土壤種植土氣候因素:
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
土壤生物污染的水分和熱量交換,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。
土壤污染:
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。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。
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。
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。
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(jiàn)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(shù)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。
土壤污染物可分為三類:
第一類是病原體,包括腸道致病菌、腸道寄生蟲(chóng)(蠕蟲(chóng)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?;蛑苯佑蒙钗鬯喔绒r(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(chóng)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)??諝庵械姆派湫?0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?br>
土壤結(jié)構(gòu)體:
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
土壤結(jié)構(gòu)體類型
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。
團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體
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。
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(kāi)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)。
荒漠土:
內(nèi)蒙古、甘肅的西部,新疆的大部,青海的柴達(dá)木盆地等地區(qū),面積很大,差不多要占全國(guó)總面積的1/5。溫帶大陸性干旱氣候。年降水量大部分地區(qū)不到100毫米。植被稀少,以非常耐旱的肉汁半灌木為主。土壤基本上沒(méi)有明顯的腐殖質(zhì)層,土質(zhì)疏松,缺少水分,土壤剖面幾乎全是砂礫,碳酸鈣表聚、石膏和鹽分聚積多,土壤發(fā)育程度差。
高山草甸土:
青藏高原東部和東南部,在阿爾泰山、準(zhǔn)噶爾盆地以西山地和天山山脈。氣候溫涼而較濕潤(rùn),年平均氣溫在-2~1℃左右,年降水量400毫米左右。高山草甸植被。剖面由草皮層、腐殖質(zhì)層、過(guò)渡層和母質(zhì)層組成。土層薄,土壤凍結(jié)期長(zhǎng),通氣不良,土壤呈中性反應(yīng),
高山漠土:
藏北高原的西北部,昆侖山脈和帕米爾高原。氣候干燥而寒冷,年平均氣溫-10℃左右,冬季最低氣溫可達(dá)-40℃,年降水低于100毫米。植被的覆蓋度不足10%。土層薄,石礫多,細(xì)土少,有機(jī)質(zhì)含量很低,土壤發(fā)育程度差,堿性反應(yīng)。
危害:
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。
棕鈣土
內(nèi)蒙古高原的中西部,鄂爾多斯高原,新疆準(zhǔn)噶爾盆地的北部,塔里木盆地的外緣,是鈣層土中最干旱并向荒漠地帶過(guò)渡的一種土壤。氣候比栗鈣土地區(qū)更干,大陸性更強(qiáng)。年平均氣溫2~7℃,年降水量150~250毫米,沒(méi)有灌溉就不能種植莊稼。植被為荒漠草原和草原化荒漠。腐殖質(zhì)的積累和腐殖質(zhì)層厚度是鈣層土中最少的,土壤顏色以棕色為主,土壤呈堿性反應(yīng),地面普遍多礫石和沙,并逐漸向荒漠土過(guò)渡。
黑壚土
陜西北部、寧夏南部、甘肅東部等黃土高原上土壤侵蝕較輕,地形較平坦的黃土源區(qū)。暖溫帶半干旱、半濕潤(rùn)氣候。年平均氣溫8~10℃,年降水量300~500毫米,與黑鈣土地區(qū)差不多,但由于氣溫較高,相對(duì)濕度較小。由黃土母質(zhì)形成。植被與栗鈣土地區(qū)相似。絕大部分都已被開(kāi)墾為農(nóng)田。腐殖質(zhì)的積累和有機(jī)質(zhì)含量不高,腐殖質(zhì)層的顏色上下差別比較大,上半段為黃棕灰色,下半段為灰?guī)Ш稚孟窈趬劳潦潜宦裨谙逻叺墓磐寥馈?br>
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