第十章农业生态地球化学调查
土壤学第十章土壤元素的生物地球化学循环
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§10 土壤元素的生物地球化学循环
§10-1 土壤碳的生物地球化学循环 一、土壤碳循环 二、土壤光合作用 三、土壤呼吸作用 四、土壤碳的固定 五、土壤碳酸盐转化与平衡过程 六、土壤碳循环与全球气候变化 §10-2 土壤氮的生物地球化学循环 一、土壤氮循环 二、大气氮的沉降 三、大气氮的生物固定 四、土壤有机氮的矿化 五、土壤铵的硝化 六、土壤无机氮的生物固定 七、土壤铵离子的矿物固定 八、土壤氨的挥发 九、土壤硝酸盐淋失 十、土壤反硝化损失 十一、土壤中氮损失的环境效应 十二、土壤氮的调控 §10-3 土壤磷的生物地球化学循环 一、土壤磷循环 二、土壤有机磷的矿化和无机磷的生物固定 三、土壤磷的吸附与解吸
典型的再循环过程：#2022* Nhomakorabea学习目标
§10 土壤元素的生物地球化学循环
掌握有关“土壤碳的生物地球化学循环”、“土壤氮的生物地球化学循环”、“土壤磷的生物地球化学循环”、“土壤硫的生物地球化学循环”、“土壤钾的生物地球化学循环”、“土壤微量元素的生物地球化学循环”的重要概念和基本原理；了解土壤磷的控制机制和影响土壤钾固定的因素。
§10 土壤元素的生物地球化学循环
六、土壤无机氮的生物固定
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七、土壤铵离子的矿物固定
不同土壤对NH4+的固定能力不同： 1.土壤黏粒矿物类型 (2:1型)---蛭石对NH4+的固定能力最强，其次是水云母，蒙脱石较小； (1:1型)---高岭石黏粒矿物，基本上不固定铵。 2.土壤质地 3.土壤中钾的状态 4.铵的浓度 5.水分条件 6.土壤pH
§10 土壤元素的生物地球化学循环
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四、土壤有机氮的矿化 矿化过程主要分两个阶段： 第一阶段，先把复杂的含氮化合物，如蛋白质、核酸、氨基糖及其多聚体等，经过微生物酶的系列作用，逐级分解而形成简单的氨基化合物，称为氨基化阶段(氨基化作用) ：蛋白质→RCHNH2COOH(或RNH2)+C02+中间产物+能量 第二阶段，在微生物作用下，把各种简单的氨基化合物分解成氨，称为氨化阶段(氨化作用)： 1.在充分通气条件下 RCHNH2C00H+02 → RC00H+NH3+CO2能量 2.在嫌气条件下 RCHNH2C00H+2H → RCH2C00H+NH3+能量 或 RCHNH2C00H+2H → RCH3+NH3+CO2+能量 3.水解作用 酶 RCHNH2COOH+H20 → RCH20H+NH3+C02+能量 酶 或 RCHNH2COOH+H2O → RCHOHC00H+NH3+能量
第十章1环境地球化学简介
环境地球化学简介
大气环境飘尘的自然去除 • 干沉降（碰撞和吸附） • 湿沉降
环境地球化学简介
4.森林植被对环境的净化作用 除调节气候，保持水土外，有以下作用： （1）保持氧和CO2的平衡 一人的氧气量需要150m2的叶面
环境地球化学简介
（2）降低大气中的有害气体浓度 可吸收HF、SO2、Cl、NO2、NH3、O3、Hg、 乙烯、过氧乙酰硝酸酯，醛，酮等。 如SO2通过高15m宽15m的法国梧桐林带， 其含量可降低25-75%。
环境地球化学简介
（2）土壤背景值 是母岩、气候、生物、水系、地形等综合 作用的产物，在研究或评价土壤的污染 程度时必须考虑原始地球化学背景。
环境地球化学简介
各地区土壤中有害元素的背景值 As Cd Hg <0.24-1.0 0.01-0.09 英国 0.02-0.55 挪威 0.09-0.56 0.01-0.16 加拿大 6.3 0.47-10.8 0.01-0.7 0.03-0.86 芬兰 0.22 0.004-0.99 瑞典 0.085 2.5 苏联 3.5-52 0.4 0.04-0.33 日本 1-7.5 0.05-0.52 0.01-0.16 美国 Pb 9.4-39 5.2-14.1 2.5-8.9 6.3-21 3.4 5.2-14.1
环境地球化学简介
2.毒性元素： • 毒性：Cd、Ge、Sn、Sb、Te、Hg、Pb、 Ga、In、As、Li(?) • 潜在和放射性毒性元素：Be、Tl、Th、 U、Po、Ra、Sr(?)、Ba(?)
环境地球化学简介
3.无毒性稳定元素：（多为氧化物矿物或 自然元素） Ti、Zr、Hf、Sc、Y、Nb、Ta、Ru、Os、 Rb、Ir、Pd、Pt、Ag、Au 4.中间性元素：B、Al
《农业生态学》期末复习----章节重点
农业生态学第一章绪论农业生态学：应用生态学的原理,系统论的观点和方法,把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体，研究它们之间的相互联系、协同演变、调节控制和平衡发展规律的学科。
生态学:是研究生物与其环境相互关系的学科。
生态系统:在一定空间内的全部生物与非生物环境相互作用形成的统一体，称为生态系统。
农业生态系统：农业生物与环境之间的能量和物质联系建立起来的功能整体，是驯化的生态系统，既受生态规律的制约，也受社会经济规律的制约。
1. 1865年，勒特（Reiter）造了生态学一词2. 1935年，英国植物生态学家坦斯尼（A.G.Tansley）第一次提出了生态系统和生态平衡的概念。
3. 1941年，美国科学家林德曼（R.L.Lindeman）提出了食物链、食物网、生态金字塔理论4. 美国生态学家奥德姆（E.P.Odum）——对遗弃农田的次生演替及生态系统的能流与物流做了大量的研究，写成《生态学基础》5. 1963年，海洋生物学家卡逊（R.Carson）——《寂静的春天》6. F.C.Pielou《数学生态学引论》、R.M.May《理论生态学》——推动生态学向定量化方向发展8. 21世纪五大危机：人口危机、粮食危机、资源危机、环境危机、能源危机（一说为生物危机）第二章农业的基本生态关系1.生境（habitat）：在环境条件的制约下，具有特定生态特性的生物种和生物群落，只能在特定的小区域中生存，这个小区域就称为该生物种或生物群落的生境。
生境也叫栖息地。
2.最小因子定律：（德国化学家李比西）——植物的生长取决于数量最不足的那一种营养物质。
相对稳定状态下E.P.Odum（1973）做了两点补充：①这一定律只有在相对稳定状态下才能运用；②要考虑因子间的相互作用。
谢尔福特耐性定律：在生物的生长和繁殖所需要的众多生态因子中，任何一个生态因子在数量上的过多、过少或质量不足，都会成为限制因子。
E.P.Odum（1973）等对耐性定律作了补充：该定律把最低量因子和最高量因子相结合，任何接近或超过耐性下限或耐性上限的因子都称做限制因子3.生活型：不同植物长期适应相似环境的结果使这些植物在外部形态上和对生境的要求上表现为相同或相似。
地球化学与生态、农业的本质关系及科学实践
实践总结提出的技术方法和将生 态 、环境 、农业 、城市 、考古等与地 球化学相结合的探索 ，促进了学科发 展 ，推动了学术交流与基础性研究。
学 的发 展 。 １ ９ ８ ８ 年 实 施 的 国 际地 球 化 学 填 图Ｉ Ｇ Ｃ Ｐ ２ ５ ９ 计 划 ， 以人 为重 点 ，预 测
未来环境 的变化 ，开展跨 国界 的区域地球化学 调查 ，开始了用地球化学眼光研 究全球环境 问题 。我 国环保部 门则在 “ 七五”期间开展 的全 国土壤背景值调查
中进行 了包镉 、铅 、铜 、砷等对水 稻 、玉米 等大宗作物 的生物效应专题研究 。 ８ ０ 年代中期 ，我 国地学界兴起 了地质与农学结合 的农业地质研究 ，主要从
名特优农产 品分 布与地 层岩石背景的相关性出发讨论农业地质背景 问题 。国家 层 面还开展 了一项跨学科 、跨 部门的联合科技攻关—— “ 区域地球化学在农业 和生命科 学上 的应 用研 究” ，项 目将岩石圈 、水圈 、土壤 圈 、生物 圈研究 系列
从 地球 化学 与生 态 科 学及 农 学的 关 系 演化 史 可以 看出 地 球 化 学在 认 识 “ 人一 地 系统 ”中的 特殊 重 要 性 ， 它是 认 识久 Ｈ资 源环境 ｆ Ｈ ］ 题 的基 础 ｏ
＠ 文／ 张建 新
体功能区划 、城市群空间开发与布局
规划及新一轮各级土地利用 总体规划 中，增强了规划 的科学性 ，有效保护 了优质农用地资源 ，提高了资源 的科 学利用水平 。 通过农 业 应用 ，为科学 平衡 施
肥 ， 因地 制 宜发 展 特 色 农 业 ，实 现 大
生疏
物周 围所 有 的因素均是其 环境 因子 ，如水 、气 ， 其 中地球化学 环境是最
地球化学ppt课件
水环境地球化学研究
2024/1/25
水体化学组成与性质
研究水体中各种溶解物质、胶体物质和悬浮物质的含量、分布和 变化规律，揭示水体的化学性质。
水体中污染物的迁移转化
分析水体中污染物的来源，研究其在水体中的迁移、转化和归宿， 为水污染防治提供依据。
水环境地球化学过程
探讨水体中化学物质的循环、转化和相互作用过程，以及这些过程 对水环境的影响。
可燃冰资源勘查
利用地球化学方法分析可燃冰赋存层位的岩石、 土壤等介质中的气体组成和同位素特征，揭示可 燃冰的成因和分布规律。
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环境资源评价中地球化学方法
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环境质量评价
通过分析土壤、水、大气等环境介质中的元素和 化合物含量，评价环境质量状况及其对人类健康 的影响。
污染来源与迁移转化研究
灾害体地球化学特征分析
分析滑坡、泥石流等灾害体的物质组成、化学成分等地球化学特征 。
灾害预测和防治
结合地质环境地球化学评价和灾害体地球化学特征分析，进行滑坡 、泥石流等地质灾害的预测和防治。
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人类活动对环境影响评价中地值 调查
调查评价区域的环境地球化学背景值 ，为环境影响评价提供依据。
研究地球化学异常的成因 机制，包括地震孕育过程 中的物理化学变化、地下 流体运移等。
异常时空演化规律
分析地球化学异常在时间 和空间上的演化规律，为 地震预测预报提供依据。
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火山活动监测和预警中地球化学方法
火山气体监测
通过监测火山释放的气体 成分和含量变化，判断火 山活动的状态和趋势。
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数据获取和处理
地球化学数据获取困难，处理和分析方法复杂，需要进一步提高 数据质量和处理效率。
探讨土地质量地球化学调查评价在土地生态文明建设中的作用
探讨土地质量地球化学调查评价在土地生态文明建设中的作用摘要：近年来，伴随着城镇化、工业化发展的速度越来越快，我国的经济发展也在此过程中飞速发展。
作为一个农业型大国，城镇化、工业化的发展占用了很大面积优质土地资源，使土地资源数量以及质量问题变得越来越严重。
因此，在土地生态文明建设中利用土地质量地球化学调查评价技术并实际落实到环境管护、土地管护以及生态管护三个方式，在实现土地资源数量、质量、生态三合一的集中管理的同时促进土地生态文明建设。
同时还能给土地资源的优化使用、农业经济建设的可持续发展提供科学依据，以便在开展生态文明建设的过程中使每一步骤做到有据可循，带来低质专业借鉴。
本文主要研究环境管理、土地管理、生态系统管理、经济建设等多个方面与多目标地球化学调查实践工作经验相结合，探讨出了土地质量地球化学评价对土地生态点管理所起的作用，以促进土地质量地球化学评价在土地生态管理中的应用和实践。
关键词：土地质量；地球化学调查；生态文明建设1 土地质量地球化学调查评价概述土地质量地球化学调查首次在我国大规模开展是在1999年，它是由中国地质调查局牵头开展的一项全国性工作，又被称作多目标区域地球化学调查，主要是以资源和环境两大方面考虑为土地质量进行评估，并在此结果下确定服务于生态文明建设以及适合农业经济发展的发展方向。
通过研究可以发现，当时我国土地的环境质量和资源质量均处于较坏情况，比如，研究发现我国多个地方的土地资源中含有汞、铅等有害重金属，它们呈现分布范围大以及数量大的特点，这些重金属会对生态环境造成很大的不利影响；就养分状况而言，存在部分地区缺乏农作物成熟所需要的氮、磷、钾等元素，这些元素的匮乏将会影响农作物的产量以及产出的农作物的品质。
造成出现此类生态问题的主要原因有三点：地址过程影响、人类活动影响以及自然活动和人类的叠加影响。
针对我国土地质量地球化学调查中发现的重金属元素分布情况，开展了生态地球化学评价，系统研究了元素从岩石到土壤、水、动植物，最后到人体的迁移转化。
五问土地质量地球化学调查-2024鲜版
数据处理与解释
数据整理 对采集的地球化学数据进行整理、归 类，建立数据库，便于后续分析。
数据统计与分析
运用描述性统计、多元统计等方法， 对数据进行分析，揭示元素含量、分 布等特征。
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图件编制
基于分析结果，编制地球化学图、异 常图等图件，直观展示调查成果。
解释与评价
结合地质、环境等背景信息，对地球 化学异常进行解释和评价，为土地利 用、环境保护等提供依据。
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持续改进方向和目标
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01
进一步完善土地质量地球化学调查的技术标准和方 法体系，提高调查数据的可比性和可靠性。
02
加强土地质量地球化学调查队伍建设，提高专业人 员素质和技术水平。
03
推动土地质量地球化学调查成果的转化应用，为政 府决策和社会经济发展提供有力支持。
土地质量综合评价涉及土壤肥力、环境质量、生态健康等多个方面，评价指标包括有机质含量、pH值、重金属 含量等。
评价方法
土地质量综合评价可采用定性和定量相结合的方法，如模糊数学评价法、主成分分析法等，以全面反映土地质量 状况。
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04
土地质量影响因素探讨
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自然因素
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推广绿色农业和有机肥料使用
01
倡导生态农业
通过轮作休耕、种植绿肥、使用 生物农药等措施，促进农业生态 系统良性循环。
02
推广有机肥料
03
加强农技培训
鼓励农民使用畜禽粪便、作物秸 秆等有机物料制作有机肥料，替 代化肥使用。
提高农民对绿色农业和有机肥料 的认知和技能水平，促进农业可 持续发展。
农业地质调查实施方案
农业地质调查实施方案一、背景。
农业地质调查是指为了农业生产和土地利用规划而进行的地质勘察和研究工作。
农业地质调查是农业生产的基础工作，它对于合理规划土地利用、提高土地利用率、改善农田环境、保障粮食安全具有重要意义。
二、调查目的。
1. 了解农田土壤类型和质量情况，为农业生产提供科学依据；2. 掌握农田地质特征和地下水情况，为农业灌溉和水资源利用提供依据；3. 评估农田地质灾害风险，制定防灾减灾措施；4. 为土地利用规划提供地质基础数据。
三、调查内容。
1. 地质勘察，包括地层、岩性、构造、地貌等地质要素的调查；2. 土壤调查，包括土壤类型、质地、肥力、酸碱度等土壤要素的调查；3. 地下水调查，包括地下水位、水质、水文地质条件等地下水要素的调查；4. 地质灾害调查，包括泥石流、滑坡、地裂缝等地质灾害的调查；5. 土地利用规划调查，包括土地利用现状、土地资源潜力、土地适宜性评价等内容。
四、调查方法。
1. 野外地质勘察，采用实地勘察、地质剖面观测、野外取样等方法；2. 实验室分析，采用土壤分析、地下水化验等方法；3. 调查问卷，采用农户调查、专家访谈等方法；4. 遥感技术，采用卫星遥感、航空摄影等技术。
五、调查报告。
调查报告应包括调查结果、分析评价和建议措施，报告内容要准确、全面、具体，形式要规范、清晰。
报告应包括地质地貌、土壤地下水、地质灾害等内容的调查结果和分析，对农田地质特征、适宜性、利用潜力等进行评价，提出土地利用规划建议和地质环境保护措施。
六、调查实施。
1. 组织调查人员，确定调查人员、分工合作，明确任务目标；2. 制定调查方案，根据调查目的和内容，制定详细的调查方案；3. 实施调查工作，按照方案要求，组织实施调查工作；4. 汇总分析结果，对调查数据进行整理、分析、评价；5. 编制调查报告，根据调查结果，编制调查报告。
七、总结。
农业地质调查是农业生产和土地利用规划的重要基础工作，只有通过科学的调查和研究，才能为农业生产提供可靠的地质依据，为土地利用规划提供科学依据，为农田环境保护提供依据。
第十章 农田生态系统
（三）氮循环 1．氮循环的途径 存在：氮为生命代谢元素；占大气78.09％，固氮 菌生物固氮，闪电等大气固氮，火山爆发时岩浆固 氮，工业固氮生产硝酸盐，氨气等； 途径：土壤（硝酸盐）－植物吸收（氨基酸）－蛋 白质－动物蛋白； 动植物残体、排泄物－微生物分解（CO2、H2O、 NH3）－再利用； 2．氮循环的环境问题.
3．农田生态系统的空间结构：包括了生物 的配置与环境组分相互安排与搭配，因而 形成了所谓的平面结构与垂直结构。 4．农田生态系统的营养结构：是指农田生 态系统中的多种农田生物营养关系所联结 成的多种链状和网状结构，主要是指食物 链结构和食物网结构。
北极地区食物网
§10.2 农田生态系统的能量流动
§10.1 农田生态系统的起源和结构
一、农业的起源与农田生态系统的发展 原始农业——传统农业——现代农业
二、农田生态系统的基本结构
（一）农田生态系统结构，是指农田生态系统的 构成要素以及这些要素在时间、空间上的配置和 物质、能量在各要素间的转移、循环途径。
（二）农田生态系统的基本结构 1．农田生物种群结构：即农业生物（植物、 动物、微生物）的组成结构及各种农田生物 物种结构。 2．农田生态系统的时间结构：是指在生态 区域与特定的环境下，各种生物种群生长发 育及生物量的积累与当地自然资源协调、吻 合状况，它是自然界中生物进化同环境协调 一致的结果。
§10.3 农田生态系统的物质循 环
一、农田生态系统中的生命与元素
§10.3 农田生态系统的物质循 环
二、物质循环的原理及基本概念
（一）物质循环基本原理 1．物质不灭定律 2．质能守恒定律
二、物质循环的原理及基本概念
（二）物质循环的几个基本概念 生物地球化学循环 环境－生物体－环境；生态系 统内部化学元素的交换；
化探重点
1.农业生态地球化学：以农业生态系统为合物对农作物生长发育所产生的影响和最终效果2.前缘晕（前缘异常）：指原生晕中，沿着含矿溶液运动方向上，位于矿体前方的异常地段。
3.面金属量：指一定剖面上，晕中元素的4.浓度分带：指同一组分的含量自矿化中5.矿床分散流：由于矿体及其原生晕和次在矿床附近水系沉积物中形成的成矿元素含量增高的地带6.线金属量：指沿一定的取样线，晕中各线段长成绩之和7.后生地球化学异常：介质形成后，异常8.协同作用：两种或两种以上化学元素共9.浓集系数：某元素在矿体中的含量与其10.气体测量：系统测量天然物质中的气体化学成分，以发现与矿化有关的气体地球化学异常而找寻矿体，和其他地质问题11.系统误差：是有规律因素造成的误差，包括正向和负向的偏离12.丰度：元素在宇宙体中的平均含量13.原生地球化学异常：在成岩成矿作用14.地方性疾病：具有一定的发病区域环境的疾病，一种影响范围大，潜伏周期长，突发性流行，不易根治的疾病15.农业地球化学调查：指通过地质、农取得土壤中化学元素和化合物的地球化学资料，以此服务于农业、环境和资源调查评价的综合研究工作16.应用地球化学：一门运用地球化学基解决人类生存的自然资源和环境质量等实际问题的学科17.生物地球化学测量：是系统的测定生以发现与矿化有关的生物地球化学异常，进而寻找矿床18.精密度：相同一样品在相同的条件下，程度19.相容元素：是指容易进入结晶相而在20.地球化学标准样：标准参考物质是国发行的，化学组成经过多家机构实验室、多种方法、多次精密测定、换学则呈均匀、稳定的一组样品21.化探样品的特点：数量大、分析项目多、元素含量低，变化范围大和性质复杂，种类多种多样存在：残余的原生矿物、在飙升环境中稳定存在的次生矿物以及被循环水带走的可溶性物质背景值和背景上限可通过：作图法和计算法求的根据化探样品布局形式分为：格子采样法、规则测网、不规则测网和系统剖面法四种据异常的规模可分为地球化学省、区域地球化学异常和局部地球化学异常三26.异常的分带性包括：组份分带和浓度分带产于残坡积层中的次生晕简称残留晕；产于运积层中的次生晕称为上置晕水系沉积异常物质的搬运形式：固相和液相沉积化探的实验工作可分为方法试验、技术试验和专题试验三种岩石地球化学测量地形切割强烈、水系沉积物地球测量土壤地球化学测量层称作腐殖层；B层称作沉积层；C层称作母质层32.常分为：矿异常矿化异常和非矿异常33.定十分重要。
农业实验生态学实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解农业生态学的基本原理和方法。
2. 掌握农业生态系统中主要生态因子的测定方法。
3. 分析农业生态系统中的物质循环和能量流动。
4. 探讨农业生态系统可持续发展的途径。
二、实验内容1. 实验一：土壤肥力测定目的：了解土壤肥力对作物生长的影响，掌握土壤肥力测定的基本方法。
方法：（1）采集土壤样品，测定土壤pH值、有机质含量、全氮、速效磷、速效钾等指标。
（2）根据测定结果，评价土壤肥力状况。
结果：通过测定，发现实验土壤pH值为6.5，有机质含量为1.2%，全氮含量为0.12%，速效磷含量为10mg/kg，速效钾含量为100mg/kg。
根据测定结果，该土壤属于中等肥力水平。
2. 实验二：作物需水量测定目的：了解作物需水量对产量和品质的影响，掌握作物需水量的测定方法。
方法：（1）选择典型作物，如小麦、玉米等，在不同生育期进行水分测定。
（2）采用土壤水分快速测定仪测定土壤水分含量。
（3）根据作物需水量计算公式，计算作物需水量。
结果：通过测定，发现小麦在拔节期、抽穗期和成熟期的需水量分别为200mm、300mm和200mm。
玉米在拔节期、抽穗期和成熟期的需水量分别为150mm、300mm和150mm。
3. 实验三：农业生态系统物质循环和能量流动分析目的：了解农业生态系统中物质循环和能量流动的规律，探讨农业生态系统可持续发展的途径。
方法：（1）分析农业生态系统中的物质循环，如氮、磷、钾等营养元素的循环。
（2）分析农业生态系统中的能量流动，如太阳能、化学能等能量的转化和利用。
（3）结合农业生态系统实际情况，探讨农业生态系统可持续发展的途径。
结果：通过分析，发现农业生态系统中的物质循环和能量流动存在以下特点：（1）物质循环具有循环性、连续性和地域性。
（2）能量流动具有单向性、逐级递减性和非循环性。
（3）农业生态系统可持续发展的途径包括：合理施肥、科学灌溉、优化作物结构、推广生态农业技术等。
三、实验结论1. 土壤肥力是影响作物生长的重要因素，应根据土壤肥力状况进行合理施肥。
土地质量地球化学调查进展与展望
土地质量地球化学调查进展与展望摘要：土地质量地球化学调查与评价是以表层土壤地球化学调查为主，同时兼顾大气沉降、农业灌溉水和主产农作物微量元素的地球化学综合调查，以绿色可持续发展的土壤地球化学理论为指导，以土壤基本元素含量来量化土地质量，实现土地资源因地制宜高效利用和成果数据的查询及利用为目的的一项综合评价工程。
参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）和《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T0295-2016），选择其中的23种元素作为评价因子。
一是在划分土壤养分以及土壤环境质量等级的基础上，进一步划分土地质量优劣等级；二是根据本地经济作物种植以及富硒土壤的分布情况，从中优选具有本地特色的农业基地，建立农业基地土地质量档案卡片，为研究区建设优势特色农产品开发基地、科学利用土地资源提供科学依据。
关键词：土地质量；地球化学；调查进展引言土壤是珍贵的自然资源，是农业最基本的生产要素，也是实现农业可持续发展的基础依托。
近年来，全国土壤重金属污染问题逐渐突出，在部分区域已经影响到食品安全。
农业种植生态和土壤环境问题日益显现，根据调查走访，研究人员了解到某县出产的重金属超标，当地主要农作物，出现污染已经严重影响农民的生活，因此，在该区开展土壤质量评价工作，可以查清局部污染问题的根源，以期为该区土壤环境改善、土壤保护提供依据。
1研究区概况研究区位于某省北部，是非常重要的政治、经济、文化中心。
地理位置东经106°42'107°08'，北纬27°33'27°48'。
研究区平均海拔978m，地势从西北向东南逐渐降低，构成半环形特征，地貌西部、东部以丘陵为主，东部、中部和南部以河谷盆地为主。
研究区属中亚热带季风湿润气候区，气候温和，四季宜人。
全区国土面积601.30km2，土地161.59km2，占国土面积的26.87%，其中旱地101.60km2，占土地面积的62.88%，水田59.72km2，占土地面积的36.96%。
中国耕地地球化学调查报告(2015年)
中国耕地地球化学调查报告（2015年）国土资源部中国地质调查局2015年6月1999—2014年，在国土资源部的领导和财政部的支持下，中国地质调查局会同省级人民政府及其国土资源主管部门，利用中央和地方财政资金近20亿元，组织协调全国77家单位10万多人次，按照统一的技术标准和技术方法，精心实施了全国土地地球化学调查。
调查比例尺为1:25万，每1km×1km 的网格（即1500亩）布设1个采样点位，每个样品分析测试54种元素指标，调查土地总面积150.7万平方千米，其中调查耕地13.86亿亩，占全国耕地总面积（20.31亿亩）的68%。
同时在重点地区完成7.5万平方千米的1:5万调查和局部地区1:1万调查评价示范。
与以往以光温（气候）生产潜力、耕层厚度、坡度等物理因素为基础进行的耕地质量等级评价（物理因素评价）不同，本次调查依据土壤所含有益元素和有害元素含量，对耕地的地球化学状况进行了评价。
通过对60多万件土、水、生物等样品的54种元素指标进行高精度测试，获得了3000多万个数据，建立了全国和31个省（区、市）土地的地球化学动态数据库，并据此对我国耕地的地球化学总体状况形成了初步认识和基本判断，发现了一批富含有益微量元素的特色耕地资源。
一、调查发现5244万亩富硒耕地，建议对其进行严格保护和科学开发利用硒是世界卫生组织和国际营养组织确认的人体必须营养元素，摄入不足或过多均会危害人体健康。
通常将土壤硒含量介于0.4毫克/千克到3.0毫克/千克间的耕地定义为富硒耕地。
根据《绿色食品产地环境质量》（NY/T 391-2013）中重金属评价标准和调查区的土壤硒含量，调查新发现5244万亩绿色富硒耕地，主要分布在闽粤琼区、西南区、湘鄂皖赣区、苏浙沪区、晋豫区及西北区（图1和表1）。
富硒耕地主要受硫化物矿床、黑色岩系、煤系地层等地质体和特定的土壤类型控制，土壤中硒元素来源稳定，有利于长期开发利用。
另外在山西、辽宁、福建、天津、青海等地还发现了一批富硼、钼、锌等有益微量元素的特色耕地。
农业生态学考研必读复习资料 (17)
第一章绪论一、名词解释1、生态学：是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的学科。
2、农业生态学：是人类为满足S H 需求，在一定边界内通过干预，利用生物与生物、生物与环境之间的能量和物质联系建立起来的功能整体。
农业生态系统是一种被驯化了的生态系统。
3、生态系统：指在一定的空间内的全部生物与非生物环境相互作用形成的统一体，称为生态系统。
4、农业生态系统：是人类为满足S H 需求，在一定边界内通过干预，利用生物与生物、生物与环境之间的能量和物质联系建立起来的功能整体。
农业生态系统是一种被驯化了的生态系统。
二、填空1、生态学是研究生物与（）的科学2、英国生态学家坦斯列首次提出（）的概念，把生物与环境的关系看作是一个动态整体，受到个学派的赞同。
3、生态学是由德国科学家（）首先提出来的。
4、农业生态学研究对象为（）。
三、单选题1、农业生态学是研究的对象时（C ）。
A.系统B.生态系统C.农业生态系统D.农田生态系统2、农业生态学的学科基础是（）。
A.植物学B.动物学C.微生物学D.生态学3、生态系统概念是由（）首次提出来的。
A.赫克尔B.坦斯列C.林德曼D.奥德姆4、食物链的理论是由（）提出来的。
A.赫克尔B.坦斯列C.林德曼D.奥德姆四、简答题1、农业生态学的主要内容是什么？2、农业生态学的主要特点是什么？第二章农业生态系统一、名词解释1、系统：由相互依赖的若干组成部分结合而成，具有特定功能的有机整体。
2、生产者：主要指绿色植物和化能合成细菌等。
3、消费者：是指除了微生物以外的异养生物。
4、分解者：主要是指以动物残体为生的异养微生物。
二、填空1、生态系统是由（）和环境组分构成。
2、稻米→人的食物链总共有（）营养级。
3、系统组分本身可以自成系统，称为（成层性）。
4、农业生态系统的环境组分包括（）和人工环境组分。
5、生态系统的营养结构包括生产者、消费者和（）三大功能类群。
6、农业生态系统的空间结构可以分为水平结构和（）。
环境地球化学在农业上的应用
地壳表面元素分布不均匀的现象，可能指示矿产资源 或环境问题。
地球化学勘查
利用地球化学方法寻找矿产资源和解决环境问题的技 术手段。
土壤地球化学
土壤类型
不同土壤类型具有不同的化学性质和元素组成， 影响作物的生长和营养吸收。
土壤污染
土壤中重金属、农药等污染物对农作物和人体健 康的危害。
土壤改良
环境地球化学在农业上的应用可以减少化肥、农药等化学物质的滥用，降低对土壤、水 源和生态系统的污染，从而保护生态环境。
有助于实现农业可持续发展
通过环境地球化学的应用，可以合理利用土地资源，提高土地生产力和农业经济效益， 促进农业的可持续发展。
02
环境地球化学基础
地球化学基本概念
地球化学
研究地球各圈层化学元素分布、迁移转化规律的科学。
04
环境地球化学在农业上的应 用实例
土壤改良与修复
土壤改良
通过添加有机物、矿物肥料等手段， 改善土壤结构，提高土壤肥力，促进 植物生长。
土壤修复
针对受到污染或退化的土壤，采取物 理、化学或生物措施进行修复，恢复 土壤生态功能。
有毒有害元素的监测与控制
监测
定期对土壤、水源、农产品等进行有毒有害元素的检测，了解污染状况。
科普宣传
01
通过各种渠道普及环境地球化学知识，提高公众对农业可持续
发展的认识。
教育培训
02
加强学校和培训机构在环境地球化学领域的课程设置和培训，
培养专业人才。
政策倡导
03
推动政府和社会各界关注环境地球化学在农业上的应用，制定
有利于农业可持续发展的政策。
感谢您的观看
THANKS
随着全球人口的增长和资源压力的增 加，农业生产的可持续性和环境保护 变得越来越重要。环境地球化学在农 业上的应用为解决这一问题提供了新 的思路和方法。
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钼 氯
发现和确定时间
早在化学元素发现以前，已知道水是植物必需的营养物质
1800年由senebier和saussure确定为必需元素，空气中的二氧 化碳是植物的主要碳源
1804年由Saussure发现了植物对它的必需性 在1838年由Sprengel等确定为植物的必需元素 1804年由葡萄缺铁黄化而明确了铁是植物有必需元素 1922年由McHargue确定为必需元素 1923年由Warington发现为植物必需元素 1926年Sommer等人发现燕麦灰斑病是由于缺锌所致，并证明 锌是植物所必需的营养元素
第十章农业生态地球化学调查
• 2．生态地球化学
• 生态地球化学是环境地球化学的延伸和拓 展，是一个崭新的前沿领域，也是地球化学发 挥其社会功能的用武之地。它是横跨地质学、 生物学、环境学的一门综合性学科。
• 目前主要研究:
• ①地球物质组成与生物、生物群落之间的 关系，相互馈应机理，如各类地质体中化学元 素组成、迁移、转化对生物生理、生态的影响 及其毒理学效应；
第十章农业生态地球化学调查
自然生态系统 农田生态系统
人工林生态系统
生
人工草地生态系统
态 农业生态系统 牧场生态系统
系
鱼塘生态系统
统
养殖（蜜蜂、蚕）生态系统
微生物（含食用、药用菌）生态系统
人工生态系统
生态系统组成图
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调（查 人工系统）
第十章农业生态地球化学调查
工程建设中，必须充分分析当地利导因子及限制因子 的数量和质量，以选择适宜的物种和模式。
• （6）效益协调统一原理。农业生态系统是一个社 会-经济-自然复合生态系统，是由自然再生产和经济 再生产交织的复合生产过程，具有多种功能与效益。
既有自然的生态效益，又有社会的经济效益。只有生 态与经济效益相互协调，才能发挥系统的整体综合效 益。
元 素
世界土 壤平均 含量
中国土壤 平均含量
在农作物中的作用
B
20×10-6
64×10-6
硼对作物根、茎等器官的生长，幼小分生组织的发育及 作物的开花结果均有重要作用。缺硼既能使作物的糖、 脂肪和蛋白质代谢紊乱，又能使作物细胞器官的结构破 坏导致作物的病态生长，如缺硼能使麦类雄蕊发育不良， 雌蕊子房枯萎；棉花叶脉突出呈木质坏死，棉蕾易脱落； 油菜心叶卷曲，下部叶片枯萎，主根萎缩，顶芽死亡等。
境，通常是指生物种群所占据的基本生活单位；
对于生物个体与其种群来说，生态位是指其生
存所必须的或可被其利用的各种生态因子或关
系的集合。
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调查
• （2）限制因子原理。生物的生长发育离不 开环境，并适应环境的变化。但生态环境中 的生态因子如果达不到或超过生物的适应范 围时，对生物有一定的限制作用。只有当生 物与其居住环境条件高度相适应时，生物才 能最大限度地利用环境方面的优越条件并表 现出最大的增产潜力。
1931年Sommer等从番茄和其它作物上证明了植物对它的必需 性
1939年由Arnon和Stout发现 发现最晚，1954年由Broyer、Cartton、Johnson和stout证明是 高等植物有必需营养元素
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调查
部分化学元素对农作物生长的作用
第十章农业生态地球化学调查
• 农业生态地球化学的基本任务就是： • （1）农作物营养元素或有害元素与农作物生
长的关系及对农作物产量与质量的影响。 • （2）研究成土母质与土壤的地球化学关系，
土壤中元素全量与有效态的联系和转化及营 养需求预测。 • （3）土壤营养元素或有害元素的丰度、空间 分布及赋存状态。 • （4）研究不同地球化学背景的土地利用潜力、 区域土地资源的地球化学区划和土地整治。
• ③进行农业结构第调十章整农业生。态地球化学调查
第一节 农业生态地球化学系统
• 一、生态学、生态地球化学、农业生态地球化 学
• 1.生态学及其基本原理
• 生态是指生物状态，如种群、物种数量、 健康状况等。生态学（Ecology）则是研究生 态与其环境之间关系的科学。其基本原理如下：
• （1）生态位原理。生态位又称生态龛或小生
解，以这种吃与被吃而形成了食物链关系。
• （4）整体效应原理。系统是由相互作用和 相互联系的若干组成部分结合而成的具有特 定功能的整体。其基本的特性就是集合性， 表现在系统各组分间相互联系、依赖、作用、
制约的不可分割的整体。整体的作用和效应 要比各部门之和来得大。
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调查
• ①最小因子定律：即植物的生长取决于数量 最不足的那一种物质。
• ② 耐性定律：某些因子过多影响生物的正常 生长发育和繁殖。
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调查
• （3）食物链原理。在自然生态系统中，由 生产者、消费者、分解者所构成的食物链， 从生态学原理看它是一条能量转化链、物质 传递链，也是一条价值增值链。绿色植物被 草食动物所食，草食动物被肉食动物吃掉， 植物和动物残体又可为小动物和低等动物分
• ②金属元素对农作物、人体健康的危害；
• ③生物活动对环境的影响、生态环境恶化 机理及其防治对第策十章。农业生态地球化学调查
• 3．农业生态地球化学 • 农业生态地球化学就是以农业生态系
统为对象，研究地球表层介质中化学元 素及化合物对作物生长发育所产生的影 响和最终效果（生态效应）。 • 如开展名、优、特农产品地球化学特征 调查，进行农业地质环境适宜性及农业 经济区评价与研究，划分农业土壤安全 区、优质区和污染区。
Zn 50×10-6
163×10-6
锌是作物生长不可缺少的元素，它是作物多种酶的组成部分， 也是一些酶的激活剂和抑制剂，而且是氮代谢和蛋白质合成的 核心。缺锌常使氮化物的转化和蛋白质的合成受阻，严重缺锌 的土壤上，作物体内氮化物多聚集在营养器官中，影响籽实形 成，直接影响产量。不同作物缺锌的主要症状为：水稻不长苗， 主脉失绿，植株矮小（或称“僵苗”），严重时死亡；棉花叶 片变厚变脆，易破裂，叶缘卷曲，生长停滞，植株矮小，豆类、 水果（苹果、梨）落花、落果等。锌过量时伤害作物根系，根 的生长受阻，老叶坏死；对大豆毒害，叶子卷曲茎轴枯死等。
• 3．生态农业 • 生态学在农业可持续发展中的应用与
实践，最重要的就是生态农业。 • 简单他说“生态农业”就是“生态合理
的现代化农业”。 • 它是运用生态学、生态经济学原理，系
统工程方法实现高产、优质、高效与可 持续发展的现代化农业生产体系。
第十章农业生态地球化学调查
• 三、农业生态地球化学的核心及基本任务
第十章农业生态地球化学调查
在杭州萧山区圈出1第6十万章农亩业“生态绿地球色化学土调地查 ”。在安吉县 圈出20万亩“绿色土地”。
• 二、农业生态系统
• 1.农业生态系统的概念
• 农业生态系统是指特定空间农业生物与其环境之 间通过互相作用联结成进行能量交换和物质生产的 有机综合体。
• 农业生态系统来自自然生态系统，并经人类改造而 兼有两种属性的生态系统。因而，无论是生物组分 还是环境组分，都与自然生态系统有很多相似的特 征。然而，农业生态系统又是人类对自然生态系统 长期改造和调节控制的产物，又明显区别于一般自 然生态系统。农业生态系统与自然生态系统交错存 在，互相影响，依赖自然生态系统维持其更好的稳 定性。
钼是作物的必须元素。是构成作物体内硝酸还原酶 和氮酶的组成成分，对氮的代谢和果胶酶物质的代 谢有重要影响，适量锰能提高作物对二氧化碳的吸 收，促进碳素的同化。作物缺钼时，叶脉间叶色变 谈、发黄，与缺氮和缺硫的病症相似，但缺钼的叶 片易出现斑点，典型缺钼的症状是花椰菜“鞭尾病” 和柑桔的“黄斑病”。
铜主要参与光合作用和作物的氮代谢，它是质体青的必 要组分。铜还能增强叶绿蛋白的稳定性，减少在黑暗中 的叶绿体的降解。铜参与硝酸还原作用，还可能参与豆 白红蛋白的合成。铜能调节生长氧化酶的活性和增强作 物抗性。作物缺铜时，新叶失绿发黄，叶尖发白并卷曲， 叶第脉十间章农出业现生坏态地死球斑化点学。调查
• “高产、高效、优质”是生态农业发展 之路，是农业地球化学逐渐兴起的根本原因。 农业生态地球化学已经成为地球化学中有发 展前途的新兴分支学科之一。土壤元素是农 业生态地球化学研究的核心。元素丰度、存 在形式和空间分布是地球化学研究的中心内 容，也是农业地球化学研究的关键问题。从 本质上讲，农业生态地球化学就是以营养元 素或对人类有益或有害元素为研究对象，研 究不地质地球化学系统与农作物之间的相 互关系和相互作用。
• （5）生物与环境相互适应、协同进化原理。生物的 生存、繁衍不断从环境中摄取能量、物质和信息。生 物的生长发育依赖于环境并受环境的强烈影响。外界 环境中影响生物生命活动的各种能量、物质和信息因 素称为生态因子。生态因子既有对生物和生命活动所 需的利导因子，也有限制生物生存和生命活动的限制
因子。利导因子促进生物的生长发育，而限制因子则 制约生物生长与生产的发展。因而在当地的生态农业
第十章 农业生态地球化学调查
• 农业地球化学调查﹐是指通过地质﹑农业 ﹑水文等专家的采样﹑分析和数据处理﹐取得 土壤中化学元素和化合物的地球化学资料﹐以 此服务于农业﹑环境和资源调查评价的综合研 究工作。
• 主要研究内容：
• ①进行农业地球化学扫面，搞清土壤中元素的 地理分布；
• ②进行农业（大农业）区划；
第十章农业生态地球化学调查
第二节元素、土壤地球化学与农业
• 一、植物营养元素与有害元素 • 1．营养元素和必需元素
• 所谓植物营养元素，一般需具备以下三个条件：
• （1）植物生长不可或缺的、组成生物机体的、缺 少它不能正常生殖生长的。