第五章 土壤学
第五章 -土壤分类与分布
如根据平原地区不同矿化度地下水 引起盐分组成上的差异，盐土可 划分出氯化物、硫酸盐盐土等土 属。
5.4 土壤形成过程中的残留特征或埋 藏特征。
如残余沼泽土，埋藏盐土等
5.5 耕种的影响
由耕作、种植、施肥等影响所产 生的变化尚未形成新的土类和亚 类的特性均可在土属中反应。
5.6质地的变化
学习 1954 学习发生分类阶段，以地理 发生 - 发生为基础，以成土条件为 分类 1958 依据，以土类为基本单元，
采用土类、亚类、土属、土 种和变种五级分类。
第一 1958 开展全国土壤普查，1978年
次土 - 召开土壤分类会议，采用土
壤普 1978 纲、土类、亚类、土属、土
查
种、变种六级分类。
1土纲
土纲是土壤重大属性差异的归纳和 概括，反应了土壤不同发育阶段 中，土壤物质移动累积所引起的 重大属性差异，是土类间在发生 上和性质上的共性的综合。
淋溶土纲指石灰充分淋溶，呈酸性， 有明显粘粒移动淀积的土壤。
钙层土纲的各土类都具有明显的钙 化过程，即在剖面一定位置具有 钙化层。
如铁铝土纲是在湿热条件下，在脱 硅富铝化过程中产生的粘土矿物 以 1׃1 型 高 岭 石 和 三 、 二 氧 化 物 为主的一类土壤。
成土因素不同，其利用改良方向不 同，虽有相似的剖面形态和理化 性质，但不一定是同一类土壤。 如海滨盐土和内陆干旱盐土。
2.2.2 成土过程的特性特征
土壤特定的成土过程的特性特征， 可以在土壤剖面中反映出来，故 在各级分类系统中所依据的剖面 形态应有不同。
2.2.3土壤属性的差别
不同成土因素作用产生的属性，其 分类地位不同。母质成土过程造 成的是区分亚类的属性，而人为 产生的则作为划分土种的属性。
土壤学
1.土壤的概念：土壤是陆地表面由矿物质，有机质，水，空气和生物组成，具有肥力的，能生长植物的未固结层。
2.土壤肥力：土壤能够供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水，空气，热的能力。
第一章1.矿物：概念—矿物是指岩石圈中化学元素的原子或离子通过各种地质作用形成的，并在一定条件下相对稳定的自然产物。
分类—形成矿物的地质作用，主要矿物可分为三种成因类型：（1）岩浆矿物。
（2）表生矿物。
（3）变质矿物。
2.矿物的物理性质：颜色，条痕，光泽，解理，断口，硬度。
【任记四个】3.常见造岩矿物：石英SiO2、正长石KAlSi3O8、斜长石Na（AlSi3O8）•Ca(Al2Si2O8)、白云母、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石、蛇纹石。
【任记三个】4.地质作用：地质学上把引起地壳物质组成、地表形态和地球内部构造发生改变的作用，称为地质作用。
第二章：1.风化作用：风化作用是地球或近地球表面的岩石在大气圈中的物理、化学作用的变化。
石发生物理和化学的变化称为风化。
可分为物理风化，化学风化，生物风化。
2.土壤形成过程中的大小循环学说土壤形成不外乎是由土壤的有机质积累和地球化学两个基本过程组成的。
这两个基本过程则是土壤形成的实质（基本矛盾）。
土壤形成的实质是地质大循环和生物小循环的矛盾与统一。
土壤形成的过程也就是土壤肥力不断发展的过程。
3.土壤形成的因素：气候、母质、生物、地质、时间。
4.土壤剖面：（1）0层（A0）为枯落物层。
L层：分解较少的枯枝落叶层。
F层：分解较多的半分解的枯枝落叶层。
H层：分解强烈的枯枝落叶层，已失去其原有植物组织形态。
（2）A层：腐殖质层。
（3）B层：淀积层，里面含有由上层淋洗下来的物质，所以一般较坚实。
（4）C层：母质层5.耕作土壤剖面的形成：（1）表土层【可分为两层】1、耕作层：受耕作、施肥、灌溉影响最强烈的土壤层，厚度一般约20厘米左右。
耕作层易受生产活动和地表生物、气候条件的影响，一般疏松多孔，干湿交替频繁，温度变化大，通透性良好，物质转化快，含有效态养分多。
第5章土壤环境质量评价环境土壤学ppt课件
Ⅲ类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿 场附近的农田（蔬菜地除外）土壤，土质基本上对植物和环境 不造成污染及危害.
本标准仅对土壤中镉、汞、铬、锌、砷、铜、铅、镍、六六六、DDT 10项指标做了规定，对其他重金属和难降解危险性化合物未做规定。
固体废弃物在掩埋或堆放过程中产生的渗出液、滤沥液进入土壤， 能改变土质和土壤结构，影响土壤微生物的活动，危害土壤环境。
矿业工程建设项目土壤环境影响识别
损失土壤资源 污染土壤环境：产生的粉尘、废气、废水、固体废 弃物等对土壤环境产生污染性的影响。 引发和加速土壤退化和破坏 ➢挖掘采剥改变了矿区的地质、地貌、植被等，加剧 了水土流失，从而引发土壤退化和破坏； ➢地震、崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害的发生， 加速了土壤的退化和破坏。
一般，一级评价的内容应包括以上各个方面，三级评价可利用现有资料和参照
类比项目从简，二级评价类似一级评价，但工作深度可视情况适当减少。
评价范围
①项目建设可能破坏原有的植被和地貌范围； ②可能受项目排放的废水污染的区域； ③项目排放到大气中的气态和颗粒态有毒污染物由于干或湿
沉降作用而受较重污染的区域； ④项目排放的固体废物，特别是危险性废物堆放和填埋场周
2.相关性原则：通过研究不同层次各子系统间的联系性质、方式及联系 的程度，判别环境影响的传递性，逐层逐级传递的方式、速度和强度。
3.主导性原则：必须抓住建设项目与区域经济发展中引起的主要土壤环 境问题。
4.动态性原则：土壤环境影响是一个不断变化着的动态过程。不同建设 阶段的环境影响的迭加性和累积性、影响的短期性与长期性、影响的 可逆性与不可逆性等都是不断变化的。
浙江大学土壤学第5章
2、土壤孔隙类型
当量孔径: 是指与一定的土壤水吸力相当的孔径,它与孔隙的形状及其均匀 性无关。土壤水吸力与当量孔径的关系式为： d = 3/T d为孔隙的当量孔径（mm）、 T为土壤水吸力（100Pa）
3、土壤孔性与作物生长
毛管孔度：保水性指标；
非毛管孔度：通气一透水性指标； 旱作：适宜于生长要求
总孔度50－60%
毛管孔度 ：非毛管孔度 ＝ 2：1
通气孔度必须8－10%以上，最好15－20%。 同一土壤，容重增加，常常是压缩非毛管孔度，紧实、通气 力下降，毛管孔度影响较小。 上述基于不积水情况考虑，若通气孔积水，则考虑空气孔度， 固液气＝2：1：1较好，就旱作而言，空气孔度为10%是一界限，低
降，到可流动的泥浆时（脱粘点），消失。
2)、接触面：砂，团聚体，形成锯齿状，不连续水膜，粘着力低
（三) 土壤塑性 指土壤在外力作用下变形，当外力停止或土壤变干后仍能保持改变 了的形状的特性。 原因：片状粘粒及其水膜引起的。 只有在一定含水量范围以内才出现，即土粒水膜增厚到允许土粒滑 动变形，而又没有丧失其粘结性的范围。 下塑限(塑限)：开始呈现可塑性的最小含水量。 上塑限(流限)：保持可塑性的最大含水量。 塑性指数(塑性值)：上、下塑限之差。塑性值越大，表示土壤塑 性越强，随粘粒含量增加而增加，均以含水量%表示 土壤呈现塑性的含水量范围称塑性范围，塑性范围内土壤不宜耕作。 土壤结持性常数，下塑限，上塑限，塑性指数，粘着点，脱粘点。
第三节
土壤机械物理性和耕性
土壤受外力作用时发生形变，显示一系列动力 学性质称土壤力学性质（又称机械物理性 质） ，对耕作和根系生长很重要。
土壤学课件(第五章)
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
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（二）土壤氮素含量 1. 土壤氮素含量 耕作土壤：耕作层(0.05%－0.5%) 心土层、底土层(0.02%) 草地、林地：0.5%－0.6%。
表5-1 我国不同地区耕层土壤氮素含量状况
地区 东北黑土地区
蒙新地区 青藏地区 黄土高原地区 黄淮海地区
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2.防止土壤氮的损失 “南铵北硝”。水田土壤不施硝态化肥和避
免频繁的干湿交替。氮肥深施覆土，碱性土少施 碳铵。
三、土壤中氮素的转化
1.有机氮的矿化（氨化） 氨基化——复杂的含氮有机化合物降解为简单的
氨基化合物。
氨化——简单的氨基化合物分解成氨(NH3/NH4+)
2.铵的硝化
NH4+→NO3-分两步
亚硝酸微生物
2NH4++3O2
2NO2-+2H2O+4H+
硝酸微生物
土壤学
2NO2-+ O2
2NO3 -
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第五章 土壤养分
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其它养 化肥养 分资源 分资源
沉降、灌溉 生物 固氮
植物需求
养分供应 土壤养分资源
废 生态 弃 环境 物 质量
有机肥
养分资源
挥
发
淋 洗
地下水
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土壤养分：主要由土壤供给，植物必需的 营养元素。
土壤养分循环是“土壤圈”物质循环的重 要组成部分，也是陆地生态系统中维持生物生 命周期的必要条件。
《土壤学》复习重点
环境土壤学重点第一章：1.土壤的重要性；①是农业生产的基本资料②是生态系统中不可缺少的环节③是调控环境质量的中心要素2.土壤的概念；是位于地球表面和浅水水域底部具有生命力、生产力的疏松而不均匀的层次，是地球系统的组成部分和调控环境质量的中心要素。
3.土壤肥力（四大肥力指标：水、肥、气、热）土壤具有供应和协调植物生长所需的营养条件（水分、养分）和环境条件（空气、温度）的能力。
4.土壤净化力；土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化等过程而使土壤污染物的浓度降低或消失的过程。
第二章：1.岩石（按成因分类：岩浆岩、沉积岩、变质岩及这三种岩石的特点）；岩浆岩：地下深处的高温熔融岩，在地表或地下冷却凝固而成的岩石沉积岩：在地表和接近地表的常温、常压条件下，地壳上先期存在的原始物质，经过侵蚀、搬运、沉积和石化等作用形成的岩石特点：层理、波痕、化石变质岩：经变质作用而形成的岩石2.成岩作用；①压实作用②胶结作用③重结晶作用第三章：1.岩石的风化作用（三种风化）（物理和化学风化的区别）；物理风化是地表岩石因温度变化和孔隙中水的冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。
化学风化是岩石在水和水溶液的作用下产生的破坏作用，其结果岩石破碎变小，化学成分发生变化，形成新矿物。
包括溶解作用、水化作用、氧化作用、碳酸盐化作用。
生物风化：指岩石由生物活动引起的岩石破坏作用，表现为物理和化学两种形式。
物理风化使岩石由大到小，化学性质不变；化学风化使岩石成分发生改变，形成新矿物2.风化的因素（1、2、3）环境条件：气候、地形岩石性质：岩石的矿物晶格构造、矿物成分、岩石的结构与构造、节理状况主要矿物和岩石的风化特征3.土壤形成因素：（1、2、3、4、5、6具体如何影响的）；成土母质：是建造土体的基本材料是土壤的骨架，是植物矿质养料元素的最初来源气候：决定着成图过程中的水热条件地形：母质物质的重新分配及水热条件的差异生物：营养物质的地质大循环和生物小循环。
第五章植被与土壤大单元教学设计高中地理人教版必修一
本章节教学设计以植被与土壤为核心，结合地理学科特点，注重理论与实践相结合，旨在培养学生具备扎实的地理知识、技能和正确的价值观，为我国地理教育事业发展贡献力量。
二、学情分析
在高中地理人教版必修一第五章植被与土壤的教学中，学生已具备一定的地理基础知识，对植被与土壤的概念有了初步了解。但在具体知识深度和技能方面，仍需进一步拓展与提高。此外，学生在学习过程中，可能存在以下问题：
2.理论与实践相结合：在教学过程中，注重将理论知识与实际案例相结合，使学生能够学以致用。组织学生进行野外实地考察，增强他们对植被与土壤的直观认识。
3.多元化教学手段：运用多媒体、网络资源等教学手段，丰富教学内容，提高学生的学习积极性。例如，通过GIS软件展示植被与土壤的空间分布特征，帮助学生更好地理解地理信息处理技术。
2.过程与方法方面：培养学生独立思考、合作探究的学习习惯，掌握地理信息处理技术，进行植被与土壤的实地考察和分析是教学难点。
3.情感态度与价值观方面：引导学生关注植被与土壤资源的保护，树立绿色环保观念，培养人与自然和谐共生的价值观是教学难点。
（二）教学设想
1.创设情境，激发兴趣：通过展示植被与土壤在现实生活中的重要意义，激发学生的学习兴趣。例如，引入我国水土流失、土地沙化等实际问题，引导学生思考植被与土壤的关系。
3.教学内容：简要介绍植被与土壤的概念，以及它们在地理环境中的作用。
4.教学目标：使学生对接下来的新课内容产生浓厚的兴趣，初步了解植被与土壤的基本概念。
（二）讲授新知
1.教学活动：讲解植被与土壤的相互关系，植被类型及分布特点，土壤形成过程及主要土壤类型。
第五章土壤学
㏑（CX/CO）＝–(ZF/RT)·ψx
双电层中距表面x处的反离子浓度CX是x处电位ψx的 指数函数，呈曲线降低。
ψx＝ψOexp（－κx） （ψO—表面电位） κ常数与离子浓度、价数、介电常数和温度有关。在 室温下，κ＝3×107ZCO
1/κ（κ的倒数）为扩散双电层的厚度，主要受离子 价Z和离子浓度CO的影响。
κ值大，双电层压缩，动电位（ξ）＝0
土壤学
第二节
无机盐类：
土壤溶液
有机化合物：低分子的有机酸、糖类、大分子的蛋白
质、腐殖酸等；
胶体微粒：
气体： 土壤溶液的总浓度一般在0.05-0.1%之间变化。 土壤溶液的成分和浓度受生物气候、成土母质以及耕 作、施肥、灌溉的影响。
土壤学
土粒直径（mm） 总表面积（cm2） 比面（cm2/cm3）
10
1
3.14
31.42
6
60
0.05
0.001
628.32
31416
1200
60000
膨胀性2∶1型粘土矿物总表面积大，以内表面积为 主
非膨胀性2∶1型和1∶1型粘土矿物总表面积小，一
般以外表面为主（水化埃洛石例外）。
水铝英石比表面较大，内、外表面各一半。
体，其复合胶体带电量不是二者分散存在时带电量的加和而是负 电荷减少，存在非加和性。 ①带负电荷的有机胶体与铁（铝）胶体结合后，消耗了有机胶 体带负电荷的交换点 ；
②有机胶体沉淀在无机胶体上，掩盖了无机胶体的交换点。
土壤学
（5）非交换性阳离子的影响 同晶替代所产生的永久电荷可能被粘土矿物晶层间所吸附 的非交换性阳离子所补偿，使其带电量降低。 如：伊利石单位晶胞的负电荷比蒙脱石高，但由于伊利石 硅层晶穴中所固定的钾离子（非交换性）补偿了同晶替代所产
土壤学第5章
请注意：在不 同的情况下， 土壤总水势的 各分势组成是 不同的。
总水势： t=m+p+s+g
(2)、土壤水吸力：指土壤承受一定吸力情况下所处的能态。只包括 基质吸力和渗透吸力。
一般谈及的吸力是指基质吸力，其值与m相等，但符号 相反。
土 壤 水
第一节 土壤含水量
土壤含水量是土壤重要性状之一，在测定许多理化性质如O.M，养分 含量，以及农田排灌方面都要用到。土壤许多测定数据，都是以干土为基 础的(即在105-1100C下烘干重)，必须先测定含水量，将湿土换算成干土。
一、以水分重量占干土重量百分数表示---含水量(重量%) 土壤含水量(重量%) = (水重/干土重) x 100 = (W湿-W干)/W干 x 100 W湿=W干(1+含水量) W干=W湿/(1+含水量)
四、入渗、土壤水的再分布和土面蒸发
（一） 土壤入渗（soil water infiltration)** 一般是指水自土表垂直向下进入土壤的过程， 但也不排斥如沟灌中水分沿侧向甚至向上进入土 壤的过程。
影响因素：
一是供水速率， 二是土壤的入渗 能力 (入渗速率 —infiltration rate)
二、土壤持水曲线(土壤水分特征曲线)
定义：土壤水吸力与土壤含水量之间的相关曲线
影响因素 •质地 •结构 •温度 •滞后现象
土壤水分特征曲线的用途：
A、可利用它进行土壤水吸力和含水率之间的换算； B、土壤水分特征曲线可以间接地反映出土壤孔隙大小的分布； C、土壤水分特征曲线可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤 水分的有效性； D、应用数学物理方法对土壤中的水运动进行定量分析时, 水分 特征曲线是必不可少的重要参数
第五章 土壤水、热、气、肥及其相互关系土壤学课件
由于速度太慢,远远不能满足植物对水分的需 求,所以仍归为束缚水.并且部分可被植物吸收 利用,另一部分成为无效水.
<3>.膜状水达到最高含量时,称为土壤的最大分 子持水量,其值大小也说明土壤潜在的保持无效 水份的能力.
水: 土温高, 毛管水的运动速度加快, 土壤供水力提
高. 气: 土温高, 水分蒸发加快, 土壤通气性增强, 土体
内氧气含量提高. 肥: 土温高, 微生物活性提高, 有机质分解加快, 有
效养分增多.
5. 土壤温度的农业调节：
调节目的:
a、提高土温, 控制土温在一个恰当的范 围, 以有利于提高土壤肥力, 促进农业 生产.
土壤实际辐射损失热量 == 土壤辐射 一 大气逆辐射
土壤辐射： 地面覆盖 、 地面温度 。 大气逆辐射：大气密度 、 大气温度。
2-3 土壤热容量
指单位体积的土壤, 当温度每增高或降低 土1℃时，所吸收或放出的热量.
表示 : Cv
卡/ Cm3 ·度
表达的意义:
表示土壤稳温性的强弱, 热容量大的土壤, 土温升高1度需较多的热才能升高, 稳温 性强, 反之, 稳温性弱.
2 . 土壤的热性质
土壤的热性质是指土壤对光和热的反 应特点.
包括土壤的吸热性、散热性、热容量、 及导热率.
2-1 土壤吸热性 指土壤对太阳辐射能的吸收能力. 表示方法: 吸收率 = 1 － 反射率
地表反射光强度 反射率 = —————————— ( % )
到达地表辐射强度
影响因素 : 土表颜色 颜色愈深, 吸热性愈强, 反之, 愈弱. 土壤含水量
《土壤学基础》
生物圈
生态系统恶化
人类是生态系统的 重要干扰者
土壤圈
岩石圈
风化壳
最新课件
水圈7
二、土壤与作物是生态系统的重要组成部分
最新课件
8
土壤是地球陆地最新课生件 态系统的基础 9
土壤的重要性
三、保护土壤资源的意义
1、土壤资源的有限性要求我们必须要保护好土壤资源 表 1.2 中国土壤资源的总量，人均占有量及其与世界和部分国家比较 (摘自“土壤学”，黄昌勇主编)
最新课件
3
第一节 土壤在农业生产和生态环境中的重要性
一、土壤是农业生产的基础 植物生产
农业生产
动物生产
土壤是农业最基本的生产资料
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。
土壤是具有再生意义的自然资源
治之得宜，地力常新，可永续利用；是农业可持续发展的基础。
土壤质地：根据不同机械组成所产生的特性而划分的土壤 类别。
一般将土壤质地分为砂土、壤土和黏土。
最新课件
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3、不同质地土壤的生产特性
（1）砂质土（热性土）： a 粒间孔隙大，毛管作用弱，通气透水性强，内部排
水通畅，不易积聚还原性有害物质，有机质分解快， 易释放有效养分； b 矿物成分主要是石英，含养分少，要多施有机肥料； 保肥性差，施肥后因灌水降雨而易淋失； c 含水量低，热容量较小，易增温也易降温； d 松散易耕，缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、板 结、闭气。
短期内不可逆转的趋势： 1、耕地减少不可逆转；
2、人口增长不可逆转；
粮食供应压力加大！
3、消费水平的提高不可逆转；
我国要跨进可持续发展的“大门”还需要：30-50年？
土壤学章节练习题第五章土壤水
第五章土壤水一、名词解释1、吸湿水2、吸湿系数3、膜状水4、最大分子持水量5、田间持水量6、饱和含水量7、毛管水断裂量8、毛管上升水9、临界深度10、有效水11、无效水12、萎蔫系数13、质量含水量14、容积含水量15、相对含水量16、水深17、土水势18、基质势19、压力势20、溶质势21、重力势22、土壤水吸力23、土壤水分特征曲线24、滞后现象25、土面蒸发26、水汽凝结27、入渗过程28、水的再分布二、填空题1、土壤含水量越少，土水势越______，土壤水吸力越______；相反，含水量越多，土水势越_______，土壤水吸力越_________。
2、数量法研究土壤水对水分类型的划分包括_____________﹑____________﹑_______________和______________，其中______________对植物有效性最高。
3、土壤含水量的表示方法有_____________﹑____________﹑_______________和______________ ，其中______________可作为判断是否需要灌溉的指标。
4、土壤水分的测定方法有______________、___________ 、______________、______________四种。
5、影响土壤水分特征曲线的因素有_____________________、____________________、 ____________________、____________________四个。
6、保墒措施放在_____________________________阶段。
7、土水势由___________、___________、___________、___________四个分势组成，在非饱和土壤中___________分势为零；在饱和土壤中___________分势为零。
8、土壤水不断以水汽的形态由表土向大气扩散而逸失的现象称为___________。
第五章第二节土壤优秀教学案例—地理人教版必修一
1.教师提出讨论话题：“土壤资源的重要性及合理利用与保护。”
2.学生分组进行讨论，鼓励他们发表自己的观点，培养他们的思维能力和解决问题的能力。
3.各小组汇报讨论成果，教师给予及时反馈，引导学生深入思考。
（四）总结归纳
1.教师引导学生总结本节课的主要内容，如土壤的类型、分布及影响因素。
二、教学目标
（一）知识与技能
1.让学生掌握土壤的基本概念，了解土壤的组成、类型及影响因素。
2.使学生了解我国不同地区的土壤特点，能识别并描述东北黑土、江南红土、西北黄土地三种典型土壤类型。
3.培养学生运用地理知识分析实际问题的能力，能运用所学知识解释土壤资源的利用与保护。
4.提高学生地理观察能力，培养他们观察、描述、分析地理现象的能力。
（三）情感态度与价值观
1.培养学生对地理学科的兴趣，激发他们探索地理奥秘的热情。
2.使学生认识到土壤资源的重要性，树立珍惜和保护土壤资源的意识。
3.培养学生热爱家乡、关注家乡地理环境的情感，增强他们的地理责任感。
4.通过本节课的学习，使学生养成良好的学习习惯，提高自主学习、合作学习的能力。
在教学过程中，我注重激发学生的学习兴趣，引导他们主动参与课堂讨论，培养他们独立思考和解决问题的能力。同时，我还关注学生的情感态度，引导他们树立正确的价值观，提高他们的地理素养。通过本节课的学习，我希望学生能够真正走进土壤的世界，感受地理学科的乐趣，为今后的学习和生活打下坚实的地理基础。
5.科学合理的教学评价：教师采用了过程性评价与终结性评价相结合的方式，关注学生在学习过程中的表现和成长。这种评价方式既体现了教师对学生的关爱和尊重，又有助于激发学生的学习兴趣，提高他们的自信心。
3.实践性教学活动：教师组织学生进行实地考察，让他们亲身体验不同土壤的环境特点，增强了学生的地理实践能力。这种实践活动使学生从实践中获得知识，提高了他们的观察能力和分析能力。
土壤学第五章
（一ห้องสมุดไป่ตู้、定量测定方法 1、烘干法（标准法） 2、中子仪法 3、时域反射仪（Time Domain Reflectometry TDR）
中子仪测定土壤水分
（二） 土壤水分的定性测定方法
干：不凉手。砂土成自由单粒。壤土和粘 土起灰尘，或成自由的硬块。 潮：手摸有凉感。砂土略有粘结性，壤土 和粘土散成软的团粒。 润：手摸感觉很凉，加水不变色。砂土有 粘结性，壤土和粘土有可塑性。 湿（湿土）：在手上留水痕。 透湿：水从土中流出来。
2、土壤水分特征曲线意义：
第一，不同质地土壤达到萎蔫系数和田间 持水量时，但土壤水吸力相似。达到萎 蔫系数时，土壤水吸力为15atm或15bar， pF为4.2；达到田间持水量时，土壤水 吸力为0.3atm或0.3bar；pF为2.8。 第二，不同质地土壤含水量相同时，其吸 水力相差很大。对植物的有效性不同。
第二节 土壤水分含量的表示方法
一、土壤绝对含水量 1、重量百分数： 土壤水分重量占烘干土的百分率。 意义：每百克干土中，所含的水的质量数。
一、土壤绝对含水量
2、土壤容积含水量 （1）单位容积土壤中水所占的容积。 注意：计算的基础是土壤的总容积。 （2）与质量百分数的关系 土壤容积含水量%=土壤重量含水量*容重 （3）意义： 可反映土壤孔隙的充水程度，可计算土壤 的固、液、气相的三相比。
第五章 土壤水、空气和热量
主要教学目标： 1、了解土壤水对园林植物生长的意义； 2、土壤水如何存在于土壤中。 3、如何表示土壤水分含量的高低； 4、如何了解能够被植物吸收利用的水量； 5、怎么测定土壤的水分。 6 、园林土壤的通气性如何？如何影响植物的 生长，如何调节城市土壤的通气性性能。
主要内容
第四节 土壤水分的调节 4、土壤的物理性质：土壤质地、土壤结 构、土壤松紧度、有机质含量都对土壤 水分的入渗、流动、保持、排除以及蒸 发等，产生重要的影响。在一定程度程 度上，决定着土壤的水分状况。与气候 因素相比，土壤物理性质是比较容易改 变的而且是行之有效的。 5、人为影响：主要是通过灌溉、排水等 措施，调节土壤的水分含量。
第五章土壤学
第五章土壤学第五章1.土壤水的类型？(一)土壤水的类型划分土壤水按其存在形态可分为下列几种类型：固态水—土壤水冻结时形成的冰晶。
汽态水—存在于土壤空气中的水蒸汽。
束缚水—又分为吸湿水(紧束缚水)和膜状水(松束缚水)自由水—又分为毛管水、重力水和地下水,其中毛管水又分为悬着水和支持毛管水。
2.吸湿系数、凋萎系数、田间持水量、毛管持水量、饱和持水量？二) 土壤水分常数土壤中某种水分类型的最大含量，随土壤性质而定，是一个比较固定的数值，故称水分常数。
1.吸湿系数吸湿水的最大含量称为吸湿系数(最大吸湿量)。
测定吸湿系数是在空气相对湿度98%(或99%)条件下，让土壤充分吸湿(通常为一周时间)，达到稳定后在105℃～110℃条件下烘干测定得到吸湿系数。
土壤质地愈粘重，吸湿系数愈大。
土壤紫色土黄壤潮土砂土质地粘土重壤中壤砂土吸湿系数(%) 7.53 4.11 2.52 0.82、凋萎(萎蔫)系数植物永久凋萎时的土壤含水量称为凋萎系数。
土壤凋萎系数的大小,通常用吸湿系数的1.5～2.0倍来衡量。
质地愈粘重, 凋萎系数愈大。
(非活性孔度＝凋萎系数×容重)3.田间持水量毛管悬着水达最大量时的土壤含水量。
它是反映土壤保水能力大小的一个指标。
计算土壤灌溉水量时以田间持水量为指标，既节约用水，又避免超过田间持水量的水分作为重力水下渗后抬高地下水位。
4.毛管持水量毛管上升水达最大量时的土壤含水量。
毛管上升水与地下水有联系，受地下水压的影响，因此毛管持水量通常大于田间持水量。
毛管持水量是计算土壤毛管孔隙度的依据。
(毛管孔度＝毛管持水量×容重)(通气孔度＝总孔度－非活性孔度－毛管孔度)5.饱和持水量土壤孔隙全部充满水时的含水量称为饱和持水量。
3.土壤水的有效性？(三)土壤水的有效性土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度。
不能被植物吸收利用的水称为无效水，能被植物吸收利用的水称为有效水。
最大有效水含量是凋萎系数至田间持水量的水分。
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第五章1.土壤水的类型？(一)土壤水的类型划分土壤水按其存在形态可分为下列几种类型：固态水—土壤水冻结时形成的冰晶。
汽态水—存在于土壤空气中的水蒸汽。
束缚水—又分为吸湿水(紧束缚水)和膜状水(松束缚水)自由水—又分为毛管水、重力水和地下水,其中毛管水又分为悬着水和支持毛管水。
2.吸湿系数、凋萎系数、田间持水量、毛管持水量、饱和持水量？二) 土壤水分常数土壤中某种水分类型的最大含量，随土壤性质而定，是一个比较固定的数值，故称水分常数。
1.吸湿系数吸湿水的最大含量称为吸湿系数(最大吸湿量)。
测定吸湿系数是在空气相对湿度98%(或99%)条件下，让土壤充分吸湿(通常为一周时间)，达到稳定后在105℃～110℃条件下烘干测定得到吸湿系数。
土壤质地愈粘重，吸湿系数愈大。
土壤紫色土黄壤潮土砂土质地粘土重壤中壤砂土吸湿系数(%) 7.53 4.11 2.52 0.82、凋萎(萎蔫)系数植物永久凋萎时的土壤含水量称为凋萎系数。
土壤凋萎系数的大小,通常用吸湿系数的1.5～2.0倍来衡量。
质地愈粘重, 凋萎系数愈大。
(非活性孔度＝凋萎系数×容重)3.田间持水量毛管悬着水达最大量时的土壤含水量。
它是反映土壤保水能力大小的一个指标。
计算土壤灌溉水量时以田间持水量为指标，既节约用水，又避免超过田间持水量的水分作为重力水下渗后抬高地下水位。
4.毛管持水量毛管上升水达最大量时的土壤含水量。
毛管上升水与地下水有联系，受地下水压的影响，因此毛管持水量通常大于田间持水量。
毛管持水量是计算土壤毛管孔隙度的依据。
(毛管孔度＝毛管持水量×容重)(通气孔度＝总孔度－非活性孔度－毛管孔度)5.饱和持水量土壤孔隙全部充满水时的含水量称为饱和持水量。
3.土壤水的有效性？(三)土壤水的有效性土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度。
不能被植物吸收利用的水称为无效水，能被植物吸收利用的水称为有效水。
最大有效水含量是凋萎系数至田间持水量的水分。
4.土壤质量含水量、容积含水量、水贮量的数学表达式？二、土壤水分含量的表示方法（一)土壤质量含水量(θm) =[(W1-W2 ) / W2]⨯100%W1:湿土质量W2:干土质量W1-W2:土壤水质量(二)土壤容积含水量(θv)=(土壤水容积/土壤总容积)⨯100%θv = θm·ρ式中：ρ-- 土壤容重，g/cm3。
三)相对含水量=土壤含水量/田间持水量土壤有效含水范围(土壤有效含水范围是指土壤所含植物可以利用水的范围)A = F-W A:土壤有效含水范围；F:为田间持水量；W:为凋萎系数。
(四)土壤水贮量(1)水层厚度(水深DW mm) DW = θv ×h(土层厚度)5.土壤水分含量的测定方法？三、土壤水分含量的测定(一)烘干法先在田间地块选择代表性取样点，按所需深度分层取土样，将土样放入铝盒并立即盖好盖(以防水分蒸发影响测定结果)，称重(即湿土加空铝盒重，记为W1)，然后打开盖，置于烘箱，在105—110℃条件下，烘至恒重，再称重(即干土加盒重，记为W2)。
则该土壤质量含水量可以按下式求出(设空铝盒重为W3)：θm =(W1-W2)/(W2-W3)(二)中子散射法此法是把一个快速中子源和慢中子探测器置于套管中，埋入土内。
其中的中子源(如镭、镅、铍)以很高速度放射出中子，当这些快中子与水中的氢原子碰撞时，就会改变运动的方向，并失去一部分能量而变成慢中子。
土壤水愈多，氢愈多，产生的慢中子也就愈多。
慢中子被探测器和一个定器量出,经过校正可求出土壤水的含量。
(三)TDR法(时域反射仪)将长度为L的波导棒插入土壤介质中，电磁脉冲信号从波导棒的始端传播到终端，由于波导棒终端处于开路状态，脉冲信号受反射又沿波导棒返回到始端。
考察脉冲输入到反射返回的时间以及反射时的脉冲幅度的衰减，即可计算土壤水分、盐分含量。
6.土壤水势的构成及各分势的概念？§5-2土壤水的能态一、土壤水势及其分势土壤中的水势主要由基质势、压力势、渗透势、重力势构成。
(一)基质势基质势(ψm)是土壤固相物质影响的量度，它包括了全部通过固相物质对水所产生的作用力，如毛管力、表面分子吸引力等对水所产生的一切作用。
基质势是负值，当土壤含水量饱和时最大=0土壤含水量越高，基质势也越高。
(二)压力势压力势(ψp)是指在土壤水饱和的情况下，由于受压力而产生的土壤水势的变化。
压力势是正值。
只有当土壤水分饱和时才有压力势，在不饱和土壤中压力势为0。
饱和土层越深，压力势越高。
(三)渗透势渗透势(ψs)是由土壤中可溶性盐所引起的势，它在盐渍土中常具有较大的意义。
相当于从土壤溶液中，透过半透膜抽吸单位数量的水所做的功。
渗透势是负值。
土壤溶质浓度越高，渗透势越低。
渗透势只有当存在半透膜时才对水分运动起作用。
渗透势(ψs)是由土壤中可溶性盐所引起的势，它在盐渍土中常具有较大的意义。
相当于从土壤溶液中，透过半透膜抽吸单位数量的水所做的功。
渗透势是负值。
土壤溶质浓度越高，渗透势越低。
渗透势只有当存在半透膜时才对水分运动起作用。
(四)重力势重力势(ψg)，土壤水一直是处在地球重力场的影响下，重力势相当于使一定数量的水，由一个相应的水位抬高到一定高度所做的功。
任何时候重力势都存在。
高于参比面时为正，反之为负，参比面处重力势为0。
ψg=±mgz(五)土壤总水势(ψt)土壤水势是以上各分势之和，又称总水势ψt = ψm + ψp + ψs + ψg7.土壤水吸力？二、土壤水吸力土壤水吸力(T)是指土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态,简称吸力，但并不是指土壤对水的吸力。
一般说来,土壤水吸力相当于基质势,但土壤水吸力的数值为正值。
T＝|- ψm|8.土壤水分特征曲线的意义？五、土壤水分特征曲线土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的，其关系曲线称为土壤水分特征曲线。
土壤水分特征曲线表示土壤水的能量和数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动所用到的反映土壤水分基本特性的曲线。
9.土壤水分特征曲线的滞后现象？土壤水分特征曲线的滞后现象土壤水分特征曲线还和土壤中水分变化的过程有关。
对于同一土壤，即使在恒温条件下，由土壤脱湿(由湿变干)过程和土壤吸湿(由干变湿）过程测得的水分特征曲线也是不同的。
这种现象称为滞后现象。
滞后现象的产生与土壤颗粒的胀缩性以及土壤孔隙的分布特点(如封闭孔隙、大小孔隙的分布等)有关。
10.土壤水分特征曲线的用途？水分特征曲线的用途首先，可利用它进行土壤水吸力S和含水率 之间的换算。
其次，土壤水分特征曲线可以间接地反映出土壤孔隙大小的分布。
第三，水分特征曲线可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性。
第四，应用数学物理方法对土壤中的水运动进行定量分析时，水分特征曲线是必不可少的重要参数。
11.土壤水运动的类型？饱和流即土壤孔隙全部充满水时的水流，这主要是重力水的运动。
非饱和流土壤中只有部分孔隙中有水时的水流，主要是毛管水和膜状水的运动。
水汽移动。
12.土壤水的蒸发阶段？土壤水蒸发有三个明显的阶段：(1)大气蒸发力控制阶段(蒸发率不变阶段)：特点：土壤水较多，向土面的导水率高，足以补偿土面蒸发消耗水量，所以蒸发率不变，一般可持续几天，丢水量也大。
雨水或灌水后及时中耕或地面覆盖是减少土壤水损失的重要措施。
(2)土壤导水力控制阶段（蒸发率降低阶段）特点：土壤蒸发的强度取决于土壤的导水性质，即导水率的大小。
该阶段维持的时间不长。
(3)扩散控制阶段：土面形成干土后，土壤水向干土层的导水率降至近于零时，液态水已不能运行至地表，在干土层下稍微湿润土层的水分汽化，形成水气分子通过干土层扩散到大气中去。
这一阶段，通过镇压以防止蒸发，抑制水气向大气扩散。
从以上三个阶段可以看出：保墒重点应该在第一阶段末和第二阶段初。
13.土壤水的入渗和再分布？四、土壤水的入渗和再分布雨水、灌水进入土壤的两个阶段：入渗和再分布。
(一)入渗入渗是指在给土壤供水期间，液态水自地表进入土壤的过程。
入渗速度随土壤含水量增加而降低，随入渗时间的延长而延缓，最后达到一个比较稳定的数值。
常使用的指标为最初入渗速率、最后入渗速率、入渗开始1h后的入渗速率。
渗吸和渗透过程——地面供水，水自上而下垂直运动。
渗吸：土壤吸水，直至毛管孔隙水饱和。
供水强度小，入渗速度主要取决于供水; 供水强度大，入渗速度主要取决于土壤的入渗能力。
入渗能力是决定地表径流的土壤因素，以入渗速率表示，mm/h，cm/d。
入渗能力取决于土壤的干湿度和孔隙状况。
渗透：水分通过大孔隙下渗，饱和水流，速度恒定——最后入渗速率，反映土壤的渗水能力，称渗透系数。
土壤入渗水自上而下形成饱和层→延伸层→湿润层(毛管水)及湿润前锋。
入渗过程中土壤水剖面水分分布，在质地均一的土壤剖面上如图所示。
无论表土下是砂层还是细土层，在不断入渗中最初都能使上层土壤先积蓄水，以后才下渗。
(二)土壤水的再分布地面停止供水，入渗终止。
土壤入渗水在重力、吸力梯度和温度梯度的作用下继续运动，称为土壤水的再分布。
土壤水的再分布，对研究植物从不同深度土层吸水有较大意义。
某一土层水的损失，不完全是植物吸水所致，还与上、下层水的再分布有关。
14.田间土壤水分平衡？五、田间土壤水分平衡土壤—植物—大气连续体(SPAC)(1)土壤水来源(收入)降水(P)，灌水(I)，上行水(U)(2)土壤水损失(支出)土面蒸发(E)，叶面蒸腾(T)，冠层截留(In)，地表径流(R)，下渗水(D)。
计算时段初、末土体储水量之差△W,土壤水分平衡表达式如下：△W=（P+I+U）−（E+T+R+In+D）蒸发和蒸腾合称蒸散(ET)。
地区水量平衡：收入—降水，支出—地面径流和蒸散，即P=R+ET15土壤中的溶质运移？§5-4土壤中的溶质运移一、溶质的对流运移对流——土壤溶质随土壤水分运动而运移的过程。
溶质通量——单位时间内通过土壤单位横截面积的溶质质量，通过对流运移的称溶质的对流通量。
Jc(溶质对流通量)=q（土壤水通量）c V=q/θ:土壤水溶液的平均孔隙流速则Jc=VθC二、溶质的分子扩散由于分子的不规则热运动(布朗运动)引起的，其趋势是溶质由浓度高处向浓度低处运移，以求最后达到浓度的均匀。
Jd0(溶质在自由水体中的分子扩散通量)、Jd (溶质在土壤中的分子扩散通量)符合菲克第一定律。
菲克第一定律:单位时间内通过垂直于扩散方向的某一单位面积截面的扩散物质流量(扩散通量J)与浓度梯度成正比。
表达式：J=-D(dc/dx)。
（C－溶质浓度；D-扩散系数）▪浓度梯度▪当介面两侧溶液间存在浓度差时，在介面允许溶质自由通过的条件下，高浓度侧与低浓度侧的溶质在空间上的分布是均匀递减的，此种浓度差在空间上的递减称为浓度梯度。