关于土壤的生态知识
土壤是岩石圈表面的疏松表层，是陆生植物生活的基质和陆生动物生活的基底。土壤不仅为植物提供必需的营养和水分，而且也是土壤动物赖以生存的栖息场所。土壤的形成从开始就与生物的活动密不可分，所以土壤中总是含有多种多样的生物，如细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫、蚯蚓、软体动物和各种节肢动物等，少数高等动物(如鼹鼠等)终生都生活在土壤中。 据统计，在一小勺土壤里就含有亿万个细菌，25克森林腐植土中所包含的霉菌如果一个一个排列起来，其长度可达11千米。可见，土壤是生物和非生物环境的一个极为复杂的复合体，土壤的概念总是包括生活在土壤里的大量生物，生物的活动促进了土壤的形成，而众多类型的生物...全部
土壤是岩石圈表面的疏松表层，是陆生植物生活的基质和陆生动物生活的基底。土壤不仅为植物提供必需的营养和水分，而且也是土壤动物赖以生存的栖息场所。土壤的形成从开始就与生物的活动密不可分，所以土壤中总是含有多种多样的生物，如细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫、蚯蚓、软体动物和各种节肢动物等，少数高等动物(如鼹鼠等)终生都生活在土壤中。
据统计，在一小勺土壤里就含有亿万个细菌，25克森林腐植土中所包含的霉菌如果一个一个排列起来，其长度可达11千米。可见，土壤是生物和非生物环境的一个极为复杂的复合体，土壤的概念总是包括生活在土壤里的大量生物，生物的活动促进了土壤的形成，而众多类型的生物又生活在土壤之中。
土壤无论对植物来说还是对土壤动物来说都是重要的生态因子。植物的根系与土壤有着极大的接触面，在植物和土壤之间进行着频繁的物质交换，彼此有着强烈影响，因此通过控制土壤因素就可影响植物的生长和产量。
对动物来说，土壤是比大气环境更为稳定的生活环境，其温度和湿度的变化幅度要小得多，因此土壤常常成为动物的极好隐蔽所，在土壤中可以躲避高温、干燥、大风和阳光直射。由于在土壤中运动要比大气中和水中困难得多，所以除了少数动物(如蚯蚓、鼹鼠、竹鼠和穿山甲)能在土壤中掘穴居住外，大多数土壤动物都只能利用枯枝落叶层中的孔隙和土壤颗粒间的空隙作为自己的生存空间。
土壤是所有陆地生态系统的基底或基础，土壤中的生物活动不仅影响着土壤本身，而且也影响着土壤上面的生物群落。生态系统中的很多重要过程都是在土壤中进行的，其中特别是分解和固氮过程。生物遗体只有通过分解过程才能转化为腐殖质和矿化为可被植物再利用的营养物质，而固氮过程则是土壤氮肥的主要来源。
这两个过程都是整个生物圈物质循环所不可缺少的过程。 世界各地的土壤类型 亚、欧大陆:亚、欧大陆是最大的大陆。山地土壤占1/3，灰化土和荒漠土分别占16%和15%，黑钙土和栗钙土占13%。地带性土壤沿纬度水平分布由北至南依次为:冰沼土-灰化土-灰色森林土-黑钙土-栗钙土-棕钙土-荒漠土-高寒土-红壤-砖红壤。
但在东、西两岸略有差异:大陆西岸从北而南依次为:冰沼土-灰化土-棕壤-褐土-荒漠土;大陆东岸自北而南依次为:冰沼土-灰化土-棕壤-红、黄壤-砖红壤。在灰化土和棕壤带中分布有沼泽土。半荒漠和荒漠土壤中分布着盐渍土。
在印度德干高原上分布着变性土。 美洲:北美洲灰化土较多，约占23%。由于西部科迪勒拉山系呈南北走向伸延，从而加深了水热条件的东西差异，因此，北美洲西半部土壤表现明显的经度地带性分布。北美大陆西半部(灰化土带以南，95°W以西，不包括太平洋沿岸地带)由东而西的土壤类型依次为湿草原土-黑钙土-栗钙土-荒漠土;而在东部因南北走向的山体不高，土壤又表现出纬度地带性分布，由北至南依次为冰沼土-灰化土-棕壤-红、黄壤。
北美灰化土带中有沼泽土，栗钙土带中有碱土，荒漠土带中有盐土。南美洲砖红壤、砖红壤性土的分布面积最大，几乎占全洲面积的一半，主要分布于南回归线以北地区，呈东西延伸。在南回归线以南地区，土壤类型逐渐 转为南北延伸，自东而西依次大致为:红、黄壤-变性土-灰褐土、灰钙土，再往南则为棕色荒漠土。
安第斯山以西地区土壤类型是南北向排列和延伸的，自北向南依次为:砖红壤-红褐土-荒漠土-褐土-棕壤。 非洲:非洲土壤以荒漠土和砖红壤、红壤为最多，前者占37%，后两者占29%。由于赤道横贯中部，土壤由中部低纬度地区向南北两侧成对称纬度地带性分布，其顺序是砖红壤-红壤-红棕壤和红褐土-荒漠土，至大陆南北两端为褐土和棕壤。
但在东非高原因受地形的影响而稍有改变。在砖红壤带中分布有沼泽土，在沙漠化的热带草原、半荒漠和荒漠带中分布有盐渍土。 澳大利亚:土壤以荒漠土面积最大，占44%，次为砖红壤和红壤，占25% 。土壤分布呈半环形，自北、东、南三方面向内陆和西部依次分布热带灰化土-红壤和砖红壤-变性土和红棕壤-红褐土和灰钙土-荒漠土。
中国主要土壤类型 土壤名称 分布地区 形成条件 一般特征 砖红壤 海南岛、雷州半岛、西双版纳和台湾岛南部，大致位于北纬22°以南地区。 热带季风气候。年平均气温为23~26℃，年平均降水量为1600~2000毫米。
植被为热带季雨林。 风化淋溶作用强烈，易溶性无机养分大量流失，铁、铝残留在土中，颜色发红。土层深厚，质地粘重，肥力差，呈酸性至强酸性。 赤红壤 滇南的大部，广西、广东的南部，福建的东南部，以及台湾省的中南部，大致在北纬22°至25°之间。
为砖红壤与红壤之间的过渡类型。 南亚热带季风气候区。气温较砖红壤地区略低，年平均气温为21~22℃，年降水量在1200~2000毫米之间，植被为常绿阔叶林。 风化淋溶作用略弱于砖红壤，颜色红。
土层较厚，质地较粘重，肥力较差，呈酸性。 红壤和黄壤 长江以南的大部分地区以及四川盆地周围的山地。 中亚热带季风气候区。气候温暖，雨量充沛，年平均气温16~26℃，年降水量1500毫米左右。植被为亚热带常绿阔叶林。
黄壤形成的热量条件比红壤略差，而水湿条件较好。 有机质来源丰富，但分解快，流失多，故土壤中腐殖质少，土性较粘，因淋溶作用较强，故钾、钠、钙、镁积存少，而含铁铝多，土呈均匀的红色。因黄壤中的氧化铁水化，土层呈黄色。
黄棕壤 北起秦岭、淮河，南到大巴山和长江，西自青藏高原东南边缘，东至长江下游地带。是黄红壤与棕壤之间过渡型土类。 亚热带季风区北缘。夏季高温，冬季较冷，年平均气温为15~18℃，年降水量为750~1000毫米。
植被是落叶阔叶林，但杂生有常绿阔叶树种。 既具有黄壤与红壤富铝化作用的特点，又具有棕壤粘化作用的特点。呈弱酸性反应，自然肥力比较高， 棕壤 山东半岛和辽东半岛。 暖温带半湿润气候。夏季暖热多雨，冬季寒冷干旱，年平均气温为5~14℃，年降水量约为500~1000厘米。
植被为暖温带落叶阔叶林和针阔叶混交林。 土壤中的粘化作用强烈，还产生较明显的淋溶作用，使钾、钠、钙、镁都被淋失，粘粒向下淀积。土层较厚，质地比较粘重，表层有机质含量较高，呈微酸性反应。 暗棕壤 东北地区大兴安岭东坡、小兴安岭、张广才岭和长白山等地。
中温带湿润气候。年平均气温-1~5℃，冬季寒冷而漫长，年降水量600~1100毫米。是温带针阔叶混交林下形成的土壤。 土壤呈酸性反应，它与棕壤比较，表层有较丰富的有机质，腐殖质的积累量多，是比较肥沃的森林土壤， 寒棕壤(漂灰土) 大兴安岭北段山地上部，北面宽南面窄。
寒温带湿润气候。年平均气温为-5℃，年降水量450~550毫米。植被为亚寒带针叶林。 土壤经漂灰作用(氧化铁被还原随水流失的漂洗作用和铁、铝氧化物与腐殖酸形成螯合物向下淋溶并淀积的灰化作用)。
土壤酸性大，土层薄，有机质分解慢，有效养分少。 褐土 山西、河北、辽宁三省连接的丘陵低山地区，陕西关中平原。 暖温带半湿润、半干旱季风气候。年平均气温11~14℃，年降水量500~700毫米，一半以上都集中在夏季，冬季干旱。
植被以中生和旱生森林灌木为主。 淋溶程度不很强烈，有少量碳酸钙淀积。土壤呈中性、微碱性反应，矿物质、有机质积累较多，腐殖质层较厚，肥力较高。 黑钙土 大兴安岭中南段山地的东西两侧，东北松嫩平原的中部和松花江、辽河的分水岭地区。
温带半湿润大陆性气候。年平均气温-3~3℃，年降水量350~500毫米。植被为产草量最高的温带草原和草甸草原。 腐殖质含量最为丰富，腐殖质层厚度大，土壤颜色以黑色为主，呈中性至微碱性反应，钙、镁、钾、钠等无机养分也较多，土壤肥力高。
栗钙土 内蒙古高原东部和中部的广大草原地区，是钙层土中分布最广，面积最大的土类。 温带半干旱大陆性气候。年平均气温-2~6℃，年降水量250~350毫米。草场为典型的干草原，生长不如黑钙土区茂密。
腐殖质积累程度比黑钙土弱些，但也相当丰富，厚度也较大，土壤颜色为栗色。土层呈弱碱性反应，局部地区有碱化现象。土壤质地以细沙和粉沙为主，区内沙化现象比较严重， 棕钙土 内蒙古高原的中西部，鄂尔多斯高原，新疆准噶尔盆地的北部，塔里木盆地的外缘，是钙层土中最干旱并向荒漠地带过渡的一种土壤。
气候比栗钙土地区更干，大陆性更强。年平均气温2~7℃，年降水量150~250毫米，没有灌溉就不能种植庄稼。植被为荒漠草原和草原化荒漠。 腐殖质的积累和腐殖质层厚度是钙层土中最少的，土壤颜色以棕色为主，土壤呈碱性反应，地面普遍多砾石和沙，并逐渐向荒漠土过渡。
黑垆土 陕西北部、宁夏南部、甘肃东部等黄土高原上土壤侵蚀较轻，地形较平坦的黄土源区。 暖温带半干旱、半湿润气候。年平均气温8~10℃，年降水量300~500毫米，与黑钙土地区差不多，但由于气温较高，相对湿度较小。
由黄土母质形成。植被与栗钙土地区相似。 绝大部分都已被开垦为农田。腐殖质的积累和有机质含量不高，腐殖质层的颜色上下差别比较大，上半段为黄棕灰色，下半段为灰带褐色，好像黑垆土是被埋在下边的古土壤。
荒漠土 内蒙古、甘肃的西部，新疆的大部，青海的柴达木盆地等地区，面积很大，差不多要占全国总面积的1/5。 温带大陆性干旱气候。年降水量大部分地区不到100毫米。植被稀少，以非常耐旱的肉汁半灌木为主。
土壤基本上没有明显的腐殖质层，土质疏松，缺少水分，土壤剖面几乎全是砂砾，碳酸钙表聚、石膏和盐分聚积多，土壤发育程度差。 高山草甸土 青藏高原东部和东南部，在阿尔泰山、准噶尔盆地以西山地和天山山脉。
气候温凉而较湿润，年平均气温在-2~1℃左右，年降水量400毫米左右。高山草甸植被。 剖面由草皮层、腐殖质层、过渡层和母质层组成。土层薄，土壤冻结期长，通气不良，土壤呈中性反应， 高山漠土 藏北高原的西北部，昆仑山脉和帕米尔高原。
气候干燥而寒冷，年平均气温-10℃左右，冬季最低气温可达-40℃，年降水低于100毫米。植被的覆盖度不足10%。 土层薄，石砾多，细土少，有机质含量很低，土壤发育程度差，碱性反应。中国的土壤污染 据报道，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近 2000 万公顷，约占总耕地面积的 1/5，其中工业“三废”污染耕地 1000 万公顷，污水灌溉的农田面积已达 330 多万公顷。
例如:某省曾对 47 个县和郊区的 259 万公顷耕地(占全省耕地面积的五分之二)进行过调查。其结果表明，75% 的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁，而且污染趋势仍在加重。 污水灌溉等废弃物对农田已造成大面积的土壤污染。
如沈阳张士灌区用污水灌溉 20 多年后，污染耕地 2500 多公顷，造成了严重的镉污染，稻田含镉 5-7mg/kg。天津近郊因污水灌溉导致 2。3 万公顷农田受到污染。广州近郊因为污水灌溉而污染农田 2700 公顷，因施用含污染物的底泥造成 1333 公顷的土壤被污染，污染面积占郊区耕地面积的 46%。
80 年代中期对北京某污灌区进行的抽样调查表明，大约 60% 的土壤和 36% 的糙米存在污染问题。 另一方面，全国有 1300~1600 万公顷耕地受到农药的污染。除耕地污染之外，我国的工矿区、城市也还存在土壤(或土地)污染问题。
中科院地理科学与资源环境研究所研究员陈同斌前后用了3年多的时间对北京市全市的土壤和蔬菜进行了大规模的取样分析和研究，发现土壤污染问题已经比较严重，并且已经影响到蔬菜等农产品的质量。 南京农业大学农业资源与生态环境研究所研究员潘根兴在2002年初做过一个南京市各城区的土壤重金属污染调查。
结果同样很严重。超过70%的采样区域存在重金属污染，测出的最高铅含量超过900ppm，超过国家标准3倍以上。 陈同斌在2001年对北京市的公园土壤重金属污染做了一项调查，结果让人吃惊。被公认为城市中环境质量优良的公园存在着不容忽视的土壤重金属污染。
而且公园建成的年代与土壤重金属污染的程度成一个指数关系。 土壤污染的危害 1。 土壤污染导致严重的直接经济损失--农作物的污染、减产。对于各种土壤污染造成的经济损失，目前尚缺乏系统的调查资料。
仅以土壤重金属污染为例，全国每年就因重金属污染而减产粮食 1000 多万吨，另外被重金属污染的粮食每年也多达 1200 万吨，合计经济损失至少 200 亿元。 2。 土壤污染导致生物品质不断下降 我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标和接近临界值。
土壤污染除影响食物的卫生品质外，也明显地影响到农作物的其他品质。 有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差，易烂，甚至出现难闻的异味;农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。 3。 土壤污染危害人体健康 土壤污染会使污染物在植(作)物体中积累，并通过食物链富集到人体和动物体中，危害人畜健康，引发癌症和其他疾病等。
4。 土壤污染导致其他环境问题 土地受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
土壤污染途径 当土壤被病原体，有毒化学物质和放射性物质污染后，便能传播疾病，引起中毒和诱发癌症。 被病原体污染的土壤能传播伤寒、副伤寒、痢疾、病毒性肝炎等传染病。因土壤污染而传播的寄生虫病有蛔虫病和钩虫病等。
人与土壤直接接触，或生吃被污染的蔬菜、瓜果，就容易感染这些寄生虫病。土壤对传播这些寄生虫病起着特殊的作用，因为在这些蠕虫的生活史中，有一个阶段必须在土壤中度过。例如，蛔虫卵一定要在土壤中发育成熟，钩虫卵一定要在土壤中孵出钩蚴才有感染性等。
结核病人的痰液含有大量结核杆菌，如果随地吐痰，就会污染土壤，水分蒸发后，结核杆菌在干燥而细小的土壤颗粒上还能生存很长时间，这些带菌的土壤颗粒随风进入空气，人通过呼吸，就会感染结核病。 有些人畜共患的传染病或与动物有关的疾病，也可通过土壤传染给人。
例如，患钩端螺旋体病的牛、羊、猪、马等，可通过粪尿中的病原体污染土壤，这些钩端螺旋体在中性或弱碱性的土壤中能存活几个星期，并可通过粘膜、伤口或被浸软的皮肤侵入人体，使人致病。炭疽杆菌芽孢在土壤中能存活几年甚至几十年;被伤风杆菌、气性坏疽杆菌、肉毒杆菌等病原体，也能形成芽孢，长期在土壤中生存。
破伤风杆菌、气性坏疽杆菌来自感染的动物粪便，特别是马粪。人们受外伤后，伤口被泥土污染，特别是深的穿刺伤口，很容易感染破伤风或气性坏疽病。此外，被有机废弃物污染的土壤，是蚊蝇孳生和鼠类繁殖的场所，而蚊、蝇和鼠类又是许多传染病的媒介，因此，被有机废物污染的土壤，在流行病学上被视为是特别危险的物质。
土壤被有毒化学物污染后，对人体的影响大都是间接的，主要是通过农作物、地面水或地下水对人体产生影响。在生产过磷酸钙工厂的周围，土壤中砷和氟的含量显著增高。铅、锌冶炼厂周围的土壤，不仅受到铅、锌、镉的严重污染，而且还受到含硫物质所形成的硫酸的严重污染。
任意堆放的含毒废渣以及被农药等有毒化学物质污染的土壤，通过雨水的冲刷、携带和下渗，会污染水源。人、畜通过饮水和食物可引起中毒。 土壤被放射性物质污染后，通过放射性衰变，能产生α、β、γ射线，这些射线能穿透人体组织，使机体的一些组织细胞死亡。
这些射线对机体既可造成外照射损伤，又可通过饮食或呼吸进入人体，造成内照射损伤，使受害者头昏、疲乏无力、脱发、白细胞减少或增多，发生癌变等。 20世纪70年代以来，通过对癌物质的研究，还发现许多工业城市及其近郊的土壤中含有苯并(a)芘等致癌物质。
被有机废弃物污染的土壤还容易腐败分解，散发出恶臭，污染空气，有机废弃物或有毒化学物质又能阻塞土壤孔隙，破坏土壤结构，影响土壤的自净能力;有时还能使土壤处于潮湿污秽状态，影响居民健康。 土壤污染的特点 土壤污染具有隐蔽性和滞后性。
大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观，通过感官就能发现。而土壤污染则不同，它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此，土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。
如日本的“痛痛病”经过了10~20年之后才被人们所认识。 土壤污染的累积性。污染物质在大气和水体中，一般都比在土壤中更容易迁移。这使得污染物质在土壤中并不象在大气和水体中那样容易扩散和稀释，因此容易在土壤中不断积累而超标，同时也使土壤污染具有很强的地域性。
土壤污染具有不可逆转性。重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。譬如:被某些重金属污染的土壤可能要100~200年时间才能够恢复。 土壤污染很难治理。
如果大气和水体受到污染，切断污染源之后通过稀释作用和自净化作用也有可能使污染问题不断逆转，但是积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。 土壤污染一旦发生，仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复，有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题，其他治理技术可能见效较慢。
因此，治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。鉴于土壤污染难于治理，而土壤污染问题的产生又具有明显的隐蔽性和滞后性等特点，因此土壤污染问题一般都不太容易受到重视。 土壤污染物 土壤污染物可分为三类。
一类是病原体，包括肠道致病菌、肠道寄生虫(蠕虫卵)、破伤风杆菌、霉菌和病毒等。它们主要来自做肥料的人畜粪便和垃圾。或直接用生活污水灌溉农田，都会使土壤受到病原体的污染。这些病原体能在土壤中生存较长时间，如痢疾杆菌能在土壤中生存22~142天，结核杆菌能生存一年左右，蛔虫卵能生存315~420天，沙门氏菌能生存35~70天。
第二类是有毒化学物质，如镉、铅等重金属以及有机氯农药等。它们主要来自工业生产过程中排放的废水、废气、废渣以及农业上大量施用的农药和化肥。第三类是放射性物质，它们主要来自核爆炸的大气散落物，工业、科研和医疗机构产生的液体或固体放射性废弃物，它们释放出来的放射性物质进入土壤，能在土壤中积累，形成潜在的威胁。
由核裂变产生的两个重要的长半衰期放射性元素是90锶(半衰期为28年)和137铯(半衰期为30年)。空气中的放射性90锶可被雨水带入土壤中。因此，土壤中含90锶的浓度常与当地降雨量成正比。
土壤污染的定义 当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，通过“土壤→植物→人体”，或通过“土壤→水→人体” 间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，就是土壤污染。收起
