土壤耕層

土壤耕層是對(duì)于耕作的土壤來(lái)說(shuō)的，對(duì)于仍處于自然形態(tài)的土壤來(lái)說(shuō)是沒有這個(gè)概念的。土壤耕層的形成是由于人類的農(nóng)業(yè)種植活動(dòng)擾亂了土壤的自然狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，是土壤表層大約0-20cm。土壤耕層以下的層次稱為耕底層。對(duì)于土壤耕層到底有多厚是如何劃分的，西北農(nóng)林科技大學(xué)土壤學(xué)專家王益權(quán)教授認(rèn)為區(qū)分土壤耕層主要是有兩個(gè)出發(fā)點(diǎn):一是土壤的肥力，也就是土壤主要的養(yǎng)分有機(jī)質(zhì)的集中層;二是土壤的根系的長(zhǎng)度，耕作層自然要與植物根系所對(duì)應(yīng)。根據(jù)這兩點(diǎn)各個(gè)地方的耕層是不一致的，但是為了研究方便我們一般來(lái)說(shuō)把從土表面0-20cm這個(gè)垂直厚度作為土壤的耕層厚度。土壤耕層一方面富集了土壤主要的肥力，另一方面也是土壤根系的主要集中部分。具體研究時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況確定土壤的耕層厚度。因?yàn)橛械闹参锵顸S瓜和草莓的根系比較淺，闊葉喬木的根系也比較淺，而禾谷類的根系就比較深。土壤刨面試驗(yàn)表明在我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)祥地楊凌，八米以下仍然可見小麥的根系。

近似立方體型，長(zhǎng)、寬、高大體相等，組分一般大于3cm，1-3cm之內(nèi)的稱作核狀結(jié)構(gòu)體，外形不規(guī)則，多在粘重而乏有機(jī)質(zhì)的土中生成，熟化程度低的死黃土常見此結(jié)構(gòu)，由于相互支撐，會(huì)增大孔隙，造成水分快速蒸發(fā)跑墑，多有壓苗作用，不利植物生長(zhǎng)繁育。

改良方法:可在墑情合適時(shí)耙耱，冬季凍土后，輾壓，以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，也可摻河沙或爐渣灰來(lái)改良。

水平面排列，水平軸比垂直軸長(zhǎng)，界面呈水平薄片狀;農(nóng)田犁耕層、森林的灰化層、園林壓實(shí)的土壤均屬此類。不利于通氣透水，造成土壤干旱，水土流失。

改良方法:松土施用有機(jī)肥，公園街道綠地行人常經(jīng)過(guò)的地方，可進(jìn)行透氣鋪裝、種植地被植物或進(jìn)行必要的圍欄保護(hù)，結(jié)皮和板結(jié)的可采取適墑深翻，增施有機(jī)肥解決。

沿垂直軸排列，垂直軸大于水平軸，土體直立，結(jié)構(gòu)體大小不一，堅(jiān)實(shí)硬，內(nèi)部 無(wú)效孔隙占優(yōu)勢(shì)，植物的根系難以介入、通氣不良、結(jié)構(gòu)體之間有形成的大裂隙，既漏水又漏肥。改良方法:通過(guò)深翻施肥和深翻種植綠肥。

這是最適宜植物生長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)體土壤類型，它在一定程度上標(biāo)志著土壤肥力的水平和利用價(jià)值。其能協(xié)調(diào)土壤水分和空氣的矛盾;能協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分的消耗和累積的矛盾;能調(diào)節(jié)土壤溫度，并改善土壤的溫度狀況;能改良土壤的可耕性，改善植物根系的生長(zhǎng)伸長(zhǎng)條件。

成土因素學(xué)說(shuō)的基本觀點(diǎn)可概括為:

①土壤是一種獨(dú)立的自然體，它是在各種成土因素非常復(fù)雜的相互作用下形成的。

②對(duì)于土壤的形成來(lái)說(shuō)，各種成土因素具有同等重要性和相互不可替代性。其中生物起著主導(dǎo)作用。土壤是一定時(shí)期內(nèi)，在一定的氣候和地形條件下，活有機(jī)體作用于成土母質(zhì)而形成的。

(1)土壤形成的母質(zhì)因素

風(fēng)化作用使巖石破碎，理化性質(zhì)改變，形成結(jié)構(gòu)疏松的風(fēng)化殼，其上部可稱為土壤母質(zhì)。如果風(fēng)化殼保留在 原地，形成殘積物，便稱為殘積母質(zhì);如果在重力、流水、風(fēng)力、冰川等作用下風(fēng)化物質(zhì)被遷移形成崩積物、沖積物、海積物、湖積物、冰磧物和風(fēng)積物等，則稱為運(yùn)積母質(zhì)。成土母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)和植物礦質(zhì)養(yǎng)分元素(氮除外)的最初來(lái)源。母質(zhì)代表土壤的初始狀態(tài)，它在氣候與生物的作用下，經(jīng)過(guò)上千年的時(shí)間，才逐漸轉(zhuǎn)變成可生長(zhǎng)植物的土壤。母質(zhì)對(duì)土壤的物理性狀和化學(xué)組成均產(chǎn)生重要的作用，這種作用在土壤形成的初期階段最為顯著。隨著成土過(guò)程進(jìn)行得愈久，母質(zhì)與土壤間性質(zhì)的差別也愈大，盡管如此，土壤中總會(huì)保存有母質(zhì)的某些特征。

首先，成土母質(zhì)的類型與土壤質(zhì)地關(guān)系密切。不同造巖礦物的抗風(fēng)化能力差別顯著，其由大到小的順序大致為:石英→白云母→鉀長(zhǎng)石→黑云母→鈉長(zhǎng)石→角閃石→輝石→鈣長(zhǎng)石→橄欖石。因此，發(fā)育在基性巖母質(zhì)上的土壤質(zhì)地一般較細(xì)，含粉砂和粘粒較多，含砂粒較少;發(fā)育在石英含量較高的酸性巖母質(zhì)上的土壤質(zhì)地一般較粗，即含砂粒較多而含粉砂和粘粒較少。此外，發(fā)育在殘積物和坡積物上的土壤含石塊較多，而在洪積物和沖積物上發(fā)育的土壤具有明顯的質(zhì)地分層特征。

其次，土壤的礦物組成和化學(xué)組成深受成土母質(zhì)的影響。不同巖石的礦物組成有明顯的差別，使其上發(fā)育的土壤的礦物組成也就不同。發(fā)育在基性巖母質(zhì)上的土壤，含角閃石、輝石、黑云母等深色礦物較多;發(fā)育在酸性巖母質(zhì)上的土壤，含石英、正長(zhǎng)石和白云母等淺色礦物較多;其他如冰磧物和黃土母質(zhì)上發(fā)育的土壤，含水云母和綠泥石等粘土礦物較多，河流沖積物上發(fā)育的土壤亦富含水云母，湖積物上發(fā)育的土壤中多蒙脫石和水云母等粘土礦物。從化學(xué)組成方面看，基性巖母質(zhì)上的土壤一般鐵、錳、鎂、鈣含量高于酸性巖母質(zhì)上的土壤，而硅、鈉、鉀含量則低于酸性巖母質(zhì)上的土壤，石灰?guī)r母質(zhì)上的土壤，鈣的含量最高。

(2)土壤形成的氣候因素

氣候?qū)τ谕寥佬纬傻挠绊?，表現(xiàn)為直接影響和間接影響兩個(gè)方面。直接影響指通過(guò)土壤與大氣之間經(jīng)常進(jìn)行 的水分和熱量交換，對(duì)土壤水、熱狀況和土壤中物理、化學(xué)過(guò)程的性質(zhì)與強(qiáng)度的影響。通常溫度每增加10℃，化學(xué)反應(yīng)速度平均增加1~2倍;溫度從0℃增加到50℃，化合物的解離度增加7倍。在寒冷的氣候條件下，一年中土壤凍結(jié)達(dá)幾個(gè)月之久，微生物分解作用非常緩慢，使有機(jī)質(zhì)積累起來(lái);而在常年溫暖濕潤(rùn)的氣候條件下，微生物活動(dòng)旺盛，全年都能分解有機(jī)質(zhì)，使有機(jī)質(zhì)含量趨于減少。

氣候還可以通過(guò)影響巖石風(fēng)化過(guò)程以及植被類型等間接地影響土壤的形成和發(fā)育。一個(gè)顯著的例子是，從干燥的荒漠地帶或低溫的苔原地帶到高溫多雨的熱帶雨林地帶，隨著溫度、降水、蒸發(fā)以及不同植被生產(chǎn)力的變化，有機(jī)殘?bào)w歸還逐漸增多，化學(xué)與生物風(fēng)化逐漸增強(qiáng)，風(fēng)化殼逐漸加厚。

土壤由巖石風(fēng)化而成的礦物質(zhì)、動(dòng)植物，微生物殘?bào)w腐解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)、土壤生物(固相物質(zhì))以及水分(液相物質(zhì))、空氣(氣相物質(zhì))，氧化的腐殖質(zhì)等組成。固體物質(zhì)包括土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和微生物通過(guò)光照抑菌滅菌后得到的養(yǎng)料等。液體物質(zhì)主要指土壤水分。氣體是存在于土壤孔隙中的空氣。土壤中這三類物質(zhì)構(gòu)成了一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體。它們互相聯(lián)系，互相制約，為作物提供必需的生活條件，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)。

固體，氣體和液體

土壤礦物質(zhì)是巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化作用形成的不同大小的礦物顆粒(砂粒、土粒和膠粒)。土壤礦物質(zhì)種類很多，化學(xué)組成復(fù)雜，它直接影響土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)，是作物養(yǎng)分的重要來(lái)源之一。

土壤由礦物質(zhì)和腐殖質(zhì)組成的固體土粒是土壤的主體，約占土壤體積的50%，固體顆粒間的孔隙由氣體和水分占據(jù)。

土壤氣體中絕大部分是由大氣層進(jìn)入的氧氣、氮?dú)獾?，小部分為土壤?nèi)的生命活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳和水汽等。土壤中的水分主要由地表進(jìn)入土中，其中包括許多溶解物質(zhì)。

土壤中還有各種動(dòng)物、植物和微生物。

有機(jī)質(zhì)

有機(jī)質(zhì)含量的多少是衡量土壤肥力高低的一個(gè)重要標(biāo)志，它和礦物質(zhì)緊密地結(jié)合在一起。在一般耕地耕層中有機(jī)質(zhì)含量只占土壤干重的0.5-2.5%，耕層以下更少，但它的作用卻很大，群眾常把含有機(jī)質(zhì)較多的土壤稱為"油土"。土壤有機(jī)質(zhì)按其分解程度分為新鮮有機(jī)質(zhì)、半分解有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)是指新鮮有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)酶的轉(zhuǎn)化所形成的灰黑土色膠體物質(zhì)，通過(guò)陽(yáng)光殺滅了致病的有害菌病毒寄生蟲后，保留其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的土壤，一般占土壤有機(jī)質(zhì)總量的85-90%以上。

腐殖質(zhì)的作用主要有以下幾點(diǎn):

(一) 作物養(yǎng)分的主要來(lái)源 腐殖質(zhì)既含有氮、磷、 鉀、硫、鈣等大量元素，還有微量元素，經(jīng)微生物分解可以釋放出來(lái)供作物吸收利用。

(二)增強(qiáng)土壤的吸水、保肥能力 腐殖質(zhì)是一種有機(jī)膠體，吸水保肥能力很強(qiáng)，一般粘粒的吸水率為50-60%，而腐殖質(zhì)的吸水率高達(dá)400-600%;保肥能力是粘粒的6一10倍。

(三)改良土壤物理性質(zhì) 腐殖質(zhì)是形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的良好膠結(jié)劑，可以提高粘重土壤的疏松度和通氣性，改變砂土的松散狀態(tài)。同時(shí)，由于它的顏色較深，有利吸收陽(yáng)光，提高土壤溫度。

(四)促進(jìn)土壤植物的生長(zhǎng) 腐殖質(zhì)為植物生長(zhǎng)提供了豐富的養(yǎng)分和能量，土壤酸堿適宜，因而有利植物生長(zhǎng)，促進(jìn)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。

(五)作物生長(zhǎng)發(fā)育 腐殖質(zhì)在分解過(guò)程中產(chǎn)生的腐殖酸、有機(jī)酸、維生素及一些激素，對(duì)作物生育有良好的促進(jìn)作用，可以增強(qiáng)呼吸和對(duì)養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)細(xì)胞分裂，從而加速根系和地上部分的生長(zhǎng)。土壤有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于施用的有機(jī)肥料和殘留的根茬。許多社隊(duì)采用柴草墊圈、秸稈還田、割青漚肥、草田輪作、糧肥間套、擴(kuò)種綠肥等措施，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，使土壤越種越肥，產(chǎn)量越來(lái)越高，應(yīng)當(dāng)因地制宜加以推廣。

微生物

土壤微生物的種類很多，只有抑制有害菌，利用這些菌產(chǎn)生的植物需要的一些養(yǎng)料。如進(jìn)行有效的陽(yáng)光照射后，細(xì)菌、真菌、放線菌、原生動(dòng)物、被有效的殺滅，腐體可作養(yǎng)料。土壤微生物的數(shù)量很大，1克土壤中就有幾億到幾百億個(gè)。1畝地耕層土壤中，微生物的重量有幾百斤到上千斤。土壤越肥沃，微生物的利用率也越高。

狹義的細(xì)菌為原核微生物的一類，是一類形狀細(xì)短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的原核生物，是在自然界分布最廣、個(gè)體數(shù)量最多的有機(jī)體，是大自然物質(zhì)循環(huán)的主要參與者，量少不易致病，量多時(shí)可致病。

植物莖葉中含有果膠酶、纖維素酶、過(guò)氧化氫酶、琥珀酸硫激酶、琥珀酸脫氫酶、延胡索酸酶、蘋果酸脫氫酶等，把植物的莖葉作為肥料，是作物生長(zhǎng)的必要營(yíng)養(yǎng)的來(lái)源。

微生物在土壤中的主要作用如下:

(一)分解有機(jī)質(zhì) 作物的殘根敗葉和施入土壤中的有機(jī)肥料，只有經(jīng)過(guò)土壤微生物的作用，才能腐爛分解，釋放出營(yíng)養(yǎng)元素，供作物利用;并且形成腐殖質(zhì)，改善土壤的理化性質(zhì)。

(二)分解礦物質(zhì) 例如磷細(xì)菌能分解出磷礦石中的磷，鉀細(xì)菌能分解出鉀礦石中的鉀，以利作物吸收利用。

(三)固定氮素氮?dú)庠诳諝獾慕M成中占4/5，數(shù)量很大，但植物不能直接利用。土壤中有一類叫做固氮菌的微生物，能利用空氣中的氮素作食物，在它們死亡和分解后，這些氮素就能被作物吸收利用。固氮菌分兩種，一種是生長(zhǎng)在豆科植物根瘤內(nèi)的，叫根瘤菌，種豆能夠肥田，就是因?yàn)楦鼍墓痰饔迷黾恿送寥览锏牡?另一類單獨(dú)生活在土壤里就能固定氮?dú)?，叫自生固氮菌。另外，有些微生物在土壤中?huì)產(chǎn)生有害的作用。例如反硝化細(xì)菌，能把硝酸鹽還原成氮?dú)猓诺娇諝饫锶?，使土壤中的氮素受到損失。實(shí)行深耕、增施有機(jī)肥料、給過(guò)酸的土壤施石灰、合理灌溉和排水等措施，可促進(jìn)土壤中有益微生物的繁殖，發(fā)揮微生物提高土壤肥力的作用。

水分

土壤是一個(gè)疏松多孔體，其中布滿著大大小小蜂窩狀的孔隙。直徑0.001-0.1毫米的土壤孔隙叫毛管孔隙。存在于土壤毛管孔隙中的水分能被作物直接吸收利用，同時(shí)，還能溶解和輸送土壤養(yǎng)分。毛管水可以上下左右移動(dòng)，但移動(dòng)的快慢決定于土壤的松緊程度。松緊適宜，移動(dòng)速度最快，過(guò)松過(guò)緊，移動(dòng)速度都較慢。降水或灌溉后，隨著地面蒸發(fā)，下層水分沿著毛管迅速向地表上升，應(yīng)在分墑后及時(shí)采取中耕、耙、耱等措施，使地表形成一個(gè)疏松的隔離層，切斷上下層毛管的聯(lián)系，防止跑墑。"鋤頭有水"的科學(xué)道理就在這里。土壤含水量降至黃墑以下時(shí)，毛管水運(yùn)行基本停止，土 壤水分主要以氣化方式向大氣擴(kuò)散丟失。這時(shí)進(jìn)行鎮(zhèn)壓(碾地)，使地表形成略為緊實(shí)的土層，一方面可以接通已斷的毛細(xì)管，使底墑借毛管作用上升;另一方面可減少大孔隙，防止水汽擴(kuò)散損失，所以群眾說(shuō)"碾子提墑，碾子藏墑"。鎮(zhèn)壓后耱地，使耕層上再形成一個(gè)平整而略松的薄層，保墑效果更好。五、土壤空氣土壤空氣對(duì)作物種子發(fā)芽、根系發(fā)育、微生物活動(dòng)及養(yǎng)分轉(zhuǎn)化都有極大的影響。生產(chǎn)上應(yīng)采用深耕松土、破除扳結(jié)、排水、曬田(指稻田)等措施，以改善土壤通氣狀況，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育。

在19世紀(jì)末，俄國(guó)土壤學(xué)家道庫(kù)恰耶夫(V.V.Dokuchaisv)從土壤發(fā)生學(xué)的觀點(diǎn)，認(rèn)為土壤的性質(zhì)是氣候、生物、地形、母質(zhì)和時(shí)間等成土因素綜合作用的結(jié)果。土壤是發(fā)育于地球陸地表面具有一定肥力且能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層(包括海、湖淺水區(qū))。它是地球表面上的附著物，人力可以搬動(dòng)土壤。

土壤分為:土壤可以分為砂質(zhì)土、黏質(zhì)土、壤土三類

砂質(zhì)土的性質(zhì):含沙量多，顆粒粗糙，滲水速度快，保水性能差，通氣性能好

黏質(zhì)土的性質(zhì):含沙量少，顆粒細(xì)膩，滲水速度慢，保水性能好，通氣性能差

壤土的性質(zhì):含沙量一般，顆粒一般，滲水速度一般，保水性能一般，通氣性能一般。

土壤學(xué)是研究土壤及其生成的學(xué)科，是自然地理學(xué)的分支。它對(duì)研究植物的生長(zhǎng)，繁殖以至分布都起著重要影響。 從農(nóng)業(yè)角度來(lái)看，土壤是指陸地上能夠讓植物生長(zhǎng)的疏松表層。

施肥必須考慮土壤，這是因?yàn)?第一，只有在土壤對(duì)某一養(yǎng)分供應(yīng)不足時(shí)，才需要施肥，并不需要把所有的必需元素施入土壤，因?yàn)榇蠖鄶?shù)營(yíng)養(yǎng)元素，土壤(或大氣)已能充分供應(yīng)，否則會(huì)造成浪費(fèi)，甚至造成作物中毒。這一點(diǎn)有時(shí)被忽視。第二，肥料施入土壤后會(huì)發(fā)生一些列變化，會(huì)在不同程度上影響影響肥料效果，不考慮土壤，也就談不上真正的合理施肥。如在水田中施用硝態(tài)氮肥，必然會(huì)降低肥效等。

作物的土壤營(yíng)養(yǎng)環(huán)境包括:物理環(huán)境、化學(xué)環(huán)境和養(yǎng)分環(huán)境。

土壤物理環(huán)境首先影響作物的水分和空氣供應(yīng)，也直接影響?zhàn)B分的供應(yīng)和保蓄。土壤是由大小不同的顆粒組成，這些顆粒構(gòu)成了土體的三相，即固相、液相和氣相。一般肥沃土壤，它的固相占整個(gè)土壤體積的一半以上，另外不到一半的體積，充滿水分和空氣。土壤孔隙不僅承擔(dān)著作物水分、空氣的供應(yīng)，本身也對(duì)作物生長(zhǎng)有重要作用，同時(shí)也直接影響?zhàn)B分在土壤中的擴(kuò)散。土壤粘粒、土壤有機(jī)質(zhì)和土壤酸度是影響土壤化學(xué)環(huán)境的重要因素。土壤養(yǎng)分即使在施肥的情況下也對(duì)植物生長(zhǎng)起著重要的作用。據(jù)估計(jì)，在一般施肥情況下，中等產(chǎn)量水平時(shí)，植物吸收的氮中有30%~60%、磷中50%~70%、鉀中40%~60%是來(lái)自土壤，可見土壤養(yǎng)分環(huán)境對(duì)作物營(yíng)養(yǎng)的重要作用。

氮:我國(guó)土壤耕層中的全氮含量大概變動(dòng)在0.05%~0.25%。其中東北地區(qū)的黑土是我國(guó)土壤平均含氮量最高的土壤，一般為0.15%~0.35%。而西北黃土高原和華北平原的土壤含氮量較低，一般為0.05%~0.1%。華中華南地區(qū)，土壤全氮含量有較大的變幅，一般為0.04%~0.18%。在條件基本相近的情況下，水田的含氮量往往高于旱地土壤。我國(guó)絕大部分土壤施用氮肥都有一定的增產(chǎn)效果。

磷:磷是農(nóng)業(yè)上僅次于氮的一個(gè)重要土壤養(yǎng)分。土壤中大部分磷都是無(wú)機(jī)狀態(tài)(50%~70%)，只有30%~50%是以有機(jī)磷形態(tài)存在的。

我國(guó)北方土壤中的無(wú)機(jī)磷主要是磷酸鈣鹽，而南方主要是磷酸鐵、鋁鹽類。其中有相當(dāng)大的部分是被氧化鐵膠膜包裹起來(lái)的磷酸鐵鋁，稱為閉蓄態(tài)磷。

我國(guó)土壤全磷含量變動(dòng)在0.02%~0.11%，其中北方土壤的全磷含量，一般比南方土壤高，我國(guó)土壤的全磷含量大體上從南向北有增加的趨勢(shì)。如東北地區(qū)的黑土、白漿土全磷含量一般為0.06%~0.15%，而我國(guó)南方的紅壤和磚紅壤全磷含量一般為0.01%~0.03%。

土壤全磷含量的高低，通常不能直接表明土壤供應(yīng)磷素能力的高低，它是一個(gè)潛在的肥力指標(biāo)，但是當(dāng)土壤全磷含量低于0.03%時(shí)，土壤往往缺磷。'在土壤全磷中，只有很少一部分是對(duì)當(dāng)季作物有效的，稱為土壤有效性磷。

隨著產(chǎn)量的提高，我國(guó)土壤缺磷面積不斷擴(kuò)大，原來(lái)那些對(duì)磷肥效果不明顯的地區(qū)表現(xiàn)了嚴(yán)重的缺磷現(xiàn)象，如廣大的黃淮海平原，西北黃土高原以至新疆等地都大面積缺磷。而原來(lái)缺磷的地區(qū)，由于長(zhǎng)期施磷，磷肥效果下降，這主要是指華中、華南某些缺磷水稻土。在華中華南中高產(chǎn)水稻土上，隨著有機(jī)肥的施入，磷已可滿足作物需要，而大面積的酸性旱地土壤以及部分低產(chǎn)水田，缺磷仍然是相當(dāng)嚴(yán)重的。

鉀:土壤中鉀全部以無(wú)機(jī)形態(tài)存在，而且其數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氮磷。我國(guó)土壤的全鉀含量也大體上是南方較低，北方較高。南方的磚紅壤，土壤全鉀含量平均只有0.4%左右，華中、華東的紅壤則平均為0.9%，而我國(guó)北方包括華北平原、西北黃土高原以至東北黑土地區(qū)，土壤全鉀量一般都在1.7%左右。因此，缺鉀主要在南方，北方已開始出現(xiàn)缺鉀現(xiàn)象。

土壤中的微量元素大部分是以硅酸鹽、氧化物、硫化物、碳酸鹽等無(wú)機(jī)鹽形態(tài)存在。在土壤溶液中可有一部分微量元素以有機(jī)絡(luò)合態(tài)存在。通常把水溶液或交換態(tài)的微量元素看作是對(duì)作物有效的。土壤中微量元素供應(yīng)不足的一個(gè)原因是土壤本身含量過(guò)低，另一種原因是含量并不低，甚至很高但是由于土壤條件(主要是土壤酸堿度和氧化還原條件)造成有效性降低而供應(yīng)不足。在前一種條件下，需要靠補(bǔ)施微量元素肥料，后一種情況下，有時(shí)只需改變土壤條件，增加土壤微量元素的有效性，就可增加供應(yīng)水平。

增加土壤養(yǎng)分無(wú)論施用有機(jī)肥料或無(wú)機(jī)肥料都能增加土壤養(yǎng)分。無(wú)機(jī)肥料大多易于溶解，施用后除部分為土壤吸收保蓄外，作物可以立即吸收。而有機(jī)肥料，除少量養(yǎng)分可供作物直接吸收外，大多數(shù)須經(jīng)微生物分解，作物方能利用。在分解過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生二氧化碳以及各種有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸。二氧化碳除被植物吸收外，溶解在土壤水分中形成的碳酸和其它各種有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸都有促進(jìn)土壤中某些難溶性礦質(zhì)養(yǎng)分溶解的作用，從而增加土壤中有效養(yǎng)分的含量。有些肥料(如石灰、石膏)除直接增加土壤養(yǎng)分，還能通過(guò)調(diào)節(jié)土壤反應(yīng)，提高土壤中有效養(yǎng)分的含量。

改善土壤結(jié)構(gòu)施用有機(jī)肥料和含鈣質(zhì)多的肥料，除了能增加土壤養(yǎng)分外，還能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成。因?yàn)橛袡C(jī)肥料在土中微生物的作用下，進(jìn)行礦化作用增加土中有效養(yǎng)分，同時(shí)，增加土壤腐殖質(zhì)含量。腐殖質(zhì)在土中遇到鈣離子就會(huì)和土粒凝聚在一起形成水穩(wěn)定性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。改善粘土的堅(jiān)實(shí)板結(jié)以及沙土的跑水漏肥等不良性狀，提高土壤肥力。

改善土壤的水熱狀況一般有機(jī)質(zhì)都有吸水和保水的能力，特別象腐殖質(zhì)這一類親水膠體，保水能力更強(qiáng)。土壤中的腐殖質(zhì)和粘土粒結(jié)合形成團(tuán)粒，在團(tuán)粒內(nèi)部有許多毛管孔隙，也能保存很多的水分，能被植物利用。由于腐殖質(zhì)是綜黑色的物質(zhì)，土壤中腐殖質(zhì)含量多，土壤顏色較深，可增加吸收日光熱能，有利于提高土溫。同時(shí)陽(yáng)光可以殺滅土壤里的有害菌，保留其腐化物的營(yíng)養(yǎng)成分，保水能力也強(qiáng)，有利于作物生長(zhǎng)。

增加生理活性物質(zhì)增施有機(jī)肥能促進(jìn)微生物的活動(dòng)。由于微生物活動(dòng)的結(jié)果，除了增加土壤中的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和腐殖質(zhì)以外，通過(guò)合理的陽(yáng)光照射，還能產(chǎn)生多種維生素、抗生素、生長(zhǎng)素等，具有促進(jìn)根系發(fā)育，刺激作物生長(zhǎng)，增強(qiáng)抗病能力。

土壤是巖石圈表面的疏松表層，是陸生植物生活的基質(zhì)和陸生動(dòng)物生活的基底。土壤不僅為植物提供必需的營(yíng)養(yǎng)和水分，而且也是土壤動(dòng)物賴以生存的棲息場(chǎng)所。土壤的形成從開始就與生物的活動(dòng)密不可分，所以土壤中總是含有多種多樣的生物，如細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類、原生動(dòng)物、輪蟲、線蟲、蚯蚓、軟體動(dòng)物和各種節(jié)肢動(dòng)物等，少數(shù)高等動(dòng)物(如鼴鼠等)終生都生活在土壤中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在一小勺土壤里就含有億萬(wàn)個(gè)細(xì)菌，25克森林腐植土中所包含的霉菌如果一個(gè)一個(gè)排列起來(lái)，其長(zhǎng)度可達(dá)11千米。可見，土壤是生物和非生物環(huán)境的一個(gè)極為復(fù)雜的復(fù)合體，土壤的概念總是包括生活在土壤里的大量生物，生物的活動(dòng)促進(jìn)了土壤的形成，而眾多類型的生物又生活在土壤之中。所以土壤被稱為世界上最重要的能源，生活在地球上所有的陸生生物和一部分海洋生物都直接或間接地被土壤所影響著。

土壤無(wú)論對(duì)植物來(lái)說(shuō)還是對(duì)土壤動(dòng)物來(lái)說(shuō)都是重要的生態(tài)因子。植物的根系與土壤有著極大的接觸面，在植物和土壤之間進(jìn)行著頻繁的物質(zhì)交換，彼此有著強(qiáng)烈影響，因此通過(guò)控制土壤因素就可影響植物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量。對(duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō)，土壤是比大氣環(huán)境更為穩(wěn)定的生活環(huán)境，其溫度和濕度的變化幅度要小得多，因此土壤常常成為動(dòng)物的極好隱蔽所，在土壤中可以躲避高溫、干燥、大風(fēng)和陽(yáng)光直射。由于在土壤中運(yùn)動(dòng)要比大氣中和水中困難得多，所以除了少數(shù)動(dòng)物(如蚯蚓、鼴鼠、竹鼠和穿山甲)能在土壤中掘穴居住外，大多數(shù)土壤動(dòng)物都只能利用枯枝落葉層中的孔隙和土壤顆粒間的空隙作為自己的生存空間。

土壤是所有陸地生態(tài)系統(tǒng)的基底或基礎(chǔ)，土壤中的生物活動(dòng)不僅影響著土壤本身，而且也影響著土壤上面的生物群落。生態(tài)系統(tǒng)中的很多重要過(guò)程都是在土壤中進(jìn)行的，其中特別是分解和固氮過(guò)程。生物遺體只有通過(guò)分解過(guò)程才能轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)和礦化為可被植物再利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而固氮過(guò)程則是土壤氮肥的主要來(lái)源。這兩個(gè)過(guò)程都是整個(gè)生物圈物質(zhì)循環(huán)所不可缺少的過(guò)程。

亞、歐大陸是最大的大陸。山地土壤占1/3，灰化土和荒漠土分別占16%和15%，黑鈣土和栗鈣土占13%。地帶性土壤沿緯度水平分布由北至南依次為:冰沼土-灰化土-灰色森林土-黑鈣土-栗鈣土-棕鈣土-荒漠土-高寒土-紅壤-磚紅壤。但在東、西兩岸略有差異:大陸西岸從北而南依次為:冰沼土-灰化土-棕壤-褐土-荒漠土;大陸東岸自北而南依次為:冰沼土-灰化土-棕壤-紅、黃壤-磚紅壤。在灰化土和棕壤帶中分布有沼澤土。半荒漠和荒漠土壤中分布著鹽漬土。在印度德干高原上分布著變性土。

北美洲灰化土較多，約占23%。由于西部科迪勒拉山系呈南北走向伸延，從而加深了水熱條件的東西差異，因此，北美洲西半部土壤表現(xiàn)明顯的經(jīng)度地帶性分布。北美大陸西半部(灰化土帶以南，95°W以西，不包括太平洋沿岸地帶)由東而西的土壤類型依次為濕草原土-黑鈣土-栗鈣土-荒漠土;而在東部因南北走向的山體不高，土壤又表現(xiàn)出緯度地帶性分布，由北至南依次為冰沼土-灰化土-棕壤-紅、黃壤。北美灰化土帶中有沼澤土，栗鈣土帶中有堿土，荒漠土帶中有鹽土。南美洲磚紅壤、磚紅壤性土的分布面積最大，幾乎占全洲面積的一半，主要分布于南回歸線以北地區(qū)，呈東西延伸。在南回歸線以南地區(qū)，土壤類型逐漸轉(zhuǎn)為南北延伸，自東而西依次大致為:紅、黃壤-變性土-灰褐土、灰鈣土，再往南則為棕色荒漠土。安第斯山以西地區(qū)土壤類型是南北向排列和延伸的，自北向南依次為:磚紅壤-紅褐土-荒漠土-褐土-棕壤。

非洲土壤以荒漠土和磚紅壤、紅壤為最多，前者占37%，后兩者占29%。由于赤道橫貫中部，土壤由中部低緯度地區(qū)向南北兩側(cè)成對(duì)稱緯度地帶性分布，其順序是磚紅壤-紅壤-紅棕壤和紅褐土-荒漠土，至大陸南北兩端為褐土和棕壤。但在東非高原因受地形的影響而稍有改變。在磚紅壤帶中分布有沼澤土，在沙漠化的熱帶草原、半荒漠和荒漠帶中分布有鹽漬土。

土壤以荒漠土面積最大，占44%，次為磚紅壤和紅壤，占25%。土壤分布呈半環(huán)形，自北、東、南三方面向內(nèi)陸和西部依次分布熱帶灰化土-紅壤和磚紅壤-變性土和紅棕壤-紅褐土和灰鈣土-荒漠土。

凡是妨礙土壤正常功能，降低作物產(chǎn)量和質(zhì)量，還通過(guò)糧食、蔬菜、水果等間接影響人體健康的物質(zhì)，都叫做土壤污染物。

土壤污染的形成因素:由于人口急劇增長(zhǎng)，工業(yè)迅猛發(fā)展，固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒，有害廢水不斷向土壤中滲透，大氣中的有害氣體及飄塵也不斷隨雨水降落在土壤中，導(dǎo)致了土壤污染。

土壤污染物的來(lái)源廣、種類多，大致可分為無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類。無(wú)機(jī)污染物主要包括酸、堿、重金屬(銅、汞、鉻、鎘、鎳、鉛等)鹽類、放射性元素銫、鍶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有機(jī)污染物主要包括有機(jī)農(nóng)藥、酚類、氰化物、石油、合成洗滌劑、3，4-苯并以及由城市污水、污泥及廄肥帶來(lái)的有害微生物等。

當(dāng)土壤中含有害物質(zhì)過(guò)多，超過(guò)土壤的自凈能力，就會(huì)引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，微生物活動(dòng)受到抑制，有害物質(zhì)或其分解產(chǎn)物在土壤中逐漸積累，通過(guò)"土壤→植物→人體"，或通過(guò)"土壤→水→人體" 間接被人體吸收，達(dá)到危害人體健康的程度，就是土壤污染。

據(jù)報(bào)道，目前我國(guó)受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近 2000 萬(wàn)公頃，約占總耕地面積的 1/5，其中工業(yè)"三廢"污染耕地 1000 萬(wàn)公頃，污水灌溉的農(nóng)田面積已達(dá) 330 多萬(wàn)公頃。例如:某省曾對(duì) 47 個(gè)縣和郊區(qū)的 259 萬(wàn)公頃耕地(占全省耕地面積的五分之二)進(jìn)行過(guò)調(diào)查。其結(jié)果表明，75% 的縣已受到不同程度的重金屬污染的潛在威脅，而且污染趨勢(shì)仍在加重。

污水灌溉等廢棄物對(duì)農(nóng)田已造成大面積的土壤污染。如沈陽(yáng)張士灌區(qū)用污水灌溉 20 多年后，污染耕地 2500 多公頃，造成了嚴(yán)重的鎘污染，稻田含鎘 5-7mg/kg。天津近郊因污水灌溉導(dǎo)致 2.3 萬(wàn)公頃農(nóng)田受到污染。廣州近郊因?yàn)槲鬯喔榷廴巨r(nóng)田 2700 公頃，因施用含污染物的底泥造成 1333 公頃的土壤被污染，污染面積占郊區(qū)耕地面積的 46%。80 年代中期對(duì)北京某污灌區(qū)進(jìn)行的抽樣調(diào)查表明，大約 60% 的土壤和 36% 的糙米存在污染問(wèn)題。

另一方面，全國(guó)有 1300~1600 萬(wàn)公頃耕地受到農(nóng)藥的污染。除耕地污染之外，我國(guó)的工礦區(qū)、城市也還存在土壤(或土地)污染問(wèn)題。

中科院地理科學(xué)與資源環(huán)境研究所研究員陳同斌前后用了3年多的時(shí)間對(duì)北京市全市的土壤和蔬菜進(jìn)行了大規(guī)模的取樣分析和研究，發(fā)現(xiàn)土壤污染問(wèn)題已經(jīng)比較嚴(yán)重，并且已經(jīng)影響到蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境研究所研究員潘根興在2002年初做過(guò)一個(gè)南京市各城區(qū)的土壤重金屬污染調(diào)查。結(jié)果同樣很嚴(yán)重。超過(guò)70%的采樣區(qū)域存在重金屬污染，測(cè)出的最高鉛含量超過(guò)900ppm，超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3倍以上。

陳同斌在2001年對(duì)北京市的公園土壤重金屬污染做了一項(xiàng)調(diào)查，結(jié)果讓人吃驚。被公認(rèn)為城市中環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)良的公園存在著不容忽視的土壤重金屬污染。而且公園建成的年代與土壤重金屬污染的程度成一個(gè)指數(shù)關(guān)系。

1. 土壤污染導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失--農(nóng)作物的污染、減產(chǎn)。對(duì)于各種土壤污染造成的經(jīng)濟(jì)損失，尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例，全國(guó)每年就因重金屬污染而減產(chǎn)糧食 1000 多萬(wàn)噸，另外被重金屬污染的糧食每年也多達(dá) 1200 萬(wàn)噸，合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少 200 億元。

2. 土壤污染導(dǎo)致生物品質(zhì)不斷下降

我國(guó)大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標(biāo)和接近臨界值。

土壤污染除影響食物的衛(wèi)生品質(zhì)外，也明顯地影響到農(nóng)作物的其他品質(zhì)。

有些地區(qū)污灌已經(jīng)使得蔬菜的味道變差，易爛，甚至出現(xiàn)難聞的異味;農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)藏品質(zhì)和加工品質(zhì)也不能滿足深加工的要求。

3. 土壤污染危害人體健康

土壤污染會(huì)使污染物在植(作)物體中積累，并通過(guò)食物鏈富集到人體和動(dòng)物體中，危害人畜健康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。

4. 土壤污染導(dǎo)致其他環(huán)境問(wèn)題

土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力的作用下分別進(jìn)入到大氣和水體中，導(dǎo)致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。

當(dāng)土壤被病原體，有毒化學(xué)物質(zhì)和放射性物質(zhì)污染后，便能傳播疾病，引起中毒和誘發(fā)癌癥。

被病原體污染的土壤能傳播傷寒、副傷寒、痢疾、病毒性肝炎等傳染病。因土壤污染而傳播的寄生蟲病有蛔蟲病和鉤蟲病等。人與土壤直接接觸，或生吃被污染的蔬菜、瓜果，就容易感染這些寄生蟲病。土壤對(duì)傳播這些寄生蟲病起著特殊的作用，因?yàn)樵谶@些蠕蟲的生活史中，有一個(gè)階段必須在土壤中度過(guò)。例如，蛔蟲卵一定要在土壤中發(fā)育成熟，鉤蟲卵一定要在土壤中孵出鉤蚴才有感染性等。

結(jié)核病人的痰液含有大量結(jié)核桿菌，如果隨地吐痰，就會(huì)污染土壤，水分蒸發(fā)后，結(jié)核桿菌在干燥而細(xì)小的土壤顆粒上還能生存很長(zhǎng)時(shí)間，這些帶菌的土壤顆粒隨風(fēng)進(jìn)入空氣，人通過(guò)呼吸，就會(huì)感染結(jié)核病。

有些人畜共患的傳染病或與動(dòng)物有關(guān)的疾病，也可通過(guò)土壤傳染給人。例如，患鉤端螺旋體病的牛、羊、豬、馬等，可通過(guò)糞尿中的病原體污染土壤，這些鉤端螺旋體在中性或弱堿性的土壤中能存活幾個(gè)星期，并可通過(guò)粘膜、傷口或被浸軟的皮膚侵入人體，使人致病。炭疽桿菌芽孢在土壤中能存活幾年甚至幾十年;被傷風(fēng)桿菌、氣性壞疽桿菌、肉毒桿菌等病原體，也能形成芽孢，長(zhǎng)期在土壤中生存。破傷風(fēng)桿菌、氣性壞疽桿菌來(lái)自感染的動(dòng)物糞便，特別是馬糞。人們受外傷后，傷口被泥土污染，特別是深的穿刺傷口，很容易感染破傷風(fēng)或氣性壞疽病。此外，被有機(jī)廢棄物污染的土壤，是蚊蠅孳生和鼠類繁殖的場(chǎng)所，而蚊、蠅和鼠類又是許多傳染病的媒介，因此，被有機(jī)廢物污染的土壤，在流行病學(xué)上被視為是特別危險(xiǎn)的物質(zhì)。

土壤被有毒化學(xué)物污染后，對(duì)人體的影響大都是間接的，主要是通過(guò)農(nóng)作物、地面水或地下水對(duì)人體產(chǎn)生影響。在生產(chǎn)過(guò)磷酸鈣工廠的周圍，土壤中砷和氟的含量顯著增高。鉛、鋅冶煉廠周圍的土壤，不僅受到鉛、鋅、鎘的嚴(yán)重污染，而且還受到含硫物質(zhì)所形成的硫酸的嚴(yán)重污染。任意堆放的含毒廢渣以及被農(nóng)藥等有毒化學(xué)物質(zhì)污染的土壤，通過(guò)雨水的沖刷、攜帶和下滲，會(huì)污染水源。人、畜通過(guò)飲水和食物可引起中毒。

土壤被放射性物質(zhì)污染后，通過(guò)放射性衰變，能產(chǎn)生α、β、γ射線，這些射線能穿透人體組織，使機(jī)體的一些組織細(xì)胞死亡。這些射線對(duì)機(jī)體既可造成外照射損傷，又可通過(guò)飲食或呼吸進(jìn)入人體，造成內(nèi)照射損傷，使受害者頭昏、疲乏無(wú)力、脫發(fā)、白細(xì)胞減少或增多，發(fā)生癌變等。

20世紀(jì)70年代以來(lái)，通過(guò)對(duì)癌物質(zhì)的研究，還發(fā)現(xiàn)許多工業(yè)城市及其近郊的土壤中含有苯并(a)芘等致癌物質(zhì)。

被有機(jī)廢棄物污染的土壤還容易腐敗分解，散發(fā)出惡臭，污染空氣，有機(jī)廢棄物或有毒化學(xué)物質(zhì)又能阻塞土壤孔隙，破壞土壤結(jié)構(gòu)，影響土壤的自凈能力;有時(shí)還能使土壤處于潮濕污穢狀態(tài)，影響居民健康。

土壤污染具有隱蔽性和滯后性。大氣污染、水污染和廢棄物污染等問(wèn)題一般都比較直觀，通過(guò)感官就能發(fā)現(xiàn)。而土壤污染則不同，它往往要通過(guò)對(duì)土壤樣品進(jìn)行分析化驗(yàn)和農(nóng)作物的殘留檢測(cè)，甚至通過(guò)研究對(duì)人畜健康狀況的影響才能確定。因此，土壤污染從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問(wèn)題通常會(huì)滯后較長(zhǎng)的時(shí)間。如日本的"痛痛病"經(jīng)過(guò)了10~20年之后才被人們所認(rèn)識(shí)。

土壤污染的累積性。污染物質(zhì)在大氣和水體中，一般都比在土壤中更容易遷移。這使得污染物質(zhì)在土壤中并不象在大氣和水體中那樣容易擴(kuò)散和稀釋，因此容易在土壤中不斷積累而超標(biāo)，同時(shí)也使土壤污染具有很強(qiáng)的地域性。

土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性。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。譬如:被某些重金屬污染的土壤可能要100~200年時(shí)間才能夠恢復(fù)。

土壤污染很難治理。如果大氣和水體受到污染，切斷污染源之后通過(guò)稀釋作用和自凈化作用也有可能使污染問(wèn)題不斷逆轉(zhuǎn)，但是積累在污染土壤中的難降解污染物則很難靠稀釋作用和自凈化作用來(lái)消除。

土壤污染一旦發(fā)生，僅僅依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復(fù)，有時(shí)要靠換土、淋洗土壤等方法才能解決問(wèn)題，其他治理技術(shù)可能見效較慢。因此，治理污染土壤通常成本較高、治理周期較長(zhǎng)。鑒于土壤污染難于治理，而土壤污染問(wèn)題的產(chǎn)生又具有明顯的隱蔽性和滯后性等特點(diǎn)，因此土壤污染問(wèn)題一般都不太容易受到重視。

土壤污染物可分為三類。

一類是病原體，包括腸道致病菌、腸道寄生蟲(蠕蟲卵)、破傷風(fēng)桿菌、霉菌和病毒等。它們主要來(lái)自做肥料的人畜糞便和垃圾。或直接用生活污水灌溉農(nóng)田，都會(huì)使土壤受到病原體的污染。這些病原體能在土壤中生存較長(zhǎng)時(shí)間，如痢疾桿菌能在土壤中生存22~142天，結(jié)核桿菌能生存一年左右，蛔蟲卵能生存315~420天，沙門氏菌能生存35~70天。

第二類是有毒化學(xué)物質(zhì)，如鎘、鉛等重金屬以及有機(jī)氯農(nóng)藥等。它們主要來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢水、廢氣、廢渣以及農(nóng)業(yè)上大量施用的農(nóng)藥和化肥。

第三類是放射性物質(zhì)，它們主要來(lái)自核爆炸的大氣散落物，工業(yè)、科研和醫(yī)療機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的液體或固體放射性廢棄物，它們釋放出來(lái)的放射性物質(zhì)進(jìn)入土壤，能在土壤中積累，形成潛在的威脅。由核裂變產(chǎn)生的兩個(gè)重要的長(zhǎng)半衰期放射性元素是90鍶(半衰期為28年)和137銫(半衰期為30年)。空氣中的放射性90鍶可被雨水帶入土壤中。因此，土壤中含90鍶的濃度常與當(dāng)?shù)亟涤炅砍烧取?/p>

深層土壤與溫室氣體

耕作、泥炭排水和毀林行為會(huì)導(dǎo)致土壤暴露于空氣中，從而使溫室氣體釋放出來(lái)。而土壤通過(guò)儲(chǔ)存碳鎖定溫室氣體，在對(duì)抗全球變暖中可起到重要作用。

當(dāng)前主要基于測(cè)量的30厘米深來(lái)估計(jì)土壤有機(jī)碳的含量。這種方法已經(jīng)在北美和歐洲演變，在那里的土壤通常更淺，而許多植物的根部也會(huì)延伸至更深的深度存儲(chǔ)碳。該發(fā)現(xiàn)很鼓舞研究人員探索在更深層土壤中的儲(chǔ)碳潛力，如亞馬遜地區(qū)或澳大利亞。此前研究人員已在亞馬遜地區(qū)深至8米的土壤采樣。

此次土壤采樣是在澳大利亞西南部的一系列地點(diǎn)進(jìn)行的，樣本取自地下近40米處，研究結(jié)果顯示，深層土壤存儲(chǔ)的碳比以前的報(bào)告所認(rèn)為的多出達(dá)5倍以上。研究人員說(shuō):"估計(jì)這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于全球碳儲(chǔ)存、氣候變化對(duì)全球潛在影響的建模及在碳循環(huán)中利用土地的變化可能具有重大啟示。"

該研究首席研究員、默多克大學(xué)水資源管理和可持續(xù)發(fā)展專家理查德·哈珀教授說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)擴(kuò)大了我們既有的在土壤中潛在碳儲(chǔ)存的概念。這種碳過(guò)去被忽視了，全球土壤中儲(chǔ)存的碳有可能比以前認(rèn)為的要更多，無(wú)論是土地利用變化或氣候變化的結(jié)果將其釋放是未知的。這也是他們?yōu)槭裁匆M(jìn)行這項(xiàng)研究的原因。

墨爾本大學(xué)園藝學(xué)教授雪·巴羅說(shuō)，這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了土地利用變化對(duì)全球碳循環(huán)的顯著影響，因?yàn)檫@種碳明顯起源于這些景觀較早的森林時(shí)代。

悉尼大學(xué)土壤碳倡議項(xiàng)目經(jīng)理安德烈·科赫說(shuō)，之前他們非常專注于獲得從土壤頂部30厘米的剖面及地表深層的礦產(chǎn)和能源資源，但深層土壤是一個(gè)尚未被了解的前沿。管理和維護(hù)土壤中的碳是糧食、水安全、生物多樣性和能源安全，以及氣候調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)，如果可以管理深度土壤中的有機(jī)碳，將是一件好事。他同時(shí)表示，尋找管理深度土壤的碳量方法，不僅需要新的土壤管理措施和技術(shù)，也將需要得到公共政策對(duì)此的支持和鼓勵(lì)。

一、生物因素

(3)土壤形成的生物因素

生物是土壤有機(jī)物質(zhì)的來(lái)源和土壤形成過(guò)程中最活躍的因素。土壤的本質(zhì)特征--肥力的產(chǎn)生與生物的作用是密切相關(guān)的。在生物作用下從巖石到土壤的形成過(guò)程見圖9-7。

巖石表面在適宜的日照和濕度條件下滋生出苔薛類生物，它們依靠雨水中溶解的微量巖石礦物質(zhì)得以生長(zhǎng)，同時(shí)產(chǎn)生大量分泌物對(duì)巖石進(jìn)行化學(xué)、生物風(fēng)化;隨著苔蘚類的大量繁殖，生物與巖石之間的相互作用日益加強(qiáng)，巖石表面慢慢地形成了土壤;此后，一些高等植物在年幼的土壤上逐漸發(fā)展起來(lái)，形成土體的明顯分化。在生物因素中，植物起著最為重要的作用。綠色植物有選擇地吸收母質(zhì)、水體和大氣中的養(yǎng)分元素，并通過(guò)光合作用制造有機(jī)質(zhì)，然后以枯枝落葉和殘?bào)w的形式將有機(jī)養(yǎng)分歸還給地表。不同植被類型的養(yǎng)分歸還量與歸還形式的差異是導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量高低的根本原因。例如，森林土壤的有機(jī)質(zhì)含量一般低于草地，這是因?yàn)椴蓊惛得芮壹性诮乇淼耐寥乐?，向下則根系的集中程度遞減，從而為土壤表層提供了大量的有機(jī)質(zhì)，而樹木的根系分布很深，直接提供給土壤表層的有機(jī)質(zhì)不多，主要是以落葉的形式將有機(jī)質(zhì)歸還到地表。動(dòng)物除以排泄物、分泌物和殘?bào)w的形式為土壤提供有機(jī)質(zhì)，并通過(guò)啃食和搬運(yùn)促進(jìn)有機(jī)殘?bào)w的轉(zhuǎn)化外，有些動(dòng)物如蚯蚓、白蟻還可通過(guò)對(duì)土體的攪動(dòng)，改變土壤結(jié)構(gòu)、孔隙度和土層排列等。微生物在成土過(guò)程中的主要功能是有機(jī)殘?bào)w的分解、轉(zhuǎn)化和腐殖質(zhì)的合成。

二、地形因素

(4)土壤形成的地形因素

地形對(duì)土壤形成的影響主要是通過(guò)引起物質(zhì)、能量的再分配而間接地作用于土壤的。在山區(qū)，由于溫度。降水和濕度隨著地勢(shì)升高的垂直變化，形成不同的氣候和植被帶，導(dǎo)致土壤的組成成分和理化性質(zhì)均發(fā)生顯著的垂直地帶分化。對(duì)美國(guó)西南部山區(qū)土壤特性的考察發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)質(zhì)含量、總孔隙度和持水量均隨海拔高度的升高而增加，而pH值隨海拔高度的升高而降低[1]。此外，坡度和坡向也可改變水、熱條件和植被狀況，從而影響土壤的發(fā)育。在陡峭的山坡上，由于重力作用和地表徑流的侵蝕力往往加速疏松地表物質(zhì)的遷移，所以很難發(fā)育成深厚的土壤;而在平坦的地形部位，地表疏松物質(zhì)的侵蝕速率較慢，使成土母質(zhì)得以在較穩(wěn)定的氣候、生物條件下逐漸發(fā)育成深厚的土壤。陽(yáng)坡由于接受太陽(yáng)輻射能多于陰坡，溫度狀況比陰坡好，但水分狀況比陰坡差，植被的覆蓋度一般是陽(yáng)坡低于陰坡，從而導(dǎo)致土壤中物理、化學(xué)和生物過(guò)程的差異。

三、時(shí)間因素

(5)土壤形成的時(shí)間因素

在上述各種成土因素中，母質(zhì)和地形是比較穩(wěn)定的影響因素，氣候和生物則是比較活躍的影響因素，它們?cè)谕寥佬纬芍械淖饔秒S著時(shí)間的演變而不斷變化。因此，土壤是一個(gè)經(jīng)歷著不斷變化的自然實(shí)體，并且它的形成過(guò)程是相當(dāng)緩慢的。在酷熱、嚴(yán)寒、干旱和洪澇等極端環(huán)境中，以及堅(jiān)硬巖石上形成的殘積母質(zhì)上，可能需要數(shù)千年的時(shí)間才能形成土壤發(fā)生層，例如在沙丘土中，特別是在林下，典型灰壤的發(fā)育需要1000~1500年。但在變化比較緩和的環(huán)境條件中，以及利于成土過(guò)程進(jìn)行的疏松成土母質(zhì)上，土壤剖面的發(fā)育要快得多。

土壤發(fā)育時(shí)間的長(zhǎng)短稱為土壤年齡。從土壤開始形成時(shí)起直到目前為止的年數(shù)稱為絕對(duì)年齡。例如，北半球現(xiàn)存的土壤大多是在第四紀(jì)冰川退卻后形成和發(fā)育的。高緯地區(qū)冰磧物上的土壤絕對(duì)年齡一般不超過(guò)一萬(wàn)年，低緯未受冰川收用地區(qū)的土壤絕對(duì)年齡可能達(dá)到數(shù)十萬(wàn)年至百萬(wàn)年，其起源可追溯到第三紀(jì)。

由土壤的發(fā)育階段和發(fā)育程度所決定的土壤年齡稱為相對(duì)年齡。在適宜的條件下，成土母質(zhì)首先在生物的作用下進(jìn)入幼年土壤發(fā)育階段，這一階段的特點(diǎn)是土體很薄，有機(jī)質(zhì)在表土積累，化學(xué)-生物風(fēng)化作用與淋溶作用很弱，剖面分化為A層和C層，土壤的性質(zhì)在很大程度上還保留著母質(zhì)的特征。隨著B層的形成和發(fā)育，土壤進(jìn)入成熟階段，這一階段有機(jī)質(zhì)積累旺盛，易風(fēng)化的礦物質(zhì)強(qiáng)烈分解，在淀積層中粘粒大量積聚，土壤肥力和自然生產(chǎn)力均達(dá)到最高水平。經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間以后，成熟土壤出現(xiàn)強(qiáng)烈的剖面分化，出現(xiàn)E層，并使A層和B層的特征發(fā)生顯著差異，有機(jī)質(zhì)累積過(guò)程減弱，礦物質(zhì)分解進(jìn)入最后階段，只有抗風(fēng)化最強(qiáng)的礦物殘留在土體中，淀積層中粘粒積聚形成粘盤，土壤進(jìn)入老年階段，這一階段土壤的肥力和自然生產(chǎn)力都明顯降低。

四、人類因素

(6)土壤形成的人類因素

在五大自然成土因素之外，人類生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)土壤形成的影響亦不容忽視，主要表現(xiàn)在通過(guò)改變成土因素作用于土壤的形成與演化。其中以改變地表生物狀況的影響最為突出，典型例子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，它以稻、麥、玉米、大豆等一年生草本農(nóng)作物代替天然植被，這種人工栽培的植物群落結(jié)構(gòu)單一，必須在大量額外的物質(zhì)、能量輸入和人類精心的護(hù)理下才能獲得高產(chǎn)。因此，人類通過(guò)耕耘改變土壤的結(jié)構(gòu)、保水性、通氣性;通過(guò)灌溉改變土壤的水分、溫度狀況;通過(guò)農(nóng)作物的收獲將本應(yīng)歸還土壤的部分有機(jī)質(zhì)剝奪，改變土壤的養(yǎng)分循環(huán)狀況;再通過(guò)施用化肥和有機(jī)肥補(bǔ)充養(yǎng)分的損失，從而改變土壤的營(yíng)養(yǎng)元素組成、數(shù)量和微生物活動(dòng)等。最終將自然土壤改造成為各種耕作土壤。人類活動(dòng)對(duì)土壤的積極影響是培育出一些肥沃、高產(chǎn)的耕作土壤，如水稻土等;同時(shí)由于違反自然成土過(guò)程的規(guī)律，人類亂砍亂伐，亂扔垃圾、以及對(duì)有毒化學(xué)制劑的超量使用，水源污染，土壤污染，一些破壞良田土層的錯(cuò)誤做法，造成了土壤退化如肥力下降、水土流失、鹽漬化、沼澤化、荒漠化和。