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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