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绪论1

第一节 土壤是地球的皮肤1

一、土壤在地球表层系统中的重要性及作用1

二、土壤的基本概念2

第二节 土壤的主要功能4

一、生产功能——人类农业生产的基地4

二、生态功能——陆地生态系统的基础6

三、环境功能——环境的缓冲净化体系7

四、工程功能——工程基地与建筑材料7

五、社会功能——支撑人类社会生存和发展的最珍贵的自然资源7

第三节 土壤学科体系、研究内容与方法9

一、土壤学学科分支及研究内容9

二、土壤学与相邻学科的关系11

三、土壤学的研究方法11

第四节 土壤学科发展的概况12

一、近代土壤科学的发展及主要观点12

二、应用土壤学和基础土壤学的发展14

三、我国土壤学的发展概况15

思考题16

主要参考文献16

上篇 土壤的物质组成18

第一章 土壤矿物质18

第一节 土壤矿物质的矿物组成和化学组成18

一、土壤矿物质的主要元素组成18

二、土壤的矿物组成19

第二节 黏土矿物20

一、层状硅酸盐黏土矿物20

二、非硅酸盐黏土矿物25

第三节 我国土壤黏土矿物分布规律26

一、风化和成土作用与黏土矿物组成的关系26

二、我国土壤黏土矿物分布规律27

思考题27

主要参考文献27

第二章 土壤有机质29

第一节 土壤有机质的来源、含量及组成29

一、土壤有机质的来源29

二、土壤有机质的含量及组成29

第二节 土壤有机质的分解和转化30

一、简单有机化合物的分解和转化31

二、植物残体的分解和转化31

三、土壤腐殖物质的分解和转化32

四、影响土壤有机质分解和转化的因素32

第三节 土壤腐殖物质的形成和性质34

一、土壤腐殖物质的形成34

二、土壤腐殖物质—黏土矿物—微生物的相互作用35

三、土壤腐殖酸的分组36

四、土壤腐殖酸的性质36

第四节 土壤有机质的作用及管理39

一、有机质在土壤肥力上的作用39

二、有机质在生态环境上的作用40

三、土壤有机质的管理41

思考题43

主要参考文献43

第三章 土壤生物44

第一节 土壤生物的组成45

一、土壤微生物45

二、土壤动物49

三、土壤中的植物根系50

第二节 土壤生物的环境影响因素52

一、温度52

二、水分及其有效性53

三、pH53

四、氧气和Eh54

第三节 土壤生物分布及其相互作用54

一、土壤生物的分布54

二、土壤生物之间的相互作用55

思考题56

主要参考文献56

第四章 土壤水、空气和热量58

第一节 土壤水分基本性质58

一、土壤水分形态58

二、土壤水分含量61

三、土壤水分含量的测定63

第二节 土水势64

一、土水势及其分势64

二、土水势的测定67

三、土壤水分特征曲线68

第三节 土壤空气70

一、土壤空气的组成70

二、土壤空气的运动71

三、土壤通气性72

第四节 土壤热量与热性质73

一、土壤热量来源与平衡73

二、土壤热性质75

三、土壤温度77

思考题78

主要参考文献79

中篇 土壤性质与过程80

第五章 土壤的形成发育过程80

第一节 土壤形成因素及其在土壤发生中的作用80

一、土壤形成因素80

二、母质对土壤发生的作用81

三、气候与土壤发生的关系83

四、生物因素在土壤发生中的作用85

五、地形与土壤发生的关系87

六、成土时间对土壤发育的影响88

七、人类活动对土壤发生演化的影响90

第二节 土壤形成过程91

一、土壤形成过程中的大小循环91

二、土壤形成过程中的物质转化和迁移92

三、基本土壤成土过程95

四、人为活动作用下的成土过程99

第三节 土壤发育101

一、土壤的个体发育101

二、土壤的系统发育101

三、土壤剖面、发生层和土体构型101

四、反映土壤风化发育的指标103

第四节 土壤发生与诊断层的形成104

一、泥炭化过程与有机质表层的形成104

二、腐殖化过程与腐殖质表层的形成105

三、土壤熟化过程与人为表层、耕作淀积层和水耕氧化还原层的形成105

四、盐化作用与盐结壳、盐积层、超盐积层和盐磐的形成105

五、富铁铝化过程与铁铝层、低活性富铁层的形成105

六、灰化过程与灰化淀积层的形成106

七、黏化作用与黏化层、黏磐的形成106

八、积钙过程与石膏层、超石膏层、钙积层、超钙积层和钙磐的形成106

九、碱化作用与碱化层的形成106

十、聚铁网纹化过程与聚铁网纹层的形成106

十一、土壤初育过程与雏形层的形成106

十二、漂白层的形成107

思考题107

主要参考文献107

第六章 土壤结构与力学性质108

第一节 土壤颗粒108

一、土壤粒级108

二、土壤密度和容重111

三、土壤孔隙112

第二节 土壤质地116

一、土壤机械组成116

二、土壤质地类型116

三、不同质地土壤的肥力特点和改良利用118

第三节 土壤结构121

一、土壤结构体121

二、土壤团粒结构123

三、土壤结构改良127

第四节 土壤力学性质128

一、土壤黏结和黏着性128

二、土壤可塑性130

三、土壤胀缩性131

四、土壤的抗剪强度133

五、土壤压缩与压实133

第五节 土壤耕性和耕作134

一、土壤耕作134

二、土壤耕性和耕作力学136

三、土壤保护性耕作技术138

思考题139

主要参考文献139

第七章 土壤水分移动与循环140

第一节 土壤液态水运动140

一、土壤饱和流140

二、土壤非饱和流141

三、土壤水分入渗与再分布142

第二节 土壤气态水运动144

一、土面水分蒸发144

二、土壤内部的水汽运动145

第三节 土壤水循环、平衡及有效性145

一、农田土壤水分循环及平衡145

二、土壤水分有效性146

三、土壤水分的空间变异性147

第四节 农田土壤水动态与调控149

一、土壤水分的动态特性149

二、农田灌溉与灌溉量计算149

三、农田排水150

第五节 土壤中的溶质运移151

一、溶质的对流运移151

二、分子扩散与溶质弥散152

三、土壤溶质的动态特性153

思考题154

主要参考文献155

第八章 土壤胶体表面化学156

第一节 土壤胶体的表面类型与构造156

一、硅氧烷型表面156

二、水合氧化物型表面157

三、有机物型表面157

第二节 土壤胶体表面性质158

一、土壤胶体的比表面158

二、土壤胶体表面电荷159

三、土壤胶体表面电位160

第三节 土壤胶体对阳离子的吸附与交换161

一、离子吸附的概念161

二、阳离子静电吸附161

三、阳离子交换作用162

四、阳离子交换量162

五、盐基饱和度163

六、交换性阳离子的有效度164

七、土壤胶体对阳离子的专性吸附165

第四节 土壤胶体对阴离子的吸附与交换166

一、阴离子的静电吸附167

二、阴离子的负吸附167

三、阴离子专性吸附167

思考题168

主要参考文献169

第九章 土壤溶液化学反应170

第一节 土壤溶液的组成与特性170

一、土壤溶液组成170

二、土壤溶液的动态平衡170

第二节 土壤酸碱反应171

一、土壤酸性的形成171

二、土壤碱性的形成173

三、土壤酸度的指标174

四、土壤酸碱性的生物环境176

五、影响土壤酸度的因素177

六、土壤酸度的调节178

第三节 土壤氧化还原反应178

一、土壤氧化还原体系178

二、土壤氧化还原指标179

三、土壤氧化还原的生物环境181

四、影响土壤氧化还原的因素182

五、土壤氧化还原状况的调节182

第四节 土壤中的沉淀溶解和络合解离反应183

一、沉淀溶解反应183

二、络合解离反应185

思考题188

主要参考文献188

第十章 土壤元素的生物地球化学循环189

第一节 土壤碳的生物地球化学循环189

一、土壤碳循环189

二、土壤光合作用191

三、土壤呼吸作用191

四、土壤碳的固定192

五、土壤碳酸盐转化与平衡过程193

六、土壤碳循环与全球气候变化193

第二节 土壤氮的生物地球化学循环195

一、土壤氮循环196

二、大气氮的沉降197

三、大气氮的生物固定197

四、土壤有机氮的矿化198

五、土壤铵的硝化198

六、土壤无机氮的生物固定198

七、土壤铵离子的矿物固定199

八、土壤氨的挥发199

九、土壤硝酸盐淋失199

十、土壤反硝化损失200

十一、土壤中氮损失的环境效应200

十二、土壤氮的调控200

第三节 土壤磷的生物地球化学循环202

一、土壤磷循环202

二、土壤有机磷的矿化和无机磷的生物固定204

三、土壤磷的吸附与解吸205

四、土壤磷的沉淀与溶解205

五、土壤磷的流失205

六、土壤磷的调控207

第四节 土壤硫的生物地球化学循环207

一、土壤硫循环207

二、大气硫的沉降208

三、土壤有机硫的矿化208

四、土壤无机硫的生物固定209

五、硫的氧化和还原209

六、硫的吸附与解吸209

七、土壤硫的调控和管理210

第五节 土壤钾的生物地球化学循环210

一、土壤钾的循环210

二、土壤钾的固定211

三、土壤钾的释放212

四、土壤钾的损失212

五、土壤钾的调控与管理213

第六节 土壤微量元素的生物地球化学循环213

一、土壤微量元素循环214

二、土壤微量元素的吸附与解吸215

三、土壤微量元素的沉淀与溶解215

四、土壤微量元素的氧化与还原216

五、土壤微量元素的络合与离解216

六、土壤微量元素的调控与管理216

思考题217

主要参考文献217

下篇 土壤利用与管理219

第十一章 土壤肥力与养分管理219

第一节 土壤肥力与土壤养分的生物有效性219

一、土壤肥力与土壤生产力219

二、土壤养分的生物有效性220

第二节 土壤养分的供应和迁移过程222

一、植物根系吸收养分的过程222

二、土壤溶液中养分的补给与供应223

三、土壤养分向根系的移动224

第三节 农田养分管理226

一、养分管理的概念226

二、农田养分管理的基本原理227

三、农田养分的管理技术229

思考题232

主要参考文献233

第十二章 土壤污染与修复234

第一节 土壤污染的概念234

一、土壤背景值234

二、土壤自净作用236

三、土壤环境容量236

四、土壤污染的概念240

第二节 土壤污染物的来源及危害241

一、重金属污染物242

二、有机污染物244

三、固体废物与放射性污染物247

第三节 土壤组成和性质对污染物毒性的影响249

一、土壤组成对污染物毒性的影响249

二、土壤酸碱性对污染物毒性的影响251

三、土壤氧化还原状况对污染物毒性的影响252

第四节 污染土壤的修复254

一、土壤污染的预防措施255

二、污染土壤的修复255

思考题267

主要参考文献267

第十三章 土壤质量与农产品安全268

第一节 土壤质量的内涵268

第二节 土壤质量指标体系与评价269

一、土壤质量指标的筛选条件269

二、土壤质量的指标体系269

三、土壤质量的评价方法270

第三节 安全农产品与土壤质量271

一、安全农产品内涵271

二、安全农产品与土壤质量之间的关系272

思考题274

主要参考文献274

第十四章 土壤退化与生态恢复276

第一节 土壤退化的概念及分类276

一、土壤退化的概念276

二、土壤退化的分类277

第二节 我国土壤退化的背景与基本态势278

一、我国土壤退化的自然和社会因素278

二、我国土壤退化的现状与态势279

第三节 土壤退化的主要类型及防治280

一、土壤沙化和土地沙漠化280

二、土壤流失282

三、土壤盐渍化与次生盐渍化284

四、土壤潜育化与次生潜育化286

五、土壤肥力衰退和土壤污染防治286

第四节 土壤退化的生态恢复287

一、退化生态系统与土壤退化287

二、生态恢复与恢复生态学287

三、土壤退化的生态恢复实例290

思考题292

主要参考文献292

第十五章 土壤分类与调查技术293

第一节 土壤分类的基础和要求293

一、基本概念293

二、土壤分类对象293

三、土壤分类工作的内容294

四、土壤分类的理论基础和依据294

五、土壤分类的要求295

第二节 中国土壤分类系统295

一、中国土壤分类系统的形成和发展295

二、中国土壤分类系统的分类原则和依据301

三、中国土壤分类系统的命名方法302

第三节 中国土壤系统分类303

一、中国土壤系统分类的诊断层和诊断特性303

二、中国土壤系统分类的分类原则303

三、中国土壤系统分类的分类系统和命名方法305

四、中国土壤系统分类的检索方法及土纲检索307

五、中国土壤系统分类与中国土壤分类系统的土壤参比308

第四节 国际土壤分类发展趋势310

一、美国土壤系统分类311

二、联合国世界土壤图图例单元313

三、世界土壤资源参比基础315

四、俄罗斯土壤分类317

五、西欧国家的土壤分类319

六、土壤系统分类体系之间的参比319

第五节 土壤资源调查方法简介320

一、土壤资源调查的内容和步骤320

二、土壤资源调查的技术要点321

三、土壤资源调查的准备工作322

四、土壤资源调查的田间方法324

五、土壤资源遥感调查方法328

六、土壤调查成果的应用331

思考题332

主要参考文献332

第十六章 土壤资源类型及合理利用333

第一节 我国土壤的形成环境条件333

一、地形地貌333

二、主要成土物质334

三、水热状况337

四、自然植被与人工植被340

五、人为活动340

第二节 土壤空间分异与分布规律341

一、土壤的水平地带性分布341

二、土壤的垂直地带性分布343

三、土壤的垂直与水平的复合分布347

四、土壤的中域组合分布349

五、土壤的微域分布——复域与土链350

第三节 土壤资源数量与特点352

一、各类土壤资源的数量352

二、土壤资源的特点352

三、土壤资源开发利用存在的问题353

第四节 主要土壤类型及其性质简介354

一、铁铝土354

二、淋溶土355

三、半淋溶土356

四、钙层土357

五、干旱土358

六、漠土359

七、初育土360

八、半水成土361

九、水成土362

十、盐碱土362

十一、人为土363

十二、高山土364

第五节 土壤资源的开发与合理利用364

一、耕地土壤资源364

二、草地土壤资源370

三、林地土壤资源372

第六节 区域土壤资源的改良利用与保护373

一、盐渍土资源的改良利用373

二、红壤资源的改良利用376

三、黄土高原土壤资源的保护利用377

四、黑土资源肥力的保持与持续利用378

思考题379

主要参考文献379