要存在于未开垦的自然土壤;后者指长期在人为的耕作? 施肥? 灌溉和其他各种农事活动影响下表现出的肥力,主要存在于耕作(农田) 土壤? 湖积体: 湖积体:原湖泊底部的沉积物质,以后由于湖水位的下降或陆地上升而出露的一种母质? 同晶置换: 同晶置换:矿物结晶时,有些原子(离子)可被性质相似? 大小相近的其他原子(离子)替换并保持原来的结构? 同晶替代(2006):矿物结晶时, 晶体结构中由某种离子或原子占有的位置,部分被性质类似? 大小相近的其他离子或原子占有,但晶体结构型式基本不变? 如土壤中水云 母? 蒙脱石等粘土矿物晶体形成时常发生 AP+替代 SP3 或 M2 替代 A13 的现象,晶形基本不变,但使晶体中电价不平衡,产生剩余负电荷,从而吸 附阳离子? 这是土壤能保持养分的重要原因之一? 硅铝铁率:silica-sesquioxide ratio 又有 “Saf 值” 的别称? 土壤黏粒中的氧化硅与氧化铝? 氧化铁的莫耳比率? 以 SiO2/(Al2o3+Fe2O3) 硅铝铁率 或 SiO2/R2O3 表示? 潜性酸:土壤胶体所吸附的 H+或 Al3+所引起的酸度? 当这些离子通过离子交换作用进入土壤溶液中之后,既可增加土壤溶液的氢离子浓度 潜性酸? 只有盐基不饱和土壤才有潜性酸度? v 土:是具有≥50cm 厚的人为土粪堆垫层的人为影响下形成的土壤? “v ”的意思即土壤象楼房一样,是人堆垫形成的两层,上层为土粪堆垫层,下面是原来的黄土? v 土主要分布在关中平原区,那里有着悠久的农耕历史和施用土杂肥的习惯? v 土具有 Ap1-Ap2-Bc-Bt-Bk-C 剖 面构造,复合剖面的形成主要是由于环境变化引起成土强度发生变化的结果;Ap 层是 2000a 以来人类施加土粪? 农业耕作和粉尘堆积同时 作用的综合产物,其特征主要受到人类活动强度和方式的控制,Bc 层是 aB.P.期间风尘自然堆积的产物,成土强度较弱;Bt 是全新 世大暖期的自然产物? 土壤水库: 土壤水库:指土层深厚，结构疏松，质地良好的土壤，对水分（土壤接纳的天然降水等）具有良好的渗透性、持水性、移动性及其相对稳定性的特征。土壤水库是仿照地面水库而提出的一个概念,认为土壤具有像地面水库一样蓄存一定的水量供人类利用的蓄水库容.土壤水库 具有以下特点:①它通常是天然的,人工很难建造;②库容大小取决于土壤类型和非饱和土壤层的厚度,要求有足够的水源补给,蓄存的水分 主要是毛管水,所蓄存的水是非重力水;③由于蓄存的水是非重力水,不能象重力水那样人工抽取利用,所以水库的调节靠土壤人渗和作物 吸水利用来实现;④土壤水库的库容一般用单位面积土壤蓄水能力和蓄水量,即折算为水层深度(mm)计量,而不用蓄水体积(m,)计;⑤土壤 水库的供给源通常是降水和灌溉,消耗于土壤蒸发;⑥土壤水库的周期与地面水库一致,约为 1a. 2009: 土壤导热率 2009:土壤导热率用来表示传导土壤热量的强度,通常用λ表示,其表示 1cm 厚度的土层,温度差 1℃时,每秒钟经断面 1 平方 cm 通过的热量的焦耳数,单位:J/cm.s.℃? 有效肥力:指耕作土壤中能被作物直接利用,能产生经济效益的那部分肥力? 是自然肥力和人工肥力的综合效应? 影响因素:生态环境 2004 有效肥力 条件? 对土壤的投入? 衡量指标:农作物产量? : 土壤容重 :单位体积自然状态下土壤(包括土壤空隙的体积)的干重,是土壤紧实度的一个指标? 一定容积的土壤(包括土粒及粒间 的孔隙)烘干后的重量与同容积水重的比值? 块状结构: 块状结构:是结构体三轴大体均衡发展,外形不规则? 边面不明显的一种似立方体结构? 常见的有小块状(直径 5―10 毫米)? 中块状(10― 20 毫米)? 大块状(&20 毫米)? 块状结构易形成于缺乏有机质的粘重土壤和质地较轻的心土层? 具有这种结构的土壤,往往湿时粘韧,干时 坚硬,适耕性差,宜耕期短? 块状结构多是耕作质量差的一种表现? 母质: 母质: 风化作用使岩石破碎,理化性质改变,形成结构疏松的风化壳,其上部可称为土壤母质? 如果风化壳保留在原地,形成残积物,便称为 残积母质;如果在重力? 流水? 风力? 冰川等作用下风化物质被迁移形成崩积物? 冲积物? 海积物? 湖积物? 冰碛物和风积物等,则称为 运积母质? 成土母质是土壤形成的物质基础和植物矿质养分元素(氮除外)的最初来源? 母质代表土壤的初始状态,它在气候与生物的作用 是土壤形成的物质基础和植物矿质养分元素(氮除外) 是土壤形成的物质基础和植物矿质养分元素 下,经过上千年的时间,才逐渐转变成可生长植物的土壤? 母质对土壤的物理性状和化学组成均产生重要的作用,这种作用在土壤形成的初 期阶段最为显著? 随着成土过程进行得愈久,母质与土壤间性质的差别也愈大,尽管如此,土壤中总会保存有母质的某些特征? 土壤耕性: 土壤耕性:有关土壤耕作难易,影响幼苗萌芽及作物根系生长的土壤物理性质? 包括耕作的难易? 耕作质量和宜耕期的长短? 土壤流失: 2005 土壤流失:土壤及其他地表组成物质在水力? 风力? 冻融? 重力和人为活动等作用下,被破坏? 剥蚀? 转运和沉积的过程? 中国水土 流失强度分为:微度? 轻度? 中度? 强度? 极强度? 剧烈等六级? 水土流失： 水土流失：是指由水力、风力、重力等作用造成水土资源和土地生产力的破坏和损失。 2011: 土壤结构 2011:是指土壤颗粒(包括团聚体)的排列与组合形式? 土壤结构是成土过程或利用过程中由物理的? 化学的和生物的多种因素综 合作用而形成,按形状可分为块状? 片状和柱状三大类型;按其大小? 发育程度和稳定性等,再分为团粒? 团块? 块状? 棱块状? 棱柱状? 柱状和片状等结构? 土壤基质势: 它包括了全部通过固相物质对水所产 土壤基质势: 由土壤基质(固体)的吸附力和毛管力造成的势能? 基质势是土壤固相物质影响的量度， 生的作用力，如毛管力、表面分子吸引力等对水所产生的一切作用。 土壤相对含水量: 土壤相对含水量:将土壤含水量换算成占田间持水量或全蓄水量的百分数,以表示土壤水的相对含量,计算公式如下:旱地土壤相对含水量 (%)=土壤含水量/田间持水量×100% 水田土壤相对含水量(%)=土壤含水量/全蓄水量×100%区别在含水率计算公式的分母上,分子都是水分的重量,相对含水率的分母是湿土壤 的重量,绝对含水率的分母是干土壤的重量? 2008: 土壤热扩散率 2008:指在标准状况下,在土层垂直方向上每 cm 距离内,温度差为 1℃时,每秒钟流入 1cm^2 土壤断面面积的热量,使单位体积 (1cm^3)土壤所发生的温度变化? D=λ/(CV)=cm^2/S 衡量土壤温度变化 2008: 土壤年龄 2008: 土壤形成的时间? “土壤年龄”是指土壤的发育程度,而不是指年数,也就是通常所谓的相对年龄? 发育程度高的土壤,所 经历的时间大多比发育程度低的土壤长? 但是有些土壤所经历的时间虽然很长,然而由于某种原因,其发育的程度仍停留在比较低的阶段?SVAT:土壤-植被-大气传输模型。 SVAT: 土壤生产力: 土壤生产力:土壤生产力是指特定地区土壤在一定管理方式下生产某种作物或一系列作物的水平，是土壤产出农产品的能力。它是由一系 列土壤物理化学性质构成的综合特性。土壤对农? 林? 牧业生产表现出的经济产量? 生物量及产品质量高低的能力? 包括两方面的含:一 是经过耕作管理和培肥措施,能够获得的产品量和生物量? 当量孔径: 当量孔径:是指与一定土壤水吸力相当的孔径? 当量孔径又叫有效孔径? 它与孔径的形状及其均匀性无关? 土壤吸水力与当量孔径的关系 式计算:d=3/T,式中:d―当量孔径,单位为T―土壤所承受的吸力(土壤水吸力),单位为 mbar 或 cmH2O 高度? 当量孔径与土壤水吸力成反 比,孔隙越小,土壤水吸力越大? 每一当量孔径与土壤水吸力相对应? 土壤有效水: 土壤有效水 土壤中可以被植物有效利用的水分? 通常为田间持水量和土壤萎焉系数间的水量? 是土壤保水特性的一个指标,越接近于田 间持水量,其可利用性越强;越接近于土壤萎焉系数,其可利用性越差? 溶质势: 溶质势:土壤水中溶解的溶质而引起土水势的变化,也称渗透势,一般为负值? 溶质势的大小等于土壤溶液的渗透压,但符号相反? 将单位 水量从一个平衡的土-水系统中移到一个没有溶质而其他状态均相同的水池时所作的功?入渗: 入渗:水流从表面渗入土壤的物理现象? 2007 土壤导水率 2011:土壤中单位水力势梯度下水的通量密度? 土壤有机质: 土壤有机质:土壤有机质是指土壤中含碳的有机化合物? 粘粒: 粘粒:前苏联卡庆斯基制土粒分级(简明系统):&0.01mm 的颗粒,称为物理性粘粒;科研中常用的分级标准是小于 0.002mm 粘粒? 土水势: 土水势:土壤水在各种力的作用下，其自由能与相同条件自由纯水的自由能的差值，符号Ψ? 土壤胶体:土壤胶体是指颗粒直径小于 0.001mm 或 0.002mm 的土壤微粒? 土壤胶体 2008: 土壤污染 2008:当排入土壤的废物数量超过土壤的自净能力,破坏了土壤系统原来的平衡,引起土壤系统成分? 结构和功能的变化,就发生 了土壤污染? 2008 土壤质量 土壤圈 Darcy 定律 土壤年龄 土壤污染 土壤热扩散率 Darcy2009 土壤质量 土壤容重 Darcy-Buckingham 定律 土壤侵蚀 面源污染 土壤导热率 土壤侵蚀: 土壤侵蚀:地表土壤和松散物质被各种外营力剥离? 搬运和堆积的过程? 面源污染: 面源污染:也称非点源污染(Non-point Sourse Pollution,NPS),是指溶解和固体的污染物从非特定地点,在降水或融雪的冲刷作用下,通 过径流过程而汇入受纳水体(包括河流? 湖泊? 水库和海湾等)并引起有机污染? 水体富营养化或有毒有害等其他形式的污染? 2010 土壤有机质 土壤空间变异性 土壤质量 土壤氧化还原电位 土壤容重 土壤地带性土壤空间变异性: 土壤空间变异性:自然界土壤的分布极为复杂,田间实际情况表明,在土壤质地相同的区域内,土壤特性(物理? 化学及生物性质)在同一时 刻? 各个空间位置上的量值并不相同,这种属性即称为土壤特性的空间变异性? 土壤氧化还原电位: 土壤氧化还原电位:氧化还原电位(redox potential)是长期惯用的氧化还原强度指标,它可以被理解为物质(原子? 离子? 分子)提供或接受电子的趋向或能力? 物质接受电子的强烈趋势意味着高氧化还原电位,而提供电子的强烈趋势则意味着低氧化还原电位? 将各常数值 代入式(9―2),在 25℃时,并采用常用对数,则有: (9―3)(9―3)式中,Eh 的单位为伏特? 在给定的氧化还原体系中,E0 和 n 也为常数,所以[氧化态]/[还原态]的比值决定了 Eh 值高低? 比值愈大,Eh 值愈高,氧化强度愈大;反之,则还原强度愈大? 土壤溶质迁移的机制: 土壤溶质迁移的机制:土壤溶质在土壤中的迁移转化形式及原理和规则? 成土因素: 成土因素:影响或控制土壤形成(方向和强度)的环境因素? 包括自然成土因素和人为成土因素? 前者包括气候? 生物? 母质? 地形和时间 (年龄);后者指人类的耕垦? 施肥和灌溉等活动? 土壤地带性: 土壤地带性:在成土因素中,生物? 气候以及地质因素都具有特定的地理规律性,因此土壤类型在地理空间的分布与组合也必然呈现有规律 的变化,这就是土壤分布的地理规律,亦称土壤分布的地带性? 这是土壤的广域分布规律,它反映了土壤发生性状在空间大尺度上与生物― 气候带大致相吻合的现象,简称土壤的地带性(Soil zonality)? 斯托克斯定律(Stokes Law,1845):是指与粘滞力相比,惯性力可以忽略的情况下斯托克斯导出的阻力表达式? 因为气溶胶粒子小? 运动速 斯托克斯定律 : 度低,大部分气溶胶粒子的运动属于低雷诺数区,所以斯托克斯阻力定律广泛用于气溶胶研究? 与牛顿阻力定律相对应,经常把斯托克斯阻 力定律可以应用的区间称为“斯托克斯区”,把能应用斯托克斯定律得粒子称为“斯托克斯粒子”? 土壤氧化还原: 土壤氧化还原:土壤中有多种氧化物质和还原物质共存,氧化还原反应就发生在这些物质之间? 氧化还原反应始终存在于岩石风化和母质 成土的整个土壤形成发育过程中,对物质在土壤剖面的移动和剖面分异? 养分的生物有效性? 污染物质的缓冲性等有深刻影响? 这一过程 在土壤中特别是土壤溶液中一直在广泛进行着? 模型: 土壤溶质迁移的 CDE 模型:对流-弥散方程(Convection - dispersion equation , CDE)? 成土过程: 成土过程:成土过程也叫土壤形成过程,是指在各种成土因素的综合作用下,土壤发生发育的过程? 它是土壤中各种物理? 化学和生物作用 的总和,包括岩石的崩解,矿物质和有机质的分解? 合成,以及物质的淋失? 淀积? 迁移和生物循环等? 2011 土壤结构 土壤时空变异性土壤质量因子 土壤导水率 土壤地带性 土壤水分再分布: 土壤水分再分布:是指当入渗停止,有由于土壤水入渗而进入土层内的水分在水势梯度作用下还将继续运动,这个过程称为土壤水的再分布? 无土壤水分特征曲线: 土壤水分特征曲线:土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的,其关系曲线称为土壤水分特征曲线,土壤水分特征曲线表示土 壤水的能量和数量之间的关系,是研究土壤水分的保持和运动所用到的反映土壤水分基本特性的曲线? 时间稳定性: 时间稳定性:土壤水分含量随着时间和空间位置变化而变化,但是当在不同时间下对空间位置上不同点的土壤水分含量按大小排序时,某些 点的土壤水分含量排序在一定概率下具有不变性,这种现象就叫做时间稳定性,这些样点就是时间稳定性点? 简答题论述题 试述土壤有机质在提高土壤肥力上的作用土壤有机质的含量与土壤肥力水平是密切相关的? 虽然有机质仅占土壤总量的很小一部分,但它在土壤肥力上起着多方面的作用却是显著 的? 通常在其他条件相同或相近的情况下,在一定含量范围内,有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关? 1 有机质是植物营养的主要来源 土壤有机质中含有大量的植物营养元素,如 N? P? K? Ca? Mg? S? Fe 等重要元素,还有一些微量元素? 土壤有机质经矿质化过程释放大量 的营养元素为植物生长提供养分;有机质的腐殖化过程合成腐殖质,保存了养分,腐殖质又经矿质化过程再度释放养分,从而保证植物生长 全过程的养分需求? 有机质的矿质化过程分解产生的 CO2 是植物碳素营养的重要来源,据估计,土壤有机质的分解及微生物和根系呼吸作用产生的 CO2,每年可达 135 亿七,大致相当于陆地植物的需要量? 由此可见,土壤有机质的矿质化过程产生的 CO2 既是大气中 CO2 的重要来源,也是植物光合和作用 的重要碳源? 土壤有机质还是土壤 N? P 最重要的营养库,是植物速效性 N? P 的主要来源? 土壤全 N 的 92%-98%都是储藏在土壤中的有机 N,且有机 N 主 要集中在腐殖质中,一般是腐殖质含量的 5%,据研究,植物吸收的氮素有 50%-70%是来自土壤? 土壤有机质中有机态 P 的含量一般占土壤全磷的 20%-50%,随着有机质的分解而释放出速效磷,供给植物营养? 在大多数非石灰性土壤中,有机质中有机态硫占全硫的 75%---95%,随着有机质的矿质化过程而释放,被植物吸收利用? 土壤有机质在分解转化过程中,产生的有机酸和腐殖酸对土壤矿物部分有一定的溶解能力,可以促进矿物风化,有利于某些养分的有效化? 一些与有机酸和富里酸络合的金属离子可以保留在土壤溶液中,不致沉淀而增加其有效性? 土壤腐殖质与铁形成的某些化合物,在酸性或碱性土壤中对植物及微生物是有效的 2 促进植物生长发育 土壤有机质,尤以其中胡敏酸,具有芳香族的多元酚官能团,可以加强植物呼吸过程,提高细胞膜的渗透性,促进养分迅速进入植物体?胡敏酸的钠盐对植物根系生长具有促进作用,试验结果证明胡敏酸钠对玉米等禾本科植物及草类的根系生长发育具有极大的促进作 用? 3 改善土壤的物理性质 有机质在改善土壤物理性质中的作用是多方面的,其中最主要? 最直接的作用是改良土壤结构,促进团粒状结构的形成,从而增加土壤 改良土壤结构,促进团粒状结构的形成, 改良土壤结构 的疏松性, 的疏松性,改善土壤的通气性和透水性? 腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂,土壤中的腐殖质很少以游离态存在,多数和矿质土粒相互结合,通过功能基? 氢键? 范德华力 等机制,以胶膜形式包被在矿质土粒外表,形成有机-无机复合体? 所形成的团聚体,大? 小孔隙分配合理,且具有较强的水稳性,是较好的 结构体? 土壤腐殖质的粘结力比砂粒强,在砂性土壤中,可增加砂土的粘结性而促进团粒状结构的形成? 腐殖质的粘结力比粘粒小,一般为 粘力的 1/12,粘着力为粘粒的 1/2,当腐殖质覆盖粘粒表面,减少了粘粒间的直接接触,可降低粘粒间的粘结力,有机质的胶结作用可形成较 大的团聚体,更进一步降低粘粒的接触面,使土壤的粘性大大降低,因此可以改善粘土的土壤耕性和通透性? 有机质通过改善粘性,降低土 壤的胀缩性,防止土壤干旱时出现的大的裂隙? 土壤腐殖质是亲水胶体, 土壤腐殖质是亲水胶体,具有巨大的比表面积和亲水基团,据测定腐殖质的吸水率为 500%左右,而粘土矿物的吸水率仅为 50%左右,因 此,能提高土壤的有效持水量,这对砂土有着重要的意义? 腐殖质为棕色呈褐色或黑色物质,被土粒包围后使土壤颜色变暗,从而增加了土壤吸热的能力,提高土壤温度 提高土壤温度,这一特性对北方早春 提高土壤温度 时节促进种子萌发特别重要? 腐殖质的热容量比空气? 矿物质大,而比水小,导热性居中,因此,土壤有机质含量高的土壤其土壤温度相对 较高,且变幅小,保温性好? 4 促进微生物和土壤动物的活动 土壤有机质是土壤微生物生命活动所需养分和能量的主要来源? 没有它就不会有土壤中所有的生物化学过程? 土壤微生物的种群, 微生物生命活动所需养分和能量的主要来源 数量和活性随有机质含量增加而增加,具有极显著的正相关? 土壤有机质的矿质化率低,不会像新鲜植物残体那样对微生物产生迅猛的激 发效应,而是持久稳定地向微生物提供能源? 因此,富含有机质的土壤,其肥力平稳而持久不易造成植物的徒长和脱肥现象? 土壤动物中有的(如蚯蚓等)也以有机质为食物和能量来源;有机质能改善土壤物理环境,增加疏松程度和提高通透性(对砂土而言 则降低通透性),从而为土壤动物的活动提供了良好的条件,而土壤动物本身又加速了有机质的分解(尤其是新鲜有机质的分解)? 进一步改 善土壤通透性,为土壤微生物和植物生长创造了良好的环境条件? 5 提高土壤的保肥性和缓冲性 土壤腐殖质是一种胶体,有着巨大的比表面和表面能,腐殖质胶体以带负电荷为主,从而可吸附土壤溶液中的交换性阳离子如 K ? NH4 ? ?2+? 2+ + +CaMg 等,一方面可避免随水流失,另一方面又能被交换下来供植物吸收利用? 其保肥性能非常显著?土壤腐殖质和粘土矿物一样,具有较强的吸附能力,但单位质量腐殖质保存阳离子养分的能力比粘土矿物大几倍至几十倍,因此,土壤有机 质具有巨大的保肥能力?+腐殖酸本身是一种弱酸,腐殖酸和其盐类可构成缓冲体系,缓冲土壤溶液中 H 浓度变化,使土壤具有一定的缓冲能力? 更重要的是腐殖质是 一种胶体,具有较强的吸附性能和较高的阳离子代换能力,因此,使土壤具有较强的缓冲性能?6 有机质具有活化磷的作用 土壤中的磷一般不以速效态存在,常以迟效态和缓效态存在? 因此土壤中磷的有效性低? 土壤有机质具有与难溶性的磷反应的特 性,可增加磷的溶解度,从而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利用率? 此外,土壤腐殖酸被证明是一类生理活性物质,它能加速种子萌发,增 强根系活力,促进植物生长,对土壤微生物而言,腐殖酸也是一种促进生长发育的生理活性物质? 必须指出的是,有机质在分解时,也能产生一些不利于植物生长或甚至有害的中间物质,特别是在嫌气条件下,这种情况更易发生? 影响土壤氧化还原电位的因素有哪些? 影响土壤氧化还原电位的因素有哪些? (1) 土壤通气状况 通气状况决定土壤空气和土壤溶液中的氧浓度,通气良好的土壤与大气间气体交换迅速,土壤氧浓度高,氧化作用占优势,Eh 亦较高? 通气 不良的土壤则与大气间的气体交换缓慢,加之微生物活动和根系呼吸耗氧,使氧浓度降低,Eh 下降? 在长期渍水条件下,土壤通气状况恶化, 强烈的持续性还原作用会使 Eh 降至很低? 例如,一般森林土壤和农业旱作土壤通气条件良好,Eh 大都在+700~+400沼泽化土壤和水稻土 因渍水而处于嫌气状态,Eh 值大都在+200mv 以下(图 9―5)? 就同一土壤而言,其 Eh 值总是随着水分和通气状况的波动而产生相应的变化? 因此 Eh 值可作为土壤通气性的指标? (2)微生物活动 (2)微生物活动 在通气土壤中,好氧性微生物的有氧呼吸消耗土壤溶液乃至土壤空气中的氧气,活动愈强烈,耗氧愈迅速,因而总是趋于使 Eh 值下降? 当通 气不良或渍水时,土壤中的 O2 逐渐耗竭,厌氧性微生物的活动占优势,微生物夺取有机质或含氧盐(如 NO3- ? SO42-等)中所含的氧,形成大 量复杂的有机或无机还原性物质,使 Eh 急剧降低? (3)土壤中易分解有机质的含量 (3)土壤中易分解有机质的含量 土壤中易分解有机质主要是指其生物有机质部分的某些有机物? 这些有机物本身具有一定的还原性,可以显著降低土壤氧化还原电位? 另 一方面,在一定的通气条件和适当的湿度条件下,有机质分解主要是由微生物完成的耗氧过程? 土壤中易分解的有机质愈多,耗氧愈多,氧 化还原电位降低的趋势愈明显? 例如,大多数森林土壤表层有机质含量很高,其 Eh 值也比下层低数十至数百毫伏(图 9―5)? 尤其值得指出的是,阶段性渍水土壤 Eh 值迅速? 大幅度降低往往与含有较多的易分解有机质密不可分,因为只有在较充足的有机基质(物源 和能源)存在时,厌氧性微生物才能大量繁殖,并产生大量的比基质更为还原的中间产物或终产物? (4)土壤中易氧化或易还原的无机物状况 (4)土壤中易氧化或易还原的无机物状况 土壤中易氧化的还原态无机物质愈多,则还原条件愈发达,并且抗氧化的平衡作用也愈明显? 但由于许多易氧化的还原态无机物质与氧能 直接起反应(如 Fe2+),因此在通气条件下电位会很快上升,而这些物质也就很快地被氧化了? 相反,土壤中易还原的氧化态无机物质愈多,抗还原的能力就愈强? 例如,土壤中含有大量氧化铁? 锰和较多硝酸盐时,可以削弱还原条件, 显著延缓和减轻 Eh 下降的速度和程度? 所以可把氧化铁? 锰(尤其前者)当作渍水土壤氧化还原状况的调节剂? (5)土壤 (5)土壤 pH 值 如前所述,对于一个具体的氧化还原体系来说,其S Eh/SpH = -59mv 或为其不同比例(m/n)的倍数? 土壤作为一个多体系共存的混合体,其 Eh―pH 关系要复杂得多? 对于通气良好的自然土壤和旱作土壤,由于氧体系起主导作用,所以据实验,其S Eh/SpH 值接近-59mv(氧体系的 理论值)? 而对还原性土壤(如水稻土和沼泽土)来说,由于还原性有机物和亚铁起重要作用,其S Eh/SpH 变化在-60~-150mv 之间(与 Fe2+ 有关的主要氧化还原反应S Eh/SpH 为-0.177 或-0.236mv,表 9―2)? (6)植物根的代谢作用 (6)植物根的代谢作用 植物根分泌物可以直接或间接影响根际土壤的氧化还原状况? 一般植物根可向根际土壤中分泌大量的碳水化合物和有机酸? 氨基酸类物 质,这些物质本身具有一定的还原性,有一部分能直接参与根际土壤的还原反应;尤其是根分泌物造成特殊的根际微生物活动条件,对微域 氧化还原状况产生显著影响? 跟分泌物往往导致根际 Eh 值降低,很多植物根际的 Eh 值要比根外土体低几十至上百毫伏;尽管根际 pH 值往 往较低,但并不足以抵制 Eh 值的下降? 湿生植物的情况则完全不同,它们的根系往往分泌氧,使根际土壤的 Eh 值较根外土体高几百毫伏? 上述诸因素并不是孤立的,它们相互联系,相互影响,共同控制着土壤的氧化还原状况及其变异性? 只不过在不同的条件下,有着不同的主 导因素? 压实(镇压)对土壤水分特征曲线有何影响?是否影响土壤水分有效性? 压实(镇压)对土壤水分特征曲线有何影响?是否影响土壤水分有效性? 水分特征曲线还受土壤结构的影响,在低吸力范围内尤为明显? 土壤愈实,则大孔隙数量愈减少,而中小孔径的孔隙愈增多,如图 6-10? 因 此,在同一吸力值下,干容重愈大的土壤,相应的含水率一般也要大些,相同水分含量条件下土壤水分的有效性越低? 列出国际上影响最大的三种土壤学刊物,并说明其中一种刊物(SSSAJ) 列出国际上影响最大的三种土壤学刊物,并说明其中一种刊物(SSSAJ)目录中的学科分支? Soil Science Society of America Journal(SoilSci.Soc.Am.J.)《美国土壤学会志》创刊于1976年,全年6期,12开本.该刊主要刊载研究 论文,内容涉及土壤物理学? 矿物学? 化学? 微生物学? 土壤肥力与植物营养? 土壤生成和分类? 水土管理? 森林与牧场土壤以及化肥使 用和技术的最新进展. Soil Biology and Biochemistry(Soil.Biol.Biochem.)《土壤生物学与土壤生物化学》创刊于 1969 年,全年 12 期,16 开本.该刊主要刊登 土壤生物及其生化活动对土壤环境? 植物生长影响等方面的研究论文. Biology and Fertility of Soils(Biol.Fert.Soils)《土壤生物学与土壤肥力》创刊于 1985 年,全年 8 期,16 开本.该刊主要刊登有关生 物体的机能? 活动及其土壤的相互作用等方面的基础和应用研究论文? 快报及评论.PEDOSPHERE['ped?sfi?](土壤圈）内容包括土壤化学、土壤物理学、土壤生物与生物化学、土壤肥力与植物营养、土壤环境与生态学、 土壤微生物学、土壤地理、水土保持、土壤信息与遥感技术、土壤质量与土壤修复等与生物圈、岩石圈、水圈和大气圈密切关联的土壤科 学理论、实验技术及应用的学术研究论文、专题综述、研究简报、书评等。 从国家求和学科发展相结合的角度分析未来土壤学发展方向和在可持续农业中的作用 1 土壤是地球上最宝贵的自然资源 土壤资源是再生资源、土壤资源数量的有限性、土壤资源质量的可变性、土壤资源空间分布上的固定性 土壤是农业最基本的生产资料，是农业可持续发展的基础, 人类消耗的约 80%以上的热量、75%以上的蛋白质和大部分的纤维资料，都直接 来自土壤。土壤是植物生长的介质,动物生产以植物生产为基础，土壤是整个农业生产的基础。随着煤炭、石油等化石能源的枯竭，通过 绿色植物来提取能源是解决人类能源供应危机的重要途径，可以通过对植物产品加工产生新的能源，如玉米通过发酵可以生产酒精、乙烷 来代替汽油，秸秆通过发酵可以生产沼气，代替天然气取暖或发电。目前以生物质能源为代表的生物质经济已经引起了各国的重视，并投 入了大量的资金进行开发。因此，土壤在不远的将来将成为人类能源的生产基地。土壤资源是农业可持续发展的基础。 “民以食为天，食 以土为本” 要保证粮食产量的不断提高，满足日益增加的世界人口的需要，必须以充足的土壤资源和不断提高的土壤质量为基础，促进 。 农业的可持续发展。 土壤是生态系统的重要组成部分：具有生命力的多孔介质，对动植物生长和粮食供应至关重要；净化和存储水分；具有复杂物理、化学和 生物及生物化学过程的自然体，直接影响养分循环和有机废弃物的处理；土壤陆地与大气界面上气体与能量的调节器；生物的栖息地，是 地球生物多样性的基础，是环境中巨大的自然缓冲介质；是常用的工程建筑材料。 研究任务：实现土壤资源开发和高效利用（土壤肥力） ；保护土壤资源，强化国土治理，改善生态环境（土壤退化的时空演变） ；提高水分 利用率（污染物的运移） ；环境变化与保护（全球变化，温室气体） 。 论述土壤水分特征曲线反映的土壤水分特征及在土壤水分运动中的作用， 2000 二、论述土壤水分特征曲线反映的土壤水分特征及在土壤水分运动中的作用，画出同一质地扰动土和原状土的特征曲线并说明差别 的原因。 的原因。(20 分) 烘干土: 烘干土:风干的土壤样品放在烘箱里，在 105℃的温度下烘烤，或者把它放在带有吸湿剂（例如磷酸酐）的干燥器中，每隔一段时间拿出来 称重一次，就会发现土壤样品的重量逐次降低，直到称至恒重时，这时的土壤才算是干燥了，称为烘干土。 吸湿水: 吸湿水:烘干土重新放在常温、常压的大气之中，土壤的重量又逐渐增加，直到与当时空气湿度达到平衡为止，并且随着空气的高低变化 而相应地作增减变动。上述现象说明土壤有吸收水汽分子的能力。以这种方式被吸着的水，称为吸湿水。这种水不能被植物吸收，对于植 物来讲为无效水,即紧束缚水。 膜状水：土粒饱吸了吸湿水之后，还有剩余的吸收力，虽然这种力量已不能够吸着动能较高的水汽分子，但是仍足以吸引一部分液态水， 膜状水 在土粒周围的吸湿水层外围形成薄的水膜，以这种状态存在的水称为膜状水。也成松束缚水。 吸湿系数： 吸湿系数：是指干土从相对湿度接近饱和的空气中吸收水汽的最大量，即吸湿水的最大量与烘干土重量的百分率。 凋萎系数： 凋萎系数：以致植物产生永久凋萎时的土壤含水量。 土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的，其关系曲线称为土壤水分特征曲线，土壤水分特征曲线表示土壤水的能量和 数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动所用到的反映土壤水分基本特性的曲线。 土壤水分特征曲线受多种因素影响。首先，不同质地的土壤，其水分特征曲线各不相同，差别很明显。图是实测的几种土壤的水分特征曲 线（只绘出脱湿过程） ，一般说，土壤的粘粒含量愈高，同一吸力条件下土壤的含水率愈大，或同一含水率下其吸力值愈高。这是因为土 壤中粘粒含量增多会使土壤中的细小孔隙发育的缘故。由于粘质土壤孔径分布较为均匀，故随着吸力的提高含水率缓慢减少，如水分特征 曲线所示。对于砂质土壤来说，绝大部分孔隙都比较大，当吸力达到一定值后，这些大孔隙中的水首先排空，土壤中仅有少量的水存留， 故水分特征曲线呈现出一定吸力以下缓平，而较大吸力时陡直的特点。 水分特征曲线还受土壤结构的影响，在低吸力范围内尤为明显。土壤愈实，则大孔隙数量愈减少，而中小孔径的孔隙愈增多，如图。因此， 在同一吸力值下，干容重愈大的土壤，相应的含水率一般也要大些。 温度对土壤水分曲线亦有影响。温度升高时，水的粘滞性和表面张力下降，基质势相应增大，或说土壤水吸力减少。在低含水率时，这种 影响表现得更加明显。对于同一土壤，即使在恒温条件下，由土壤脱湿（由湿变干）过程和土壤吸湿（由干变湿）过程测得的水分特征曲 线也是不同的。这种现象称为滞后现象。滞后现象在砂土中比粘土中明显，这是因为在一定吸力下，砂土由湿变干时，要比由干变湿时含 有更多的水分。产生滞后现象的原因可能是土壤颗粒的胀缩性以及土壤孔隙的分布特点（如封闭孔隙、大小孔隙的分布等） 。 土壤水分特征曲线表示了土壤的一个基本特征，有重要的实用价值。首先，可利用它进行土壤水吸力 S 和含水率θ之间的换算。另外，土 壤水分特征曲线可以间接地反映出土壤孔隙大小的分布。第三，水分特征曲线可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性。第 四，应用数学物理方法对土壤中的水运动进行定量分析时，水分特征曲线是必不可少的重要参数。从物理学的观点来看，蒸散可以视为这 样一个过程：它从一个容量有限、但水势是有变化的水源头（即水分贮库）流向一个容量无限（尽管其大气水势是有变化的）的壑（即大 气层）的水流。只要根系吸取土壤水分的量（根面积×平均吸水速率）还能平衡蒸腾耗水的量（叶面积×蒸腾速率） ，这一水流会持续下 去。一旦吸水量落后于蒸腾量，植物就开始失水，同时植物水势开始降低。失水持续下去，植物丧失膨压而产生凋萎。影响土壤水分有效 性的因素不仅有土壤因素、植物特性及影响蒸腾气象因素有关。土壤因素有土壤水势、土壤的水力传导度及相应含水量、土层厚度，植物 特性如根系密度、深度、根伸展速度，气象因素有光照、温度、空气湿度、风速等。这样看来土壤水分有效性是一个动态的量。这说明扰动土破坏了土壤孔隙结构，导致导气孔隙减少。也说明扰动土和原状土土样的导气率的不同很大程度上取决于土壤结构和大孔隙 的分布情况。三、阐明反硝化过程及主要影响因素。(12 分) 阐明反硝化过程及主要影响因素。 反硝化过程是指硝酸盐、亚硝酸盐在无氧条件下被微生物还原成亚硝酸和氮气的过程。影响反硝化过程的主要因素如下。 （1）营养物质反硝化作用需要足够的有机碳源。甲醇、乙醇、乙酸、苯甲酸、葡萄糖等均可作为碳源。其中应用最多的是甲醇，因为它价廉，而且氧化 分解产物为水和二氧化碳，不留任何难降解中间产物。在饮水的脱氮处理中易采用乙醇，以避免残留甲醇对人体的危害。 （2）溶解氧-3在 O2和 NO 同时存在时，反硝化菌首先利用 O2作为最终电子受体，只有溶解氧浓度接近零（氧化还原电位&0～-100mV）时才开始进行反硝 化作用。 （3）温度 反硝化反应的最佳温度为30～40℃，温度低于0℃，反硝化菌的活动终止，温度超过50℃时，反硝化活性急剧降低。 （4）pH 值 反硝化反应的最适合 pH 值范围为7.0～7.5。pH 值对反应生成物也产生影响。PH 值在中性范围内有利于 N2的产生。 四、叙述成土因素及其在成土过程中的作用。(15 分) 叙述成土因素及其在成土过程中的作用。 自然成土因素及其作用 1、母质 母质是形成土壤的物质基础，也是植物营养元素的最初来源。 母质在土壤形成过程中的作用： （１）母质的矿物组成、理化性状直接影响着成土过程的速度、性质和方向。 比如在含石英较高的花岗岩风化产物中，石英抗风化能力强，石英颗粒仍保存在土壤中，而且盐基（K、Na、Ca、Mg）较少，在强淋溶下， 极易淋失，土壤呈酸性反应，而玄武岩、辉绿岩等风化物因为不含石英，盐基丰富，抗淋溶作用较强。 （２）母质对土壤理化性质有较大影响。 不同母质发育的土壤，其养分状况有所不同。比如钾长岩发育的土壤含钾较多；斜长岩风化后形成的土壤含 Ca 较多；辉石、角闪石发育 的土壤含 Fe、Mg、Ca 等元素较多。成土母质对土壤质地影响也很大。比如：红色风化壳、玄武岩发育的土壤质地粘重；花岗岩、砂页岩 发育的土壤质地居中；砂岩、片岩发育的土壤较轻。 一般地说，成土过程进行得愈久，母质与土壤的性质差别就愈大。但母质的某些性质却仍会顽强地保留在土壤中。 2、气候 气候主要通过湿度和温度对土壤形成产生影响。 （１）直接参与母质的风化。 水热状况直接影响到矿物质的分解与合成以及物质的累积和淋失 （2）控制植物的生长和微生物的活动，影响有机质的累积、分解，决定养分物质循环的速度。 3、生物 生物是土壤形成过程中最主要、最活跃的因素。土壤形成的生物因素包括植物、土壤动物和土壤微生物。 （1）植物 能累积和集中养分，使养分集中在表层，对肥力的发展意义重大； 根系的穿插对土壤结构的形成有重要作用； 根系分泌物能引起一系列的生物化学作用和物理化学作用。 （2）动物 土壤中的动物从微小的原生动物到高等脊椎动物在土壤中都有独特的生活方式，它们参与了一些有机残体的分解破碎作用以及搬运、疏松 土壤和母质的作用；某些动物可促进土壤良好结构的形成；有的脊椎动物能够翻动土壤，改变土壤的剖面层次；动物残体、粪便可作为有 机质的来源。 （3）微生物 土壤中的微生物种类多、数量大，在土壤形成中一方面能促进 OM 分解；另一方面又合成腐殖质，其后再进行分解，这样就形成了土壤物 质的循环。 另外，固氮菌能固定空气中的氮素，有的细菌能促进矿物的分解、增加养分的有效性。 4、地形 地形通过影响其它成土因素（母质、气候、生物）来间接影响土壤形成 影响到母质的重新分配； 影响地表热量和水分的重新分配。 影响生物带的分布，例如山脉的走向、海拔高度造成了不同的生物气候带，而使土壤相应地呈现水平地带性分布规律和垂直分布规律。 5、时间 母质、气候、生物和地形等因素对土壤形成的作用程度和强度都随时间的延长而加深。土壤年龄是指土壤发生发育时间的长短，通常把土 壤年龄分为绝对年龄和相对年龄。 （1）绝对年龄绝对年龄是指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间，通常用年表示； （2）相对年龄 相对年龄则是指土壤的发育阶段或土壤的发育程度。一般用土壤剖面分异程度加以确定 。 一般土壤相对年龄长，则绝对年龄也长； 但绝对年龄长，有些相对年龄反而短。 （二）人为因素 人类活动在土壤形成过程中具有独特的作用。 1、人类活动对土壤的影响是有意识、有目的的、定向的。在农业生产实践中，在逐渐认识土壤发生发展客观规律的基础上，利用和改造 土壤、培肥土壤，它的影响可以是较快的； 2、人类活动是社会性的，它受着社会制度和社会生产力的影响，在不同的社会制度和不同的生产力水平下，人类活动对土壤的影响及其 效果有很大的差别； 3、人类对土壤的影响也具有两重性，利用合理，有助于土壤肥力的提高；利用不当会破坏土壤，如我国不同地区的土壤退化主要是由于 人类不合理地利用土壤引起的； 4、人类活动的影响可通过改变各自然因素而起作用，并可分为有利和有害两个方面。 五、从土壤学出发，论述对土壤侵蚀与干旱并重的黄土高原进行国土整治，生态重建的关键何在？(15 分) 从土壤学出发，论述对土壤侵蚀与干旱并重的黄土高原进行国土整治，生态重建的关键何在？ 与干旱并重的黄土高原进行国土整治 黄土高原形成于250万年以来的风成黄土堆积，只是近1000年来才急速演变而成黄土侵蚀区。究其原因较多，但其中自然因素特别是 干旱与人为因素对“土壤水库”失调导致有限水资源功能的破坏，是加速水土流失的主要因素。 黄土本身就是巨大的蓄水水库。根据土壤持水量和产流量计算，土壤持水量随着侵蚀程度的增大?土壤层变薄 而减少，径流量则随着侵蚀程度的增加而相应增加。在同等降雨条件下，强度侵蚀土壤和剧烈侵蚀土壤的持水量，分别为无明显侵蚀土壤的1/4和1/10，而径 流量却相应为轻度侵蚀土壤的4倍和5.3倍。 从黄土和黄土高原形成的全过程来看，黄尘是从干旱地到达黄土高原上空与东来湿气相遇，通过3种降尘方式（自重降落、凝聚降落 和雨淋降落）堆积而成。这一过程早在250万年以前就已开始。据此得出“没有季风就没有黄尘的降落，没有植被的繁生也就没有黄土高 原”的科学论断。而3种降尘方式使黄土层具有“点棱接触支架式多孔结构” ，使黄土具有渗透性能好、蓄水容量大、植被容易繁生的特点。 植物的繁生反过来又巩固和提高了土体的渗蓄能力和抗冲性能。随着土层增厚，其蓄水容量必然增大，形成巨大的“土壤水库” ，防止了 地面径流的发生，从而从根本上消除了水土流失的危害。这样的规律和理论不仅被250万年以来黄土?古土壤系列的地质事件所验证，而 且还被百余年来子午岭屡遭垦荒后的植被自然恢复和群众生产实践中把“三跑田”变为“三保田”的事实所证实。这是与黄土的渗透率高 和蓄水层厚分不开的。这一特性使得一次降水500mm 不发生蓄满径流，降雨强度2mm/min 上下不发生超渗径流。目前黄土高原水土流失严 重，其主要原因是人类对植被的无情破坏，进而对“土壤水库”的无情伤害，不合理利用土地和直接削弱土壤入渗和抗冲能力，形成超渗 径流，导致湿陷、洞穴和暗沟冲刷等，完全是人为造成的冲刷过程。因此，保护、加强、重建“土壤水库” ，迅速全面恢复植被才是黄土 高原生态环境治理的治本之道。 （1）应将重建“土壤水库” ，实现三库协防，作为构建和谐黄土高原，再现秀美山川的理论依据和指导方针。 “土壤水库”是地表水库、 地下水库的纽带，是植被、森林、草原及地面植物赖以生存的根基。只有在黄土高原生态环境建设中恢复重建黄土高原的“土壤水库”功 能，才能有效利用其巨大的调控降雨径流、减少土壤侵蚀的功能，黄土高原生态环境建设成功才有希望。 （2）加大降雨径流调控与利用研究力度，为落实“28字方略”提供技术支撑，同步解决黄土高原干旱缺水与水土流失两大难题。 “28 字方略”的核心是“全部降水就地入渗拦蓄” ，本质是通过“截、渗、汇、蓄、用”的综合调控径流手段，就地高效利用降雨径流，防治 水土流失，改善生态环境。因此需要加大降雨径流调控研究力度，将黄土高原地区降雨径流充分开发利用，才能确保黄土高原“土壤水库” 健康功能的充分发挥，进而确保黄土高原植被的快速恢复。 （3）转变治水观念，在重视节水型社会建设的同时，应重视“土壤水库”的恢复与重建。 “治水之道在于治源”“水用之则利，弃之 ， 则害” ，因而“治水之道在于治源的升华” 。目前，我国正在建设节水型社会，恢复发挥黄土高原“土壤水库”调控降雨径流、恢复保育生 态、提供优质水源的功能，应是建设节水型社会的重要一环。六、列出至少三种国际土壤学界最有影响的学术刊物(中、英文名)，介绍其中对你专业上最有参考价值的一种刊物，谈谈你所报考专业领 列出至少三种国际土壤学界最有影响的学术刊物( 英文名) 介绍其中对你专业上最有参考价值的一种刊物， 域的可能发展趋势。 域的可能发展趋势。(8 分) 答案同 1999 年。 2001 二、试述土壤质量的科学意义及其在土壤资源评价中的作用。(10 分) 试述土壤质量的科学意义及其在土壤资源评价中的作用。 土壤质量是指土壤提供植物养分和生产生物物质的土壤肥力质量，容纳、吸收、净化污染物的土壤环境质量，以及维护保障人类和动植物 健康的土壤健康质量的总和。 土壤质量概念的内涵不仅包括作物生产力、土壤环境保护，还包括食物安全及人类和动物健康。土壤质量 概念类似于环境评价中的环境质量综合指标，从整个生态系统中考察土壤的综合质量。这一概念超越了土壤肥力概念，超越了通常的土壤 环境质量概念，它不只是把食物安全作为土壤质量的最高标准，还关系到生态系统稳定性，地球表层生态系统的可持续性，是与土壤形成 因素及其动态变化有关的一种固有的土壤属性。专家认为：土壤科学的研究除了应继续重视土壤肥力质量的研究外，还必须向土壤环境质量和土壤健康质量方面转移。 土壤资源评价：是指对土壤资源的质量、适宜性和限制性做出评定，并综合评定其生产潜力。评价的实质是分析土壤质量与土壤用途两者 之间的关系。分为三个层次：即土壤自然适宜性评价、土壤生产潜力评价、土壤经济评价。评分依据：是土壤生产力的高低，它主要从土 壤质和量两方面来衡量。质的方面主要表现在土壤对发展农、林、牧业生产的适宜性和限制性；量的方面主要体现在作物、饲草、树木的 单位面积产量。 三、完整地表述达西(Darcy)定律并说明饱和流与非饱和流的本质区别。(15 分) 完整地表述达西(Darcy)定律并说明饱和流与非饱和流的本质区别。 (Darcy)定律并说明饱和流与非饱和流的本质区别 （1）达西定律见名词解释 （2）土壤饱和流是指土壤孔隙全部充满水时的水流，非饱和流土壤中只有部分孔隙有水时的水流。饱和流和非饱和流的区别在于：饱和 条件下的总水势为压力势和重力势和的梯度，而非饱和条件下为重力势和基质势和的梯度；饱和条件下的土壤导水率 K 对特定土壤为一常 数，而非饱和导水率为土壤含水量和基质势的函数。在吸力为0.1MPa 时，沙土和壤土的导水率差不多，在吸力为零时沙土导水率要高些， 在高吸力时粘土导水率要比沙土高。 四、叙述土壤酸碱性与土壤肥力的关系。(15 分) 叙述土壤酸碱性与土壤肥力的关系。 1、在正常范围内，植物对土壤酸碱性敏感的原因，是由于土壤 pH 值影响土壤溶液中各种离子的浓度，影响各种元素对植物的有效性； 2、土壤酸碱性对营养元素有效性的影响： （1）氮在6~8时有效性较高，是由于在小于6时，固氮菌活动降低，而大于8时，硝化作用受到抑制； （2）磷在6.5~7.5时有效性较高，由于在小于6.5时，易形成磷酸铁、磷酸铝，有效性降低，在高于7.5时，则易形成磷酸二氢钙； （3）酸性土壤的淋溶作用强烈，钾、钙、镁容易流失，导致这些元素缺乏。在 pH 高于8.5时，土壤钠离子增加，钙、镁离子被取代形 成碳酸盐沉淀，因此钙、镁的有效性在 pH6-8时最好； （4）铁、锰、铜、锌、钴五种微量元素在酸性土壤中因可溶而有效性高；钼酸盐不溶于酸而溶于碱，在酸性土壤中易缺乏；硼酸盐在 pH5-7.5时有效性较好。 五、就我国五大区域之一(三江平原、黄淮海平原、黄土高原、南方红壤区以及北方旱区)为例，论述进行区域环境建设，实现的科学内涵 就我国五大区域之一(三江平原、黄淮海平原、黄土高原、南方红壤区以及北方旱区)为例，论述进行区域环境建设， 环境建设 及主要的技术措施。 及主要的技术措施。(20 分) 黄土高原的生态环境建设至少应包括水土流失治理、植被恢复与保持及生态农业建设等。黄土高原生态环境的改良应该注重环境本身的内 水土流失治理、植被恢复与保持及生态农业建设 水土流失治理 在因素(生物因素)来考虑。改良黄土高原生态环境的重点应放在生物措施方面,而生物措施又包括许多层次,有分子水平、细胞水平、组织 水平与个体水平等。从长远角度看分子水平的生物措施应该是最有前景的,也是从根本上改变黄土高原生态环境现状的希望所在,也只有将 分子生物学和生物技术与黄土高原生态系统功能的过程紧密结合起来考虑才能使相关资源可持续利用,发挥其战略地位的作用,进而形成 分子生物学、生物技术与生态学真正意义上的交叉融合,成学科生长点。 生物因素在其中各部分起到了中心与独特作用,生态农业建设也要得到足够的重视。以往的研究主要围绕影响生物因素的外因进行了系统 研究,目的性较差,而从影响生物因素的内因(遗传物质)入手则会目的明确,并从根本上达到预期目的。 强化以小流域为单元的综合治理，建设基本农田、保障粮食安全，大力推广旱作农业技术体系,充分利用降水资源，大力推广雨水集流和 节水农业技术，加快林(果)草建设步伐,强化现有森林资源保育。 六、土壤学(现代)有那些分支？每个分支的主要研究内容是什么？(10 分) 土壤学(现代)有那些分支？每个分支的主要研究内容是什么？ 分支 土壤物理学：主要研究土壤中固、液、气三相体系的物理现象及其变化规律。内容包括：土壤水分的保持和移动及其对植物的有效性,土 壤空气的组成与交换,热的传导与转化，土壤固相的组成与排列，土壤的力学性质和电、磁性质等。 土壤化学：主要研究土壤固、液相的化学组成、化学变化以及固液相之间的反应。内容包括土壤固体颗粒的表面化学性质及阳离子交换， 土壤溶液及土壤的酸碱性、氧化还原性等。 土壤生物学：主要研究栖居于土壤中的有机体（主要是微生物）的活动及其与土壤中物质转化和循环的关系。内容包括土壤中微生物的数 量、组成及分布规律，碳、氮、磷、硫等元素的生物循环，生物固氮作用以及有机质的分解和腐殖质的形成及其对土壤肥力的影响等。 土壤肥力与植物营养：主要研究土壤供应矿质养分的能力及其影响因子与植物营养的关系。内容包括土壤肥力的实质及其指标，土壤养分 的强度因素和容量因素，土壤和植物的营养诊断，主要作物对土壤肥力的要求等。 土壤地理学：主要研究土壤与自然地理环境的关系。内容包括土壤的形成、分类、分布及土壤调查、制图等。 土壤矿物学：主要研究土壤矿物的结构、组成、性质和化学反应。内容包括粘土矿物和氧化物的数量、组成以及相互间的反应，土壤中各 种元素的迁徙状况，粘粒与有机质之间的相互作用，矿物的形成与转变以及矿物鉴定等。 土壤管理：主要研究人工措施对土壤和作物生产的影响，内容包括耕作、施肥、灌溉、排水及其他改良、保护措施对土壤肥力、生产力和 作物产量的影响。 ---SSSAJ)以实验为主的研究论文应包括那些部分？ 七、一篇发表在国际土壤学刊物(如美国土壤学会杂志---SSSAJ)以实验为主的研究论文应包括那些部分？每部分应着重强调那些方面？ 一篇发表在国际土壤学刊物(如美国土壤学会杂志---SSSAJ)以实验为主的研究论文应包括那些部分 每部分应着重强调那些方面？ (10 分) 土壤氧化还原状态用什么表示？通常用什么单位？一般水、 区土壤氧化还原电位变动在什么范围？ 2002 二、土壤氧化还原状态用什么表示？通常用什么单位？一般水、旱区土壤氧化还原电位变动在什么范围？影响土壤氧化还原电位的 原因有那些？ 原因有那些？(10 分) （1）土壤溶液中氧化物质和还原物质的相对比例，决定着土壤的氧化还原状况。这种由于溶液中氧化态物质和还原态物质的浓度关系而产生的电位称为氧化还原电位（Eh） ，单位为 mV。通常把300mV 作为土壤氧化还原状况的分界线，Eh&300mV 时土壤呈氧化态，&300mV 时土 壤呈还原态。 （2）旱地土壤 Eh 变动在200-750mV 之间时，如果 Eh 低于200mV，则表明土壤水分过多，通气不良。旱地土壤 Eh 变动在400-700mV 之间时， 旱地多数作物能够正常发育。水田土壤 Eh 变动较大，在排水期间，其 Eh 可达500mV 以上，在淹水期间，可低至-150mV 以下。通常水稻适 宜在 Eh200-400mV 的条件下生长。如果 Eh 经常处于180mV 以下或低于100mV，水稻分蘖就会受阻，长期处于-100mV 以下水稻就会死亡。 （3）影响土壤氧化还原电位的因素有：温度、PH、溶解氧、营养物质。 三、结合土壤水分特征曲线和非饱和土壤水分运动的达西定律，如何调控旱地土壤水分，以利提高旱作生产力？(20 分) 结合土壤水分特征曲线和非饱和土壤水分运动的达西定律，如何调控旱地土壤水分，以利提高旱作生产力？ 提高旱作生产力很关键的一个因素是提高土壤中有效水的含量。通常把土壤萎蔫系数看作土壤有效水的下限，把田间持水量看作土壤有效 水的上限。把田间持水量与萎蔫系数之间的差值，称为土壤有效水的最大含量。在田间持水量至毛管水至毛管水刚开始出现断裂时的土水 势高，土壤水吸力低，水分运动迅速，容易被植物吸收利用，称为速效水。当土壤含水量出现毛管断裂时，粗毛管中的水分已不连续，土 壤水吸力逐渐增大，土壤水进一步降低，毛管水移动变慢，呈“根就水”状态，根吸水困难增加，这部分水属迟效水。土壤水有效程度的 高低在很大程度上取决于土壤水吸力和根吸力之比。一般土壤水吸力&根吸力则为无效水。土壤蒸发量大于根的吸水量植物就会发生萎蔫。 通过加深耕层，培肥土壤，促进根系发育，是提高土壤水有效性，增强抗旱能力的根本措施。 四、土壤中各种微量元素的有效性与哪些因素有关？(10 分) 土壤中各种微量元素的有效性与哪些因素有关？ 影响土壤微量元素的因素很多，如酸碱度、氧化还原电位、质地、有机质含量和微生物活动等。 酸碱度影响土壤矿物的溶解度，某些有机无机配位体的性质，都随酸碱度变化而影响微量元素的有效性。铁、锰、铜、锌。 氧化还原电位，铁、锰、铜均有氧化态和还原态之分，价数不等，溶解度不同。 有机质，微量元素能与有机化合物络合。复杂的微量元素化合物一般不能被植物吸收，铜锌几乎都转化成了复杂的络合态。 土壤质地，微量元素被带电的粘粒所吸附，而不失其有效性，因此粘性土壤所含的微量元素一般都比较多。 微生物在微量元素循环中的作用。 （1）降解动植物残体，使微量元素释放。微生物的矿化作用。 （2）微生物的溶解作用。微生物的代谢产 物如脂肪酸、氨基酸和聚苯酸等，作为微量元素的络合剂，影响它们在土壤微环境中的沉淀和溶解平衡。 （3）微生物对金属元素的氧化与 还原。在土壤微环境中，将金属元素从低价氧化为高价，主要是一些特定微生物的作用，如铁细菌（氧化亚铁硫杆菌、嘉利翁氏菌） ，微 生物的发酵作用或活动，将氧耗尽将高价金属元素还原为低价态。 五、论述在黄土高原进行生态环境建设的主要土壤学依据及可能的技术措施。(15 分) 论述在黄土高原进行生态环境建设的主要土壤学依据及可能的技术措施。 土壤的形成过程（土壤水库，植被的作用） ，土壤的水分特征曲线和不饱和土壤达西定律（土壤灌溉） 。 个以上) 阐明每个分支的科学内涵；结合你熟悉的分支(你报考的分支)谈谈可能的发展趋势。 六、列出我国土壤学的主要分支(至少列 6 个以上)，阐明每个分支的科学内涵；结合你熟悉的分支(你报考的分支)谈谈可能的发展趋势。 列出我国土壤学的主要分支( (15 分) 同上 2003 一、简述下列各题 (每小题 5 分，共 50 分) 1. 土壤肥力与土壤生产力的联系与区别 土壤肥力是土壤为植物生长提供和协调营养条件和环境条件的能力。土壤生产力是指特定地区土壤在一定管理方式下生产某种作物或一系 列作物的水平，是土壤产出农产品的能力。它是由一系列土壤物理化学性质构成的综合特性。土壤肥力对土壤生产力至关重要。但肥沃的 土壤不一定是丰产土壤。肥沃的土壤只有在好的管理下，种植合适的作物才会有高的生产力。土壤肥力是土壤生产力的必要条件之一，但 不是充分条件。 2. 土壤质量的定义及用途 见 2001 年试题 3. 层状硅酸盐粘土矿物的基本结构单位 硅氧四面体和铝氧八面体。由 4 个阳离子和 1 个硅离子组成的四面体结构单元。四面体的键价并不平衡（SiO44-），因此许多四面体可共 用氧原子形成一层，称为硅氧片。此时键价仍不平衡，可与铝水八面体结合组成粘土矿物的硅酸盐层。由 6 个氧离子和一个铝离子形成一 个八面体结构单元。许多铝八面体相互连接，形成铝氧片。 铝氧片有两个层面的电价不平衡，与硅氧片通过不同方式的连接结合成为铝 硅酸盐。 4. 影响土壤有机质分解和转化的因素 1、有机残体的组成状况 （1）有机残体的物理状态： 一般情况下，多汁幼嫩新鲜的绿肥易分解。 （2）有机残体的化学成分。 一般情况下，阔叶比针叶快；叶片比残根快，豆科比禾本科快。 （3 ）有机残体的碳氮比 用 C/N 表示。 微生物吸收 1 份氮，就要吸收 5 份碳用于构成自身细胞，同时要消耗 20 份碳作为生命活动的能量。微生物分解 需有机质的 C/N 为 25：1。2、外界条件 外界条件通过制约微生物的活动，而影响有机质的转化。 （1）最适温度：20～30 度。 （2）湿度和通气状况：在田间持水量的 60%最好。 （3）土壤 pH：细菌最适 pH6.5―7.5，放线菌中性到为碱性，真菌酸性到中性条件 3.土壤微生物 5. 对土壤微生物活性产生影响的环境因素 1 土壤理化性状：（1）土壤物理性状：土壤颗粒大小，不同的颗粒等级的土壤其中的土壤微生物差异很大，粘粒部分土壤微生物多样性较 高，细菌数量多，卞要通过减少土壤微生物被土壤动物捕食的机会，增加微生物获得营养的机会，增加土壤环境的多样性如降低氧气浓度 为厌氧菌提供生长条件等，相反在较大颗粒的土壤中真菌数量相对增加。土壤微生物群落结构由于土壤颗粒大小的不同而差异很大；土壤 水分，土壤中细菌在高的水势情况下活性高，而真菌，放线菌在相对低的水势情况下活性较高。土壤温度微生物生长速率随温度升高而加 快，当达到最适生长温度后再升高温度，反而使微生物生长变慢，不同的微生物种类生长的最适温度不同。土壤类型，在不同的气候条件 下，由不同母岩发育而来的土壤其类型不同，决定了土壤颗粒组成、湿度、温度值等理化性状的不同，而土壤微生物的活性又受这些因素 的影响。（2）土壤化学性状：土壤 C, N 元素，土壤微生物群落结构受土壤 C 元素影响比较大，随着土壤中可利用 C 含量的减少土壤微生 物数量降低，微生物群落结构改变。土壤的 N 元素是土壤微生物生长的又一个限制因素，土壤中的 N 元素被微生物吸收利用后，在体内用 于合成具有重要生理作用的蛋白质、核有酸等生物大分子。 土壤 pH 值因素，土壤 pH 值对于土壤中的微生物群落结构影响是相当复杂的，土壤 pH 值对于营养的利用、微生物吸附、胞外酶的产生和 分泌都会产牛不同的影响。不同微生物适合生长 PH 值也有差别。 土壤中微量元素的含量。 2 生物因素（1）土壤微生物间相互作用，包括共生、互生、捕食等，上壤微生物之间具有一定的拮抗作用。（2）土壤动物，其活动产物 改变了土壤的理化性状，同时部分土壤动物还以土壤微生物为食，土壤动物的迁移对微生物还有传播作用。（3）土壤植物，植物多样性 对土壤微生物群落结构的影响卞要是两个方面:一方面是植物为土壤微生物提供营养物质，另一方面植物多样性影响整个生态系统的过程， 进而间接的影响土壤微生物的群落结构。 3 不同经营措施（1）外施农药、化肥等措施，农药一方面对部分微生物有毒害作用，另一方面改变了土壤的物理化学性状。化肥一方面改 变了土壤的物理化学性状，另一方面促进了植物的生长。（2）连栽、轮栽等措施。（3）转基因物种的引入等措施。 6. 不同质地土壤的肥力特征 1、土壤质地与土壤营养条件的关系 肥力性状 保持养分能力 供给养分能力 保持水分能力 有效水分含 砂土 小 小 小 少 壤土 中等 中等 中等 多 粘土 大 大 大 中-少2、土壤质地与环境条件的关系 肥力性状 通气性 透水性 增温性 砂土 易 易 易 壤土 中等 中等 中等 粘土 不易 不易 不易另外，土壤中石砾对土壤肥力有一定的影响。 7. 地形地貌和土壤性质对土温的影响 地形在土壤形成过程中所起的作用是多方面的。首先地形能影响热量的重新分配，不同坡度和方位的斜坡，接受太阳的热量不同。南 坡 最多，土温高；北坡则相反，土温低。在不同方位的坡向上，由于温度和湿度的差异，植物的分布也是不同的，因而在某些地区，土壤类 型在不同的坡向上的分布也会有所不同。影响土温变化的土壤因素，包括土壤颜色、土壤湿度、地表状态及土壤水汽含量等。 8. 生物在土壤发生中的作用 植物着生于母质后，就开始了土壤的形成作用。植物和其死体所产生的物理作用和化学作用，不断的改善着土壤的肥力状况。其中主要的 是高等绿色植物通过选择吸收养分，合成有机质并在死亡后积累在土壤中。土壤微生物及小动物分解有机质，释放出养分，同时还合成稳 定的腐殖质物质。这样，一方面增加了有机质，另一方面也改造了土壤的物理性质，形成各种土壤结构。由于生物作用的结果，使土壤的 肥力状况不断的得到发展。 9. 土壤胶体对阴离子吸附的类型-2-3--2-1．易于被土壤吸附的阴离子如磷酸离子（H2PO4 、HPO4 、PO4 ）、硅酸离子（HSiO3 、SiO3 ）及某些有机酸的阴离子。这一类的阴离子常和土壤中的阳离子进行化学反应，产生难溶性化合物而被固定在土壤中，即所谓化学固定作用。磷酸的化学固定是土壤养分上极为突出 的问题。-2．很少被吸附或不能被吸附而产生负吸附的阴离子 面上的浓度，即负吸附现象。22-如 Cl 、NO3 、NO2 等。这些阴离子在土壤溶液中的浓度往往超过它们在胶粒与溶液界3．介于以上两者之间的阴离子如 SO4 、CO3 及某些有机酸的阴离子。据实测，阴离子吸附能力的次序如下：2-F &草酸根&柠檬酸根&H2PO4 &HCO3 &H2BO3 &CH3COO &SCN &SO4 &Cl &NO3 B.A.柯夫达提出了下列阴离子吸附的一般顺序：322-OH &PO4 ≥SiO3 &SO4 &Cl &NO3 10. 土壤氧化还原状况调节的主要措施 （1）排水和灌溉 由于土壤氧化还原状况的首要影响因素是通气性， 而空气与水分又存在消长关系， 所以土壤氧化还原状况常与水分状况密切相联， 土壤水、 气调节同时也伴随着氧化还原调节。 （2）施用有机肥和氧化物 对于氧化性土壤，施有机肥可以适当加强还原作用，增加有效态铁、锰、铜等养分供应。尤其是新鲜有机物（如绿肥、枯叶、秸秆）配合 灌水，可在短期内使氧化还原电位下降一百至几百毫伏。此法对一般旱作土壤具有现实意义，但在质地粘重且有涝害威胁的土壤上应该慎 用。 氧化态无机物具有抗还原作用，可以减缓渍水土壤 Eh 值的剧烈下降，对于调节水田或湿地氧化还原状况有一定意义。由于铁体系对土壤 氧化还原状况影响较大，且氧化铁价格相对低廉，又不污染土壤，所以曾有人提出用氧化铁作为水田土壤的氧化还原调节剂。 （3）其它调节措施 凡是改善通透性的措施都利于提高氧化还原电位，如质地改良、结构改良、中耕松土、深耕晒垡等。地膜覆盖可增温保墒，但透气性难免 受到影响，可以想象会在一定程度上促进还原作用。 另外，水田或其它还原性土壤施氮肥时应以氨（铵）态氮肥为好；硝态氮虽有助于提高氧化还原电位，但其实际用量很少，作用有限，且 易引起反硝化损失和渗漏损失。除个别喜硝性树种外，林地施肥也以氨（铵）态氮为好，以防硝态氮淋洗流入湖沼湿地，引起水体富营养 化和 N2O 排放增加。在用硫磺粉作硫肥或调节土壤酸度时，应将其用在氧化态土壤上，若施在还原性强的土壤中则会产生 H2S 危害。 论述 1.在干旱半干旱地区如何通过调节土壤水分特征曲线来缓解作物的受旱状况 1.在干旱半干旱地区如何通过调节土壤水分特征曲线来缓解作物的受旱状况 (20 分) 在干旱半干旱地区 从土壤学角度论述在黄土高原开展水土保持的有效措施及科学依据(20 2. 从土壤学角度论述在黄土高原开展水土保持的有效措施及科学依据(20 分)土壤水库，28 字方针其内容是“全部降水就地入渗拦蓄，米 粮下川上塬、林果下沟上岔、草灌上坡下q ” 。 现代土壤学的科学体系及核心研究内容(10 分) 3. 现代土壤学的科学体系及核心研究内容 由于现代科学技术的进步和世界人口的不断增长，当前土壤学的研究更趋向于重视保护土壤资源、合理利用土壤和提高土壤生产力，以适 应人口增长与耕地日益减少的矛盾。 在研究内容上，除继续深入进行土壤物理、化学、生物，土壤分类和土壤肥力等基础研究外，更侧重于研究土壤中生物物质的循环和能量 交换，以及重金届、化学制品(农药及化肥)和各种有机废弃物对土壤、作物、森林以至人类健康的有害影响及其防治措施。 在研究手段上，大型分析仪器和电子计算机的应用将使土壤分析的分辨力、精密度和分析速度进一步提高，并能为土壤学研究开辟新的领 域；而土壤数据库和土壤信息系统的建立，则将使数据处理和某些模拟研究更为有效。 由于下垫面性质以及人类和生物活动的影响而形成的近地层大气的小范围气候。 2. 土壤有机质在生态环境上的作用 一、有机质在土壤肥力上的作用 有机质在土壤肥力上的作用 1. 有机质可降低或延缓重金属污染6+ 3+土壤腐殖质组分对重金属污染物毒性的影响可以通过静电吸附和络合（鳌合）作用来实现。胡敏酸可作为还原剂将有毒的 Cr 还原为 Cr3+作为 Lewis 硬酸，Cr 能与胡敏酸上的羧基形成稳定的复合体，从而限制动植物对其的吸收性。腐殖酸通过对金属离子的络合、鳌合和吸 附、还原作用，可降低重金属的毒害作用。 2. 对有机污染物在土壤中的生物活性、 有机质对农药等有机污染物具有固定作用 土壤有机质对农药等有机污染物有强烈的亲和力，残留、生物降解、迁移和蒸发等过程有重要的影响。极性有机污染物可以通过离子交换和质子化、氢键、危德华力、配位体交换、阳离子 桥和水桥等各种不同机理与土壤有机质结合。可溶性腐殖质能增加农药从土壤向地下水的迁移，富里酸有较低的分子量和较高酸度，比胡 敏酸更可溶，能更有效地迁移农药等有机污染物质。腐殖酸作为还原剂而改变农药的结构，这种改变因腐殖酸中羧基、酚羟基、醇羟基、 杂环、半醌等的存在而加强。 3. 有机质对全球碳平衡的影响1717土壤有机质也是全球碳平衡过程中非常重要的碳库。据统计，全球土壤有机质的总碳量在 14×10 ?5×10 g，大约是陆地生物总17 15碳量（5.6×10 g）的 2.5?倍。而每年因土壤有机质生物分解释放到大气的总量为 68×10 g，全球每年因焚烧燃料释放到大气的碳远低得15多，仅为 6×10 g 是土壤呼吸作用释放碳的 8％?％。可见，土壤有机质的损失对地球自然环境具有重大影响。从全球来看，土壤有机碳水 平的不断下降，对全球气候变化的影响将不亚于人类活动向大气排放的影响。 影响土壤微生物活性的环境因素（ 03） 2. 影响土壤微生物活性的环境因素（见 03） 3. 土壤氮素损失的主要途径 （1）反硝化损失，硝酸盐在嫌气条件下被还原为氧化亚氮或分子氮而引起的氮素损失。非石灰性土壤上，反硝化是农田生态系统氮素损 失的重要途径。水田高于旱田。 （2）氨挥发损失。主要决定于土壤表层或田面水的 PH、温度以及氨浓度和田间风速等。因此，土壤 PH、阳离子交换量、碳酸钙含量、氨 态氮肥的相伴离子种类、氮肥实用技术、作物生长情况以及气象条件等，都会影响氨挥发损失的程度。石灰性土壤氨态氮肥易挥发。-（3）硝态氮淋失，NO3 的随地下水向下运动，在田间受到土壤剖面构型、耕作、灌溉、降雨、施肥的影响，还与土壤的空间变异性关系密 切，如大的根孔、大的裂隙等，因此，其淋失数量和深度往往具有大的随机性。 （4）径流损失。土壤氮随径流或田间排水自土壤表面流失，也可造成土壤氮损失，在水土流失严重的土壤以及水田不合理排水时，径流 损失也很大。 4. 土壤粘结力的主要类型 土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质，单位（N/cm)，包括不同来源和土粒本身的内在力，有范德华力、库伦力以及水 膜的表面张力，有氢键作用，还往往有化学键能的参与。土粒外面总含有一层水分子，土粒与土粒的黏结作用，实际上是通过他们的水膜 和水化离子起作用，是土粒―水膜―土粒之间的黏结作用。 1. 土壤学的分支学科及其主要研究内容 2. 土壤空气与近地表的大气在组成上的差别 （1）土壤气体中 CO2 含量高于大气，通常高数倍至数十倍，施有机肥后 CO2 含量可达 2%以上，超 1%会抑制种子发芽，延缓根系发育。 （2）土壤气体中的氧气低于大气，因为微生物分解有机质、根系和土壤动物呼吸都要消耗 O2 （3）土壤空气中的水汽高于大气，大气的相对湿度通常只有 50%-90%，而土壤气体的相对湿度大多是近饱和的（99%以上） ，只要土壤含水 量在吸湿系数以上，土壤水分就会不断的蒸发，水汽饱和并不一定能满足作物的需水需求。 （4）土壤气体中还原性气体高于大气。土壤通气严重不良时，如淹水、表土过度板结、土质过粘，使土壤有机质在缺氧条件下不完全分 解，产生还原性气体，对作物产生毒害作用，并影响土壤养分的供用和转化。 （5）土壤气体成分随时、空而变化。 列出至少三种土壤学领域的国际知名学术刊物(SCI 源刊) 3. 列出至少三种土壤学领域的国际知名学术刊物(SCI 源刊) 20051. 土壤水分有效性的定量评价 以致植物产生永久凋萎时的土壤含水量。它用来表明植物可利用土壤水的下限，土壤含水量低于此值，植物将枯萎死亡。农业上常用向日 葵作为直接测定凋萎系数的植物。这一数值也可以用持水当量除以 1.84，或者吸湿系数乘以 1.34 的办法间接求出，但比较粗略。农业上 就大多数农作物来讲，土壤含水量等于凋萎系数时，其水吸力大约为 1.5Mpa，这是因为大多数农作物叶片的渗透压在 1.5-2.0Mpa，以土 壤水的形态而言，大致相当于全部吸湿水以及部分膜状水。需要特别指出的是在林业上，大多数树木在此水吸力下正常生长，一些树种的 渗透压多为 2.5-3 左右，有的甚至更高，此外针叶树的针叶在土壤供水不足时没有明显的凋萎症状 2. 土壤中氮的气体损失的主要途径 2004 3. 土壤质量的评价及参数体系 土壤环境质量评价是在研究土壤环境质量变化规律的基础上，对土壤环境质量的高低与优劣的定性，定量评价。评价的目的，在于提高与 改善土壤环境质量，并提出控制和减缓环境不利变化的对策和措施。主要分为土壤环境质量现状评价和土壤环境影响评价。土壤质量评价 参数指标包括物理、化学和生物学三方面。物理指标包括：土壤质地、土层和根系深度、土壤容重和渗透率、田间持水量、土壤持水特征、 土壤含水量和土壤温度等。化学指标包括：土壤有机碳和全氮、土壤 pH、电导率、矿化氮、磷和钾等。生物学指标包括：微生物生物量碳 和氮，潜在可矿化氮、土壤呼吸量、生物量碳/有机总碳、呼吸量/生物量等。至少会涉及土壤肥力、土壤环境质量、土壤生物活性和土壤 生态质量等四个方面的内容。 4. 压实对土壤水分特征曲线的影响 论述土与壤的区别和联系 1. 论述土与壤的区别和联系 土是由土是由岩石经历物理、化学、生物风化作用以及剥蚀、搬运、沉积作用交错复杂的自然环境中所生成的各类沉积物。 土，地之吐生万物者也，壤，柔土也，无块曰壤。从汉字上看，构成“土”字的“二”其上指表土，其下指底土， 指植物的地上部和 地下部分（这是世界对土壤所作的最早的科学定义。壤是松软的土，可耕种的土。 土地包括了土壤及其成土的环境条件，土地退化往往落实到具体的土壤上，在这个意义上，土地退化实际上就是土壤退化。土地是宏观的 自然综合体的概念，它更多地强调土地属性，如地表形态（山地、丘陵等） 、植被覆盖（林地、草地、荒漠等） 、水分（河流、湖沼等）和 土壤（土被） 。而土壤是土地的主要自然属性，是土地中与植物生长密不可分的那部分自然条件。对于农业来说，土壤无疑是土地的核心。因此， 土地退化应该是指人类对土地的不合理开发利用而导致土地质量下降乃至荒芜的过程。 与土壤退化相比， 土地退化的概念更加广泛， 它是土地在不同用途如农业生产、基础建设、运输、休闲等方面的功能降低的过程与现象。从生物学的观点看，土地退化就是植物生长条 件的恶化，土地生产力的下降，其主要内容包括森林的破坏及衰亡、草地退化、水资源恶化与土壤退化。 黄土高原国土治理采用地表水库、土壤水库、地下水库三库联防，论述三库联防的科学依据和实用价值。 2. 黄土高原国土治理采用地表水库、土壤水库、地下水库三库联防，论述三库联防的科学依据和实用价值。 土壤也是“水库”“三库”亦即地表水库、土壤水库、地下水库。5 位院士在建议里说：新中国成立以来，我国治水多采用“蓄泄统筹， ， 以泄为主”的方针，已不适应目前的状况。其一，水资源缺短日益严峻，大量的宜泄地表径流已与我国缺水之态势相违背。其二，合理 蓄水有利于下游堤防安全，缓解堤防失守之危机。其三，治水需走综合之路，并与生态建设相结合，这是我们用财富与生命换来的经验。 “治水之道在于治源，水用之则利，弃之则害” 。目前我国治水应以遵循“蓄泄统筹，以蓄为主”的方针为宜。 黄河流域干旱缺水，加之水土流失严重，有限的水资源难以支撑区域经济社会之发展， “全部降水就地入渗拦蓄”是我们切忌相背的一 条途径。点棱接触支架式多孔结构的土壤特性，为土壤水库的增蓄扩容创造了良好的条件，实现上述目标不仅在科学上是完全可行的， 而且对当地区域经济社会发展大有益处。这里需要强调的是“就地”不是点的概念，而是面的概念，保护土壤水库是黄河流域的治水重 点。对于黄河流域，应遵循黄土高原国土整治“全部降水就地入渗拦蓄”的方略. 根据土壤学的国际前沿和国家对环境建设需求 论述我国土壤学与环境科学交叉的发展趋势和近期重点。 3. 根据土壤学的国际前沿和国家对环境建设需求，论述我国土壤学与环境科学交叉的发展趋势和近期重点。 如今土壤学在两个方面发生着深刻的变化，一方面是一些基础分支学科在不断地深化、细化、定量化，出现了许多新的研究热点， 如土壤动力学、土壤根际化学、微域土壤学；另一方面土壤学与其他学科的交叉综合化，出现了许多交叉学科，如土壤地质学、古土壤 学、土壤环境学等。在 21 世纪，土壤科学工作者会继续面对人口膨胀、资源危机、生态失衡与环境恶化、持续发展等全球性问题，人 口一粮食一资源一环境恶性循环的链条依然存在，人类生存环境的前景不容乐观，土壤科学面临的挑战和问题也日益增多，土壤科学在 国民经济中的战略地位也日益增强。 “民以食为天，食以土为本” ，土壤科学今后仍必须为提高粮食产量和改善，为生态环境服务。 一是实现土壤资源开发与高效利用。通过综合治理中低产田，实现以土壤质量提高替代土地面积的不足，是增加粮食生产的最佳选择。 要针对不同地区土壤资源的特点选择不同的综合治理方案，提高土壤肥力。要建立低度消耗土壤资源的节约型开发利用模式，包括对不 同生态系统中土壤肥力演变规律的研究、高集约条件下施肥制度的研究、区域土壤养分循环规律及肥力演变规律研究，深入揭示植物营 养元素在土壤中的化学行为及有效性，提高肥料的利用率，减少土壤损失对环境的污染作用。 二是保护土壤资源，强化国土治理，改善生态环境。 三是提高水分利用率。我国是一个水资源相对缺乏的国家，人均水资源只 1/3，排世界 109 位。 土壤是地球表面重要的隐形水库，植 物生长所有世界的需要的水分主要由土壤供应。 据估计，每年由于缺水导致粮食减产 1 亿多吨。因此，土壤的水分状况与平衡直接影 响植物的生长与水分的利用效率。要深入研究土壤水分运动规律，模拟和监测土壤水分变化与植物生长过程。土壤溶质运移的定量研究 可提高作物对养分、水分的利用效率，有助于盐渍土的改良、利用及再生水资源的开发利用。研究各种新型节水技术下农田土壤水分的 运动，提高水分利用率，发展节水农业，缓解我国水资源的紧张状况。目前对这些研究仍然十分薄弱，特别是随着工农业生产的不断发 展，化学物质以及其他有害污染物对地下水的污染越来越严重，研究土壤水分和污染物及溶质的运移的关系具有十分重要的意义。 四是环境变化与保护。目前全世界人口已达亿，巨大的人口压力使地球表面大部分可开垦土壤已经被开垦为农田，极大地改变了陆地的 原始生态系统，改变了土壤原有的生物化学、物理、化学及生物过程。土壤和气候之间存在着相互的物质与能量交换，二者之间相互影 响。如土壤有机质降解过程中释放的大量的二氧化碳、甲烷等温室气体是地球温室气体的重要来源。土壤排放的大量温室气体使全球气 候有变暖的可能，而全球气候变化也必然影响土壤性质和变化。因此，研究全球土壤变化已经成为今后土壤学研究的重要课题。中国土 壤学会已经于年增设了“全球变化与全球土壤变化”专业组。通过对全球土壤的时空演变机制、土壤成土过程与成土因素、古气候与古 土壤、人类活动对土壤的影响以及对土壤圈变化的预测，可以使人类选择更合理的土壤资源利用方式，为维持地球的生态平衡和持续发 展做出贡献。 20061 土壤水分的主要测定方法 （1） 烘干法 烘干法是测量土壤水分的是最普遍的方法，也是标准方法，它用来测定土壤质量含水量。通常将从野外取来的原状土柱中称出已知重量的 潮湿土壤样品，放在温度 105℃的烘箱中烘干至质量不在减少后再称重。加热而失去的水分代表潮湿样品中的土壤水分。 （2） 电阻法 电阻法是利用某些多孔性物质如石膏、尼龙、玻璃纤维等的电阻和它们的含水量有关系这一事实而采用的一种方法。当这些嵌有电极的块 状组件放置在潮湿的土壤中时，它们吸收土壤水分一直达到平衡状态。块状组件的电阻由它们的含水量决定的，并依次由附近土壤水分张 力或的吸力所决定。电阻读数和土壤水分百分数之间的关系可以用标定方法（calibration）来确定。这些块状组件在一段时间内用来测 定田间选定位置的含水量。在 1～15 大}