高级土壤学

一、月球风化的土壤与地球风化的土壤功能和矿物之间的区别是什么？

一般认为月球上是没有土壤的，从概念上说土壤是有肥力能够生长植物才叫土壤，并且生物在土壤成土过程中有重要作用，而月球上是没有生命的，也就没有植物。

月球上的岩石主要有三种类型，第一种是富含铁、钛的月海玄武岩；第二种是斜长岩，富含钾、稀土和磷等，主要分布在月球高地；第三种主要是由0．1～1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物，其中6种矿物是地球没有的。月球土壤中还含有丰富的氦3。由此所谓的月球土壤就是月岩风化得来的，其成分和地球土壤的区别就是没有有机质水和空气，并且多了氦的同位素氮3。

地表和近地表的岩石在日光、空气、水和生物等外力作用下所发生的物理或化学变化。被风化了的岩石圈疏松表层称为风化壳。物理风化作用又称崩解作用，指岩石在外力作用下所发生的物理疏松、结构崩解的机械破坏过程，一般不引起化学成分的变化。化学风化作用又称分解作用。在水、水溶液、空气和生物等影响下岩石发生化学成分变化的过程。生物化学风化作用是指生物作用引起的化学风化。生物在新陈代谢过程中，一方面从土壤和岩石中吸取某些元素为营养，同时分泌有机酸腐蚀岩石。

利用由上面的定义可以知道了，由于月球上没有生物，大气和水，因此只有可能存在物理风化，而地球上的风化作用是综合结果，速度要比月球上的快。

二、列举五大成土因素。

俄国土壤学家道库且耶夫通过对欧亚大陆土壤的大范围调查，认为土壤是在五大成土因素(即气候Climate、母质parent material、生物Organism、地形Torography和时间Time)作用下形成的。

在众多的成土因子中，气候是决定因素，其温度适度影响风化的速度和强度，决定土壤类型分布规律；生物是主导因素，影响土壤肥力的发育；地形是调节因素，调节水热和物质再分配，影响土壤成土的强度；母质是遗传因素，影响土壤的本底特性；时间是发展因素，影响土壤的发育阶段；而农业土壤中人为因子成为最强烈的影响因素。

三、在福建省的氧化土的特点是什么？尤其是福建红壤。重金属铅，铬，汞，镉，铜，镍，锌和微量元素硒，钼，铬，硼的营养或毒性的化学基础是什么？

氧化土是具有氧化层或在距表面约30cm深度游明显铁网纹层。

多发育于热带或亚热带低地和中等高地的缓坡或中等坡地上。是高度风化的、具有氧化层的矿质土壤。氧化层由铁或铝氢氧化物组成，呈无定形状态，主要是高岭土、含水氧化物和石英等难溶性矿物的混合体，含有不同数量的1∶1晶格型粘粒。其经受了最深的矿物化学作用和剖面发育过程，可风化的原生矿物残存极少，几乎不存在由进一步的矿物化学作用产生的盐基释放，阳离子代换量偏低。

福建红壤腐殖质含量较低，同时粘土矿物以高岭石和铁、铝氧化物等为主，土壤阳离子交换量较小，多在20cmol*kg-1以下，这样的土壤保肥能力通常较差。发生强烈的脱硅富铁铝化过程，土壤中矿物经强烈的化学分解，盐基淋失，二氧化硅也从矿物晶格中被部分析出遭受淋失；相应的铁、铝氧化物明显富集。

重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著的生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是：(1)除被悬浮物带走的外，会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中，成为长期的次生污染源；(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物，导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；(3)重金属的价态不同，其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性(一般为1～10毫克/升，汞、镉为0.01～0.001毫克/升)；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋－甲基汞)；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌。

微量元素包括硼（B）、锌（Zn）、锰（Mn）、铁（Fe）、铜（Cu）、钼（Mo）、氯（Cl）。

四、有哪些类型的温室气体影响我们的环境？确定这些温室气体多少方法？

地球的大气中重要的温室气体包括下列数种：二氧化碳（CO₂）、臭氧（O3）、氧化亚氮（N₂O）、甲烷（CH4）、氢氟氯碳化物类（CFCs，HFCs，HCFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）等。至于在1997年于日本京都召开的联合国气候化纲要公约第三次缔约国大会中所通过的京都议定书中控制的6种温室气体为：二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O) 、氢氟碳化合物(HFCs) 、全氟碳化合物(PFCs) 、六氟化硫(SF6)。

测定方法主要有以下四种：

1.压力罩法（the close chamber method ）：用容积合地面体积都已知的化学性质稳定的箱体插入地面或罩在底座上，每隔一段时间对箱内气体的浓度测定，根据浓度随时间的变化率来计算被罩地面待测气体通量。

2.自动监测（Auto matic co 2 monitoring method ）：是未来土壤温室气体测定方法的

3.红外线法(IR flux method):测定具有分析速度快，无污染，操作简单方便，远程监测等优点，再现性合重复性也相对较好，可用于生产总监控制和在线实时监测缺点，无法进行多点同时监测。

4.涡轮法（Eddy covariance method ）：是目前直接测定大气和群落间co 2交换通量的方法，要求通量满足3个条件：1、热力中大气条件下。2、被测下垫面大，长度宏观均匀。3、测点上风方向相当大的区域内气体通量排放均匀。采用涡轮法可以获得比压力罩法更大区域的温室气体排放通量并且可以实现长时间的无人值守连续观测，但同时涡轮法也存在成本高，技术复杂，对环境要求较高等问题，目前该方法主要应用于陆地生态系统的碳通量研究。

五、土壤分类的最佳方法是什么？1:1型和2:1型层状硅酸盐粘土矿物之间的区别是什么？伊利石，云母是不同的地方？

土壤分类系统主要有以下几种俄罗斯的土壤发生学分类、美国土壤系统分类(ST)、联合国世界土壤图图例单元(FAO/UNESCO)、以及国际土壤分类参比基础(IRB)和由这一组织发展的世界土壤资源参比基础(WRB)。其中以美国土壤系统分类的影响最大。美国土壤系统分类最大的特点是，建立了诊断层和诊断特性系统，增加了土壤温度、湿度等分类指标，引用了单个土体和集合土体的概念，确定了各级分类单元的明确指标，有一个明确的检索系统。

1:1型：Si4Al4(OH)O10 X~0 主要成分为高岭石和埃乐石（高岭石的同分异构体）空间构型为硅氧四面体。CEC 较小。

2:1型：Si8Al4(OH)4O20 X~0 叶腊石：二八面体，以Al 为主 滑石：三八面体，以Mg 为主。X~0.25~0.6 蒙脱石or 膨润石（富含Zn 、Al 、Fe ，只膨胀，不收缩，会吸水） 蛭石：X~0.6~0.9 一般只收缩，不膨胀。CEC ≈150cmol/kg

云母X~1，晶格10A 0CEC ≈60-70cmol/kg ，总监电荷被K 中和，所以CEC 低。

二八面体云母：白云母：Al 为主，钠云母：稳定

三八面体云母：黑云母：Fe 为主，金云母：以Mg 为主，不稳定。

缺点：没有办法把物质的架构完全拼凑出来，不能保持构造的完整性，N,S,C,O 等元素不完整，强碱会破坏腐殖质的构造，改变性质，影响测量结果。