南京大学土壤学复习提纲-2014概要.doc

土壤学复习提纲 第一章 土壤圈的地位和功能 土壤：陆地表面具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层。 土壤功能新认识： 吸收、容纳、转化与净化环境污染物的地表介质。 地球表层系统： 地球表面由大气圈、水圈、生物圈、土壤圈和岩石圈所共同组成的环境系统。 土壤圈处于大气圈、水圈、岩石圈及生物圈的交接地带，是联系无机界和有机界的枢纽，对地球生态系统的物质循环和能量流动起首至关重要的作用，是人类赖以生存的自然资源。 土壤圈的功能： 生物所需营养物质的主要来源：养分转化与循环 土壤中拥有种类繁多、数量巨大的生物群 土壤是容量巨大的水库：雨水涵养作用 毒害物质在土壤的转化：缓冲、调节和净化功能 土壤是廉价而可靠的天然建筑材料 土壤对环境变化信息十分敏感：记忆块功能（人类活动，自然变迁） 土壤功能的发挥取决于：土壤质地、土壤结构、物质组成、土壤年龄、环境条件等 土壤生态学：土壤生态学是土壤学、生态学、地理学以及环境科学相互交叉的一门具有广泛研究领域的新兴科学，以土壤生物为中心，研究土壤生物之间、土壤生物与土壤非生命环境间的相互作用。 研究的主要内容：土壤生态系统的结构、功能和人类活动对土壤生态系统的影响过程。 第二章 土壤物质组成 矿物质：土壤的物质基础，土壤中矿物养分的主要来源 有机质：土壤肥力的重要标志 水分和空气：土壤能通气透水、蓄水保温，广义的肥力包括水分和空气。 第一节 土壤矿物 矿物质是土壤固相的重要组成部分，约占干土重量的95%左右。 土壤矿物质深刻影响土壤的物理和化学性质 一、主要成土矿物 原生矿物 ：在风化过程中未改变化学组成和结构的原始成岩矿物。土壤中的粗粒部分如砂粒和石砾，其原生矿物几乎都是以石英为主。粉粒部分则以石英和原生硅酸盐矿物为主。 次生矿物：在风化和成土过程中原生矿物改变了形态、成分和性质而形成的新矿物。土壤中的粘粒部分主要由次生粘土矿物组成。 1、原生矿物 (Primary Mineral) ： （1）石英（SiO2）：质地坚硬，性质稳定，抗风化能力极强，是土壤砂粒的主要成分。 （2）长石类：包括钾长石（正长石[K(AlSi3O8)]）和斜长石（钠长石[Na(AlSi3O8)]、钙长石[Ca(Al2Si2O8)]）。长石较易风化，形成高岭石、二氧化硅和盐基物质。 （3）云母类：片状，化学成份变化大，主要有：白云母[KAl2(AlSi3O10)(OH)2]，抗风化力很强；黑云母[K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH,F)2]，易风化，分解后释放出盐基，形成铁、铝氢氧化物和绿泥石等。 鲍温反应系列（结晶分异作用）： 2、次生矿物 (Secondary Mineral) 为原生矿物分解转化形成的矿物。 以粘土矿物为主，又以结晶层状硅酸盐矿物为主；此外有Si、Al、Fe的氧化物及其水合物。主要次生矿物有高岭石、水云母、绿泥石、蛭石、蒙脱石，以及各种氧化物。 二、粘土矿物 (Clay Minerals) 直径小于2μm、含水的层状铝硅酸盐矿物。 1、基本结构单位 (1) 硅氧四面体 (SiO44-→Si2O52-→Si4O104- ) (2) 铝氧八面体 (AlO69-→Al4O1212-→Al4(OH)8O44- ) 2、单位晶片：硅氧片与水铝片 铝氧八面体: 铝层（水铝片） 硅氧四面体: 硅层（硅氧片） 3、单位晶层：由单位晶片重叠组合而成 1:1型：硅—铝，e.g.高岭石 2:1型：硅—铝—硅，分为膨胀型（蒙脱石、蛭石）和非膨胀型（伊利石） 2:1:1型粘土矿物：2:1型基础上增加一铝层(或镁层)，e.g.绿泥石 硅氧片与水铝片的不同组合 → 形形色色的粘土矿物 三、硅酸盐粘土矿物的种类 1、高岭石组(Kaolinite )：包括高岭石、埃洛石、珍珠陶土等。 (1) 1:1型 单位晶胞（层）化学式：Al4Si4O10(OH) (2) 膨胀性小 晶层间距约0.72nm, 硅片和铝片之间存在氢键 (3) 电荷数量少 同晶替代极少 【同晶替代 (Isomorphous substitution)：硅酸盐矿物的中心离子被电性相同、大小相近的其它离子所代替而矿物晶格构造保持不变的现象】 2、蒙脱石组(Montmorillonite)：包括蒙脱石、绿脱石、蛭石等 (1) 2:1型 单位晶胞的理论化学式：Al4Si8O20(OH)4·nH2O (2) 膨胀性大 晶层以分子引力联结，晶层间距：蒙脱石 0.96~2.14nm 蛭石 0.96~1.45nm (3) 电荷数量大 同晶替代现象普遍 3、水化云母 (伊利石) 组 (1) 2 :1型 单位晶胞化学式： K2(Al·Fe·Mg)4(Si·Al)8O20(OH)4·nH2O (2) 非膨胀性 晶层之