土 壤 学

姓名： 贾宏涛学历： 博 士职称： 教 授

学时分配• 总学时： 60H

• 讲课： 50H

• 实验： 10H

• 讨论： 2H

• 中期测试

绪 论

•为什么要上土壤学 ?

•怎样上好土壤学 ?

Words from Leonardo da Vinci

我们对遥远星球的认

识远远比对我们脚下

土壤的认识要深入。

——

达芬奇

•土壤的重要性•土壤的概念及土壤学的发展概况•土壤学的研究内容和方法

重 点

土壤的概念

土壤的共性

话说土壤

土 地之吐生物者也。 ——《说文》

百谷草木丽乎土。 ——《易 · 彖传》 。

壤：柔土也，南方的土多称壤，如红壤，砖红壤 。

土

地地：土也， 与天相对应。

地生养万物。——《管子 · 形势解》

地产、地主、

地势、地位。

人SOIL

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天人合一

土壤是陆地表面能够生长植物的疏松的风化层。

地球陆地表面能够生长植物的疏松、多孔、结构表层。

土壤的概念

土壤圈 pedosphere

土壤圈

• 土壤圈处于大气圈、生物圈、岩石圈和水圈的中心，与各个圈层均直接接触并发生相互作用。

土壤圈 pedosphere

• 土壤圈是地球表层系统中处于四大圈（气、水、生物、岩石）交界面上最富有生命活力的土壤连续体或复盖层，该圈层与其他四大圈层进行着非常广泛的物质循环与能量交换作用，成为了它们连接的纽带，构成了结合无机界和有机界即生命和非生命联系的中心环境。

• 土壤圈概念从圈层角度来研究全球土壤结构，成因和演化规律，从以土体内的能量交换和物质流动为主的研究，扩展到探索土壤与生物、大气、水、岩石圈之间的物质能量循环，研究土壤系统内部及其界面上产生的各种过程和机理。从而使土壤学能真正介入地球系统科学，参于全球变化和生态环境建设。

土壤的功能

土壤的物质组成soil composition

第一节 土壤的重要性如果没有土，世界将会怎么样？

如果没有土， 明天将会怎么样？

What’s

the soil?!

你想过 www 吗？ what is this soil?

www: where is this soil?

why is this soil?

Soil sciene tell you 3w!

•土壤是农业最基本的生产资料•土壤是陆地生态系统的重要组成部分•土壤是最珍贵的自然资源•土壤资源是可持续农业的基础

土壤的重要性

•土壤是农业最基本的生产资料• 在人类赖以生存的物质生活中，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都直接来源自土壤。

土壤的重要性

民以食为天，食以土本！

土壤 植物性生产 动物性生产

土壤的重要性• 土壤在植物生长中的特殊作用 ***

2 、养分转化和循环作用3 、雨水涵养作用4 、生物的支撑作用5 、稳定和缓冲环境变化的作用

1 、营养库的作用

土壤的重要性土壤是陆地生态系统的重要组成部分

•土壤是最珍贵的自然资源土壤的重要性

土壤资源数量的有限性 土壤资源的破坏＝吃祖宗的饭，断子孙的路。土壤资源空间分布上的固定性 土壤具有地带性分布规律。

土壤资源的再生性与质量的可变性 治之得宜，地力常新。

• 土壤是最珍贵的自然资源

土壤的重要性

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

土地总面积 耕地 草地 林地

世界中国美国印度

中国土壤资源人均占有量与世界平均水平和部分国家的比较（ ha)

土壤是最珍贵的自然资源• 1 土壤和土壤肥力具有再生性• 2 土壤资源数量有限 ( 见下图）• 3 土壤资源质量的可变性• 4 土壤资源空间分布上的固定性

• 土壤的可持续利用是持续农业的基础

我国要跨进可持续发展的“大门”还需要： 30-50 年？

粮食供应压力加大！

土壤的重要性

短期内不可逆转的趋势： 1 、 耕地减少不可逆转； 2 、人口增长不可逆转； 3 、消费水平的提高不可逆转；

可持续发展的条件： 人口的零或负增长 （中国每年净增人口 >1000 万） 资源破坏的零或负增长 （中国每年减少土地 >300 万亩） 生态环境恶化的零或负增长 （中国荒漠化速度 2620km2/年）

SOSSAVE OUR SOILS

!!!

红壤严重流失后形成的红 色沙漠

20世纪科学与技术迅速进步， 但“人口―粮食―资源―环境”仍是困扰人类社会发展的难题，科学工作者责任越来越重大。

土壤的重要性

现在你已经不再以普通人的眼光看待土壤，你 将成为一个土壤 工作者―地球的 医生和卫士。

答案： 土壤和科技！

“老”问题： 21世纪怎么养活 16亿中国人？？！

土壤学及土壤工作者的任务

培养土壤学人 才

从事土壤研究

宣传土壤 知识

治理和拯救土壤资源——任重而道远——

土壤学的核心任务

（ 1 ）保持和提高持续农业发展的土壤肥力

（ 2 ）保护土壤资源， 改善生态环境

第二节 土壤及土壤学科的发展一、土壤的概念及特性

土壤学（ Soil science) ：广义的土壤科学

可分为：发生土壤学（ Pedology)

农业土壤学 (Edaphology)

环境土壤学（ Environmentail soil)

对土壤的新定义( 定义 : 形成 -- 组成 -- 功能 )

1 、简明定义：土壤是在地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下所形成能够生长植物的、处于永恒变化中的疏松矿物质与有机质的混合物。

第二节 土壤及土壤学科的 发展

土壤的肥力特性2 、土壤的本质—肥力

肥力―指土壤 经常地适时适量地供给并协调植物生长发育所需要的水分、养分、空气、温度、扎根条件和无毒害物质的能力。

四大肥力因子：水、肥、气，热

土壤肥力• 自然肥力• 人工肥力• 有效肥力• 潜在肥力

肥沃土壤上生长的作物

瘠薄土壤上生长的作物

现代土壤学科发展的简要回顾19 世纪土壤学科的诞生

农业化学土壤学派 : ( 德 ) 李比希 (1803-1873)

农业地质土壤学派 : ( 德 ) 法鲁等 (19 世纪后半

叶 )

土壤发生学派 :( 俄 ) 道库恰耶夫 (1846-1902)一门独立的学科 -- 土壤学科的诞生

现代土壤学科发展的简要回顾20 世纪土壤学科的迅速发展

土壤学科发展的驱动力 前 60年 : 作物生产 ---- 独轮驱动

60 年代后 :作物生产和环境质量保护 ---- 双轮驱动

20 世纪土壤学科的迅速发展世界土壤学科的大融合 -- 国际土壤学会 ISSS(1924, 罗马 )

20 世纪土壤学科的迅速发展

20 世纪土壤学科的新观点

土壤圈 : (英 ) Matson(1938),(美 )

Arnold(1990)

土壤水能量理论与运动方程的 建立 :

(美 ) Buckingham(1907),

Richards(1930s)

土壤生态系统 : (美 ) Jenny(1940-1960)

土壤质量 综合调控理论 (美 )

SSSA(1990s)

20 世纪土壤学科的迅速发展

19 世纪土壤学

•化学•地学•生物学

欧洲

20 世纪土壤学

•化学•地学•生物学•物理学•数学•生态学•系统科学

美国

2. IUSS对土壤学科的新划分

ISSS(1924--1998)

IUSS(1998--)

ISSS: International Society of Soil SciencesIUSS: International Union of Soil Sciences

我国土壤学的发展概况古代：《尚书》、《周礼》、《管子》地贡篇、《吕氏春秋》任地篇、《齐民要术》、《农桑辑要》、《 农政全书》等

近代： 20 世纪 20年代开始， 1930-1939，《中国土壤概要》

1958、 1978 两次全国土壤 普查，基本摸清了我国的土壤资源特性和数量。

现代： 20 世纪 70年代后期，改革开放以来，由于国际间学术交流增多，国外一些先进的土壤研究成 果与技术传入我 国，土壤学科的 基础学科水平得以全面迅速提高，我国土壤学科在我 国科学研究中的地位 得到了巩固和确认，到 目前为止，土壤学科在中 国科学院和中国工程院的院士累计达 17人

根据历届土壤学 会，较成熟的分支学科有：

3. 土壤学科体系、研究内 容、方法

土壤物理土壤化学土壤生物学土壤 矿物学

土壤肥力学水土保持土壤 发生分类和制图土壤 技术

3. 土壤学科体系、研究内容、方法土壤学科与其它学科的关系

3. 土壤学科体系、研究内容、方法土壤学的研究方法

土壤学与生态环境

土壤圈与水圈

土壤圈与大气圈

土壤与全球生态环境问题的关系

土壤与大气圈间的气体和能量交换 温室效应，臭氧空洞

温室效应 greenhouse effect

Atmospheric CO2 Concentration

臭氧空洞 Ozone depletion

臭氧缺失现象 !!!

• 正如传染病会不断扩散一样，地球臭氧层的空洞正越变越大。从二十世纪七十年代末以来，每年南极上空平流层臭氧的保护层都会在九月份消失很多，造成众所周知的臭氧空洞。南极空洞现在约有九百万平方米，将近北美洲那么大。大气中臭氧变少，射向地球的紫外线辐射就会增多，而引起更多的皮肤癌，眼睛损伤和对农作物的可能性 危害。

臭氧与环境• 臭氧是一种较为简单的分子， 由三个氧原子

结合而成。在接近地球表面的地方， 臭氧和生物直接接触，它主要起破坏作用。因为它会和其他的分子 激烈反应，所以近地面臭氧的大量 集中对生物 起毒素作用。

• 地球 90% 的臭氧处在海拔较高的位 置，在那里它起着吸收紫外线辐射的显著作用。平流层没有了这种气体屏障，有害辐射就有了长驱直入地球的 极佳入口。

土壤与全球生态环境问题的关系

土壤与生物圈的适应与协调• 生物多样性，生态失衡土壤与水圈间的平衡• 富营养化，地下水 NO3污染，水分循

环土壤与岩石圈• 地方病

生物多样性 biodiversity• 生物多样性指各种生命形式的资源。它包括数百万种的植物、动物、 微生物、各物种所拥有的基因和有各种生物与环境相互作用所形成的生态系统，以及它们的生态过程

生物多样性的价值

• 生物多样性对人类生存和发展的价值是巨大的。它提供人类所有的食物和许多诸如木材、纤维、油料、橡胶等重要的工业产品。中医药绝大部分来自生物，它是维持人们健康的重要组成部分。人类生存与发展，归根结底，依赖于自然界各种各样的生物。生物多样性是人类赖以生存的各种生命资源的汇集和未来农林业、医药业发展的基础，为人类提供了食物、能源、材料等基本需求。

生物多样性的生态功能价值

• 维系能量的流动、净化环境、改良土壤、涵养水源、调节小气候

• 丰富多彩的生物与它们的物理环境共同构成了人类所赖以生存的生物支撑系统，为全人类带来了难以估价的利益。生物多样性的存在，使得人类有可能多方面，多层次地持续利用，为人类的生存环境提供保障。丧失生物多样性必然引起人类生存与发展的根本危机。

中国生物多样性面临的威胁• 森林滥砍乱伐，碎裂分散； • 草场超载过牧，退化严重； • 对动植物资源过量 开发利用及偷猎偷采珍稀濒危动植物的现象仍然存在；

• 日益严重的环境 污染； • 干旱、半干旱地区水资源的不合理利用带来的

环境变化； • 外来物种的入 侵； • 渔业资源的过度 捕捞导致资源的衰退； • 旅游、采矿、围垦湿地等其它活动也对生物多样性产生不利影响。

主要参考教材：

1. 沈其荣主编，《土壤肥 料学通论》。2. 耿增超主编， 2002 《园林土壤肥 料学》。西安：西安地图出版社

3. 陆欣主编， 2001 。《土壤肥 料学》。4. 黄昌勇， 2000 。《土壤学》。 北京：中国农业出版社5. B.A.柯夫达 【苏〗著 （上、下册）土壤学 原理，科学出版社，

1981.6. N.C. 布雷迪 （美） 土壤的本质与性 状，科学出版社， 1982

上课要求

1 目标： ① 了解和掌握土壤学的基本内容 ② 培养能力，提高素质2 考试： 基本知识， 80 %， 综合能力， 20 %，3 其他： 笔记（提纲）、中期测试。

考核办法

平时成绩包括：课堂提问、小测验（中期考核）、实验报告

考试成绩， 70 %，

平时成绩， 30 %，

本章小结1、重点理解土壤的重

要性， 树立爱土意识

2、掌握土壤的概念和 基

本特性；

3、了解本学科的发展历

史和学科体系，领会

学习土壤的方 法和要领。

绪论部分结束！