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农学(农艺学)

土壤学概论(地理科学专业土壤学课程系列教材)

作者：张金波，黄新琦，黄涛，蔡祖聪

出版社：科学出版社出版时间：2022-06-01

开本： 16开 页数： 274

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土壤学概论(地理科学专业土壤学课程系列教材) 版权信息

ISBN：9787030725431
条形码：9787030725431 ; 978-7-03-072543-1
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
农业/林业
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农学(农艺学)

土壤学概论(地理科学专业土壤学课程系列教材) 本书特色

阐述土壤资源的特点、土壤功能、土壤学著名学者的奋斗历程和贡献等，开展课程思政教学。

土壤学概论(地理科学专业土壤学课程系列教材) 内容简介

本书共7章，分为土壤学基础和土壤资源利用与保护两篇。上篇主要介绍经典的土壤学基础知识和理论。**章简要介绍土壤的概念、功能与重要性；第二章叙述土壤的三相组成和其物理、化学、微生物性质；第三章阐述土壤的形成和发育过程；第四章介绍土壤中主要生源要素的循环过程。下篇主要阐述土壤功能和土壤资源面临的主要问题与保护措施。第五章介绍土壤在农业生产中的作用；第六章阐述土壤生态环境功能；第七章叙述土壤资源面临的主要问题及其保护措施。本书结合土壤学的自然规律、土壤资源的特点和利用，以及有名土壤学家的奋斗历程和对社会发展的贡献等，有助于增强学生对土壤学的热爱和保护土壤资源的意识。本教材适合地理学专业本科生和研究生使用，也适合环境科学、生态学等专业学生，以及从事土壤学相关专业领域的科技人员参考。

土壤学概论(地理科学专业土壤学课程系列教材) 目录

目录
“地理科学专业土壤学课程系列教材”前言
前言
上篇土壤学基础
**章绪论 3
**节土壤和土壤圈 3
一、土壤 3
二、土壤圈 4
第二节土壤的功能 6
一、土壤是人类社会发展*珍贵的自然资源 6
二、土壤是农业生产*基本的基地 6
三、土壤是生态环境的重要调节器 6
第三节土壤科学的发展概况 7
一、古代朴素的土壤学认识 8
二、近代土壤学科学观点 8
三、现代土壤学科学观点 9
第二章土壤的基本组成与性质 10
**节土壤的三相组成 10
一、土壤固相组成 10
二、土壤水分 12
三、土壤空气 12
四、土壤生物 13
第二节土壤有机质 15
一、土壤有机质的定义 15
二、土壤有机质的来源及组成 15
三、土壤有机质的形成与累积 16
四、土壤腐殖酸的性质 19
五、土壤有机质的作用 20
第三节土壤物理性质 21
一、土壤颗粒与质地 22
二、土壤孔隙性质与结构 25
三、土壤水分特征 27
四、土壤通气性 31
五、土壤热量 32
六、土壤颜色 34
第四节土壤化学性质 35
一、土壤胶体 35
二、土壤酸碱性 39
三、土壤氧化还原反应 41
四、土壤中的沉淀溶解和络合解离反应 44
第五节土壤微生物性质 46
一、土壤微生物的组成 46
二、土壤微生物的分布 51
第三章土壤形成和发育 60
**节土壤形成因素 60
一、成土因素学说的提出与发展 60
二、成土因素在土壤发生中的作用 61
第二节土壤形成过程 64
一、土壤形成过程中的地质大循环和生物小循环 64
二、自然土壤形成过程 65
三、人为土壤形成过程 69
第三节土壤发育 70
一、土壤个体发育 70
二、土壤系统发育和土壤演替 71
三、土壤发育的具体表现——土壤剖面形态特征 71
第四节土壤分类 74
一、土壤分类概述 74
二、中国土壤发生分类 76
三、中国土壤系统分类 78
第五节我国主要土壤类型 81
一、暗棕壤 81
二、棕壤 83
三、黄棕壤 83
四、黄褐土 84
五、红壤 85
六、黄壤 86
七、砖红壤 87
八、黑土 89
九、黑钙土 90
十、栗钙土 91
十一、棕钙土 92
十二、灰钙土 93
第六节土壤地理分布规律 94
一、土壤水平地带性分布规律 94
二、土壤垂直地带性分布规律 96
三、土壤地域性分布规律 96
第四章土壤主要生源要素生物地球化学循环 100
**节土壤碳循环 101
一、土壤碳的组成与性质 101
二、土壤碳的内循环 104
三、土壤碳循环的关键过程 104
第二节土壤氮循环 105
一、土壤氮库 107
二、土壤氮的生物地球化学循环 107
第三节土壤磷循环 110
一、土壤磷的形态 110
二、土壤磷的生物地球化学循环 112
三、土壤磷循环的重要过程 112
第四节土壤硫循环 114
一、土壤中硫含量和形态 115
二、土壤中硫的循环和转化 115
第五节土壤微量元素 118
一、土壤中微量元素的数量和影响因素 118
二、土壤中微量元素的存在形态 118
三、土壤中微量元素的循环 119
下篇土壤资源利用与保护
第五章土壤与农业生产 123
**节土壤与农业区划 123
一、土壤区划 123
二、农业区划 125
第二节土壤养分供应与调控 127
一、植物营养的基础定律 127
二、土壤氮素供应与调控 132
三、土壤磷素供应与调控 135
四、土壤钾素 136
五、土壤硫、钙、镁元素 137
六、土壤微量元素 137
第三节土壤与水肥管理措施 138
一、土壤与农田水分管理 138
二、土壤与肥料管理 141
第六章土壤与环境 148
**节土壤自净作用与土壤污染 148
一、土壤自净作用 148
二、土壤污染 151
三、我国土壤污染现状 154
四、土壤重金属污染防治措施 156
第二节农田面源污染与治理措施 159
一、农田面源污染及其危害 160
二、农田土壤面源污染的发生过程 162
三、农田面源污染的主要研究方法 163
四、农田土壤面源污染的防治策略与治理措施 164
第三节土壤氨挥发与大气环境质量 168
一、大气中氨的存在形态和浓度水平 168
二、氨对生态环境的影响 170
三、氨排放 171
四、农田土壤氨挥发 174
五、农田氨减排的技术与建议 176
第四节土壤温室气体排放 177
一、全球气温变化及其负面影响 178
二、温室气体与全球变暖 178
三、土壤温室气体排放 179
四、土壤温室气体减排措施 182
第五节土壤碳库与全球变化 184
一、土壤碳库的储量与分布 184
二、土壤碳库对全球变化的响应与反馈 186
三、土壤固碳的主要措施 188
第六节土壤与生物多样性 191
一、土壤生物多样性 191
二、土壤与地上生物多样性的关系 192
三、面向生物多样性保护的土壤生境保护措施 194
第七节土壤水源涵养功能及其生态意义 197
一、土壤水源涵养功能的形成机制 198
二、土壤蓄水能力的影响因素 198
三、土壤水源涵养功能的生态意义 200
第七章土壤资源保护 201
**节土壤资源概述 201
一、土壤资源的基本特点 202
二、我国土壤资源的主要特点与存在的问题 203
三、土壤资源合理利用与保护的基本途径 205
第二节土壤盐碱化与盐碱土的利用措施 206
一、盐碱土的定义 207
二、盐碱土形成机理 209
三、盐碱土对农业和生态环境的主要危害 212
四、盐碱土障碍消减与高效利用 213
第三节土壤酸化与酸性土壤的利用措施 215
一、酸性土壤的定义与分布 215
二、酸性土壤的成因 215
三、酸性土壤的主要障碍因子 219
四、酸性土壤的合理利用与管理 221
第四节土地荒漠化与治理 223
一、土地荒漠化现状 223
二、荒漠化的类型 224
三、荒漠化的成因、形成过程和危害 225
四、荒漠化防治的基本原则 227
五、荒漠化防治技术体系 227
第五节土壤侵蚀与水土保持 230
一、土壤侵蚀类型 230
二、土壤侵蚀的危害及分布 232
三、土壤侵蚀的影响因素 233
四、水土保持 236
第六节东北黑土退化与保护措施 238
一、东北黑土地的战略地位 238
二、东北黑土的分布 239
三、东北黑土的形成和演变过程 239
四、东北黑土退化现象 241
五、东北黑土资源保护 243
第七节土壤地力衰退与培育 245
一、土壤地力与土壤肥力 245
二、优质土壤的特点 247
三、我国耕地地力现状 248
四、土壤地力对作物产量的贡献率及其空间分布 249
五、土壤地力培育技术与措施 251
第八节湿地退化与保护 253
一、湿地类型 254
二、我国湿地分布 256
三、湿地土壤的特点 257
四、湿地的功能与作用 258
五、我国湿地资源面临的问题 261
六、湿地资源保护 263
第九节设施农业土壤质量退化特征与修复技术 264
一、设施农业的概念与内涵 264
二、设施种植业的意义 264
三、我国设施种植业现状 265
四、设施种植业存在的问题 265
五、设施种植业退化土壤修复方法 267
参考文献 271

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土壤学概论(地理科学专业土壤学课程系列教材) 节选

上篇土壤学基础　　**章绪论　　土壤是人类生产和生活中*为珍贵的自然资源之一，具有重要的生产和生态环境调节功能，是人类赖以生存的基础。随着社会和科技的发展，人们对土壤及其功能的认识不断加深，合理利用和保护的意识不断增强。本章主要概述土壤与土壤圈的定义、土壤的功能和土壤科学的发展。　　**节土壤和土壤圈　　土壤随处可见，对人类而言并不陌生，但由于认识角度的不同，人们对土壤的定义也千差万别。土壤是地球表层系统的重要组成部分，作为一个独立且开放的圈层，与大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间具有紧密且复杂的联系。本节简要介绍土壤的定义和土壤圈的概念。　　一、土壤　　从地质学角度来看，土壤是破碎了的岩石；从环境科学角度来看，土壤是环境污染物的缓冲带和过滤器；从工程学角度来看，土壤是承受高强度压力的基地和工程材料的来源；从农业科学角度来看，土壤是植物生长的介质。从土壤学专业角度，土壤可定义为：“土壤是在气候、母质、生物、地形和时间等因素综合作用下形成的独立历史自然体。”该定义主要交代了土壤的来龙去脉。而应用广泛的经典定义为：“土壤是地球陆地表面能生长绿色植物的疏松表层。”该定义在 1998年颁布的《土壤学名词》中进一步规范为：“土壤是陆地表面由矿物质、有机物质、水、空气和生物组成，具有肥力，能生长植物的未固结层。”这一概念表明，土壤的位置处于地球陆地表面，土壤的本质特征是具有肥力，土壤的主要功能是生长植物，组成土壤的物质包括矿物质、有机物质、水、空气和生物。　　如同土壤的概念，迄今对土壤肥力也没有统一的定义。美国土壤学家认为“土壤肥力是土壤供应植物生长所必需的养分的能力”；苏联土壤学家认为“土壤肥力是土壤在植物生活的全过程中，同时不断地供给植物以*大数量的有效养料和水分的能力”；我国土壤学家认为“土壤肥力是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”。从上述定义来看，各国科学家对土壤肥力关注的侧重点明显不同。美国学者认为养分是肥力的核心，苏联学者认为养分与水分同等重要，而我国学者则认为水、肥、气、热四大肥力因子同等重要，且要相互协调。其实，在多数情况下养分和水分相对更重要，尤其是养分，往往是植物生长的限制因子。所以，从这个角度来讲，以上三种定义并无本质的区别，只是突出了相应的核心要素而已。关于土壤肥力，我们需要注意的是：其一，土壤肥力不等同于生产力，并不是土壤肥力越高其生产力就越高，生产力还取决于气候条件及人为管理水平；其二，土壤肥力其实是水、肥、气、热各肥力因子的综合反映，很难用单一的指标定量表达，更多时候只能是定性地描述，目前尚缺乏划分肥力等级的共同标准。　　土壤生产力是指在一定的经济和技术条件下，土壤产出农产品的能力，包括农产品的经济产量、生物量及产品质量。土壤生产力包括两方面的含义：一是土壤基础生产力，即在自然状态下，土壤靠自身的基础肥力，能够获得的农产品产量和生物量；二是在一定的耕作制度和管理措施下，能够获得的农产品产量和生物量。例如，就水稻来说，土壤的生产力通常是指在特定的经营管理制度下，包括土壤肥力属性、水稻品种、种植期、复种指数、施肥管理、灌溉管理、耕作方式及病虫害防治等，稻米的产量及质量。可见，土壤生产力的高低由土壤本身的肥力属性和发挥肥力作用的外界条件共同决定，土壤肥力因素的各种性质和土壤的自然、人为环境条件构成了土壤生产力。随着科学技术的进步，土壤生产力很大程度上取决于人类生产技术水平。不同种类和性质的土壤，对农、林、牧具有不同的适宜性，人类生产技术是合理利用和调控土壤适宜性的有效手段，即挖掘和提高土壤生产潜力的能力。　　现在的土壤学研究正在从传统的只关注土壤肥力和生产因素向以土壤质量和土壤健康为核心的方向转变，土壤质量和土壤健康是当前人们关注的热点之一。土壤质量不仅涉及土壤的主要功能、类型和所处的地域，而且与土地利用、土壤管理、生态环境、社会经济、政治状况及人的认识等外界因素有关。随着时代的发展和科学技术水平的提高，土壤质量的概念在不断地发展变化。国际上比较通用的概念是“土壤质量是指土壤在生态系统中保持生物的生产力、维持环境质量、支撑动植物与人类健康的能力。 ”美国土壤学会把土壤质量定义为“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、气质量及支撑人类健康与生活的能力。 ”土壤作为一个动态生命系统具有的维持其功能的持续能力称为土壤健康，其包含了土壤质量的三个主要方面，即维持生产、保持和提高水气质量、支撑人类健康。　　二、土壤圈　　自 1938年瑞典学者马特森（S. Matson）提出土壤圈的概念以后， B. A. 柯夫达（1973年）和迪克阿诺德（Dick Arnold）等（1990年）又对土壤圈的定义、结构功能及其在地球系统和全球变化中的作用进行了较为全面的论述。土壤圈是覆盖于地球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，它与其他圈层之间进行着物质和能量交换。土壤圈概念的发展旨在从地球系统的角度研究土壤圈的结构、成因和演化规律，以达到了解土壤圈内在功能、在地球系统中的地位及其对人类与环境影响的目的。　　土壤圈是地球表层系统的重要组成部分，它处于人类智慧圈、大气圈、水圈、生物圈和岩石圈的界面与相互作用的交叉带，是联系有机界和无机界的中心环节，也是联系地理环境各组成要素的纽带（图1-1）。土壤圈与大气圈在近地表层进行着频繁的水分、热量、气态物质的迁移转化，土壤不仅因其疏松多孔的结构而能接收大气降水及其沉降物质以供应生命之需，而且能向大气释放 CO2、CH4、N2O等多种气体，参与碳、氮、磷、硫等生命元素的生物地球化学循环，并对全球环境产生影响。土壤圈与水圈的关系密切，如大气降水通过土壤过滤、吸持与渗透进入水圈，成为全球水分循环的重要组成部分，从而对水体的物质组成产生影响，在改善生态环境的同时满足生命体对水分的需求；水分也是土壤圈物质能量迁移转化的重要载体和影响土壤性质的介质。土壤圈与岩石圈联系更为密切，岩石圈表层的风化物是土壤形成的物质基础，植物生长发育所需的矿质养分元素多来自于岩石的风化，土壤侵蚀及其堆积也是岩石圈中沉积岩形成的重要方式。土壤圈与生物圈的关系也十分密切，土壤是陆地生物圈的载体，支撑绿色植物，并为其供应水分和养分；同时生物活动又对土壤圈的形成发育具有深刻的影响。物质能量从其他自然地理要素不断向土壤输入，必然引起土壤物质组成及其性状的变化，土壤组成及其性状的改变又通过反馈机制引起地理环境的变化。土壤圈作为人类生存与发展的基本自然资源和人类劳动的对象，其变化比大气圈、水圈和岩石圈的变化更为复杂多样，在社会经济发展和生态环境改善中起着特殊的作用。　　图1-1 土壤圈与大气圈、生物圈、岩石圈和水圈的相互作用示意图　　第二节土壤的功能　　人类对土壤功能的认识从其支撑农业生产开始，随着科技的不断进步，对土壤功能和重要性的认识不断深入。作为多功能的历史自然体，土壤的功能主要包括以下几个方面。　　一、土壤是人类社会发展*珍贵的自然资源　　土壤资源是维持人类生存与发展的必要条件。如果没有足够多的富饶土壤，一个国家或民族将很难有立足之地。土壤资源具有以下几个主要特性：①数量的有限性。由于地球陆地面积的相对固定性和土壤形成的缓慢性（形成 1 cm厚的土壤约需 300年），土壤资源数量是有限的，并非取之不尽，用之不竭。②质量的可变性。土壤的本质特征是肥力，是在各种成土因素的作用下，经过漫长的历史时期发育而来，永远处于动态变化中。人们可以通过合理利用，用养结合，不断提高土壤肥力；但也可通过滥用土壤，违背自然规律，高强度、无休止地向土壤索取，导致土壤肥力下降、荒漠化、水土流失、酸化、污染等问题。③空间分布上的变异性与固定性。土壤是自然因素与人为因素综合作用的结果，所以不同生物气候条件下或人为管理下覆盖着不同类型的土壤。　　二、土壤是农业生产*基本的基地　　土壤的主要功能在过去、现在及未来永远是用于发展农业生产，而农业生产*根本的任务就是从事绿色植物的生产。植物的生长发育离不开它所处的外界自然条件，取决于光、温、气、水、养分等基本要素，其中养分与水分主要通过根系从土壤中吸收。同时，植物能历经风雨不倒伏，也离不开土壤的机械支撑作用。土壤在植物生长繁育中具有以下不可替代的作用：①营养库的作用；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。　　三、土壤是生态环境的重要调节器　　随着生态环境问题的日渐凸显，出于对自身安全和健康的关注，人们对土壤的生态环境功能越来越重视，甚至在一定程度上超出了对土壤生产功能的关注。首先，土壤是地球的皮肤，是连接大气圈、生物圈、水圈、岩石圈的中心纽带，不断地与其他圈层进行物质和能量的交换，是陆地生态系统中*为活跃的组成部分，在生态环境安全和全球变化方面扮演着重要角色（图1-2）。

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