森林土壤学课件.ppt

森林土壤学森林土壤学选用教材用教材土壤学土壤学 北京林北京林业大学主大学主编土壤学土壤学下下东北林北林业大学主大学主编主主讲教教师罗承德承德 教授教授宫渊波渊波 教授教授1 1.主要参考主要参考书目：目：1、土壤的本、土壤的本质与性状与性状（美）（美）N.C.布雷迪布雷迪 科学出版社科学出版社 19822、李天杰等、李天杰等土壤地理学土壤地理学高等教育出版社高等教育出版社19833、张凤荣等荣等土壤土壤发生与分生与分类学学北京大学出版社北京大学出版社19924、朱、朱鹤健等健等土壤地理学土壤地理学高等教育出版社高等教育出版社19925、中国森林中国森林中国林中国林业出版社出版社1997 6、土壤学土壤学黄昌勇主黄昌勇主编中国中国农业出版社出版社20007、土壤学土壤学林大林大仪主主编中国林中国林业出版社出版社20022 2.学习本课程的要求（1）认真做好笔记；（2）作好预习和复习；（3）结合课程内容，查阅参考资料；（4）认真参加实验和教学实习。3 3.你想你想过www吗？www:what is this soil?where is this soil?why is this soil?Soil sciene tell you 3w!4 4.如果没有土，世界将会怎么如果没有土，世界将会怎么样？如果没有土，如果没有土，明天将会怎么明天将会怎么样？Whats the soil?!5 5.How to use the soil?6 6.第一章第一章 绪 论第一节 土壤在农林业生产和自然环境 中的作用 土壤是土壤是农林林业最基本的生最基本的生产资料料土壤是土壤是陆地生地生态系系统的重要的重要组成部分成部分土壤是最珍土壤是最珍贵的自然的自然资源源土壤土壤资源是可持源是可持续农业的基的基础7 7.一、土壤是一、土壤是农林林业最基本的生最基本的生产资料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。土壤的重要性土壤的重要性 民以食为天，食以为土本！土壤土壤植物性生产动物性生产8 8.土壤的重要性土壤的重要性土壤在植物生长中的特殊作用*2、养分、养分转化和循化和循环作用作用3、雨水涵养作用、雨水涵养作用4、生物的支撑作用、生物的支撑作用1、营养养库的作用的作用5、稳定和定和缓冲冲环境境变化的作用化的作用9 9.土壤的重要性土壤的重要性二、土壤是二、土壤是陆地生地生态系系统的重要的重要组成部分成部分1010.土壤是地球陆地生态系统的基础土壤在土壤在陆地生地生态系系统中起着极重要作用：中起着极重要作用：保持生物活性，多保持生物活性，多样性和生性和生产性；性；对水体和溶水体和溶质流流动起起调节作用；作用；对有机、无机有机、无机污染物具有染物具有过滤、缓冲、降解、冲、降解、固定和解毒作用；固定和解毒作用；具有具有贮存并循存并循环生物圈及地表的养分和其它生物圈及地表的养分和其它元素的功能。元素的功能。1111.三、土壤是最珍三、土壤是最珍贵的自然的自然资源源 1、土壤、土壤资源的相源的相对不可再生性不可再生性 土壤土壤资源与源与光、光、热、水、气、水、气资源一源一样被称之被称之为可再生可再生资源。源。但从其自然属性来看又是不可再生的，是有限但从其自然属性来看又是不可再生的，是有限的自然的自然资源。源。2、土壤、土壤资源数量的有限性源数量的有限性 土壤形成的土壤形成的时间长 土地被占用的面土地被占用的面积逐逐渐扩大大 土地退化日土地退化日趋严重重 人口人口剧增增土壤的重要性土壤的重要性1212.3、土壤、土壤资源源质量的可量的可变性性 土壤肥力在物土壤肥力在物质循循环和平衡中不断和平衡中不断获得得发育和提高育和提高 高高强度、无休止的向土壤索取，土壤肥力度、无休止的向土壤索取，土壤肥力将逐将逐渐下降和破坏下降和破坏1313.4、土壤、土壤资源空源空间分布上的固定性分布上的固定性 覆盖在地球表面各种不同覆盖在地球表面各种不同类型的土壤，型的土壤，在地面空在地面空间位置上有相位置上有相对的固定性，在的固定性，在不同生物气候不同生物气候带内分布着不同的地内分布着不同的地带性性土壤。土壤。土壤土壤资源的空源的空间分布分布还受区域性地形、受区域性地形、母母质、水文、地、水文、地质等条件的影响。等条件的影响。人人类的耕作活的耕作活动也改也改变了土壤的性状，了土壤的性状，从而影响土壤的空从而影响土壤的空间分布。分布。1414.四、土壤的可持四、土壤的可持续利用是持利用是持续农业的基的基础我国要跨我国要跨进可持可持续发展的展的“大大门”还需要：需要：30-50年？年？粮食供应压力加大！短期内不可逆短期内不可逆转的的趋势：1、耕地减少不可逆耕地减少不可逆转；2、人口增、人口增长不可逆不可逆转；3、消、消费水平的提高不可逆水平的提高不可逆转；可持可持续发展的条件：展的条件：人口的零或人口的零或负增增长 （中国每年中国每年净增人口增人口1000万万）资源破坏的零或源破坏的零或负增增长 （中国每年减少土地中国每年减少土地300万万亩）生生态环境境恶化的零或化的零或负增增长（中国荒漠化速度中国荒漠化速度2620km2/年年）1515.五、我国土壤五、我国土壤资源的主要特征源的主要特征1、属于强度资源约束性国家 我国耕地资源所占比例不到世界的10%，且后备耕地资源十分有限。2、人地矛盾十分突出 人口每年增长约800万，耕地平均每年减少75万hm2。3、土壤资源破坏严重 主要表现为土地沙漠化、水土流失加剧、占用率增加，污染严重。1616.4、土地资源和生态问题具有明显的区域特征 西北地区：土壤荒漠化和土壤盐渍化沙沙龙滚滚，谁人能人能挡！1717.黄土高原的水土流失状况黄土高原的水土流失状况新疆耕地新疆耕地沙化沙化1818.十年九荒的十年九荒的盐碱碱窝碱土景碱土景观盐土景土景观1919.东北地区：水土流失和土壤肥力衰退2020.东南沿海地区：耕地大规模非法占用和土壤污染耕耕地地占占用用2121.西南地区：水土流失、石漠化和荒漠化华南地区红壤严重流失后形成的红色沙漠华南红壤丘陵区崩岗侵蚀2222.西南地区几种常见的水土流失类型2323.贵州石灰岩山区石漠化景观2424.20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。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？！2525.第二第二节 土壤及土壤肥力土壤及土壤肥力一、土壤的概念一、土壤的概念 土壤土壤是是陆地表面由地表面由矿物物质、有机、有机质、水、空气和生物、水、空气和生物组成，成，具有肥力，能生具有肥力，能生长植物的未固植物的未固结层。森林土壤：森林土壤：是在森林植被条件下是在森林植被条件下发育育的土壤，的土壤，是是发展林展林业生生产的基的基础，相相对于其它于其它土壤有其特殊性土壤有其特殊性。2626.简明定明定义：土壤是在地球表面生物、气候、母土壤是在地球表面生物、气候、母质、地形、地形、时间等因素等因素综合作用下所形成能合作用下所形成能够生生长植物的、植物的、处于于永永恒恒变化中的疏松化中的疏松矿物物质与有机与有机质的混合物的混合物。V%水和空气水和空气=50%土壤土壤组成成 V%矿物物质和有机和有机质=50%对土壤的新定土壤的新定义(定定义:形成形成-组成成-功能功能)土壤土壤2727.土壤物土壤物质组成成 矿物物质（由岩石（由岩石（由岩石（由岩石风风化而来，化而来，化而来，化而来，w95w95%）固体固体 有机有机质（生物及生物残体（生物及生物残体（生物及生物残体（生物及生物残体,w5%,w5%）土壤土壤 液体液体（包括水及溶解的离子）（包括水及溶解的离子）（包括水及溶解的离子）（包括水及溶解的离子）气体气体 （土壤空气）（土壤空气）（土壤空气）（土壤空气）2828.旱地旱地旱地旱地 农业农业土壤土壤土壤土壤 水田土水田土水田土水田土土壤土壤土壤土壤 原始森林土壤（原始森林土壤（原始森林土壤（原始森林土壤（纯纯自然、未自然、未自然、未自然、未扰动扰动）林林林林业业土壤土壤土壤土壤 人工林及人工林及人工林及人工林及经济经济林土壤（林土壤（林土壤（林土壤（人人人人为为耕作，培肥）耕作，培肥）耕作，培肥）耕作，培肥）园林土壤（大多园林土壤（大多园林土壤（大多园林土壤（大多为为搬运土）搬运土）搬运土）搬运土）土壤土壤2929.土壤剖面是指：从地表向下垂直挖掘后露出的一个切面。一般挖到母岩，如果太深则挖到米即可。1 1、土壤剖面是、土壤剖面是观观察土壤的一个窗口，土察土壤的一个窗口，土壤剖面上的不同壤剖面上的不同颜颜色的色的层层次是土壤次是土壤发发生生层层。2 2、从土壤剖面也可以了解土壤所、从土壤剖面也可以了解土壤所处处的的环环境境土壤剖面土壤剖面土壤剖面土壤剖面土壤剖面土壤剖面3030.3131.二、土壤肥力的概念二、土壤肥力的概念：土壤能供土壤能供应与与协调植物正常生植物正常生长发育所需要的养分和水、空气育所需要的养分和水、空气、热的能力。（的能力。（狭狭狭狭义义的土壤肥力的土壤肥力的土壤肥力的土壤肥力仅仅指养分）指养分）指养分）指养分）四大肥力因子：水、肥、气，热3232.自然肥力 是由自然因素形成的土壤具有的是由自然因素形成的土壤具有的肥力。肥力。人为肥力 是由耕作、施肥、灌是由耕作、施肥、灌溉、改土等、改土等人人为因素形成的土壤所具有的肥力。因素形成的土壤所具有的肥力。经济肥力 在一定在一定农业技技术措施下反映土壤措施下反映土壤生生产能力的那部分肥力，能力的那部分肥力，潜在肥力 指受指受环境条件和科技水平限制但境条件和科技水平限制但在一定生在一定生产条件下可条件下可转化化为有效肥力的那有效肥力的那部分肥力。部分肥力。3333.土壤肥沃或者不肥沃是土壤肥沃或者不肥沃是针对植物而言植物而言的，的，应从植物的生从植物的生态要求出要求出发来来认识土壤肥力土壤肥力的生的生态相相对性性如果植物的生如果植物的生态要求和土壤所能提供的生要求和土壤所能提供的生态性性质不一致，即使土壤具有丰富的物不一致，即使土壤具有丰富的物质和能量，植物也不能利用或利用很少和能量，植物也不能利用或利用很少通俗意通俗意义上上讲的土壤肥力的高低，如果不的土壤肥力的高低，如果不指明植物，一般只能指明植物，一般只能说明其有机明其有机质和养分和养分的高低及适宜的物理性的高低及适宜的物理性质 三、土壤肥力生三、土壤肥力生态性相性相对性性 3434.土壤肥力的量化指土壤肥力的量化指标1、以地上部分生物量来评价 如：如：森林植被干物森林植被干物质质重的年平均重的年平均值值来表示来表示 经济经济林的林的单单位面位面积产积产量来表示量来表示2、以土壤的某些性质和养分数值来评价 如：土如：土层层厚度、土壤厚度、土壤质质地、地、pHpH值值 有机有机质质含量、养分含量等。含量、养分含量等。3535.一、土壤学科的研究内容一、土壤学科的研究内容 土壤学是研究土壤的形成、分土壤学是研究土壤的形成、分类、分布、制、分布、制图和土壤的物理、化和土壤的物理、化学、生物学特性、肥力特征以及土学、生物学特性、肥力特征以及土壤利用和管理的科壤利用和管理的科 学。学。第三第三节 土壤及土壤学科的土壤及土壤学科的发展展3636.二、二、21世世纪土壤科学土壤科学发展的展的总趋向向 土壤与地球生命作用土壤与地球生命作用 水、土水、土资源保持与合理利用源保持与合理利用 土壤圈与全球土壤圈与全球变化、化、土壤物土壤物质的的组成、性成、性质等。等。3737.20世世纪土壤学科的迅速土壤学科的迅速发展展F20世世纪土壤学科的新土壤学科的新观点点F土壤圈土壤圈:(英英)Matson(1938),(美美)Arnold(1990)F土壤水能量理土壤水能量理论与运与运动方程的方程的 建立建立:(美美)Buckingham(1907),Richards(1930s)F土壤生土壤生态系系统:(美美)Jenny(1940-1960)F土壤土壤质量量 综合合调控理控理论(美美)SSSA(1990s)3838.20世世纪土壤学科的迅速土壤学科的迅速发展展1919世世纪土壤学土壤学化学化学地学地学生物学生物学欧洲2020世世纪土壤学土壤学化学化学地学地学生物学生物学物理学物理学数学数学生生态学学系系统科学科学美国3939.IUSS对土壤学科的新划分土壤学科的新划分ISSS(1924-1998)IUSS(1998-)IUSS(1998-)ISSS:International Society of Soil SciencesIUSS:International Union of Soil Sciences4040.根据历届土壤学会，较成熟的分支学科有：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4141.21世世纪土壤科学所面土壤科学所面临的挑的挑战来自人口膨来自人口膨胀的挑的挑战如何保如何保证粮食的持粮食的持续增增产来自全球生来自全球生态环境的挑境的挑战如何保持土壤的生如何保持土壤的生态健康功能，建立良好生健康功能，建立良好生态环境境来自土壤学自身来自土壤学自身发展的挑展的挑战加加强基基础研究，加速研究，加速新技新技术在土壤学在土壤学领域内的域内的应用用社会社会对土壤学土壤学认同的挑同的挑战强化土壤化土壤资源在国民源在国民经济中的中的战略地位略地位 立足于立足于为解决人解决人类的吃的吃饭问题和和环境健康境健康问题服服务！4242.沙河远上白云间，孤城一座万仞山。不合理的土地资源利用和生态环境遭受破坏4343.Sandstorm in southeastern California Sandstorm in southeastern California 4444.Clear-cut forest4545.滑坡及泥石滑坡及泥石流造成巨大流造成巨大灾害灾害4646.土壤是林土壤是林业生生产的基的基础林林业用地用地苗圃用地苗圃用地天然林保天然林保护与退耕与退耕还林林水土保持与退化生水土保持与退化生态系系统的恢复与重建的恢复与重建第四第四节 学学习土壤学的要求和任土壤学的要求和任务4747.土壤学是林学科各土壤学是林学科各专业的一的一门重要重要专业基基础课程。程。课程内容涉及程内容涉及面面较广泛，但广泛，但应以土壤内容以土壤内容为主。主。学学习土壤学的目的，在于土壤学的目的，在于为掌握森掌握森林培育和水土保持的先林培育和水土保持的先进理理论和技和技术，解决林，解决林业生生产（水土保持）中（水土保持）中的土壤的土壤问题。4848.1、要求能系、要求能系统掌握土壤物理、化学掌握土壤物理、化学和生物学性和生物学性质，能分析各种肥力性状之，能分析各种肥力性状之间的相互关系；掌握主要上的相互关系；掌握主要上类的分布的分布规律、形成条件、剖面特征、基本理化性律、形成条件、剖面特征、基本理化性状和利用改良；掌握常用肥料的性状和利用改良；掌握常用肥料的性质及及其施用的原理和方法。其施用的原理和方法。4949.2、要求能、要求能鉴别主要的岩石、母主要的岩石、母质类型和地形地型和地形地势，独立，独立进行土壤剖面行土壤剖面观察、察、识别土壤土壤类型，并能型，并能进行林行林业生生产有关的土壤有关的土壤资源源调查工作。工作。3、要求掌握土壤的常、要求掌握土壤的常规分析方法，分析方法，并能并能对数据数据进行整理和行整理和应用。用。5050.近年我院近年我院毕业研究生与土壤有关研究生与土壤有关硕士博士学位士博士学位论文文序号题目1高寒森林土壤有机层酶活性动态及其对模拟气候变化的响应2川北低山暴雨区三种植被类型磷循环特征的比较研究3川西南常绿阔叶林凋落物分解和土壤呼吸特征及其对模拟氮沉降的响应4巨桉林草复合种植模式初期土壤水分生态研究5宽坝林区三种森林类型土壤碳形态比较研究6光皮桦-扁穗牛鞭草复合模式细根分布与养分动态研究7巨桉人工林根系土壤微生物、根系土壤酶活性与根系土壤养分研究8低山丘陵区农林土壤重金属污染特征及空间变异性研究以四川五通桥区为例9巨桉短周期工业原料林营养诊断指标体系研究10退耕地土壤有机碳库特征及碳周转相关因子对植被恢复模式的响应11嘉陵江上游低山暴雨区不同植被类型的氮循环研究12岷江干旱河谷辐射松人工林土壤微生物和酶活性动态13三种退耕还林模式林地土壤呼吸和林木细根呼吸研究5151.1414川南天然常川南天然常绿阔叶林人工更新后土壤生叶林人工更新后土壤生态特性研究特性研究1515四川盆地西南四川盆地西南缘亚热带常常绿阔叶林土壤种子叶林土壤种子库与幼苗格局初探与幼苗格局初探1616巨桉人工林土壤巨桉人工林土壤动物生物生态初步研究初步研究1717巨桉林草复合种植模式初期土壤养分巨桉林草复合种植模式初期土壤养分库及物理性及物理性质研究研究1818川西低山丘陵区两种牧草川西低山丘陵区两种牧草对地力的影响地力的影响试验研究研究1919三倍体毛白三倍体毛白杨与草复合模式根与草复合模式根际养分养分动态2020速生速生杨引种苗期生引种苗期生长与土壤养分与土壤养分动态研究研究2121两种两种经济林配置模式的水土保持效益研究林配置模式的水土保持效益研究2222杉木林草杉木林草间作初期林下土壤理化性作初期林下土壤理化性质及水土保持研究及水土保持研究2323壤干旱壤干旱胁迫迫对3 3个杏个杏树品种生理生化特性的影响品种生理生化特性的影响2424嘉陵江上游不同植被恢复模式土壤微生物及土壤嘉陵江上游不同植被恢复模式土壤微生物及土壤酶活性的研究活性的研究2525川西低山区几种林（竹）川西低山区几种林（竹）+草复合草复合经营模式的模式的产流流产沙特征及养分流沙特征及养分流失研究失研究2626同草本同草本层三倍体毛白三倍体毛白杨林地林地细根和草根生根和草根生长及土壤抗及土壤抗蚀性研究性研究5252.本章重点：本章重点：1、土壤、土壤肥力、土壤肥力的相、土壤、土壤肥力、土壤肥力的相对生生态性。性。2、试述述土壤在植物生土壤在植物生长中的特殊作用。中的特殊作用。3、为什么什么说土壤是最珍土壤是最珍贵的自然的自然资源源？5353.5454.