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1 绪论 1

1.1 土壤的基本概念 1

1.1.1 对土壤认识的历史回顾 1

1.1.2 近代土壤学 2

1.1.3 土壤发生学 3

1.1.4 土壤诊断学 4

1.2 环境系统中的土壤 5

1.2.1 土壤在环境系统中的位置 5

1.2.2 土壤在环境系统中的功能 8

1.3 土壤环境科学与工程 11

1.3.1 土壤环境科学及其研究内容 12

1.3.2 土壤环境工程及其研究内容 13

1.3.3 土壤环境科学与工程的研究方法 16

1.4 思考题 18

2 土壤矿物 19

2.1 土壤矿物 19

2.1.1 原生矿物 19

2.1.2 土壤矿物形成与转化 22

2.1.3 土壤次生矿物 26

2.2 土壤质地 35

2.2.1 土壤粒级及其性状 35

2.2.2 土壤质地的划分 37

2.3 土壤矿质元素组成 39

2.3.1 土壤矿质元素 39

2.3.2 土壤矿质元素的生物有效性 42

2.4 思考题 45

3 土壤生物及有机质 46

3.1 土壤生物 46

3.1.1 土壤微生物 47

3.1.2 土壤动物 49

3.1.3 土壤生物的作用 51

3.2 土壤有机质的来源 54

3.2.1 植物供给的有机物 55

3.2.2 动物与微生物供给的有机物 57

3.2.3 人为供给的有机物 58

3.3 土壤有机质的组成 59

3.3.1 土壤有机质的分离方法 59

3.3.2 土壤有机质的主要组成 60

3.3.3 土壤有机—矿质缔合物 64

3.3.4 土壤有机质的动态 66

3.3.5 土壤有机质的矿质化 67

3.4 土壤固相的物理诊断特性 69

3.4.1 土壤结构 69

3.4.2 土壤密度与孔隙度 70

3.4.3 土壤颜色 72

3.5 思考题 73

4 土壤溶液及其诊断特性 74

4.1 土壤溶液概况 74

4.1.1 土壤溶液的组成 74

4.1.2 土壤水分平衡与全球水循环 76

4.1.3 土壤水分类型 78

4.1.4 土水势 82

4.1.5 土壤水分状况 86

4.2 土壤分散系及其特征 87

4.2.1 土壤分散系的概念及其分类 87

4.2.2 土壤胶体 88

4.2.3 土壤溶液的酸碱性 94

4.2.4 土壤的氧化—还原反应 99

4.3 思考题 102

5 土壤空气及其诊断特性 103

5.1 土壤空气及其运动 103

5.1.1 土壤空气的来源和组成 103

5.1.2 土壤气体交换过程 104

5.1.3 土壤气体源与汇机制 106

5.2 土壤气体的生态功能 110

5.2.1 土壤气体的农业生态功能 110

5.2.2 土壤气体释放及其全球生态功能 111

5.3 土壤热量状况 114

5.3.1 土壤热量来源与热平衡 115

5.3.2 土壤热学性质 116

5.4 土壤温度状况 118

5.4.1 土壤温度变化 118

5.4.2 土壤温度状况的划分 119

5.4.3 土壤—植物—大气界面能量平衡方程 120

5.5 思考题 122

6 土壤形成过程与土体分异 123

6.1 影响土壤形成的环境因素 123

6.1.1 道库恰耶夫成土因素学说 123

6.1.2 影响土壤组成及性状的气候因素 125

6.1.3 影响土壤组成及性状的生物因素 129

6.1.4 影响土壤组成及性状的母质因素 132

6.1.5 影响土壤组成及性状的地形因素 134

6.1.6 影响土壤组成及性状的水文因素 137

6.2 土壤与环境的相互作用——成土过程 138

6.2.1 土壤形成过程的实质 138

6.2.2 土壤形成过程 145

6.2.3 土壤有机物质合成、分解与转化过程 148

6.2.4 土壤矿物迁移与转化过程 148

6.2.5 土壤的熟化过程 151

6.3 土壤剖面及其土层形态特征 153

6.3.1 土壤剖面形态特征 153

6.3.2 中国土壤系统分类中的表土层 155

6.3.3 美国土壤系统分类中的表土层 156

6.3.4 中国土壤系统分类中的亚表层 157

6.3.5 美国土壤系统分类中的亚表层 159

6.4 思考题 162

7 土壤分类及其命名 163

7.1 土壤分类概述 163

7.1.1 土壤分类的一般原理 163

7.1.2 土壤分类的发展 165

7.2 中国土壤发生分类 166

7.2.1 中国土壤发生分类的原则和依据 166

7.2.2 中国土壤发生分类的体系 167

7.3 美国土壤系统分类 169

7.3.1 美国土壤系统分类的主要依据 169

7.3.2 美国土壤系统分类的检索程序 171

7.4 联合国世界土壤图图例单元 172

7.4.1 联合国世界土壤图图例单元 172

7.4.2 联合国世界土壤图图例单元与美国土壤系统分类 173

7.5 中国土壤系统分类 174

7.5.1 中国土壤系统分类的主要依据 174

7.5.2 中国土壤系统分类体系 177

7.5.3 中国土壤系统分类的检索程序 182

7.5.4 中国土壤发生分类和系统分类的土壤参比 184

7.6 世界土壤资源参比基础 187

7.6.1 世界土壤资源参比基础简介 187

7.6.2 WRB与美国和中国土壤系统分类参比 189

7.7 思考题 190

8 土壤类型及其空间分布 191

8.1 土壤类型概述 191

8.2 地带性土壤类型剖析 194

8.2.1 热带雨林—铁铝土 194

8.2.2 亚热带常绿阔叶林—富铁土 197

8.2.3 夏绿阔叶林—淋溶土 201

8.2.4 北方针叶林—灰土 203

8.2.5 草原—均腐土 205

8.2.6 荒漠—干旱土 208

8.2.7 寒漠—冻土 210

8.3 非地带性土壤类型剖析 212

8.3.1 干旱区湿地生态系统—盐成土 212

8.3.2 寒冷湿地生态系统—有机土 215

8.3.3 洼地湿地生态系统—潜育土 217

8.3.4 季节性湿地生态系统—变性土 219

8.3.5 多种陆地生态系统—雏形土 220

8.3.6 多种陆地生态系统—火山灰土 222

8.3.7 多种陆地生态系统—新成土 223

8.3.8 农业生态系统—人为土 225

8.4 思考题 228

9 城市土壤及其防护工程 229

9.1 城市土壤 229

9.1.1 城市土壤的概念 229

9.1.2 城市土壤的生态环境功能 231

9.1.3 城市土壤的特征 233

9.2 城市土壤的物质组成 237

9.2.1 城市土壤中的有机物组成 237

9.2.2 城市土壤中的碳酸钙 239

9.2.3 城市土壤中的无机污染物 240

9.3 城市土壤的性状特征 244

9.3.1 城市土壤的物理性状 244

9.3.2 城市土壤的生物化学性状 245

9.3.3 城市土壤的形态特征 247

9.4 城市土壤的分类与利用 248

9.4.1 城市土壤分类 248

9.4.2 城市土壤管护与利用对策 250

9.5 思考题 252

10 土壤环境污染 253

10.1 土壤污染及其特征 253

10.1.1 土壤污染的概念 253

10.1.2 土壤污染的特征 256

10.1.3 主要的土壤污染源 257

10.2 农业化学污染 257

10.2.1 化学农药的种类与剂型 258

10.2.2 化学农药的使用效益分析 267

10.3 源于城市活动的污染 269

10.3.1 气态污染物 269

10.3.2 液态污染物——被溶解的重金属 271

10.3.3 液态污染物——持久性有机污染物 278

10.3.4 固态污染物 290

10.3.5 放射性污染物 294

10.4 思考题 303

11 土壤环境中主要污染物的转化特征 305

11.1 土壤物质与污染物作用机理 305

11.1.1 土壤中污染物的滞留 306

11.1.2 土壤中污染物的物理迁移 313

11.1.3 土壤中污染物的化学转化 315

11.1.4 土壤中污染物的生物化学转化 318

11.2 重金属污染物的转化特征 325

11.2.1 土壤中铜、锌、铬、砷的转化 325

11.2.2 土壤中镉、铅、汞的转化 335

11.3 持久性有机污染物的转化特征 341

11.3.1 土壤中有机氯农药的转化 341

11.3.2 土壤中多氯联苯的转化 345

11.4 思考题 349

12 土壤重金属污染修复工程 350

12.1 土壤中重金属元素的特性 350

12.1.1 土壤重金属元素的生物有效性 350

12.1.2 土壤重金属元素对植物的毒性剖析 353

12.2 土壤—植物系统中重金属元素的迁移特征 357

12.2.1 植物对土壤重金属元素的忍耐性 357

12.2.2 植物对土壤中重金属元素的吸收 359

12.2.3 植物体中重金属元素的迁移 361

12.3 土壤重金属污染修复的原理与方法 364

12.3.1 土壤重金属污染修复的原理 364

12.3.2 土壤重金属污染的物理修复技术 370

12.3.3 土壤重金属污染的物理化学修复技术 373

12.4 土壤重金属污染的生物修复技术 376

12.4.1 土壤重金属污染的生物修复方式 377

12.4.2 土壤重金属的超富集植物 384

12.5 通过种植棉花萃取土壤中的重金属 390

12.6 通过种植柳树萃取土壤中的重金属 398

12.7 思考题 401

13 土壤持久性有机物污染修复工程 402

13.1 土壤持久性有机物污染的形成 402

13.1.1 土壤有机质与持久性有机污染物 402

13.1.2 持久性有机污染物的环境行为及特征 404

13.2 持久性有机污染物污染土壤的物理化学修复技术 405

13.2.1 化学淋洗—浸提技术 405

13.2.2 原位化学氧化—还原修复技术 408

13.2.3 土壤气提技术 410

13.2.4 固定稳定化技术 414

13.2.5 热处理和光降解技术 414

13.2.6 电动力学修复技术 417

13.3 持久性有机污染物污染土壤的生物修复技术 418

13.3.1 土壤有机污染生物修复简介 418

13.3.2 微生物修复技术 419

13.3.3 植物修复技术 422

13.3.4 土壤动物修复技术 425

13.4 典型持久性有机污染物污染土壤修复工程 427

13.4.1 化学农药污染土壤修复工程 427

13.4.2 石油污染土壤修复工程 432

13.4.3 多环芳烃污染土壤修复工程 434

13.4.4 多氯联苯污染土壤修复工程 438

13.5 思考题 439

14 土壤退化及其防治工程 440

14.1 土壤退化及其类型 440

14.1.1 土壤退化的概念 440

14.1.2 土壤退化的类型 442

14.1.3 土壤退化诊断特征 445

14.2 土壤退化过程 447

14.2.1 土壤水蚀 447

14.2.2 土壤风蚀沙化 451

14.2.3 土壤盐碱化 454

14.3 土壤退化防治工程 455

14.3.1 土壤水蚀的防治工程 455

14.3.2 土壤风蚀沙化的防治工程 461

14.3.3 土壤盐碱化的防治工程 466

14.4 土壤退化防治工程案例 471

14.4.1 中国港、台实施的生态工法 471

14.4.2 美国水土保持措施简介 476

14.5 思考题 480

15 土壤肥力与自净能力保育工程 482

15.1 土壤功能的系统性 482

15.1.1 土壤功能的内涵 482

15.1.2 土壤功能的调控 483

15.2 土壤培肥工程 485

15.2.1 施肥措施 485

15.2.2 秸秆还田措施 487

15.2.3 优化耕作技术措施 488

15.3 土地整治工程 490

15.3.1 土地整理与土地综合整治 490

15.3.2 土地综合整治的主要措施 491

15.4 北京市门头沟区土地综合整治案例 493

15.4.1 项目区环境特征与自然资源状况 493

15.4.2 土地综合整治与循环农业模式 494

15.5 矿区废弃土地复垦工程 497

15.5.1 中国东胜—神府煤矿土地复垦工程 498

15.5.2 中国煤炭资源枯竭区土地复垦与整治工程 502

15.5.3 澳大利亚金属矿区土地复垦工程及政策措施简介 509

15.6 思考题 512

16 土壤环境野外调查技术与方法 513

16.1 土壤环境调查 513

16.1.1 土壤调查概况 513

16.1.2 土壤环境调查概况 515

16.1.3 土壤环境调查样点的布设 518

16.1.4 土壤剖面观察 520

16.1.5 土壤样品采集与处理 522

16.2 遥感和地理信息系统技术在土壤环境调查中的应用 524

16.2.1 土壤遥感目视解译原理与方法 525

16.2.2 土壤遥感数据自动识别方法 528

16.3 土壤—土地数字化数据库 531

16.3.1 土壤图中的土壤信息 531

16.3.2 世界土壤—地形数据库概述 533

16.3.3 世界土壤—地形数据库的结构 537

16.4 土壤环境数据库简介 538

16.4.1 全球土壤环境数据库 538

16.4.2 美国土壤调查数据库 542

16.5 土壤环境质量评价 545

16.5.1 土壤环境质量 545

16.5.2 土壤环境质量指标体系 547

16.5.3 土壤环境质量评价方法 554

16.6 思考题 558

参考文献 559

附录 563

附录1 全球地壳、土壤和各地土壤中微量元素平均含量 563

附录2 全球主要水体中部分化学元素平均含量 565

附录3 WRB与ST制的参比 567

附录4 WRB与ST制和CST制的参比 569