第七章 生物地球化学循环(一)
生物地球化学循环的机制
生物地球化学循环的机制生物地球化学循环是指在地球上生物体与环境之间进行物质和能量交换的过程。
它是维持生态系统稳定运行的重要机制，包括碳循环、氮循环和磷循环等。
下面将逐一介绍这些循环的机制。
一、碳循环碳是生物体中最重要的元素之一，它以有机物的形式存在于地球上的各种生物体中。
碳循环通过光合作用和呼吸过程，将二氧化碳转化为有机物，然后再通过呼吸作用将有机物中的碳释放为二氧化碳，完成了有机碳的循环。
光合作用是碳循环的关键过程之一。
在光合作用中，植物通过吸收二氧化碳和太阳能，合成有机物，同时释放氧气。
这些有机物可以成为植物生长和发育的能量来源，也可以被其他生物摄入，构成食物链。
当植物和其他生物呼吸时，有机物中的碳会被氧化成二氧化碳，释放到大气中，从而形成了碳循环的闭合。
二、氮循环氮是构成生物体蛋白质和核酸的重要元素，但大气中的氮以氮气（N2）的形式存在，无法被绝大多数生物直接利用。
因此，氮循环主要是通过一系列复杂的转化过程来完成。
主要的转化包括氮固定、氨化、硝化和反硝化等。
氮固定是将大气中的氮转化为可供生物利用的氮化合物的过程。
某些特定的细菌（如根瘤菌和蓝藻）能够进行氮固定，将氮气转化为氨或亚硝酸盐等化合物。
其他生物则通过摄入植物或其他含有氮化合物的生物来获得可利用的氮。
氨化是将有机氮转化为无机氮的过程，由分解细菌负责。
它们将有机物中的氮分解为氨或氨离子，并释放到土壤中。
硝化是将氨和亚硝酸盐氧化为硝酸盐的过程，由氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌共同完成。
反硝化是将硝酸盐还原为氮气（N2）的过程，通过反硝化细菌来完成。
这样，氮的循环就完成了闭合。
三、磷循环磷是构成生物体核酸、ATP和磷脂等生物分子的重要元素，但磷在环境中的含量较少。
磷循环主要通过地球表层的溶解态磷和颗粒态磷之间的相互转化来完成。
溶解态磷主要来自于植物和动物的排泄物、腐殖物和溶解氧化物等。
溶解态磷可以被植物摄取利用，通过食物链传递给其他生物。
而颗粒态磷主要来自于岩石和土壤中的矿物质。
生物地球化学循环知识点总结
生物地球化学循环知识点总结生物地球化学循环是指地球上生物体内元素的循环过程，包括碳循环、氮循环、磷循环等。
这些元素在生态系统中的循环起着至关重要的作用。
本文将对生物地球化学循环的相关知识点进行总结。
一、碳循环1. 植物吸收二氧化碳：植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，将其转化为有机物并释放氧气。
2. 呼吸作用：植物和动物进行呼吸作用，将有机物氧化成二氧化碳，释放能量。
3. 死亡和分解：生物死亡后，其体内的有机物经过分解作用释放出二氧化碳。
4. 化石燃料燃烧：煤、石油等化石燃料的燃烧会释放大量二氧化碳，导致大气中二氧化碳浓度上升。
5. 海洋吸收二氧化碳：海洋中的浮游植物吸收二氧化碳，海洋也是碳库之一。
6. 碳储存：植物通过光合作用将碳储存在地下或水体中，形成碳储库。
二、氮循环1. 氮固定：部分细菌能够将空气中的氮气转化为植物可利用的形式，即氨或硝酸盐。
2. 植物吸收氮：植物通过根系吸收土壤中的含氮化合物，作为生长的营养源。
3. 食物链传递：植物被动物摄食后，氮元素通过食物链传递到更高级别的消费者体内。
4. 生物死亡和分解：生物死亡后，分解细菌将蛋白质分解为氨，返回到环境中。
5. 脱氮作用：一些细菌能够将硝酸盐还原为氮气，从而释放到大气中。
6. 氮沉积：氮通过大气和降水进入土壤、水体中，形成氮的沉积物。
三、磷循环1. 磷吸收：植物通过根系吸收土壤中的磷酸盐，作为生长的重要营养源。
2. 食物链传递：磷元素经由食物链传递到更高级别的消费者体内。
3. 生物死亡和分解：生物死亡后，分解细菌将有机磷化合物分解成磷酸盐，并返回到环境中。
4. 沉积和矿化：部分磷酸盐会在水体中沉积形成矿物质，经过矿化作用再次释放出可利用的磷酸盐。
5. 土壤侵蚀：土壤侵蚀会导致磷酸盐从陆地流入水体，造成水体富营养化。
四、其他地球化学循环除了碳循环、氮循环和磷循环以外，地球上还存在着其他重要的地球化学循环。
1. 水循环：地球上的水在大气、陆地和海洋之间进行循环，包括蒸发、降水、地表径流等。
生态学中的生物地球化学循环
生态学中的生物地球化学循环生态学是研究自然生态系统的科学，它研究的是非人类生态系统，以及人类与自然生态系统之间的相互作用。
生态学中的生物地球化学循环是指生物体内或生物体外的能量、物质在生物体和自然界之间循环的过程。
一、生物地球化学循环的定义生物地球化学循环是指生物体和自然界中地球化学元素之间的相互转移、湿降转化和物质循环过程。
它包括生物的吸收、转化和释放物质，以及物质循环的能量来源和重要环节等。
在生物地球化学循环中，生物体把化学元素和水分从环境中吸收、积累和利用，并将水和化学元素的剩余部分释放到环境中；同时，在湿降过程中，生物和非生物的湿降的化学元素也进入土壤和水体，形成循环。
可以说，生物地球化学循环是维持生态系统稳态的重要基础。
二、生物地球化学循环的类型1.碳循环碳是生物体的重要元素，所有生物都需要它来合成有机物。
碳循环涉及到大气中的二氧化碳的吸收和释放，以及生物体和土壤中碳的转移和湿降过程。
在生态系统中，植物通过光合作用将CO2转化为有机碳、蛋白质和核酸等化合物，同时释放氧气。
而在地球化学循环中，碳是由生物和非生物过程制造。
生态系统中的碳循环是维持生态系统的一个重要过程。
生物固定、储存和释放碳的能力对生态系统的稳定性、功能和适应性起着支配性的作用。
2.氮循环氮是蛋白质、核酸和其他有机化合物的组成元素。
氮循环涉及到在环境中和生物体内氮的形态转化和利用。
氮循环包括氮的固定、硝化、脱硝和氨化等过程，在其中生物和非生物过程共同作用。
氮循环是生态系统中最重要的基本公共服务之一。
氮的利用率是衡量生态功能的重要指标之一。
3.磷循环磷是细胞和细胞核酸等有机化合物的不可或缺的组成元素。
磷循环涉及到在土壤和水体中磷的溶解和固定、生物体内的吸收、利用和释放等过程。
磷循环是一种非常缓慢的过程，由于磷不易被氧化、还原和湿降，所以磷循环过程比氮和碳都显得更为重要。
三、生态学中生物地球化学循环的影响生物地球化学循环是维持生态系统平衡和稳定的基础，也是环境和生物地理学研究的重要内容之一。
地球化学解析生物地球化学循环过程
地球化学解析生物地球化学循环过程地球上的生物地球化学循环是一种重要的生态过程，它通过不断循环的能量和元素转化，维持着地球生态系统的平衡。
本文将通过地球化学的角度，解析生物地球化学循环的过程和机制。
一、碳循环碳循环是生物地球化学循环中最重要的一个环节。
地球上的生物体通过光合作用吸收二氧化碳转化成有机物，释放出氧气。
植物通过呼吸作用将有机物分解成二氧化碳，同时释放能量。
动物通过食物链摄取植物产生的有机物，将有机物分解成二氧化碳和水，并释放能量。
生物体死亡后，有机物会经过分解作用，将碳元素重新释放到环境中。
而某些有机物则会沉积在地下或海洋中，形成石油和石煤等化石燃料。
二、氮循环氮循环是生物地球化学循环中另一个重要的过程。
大气中的氮气不能被生物直接利用，但通过闪电和微生物固氮作用，将氮气转化成氨、硝酸盐等可供生物利用的形式。
植物通过根系吸收土壤中的氨、硝酸盐等形式的氮，合成氨基酸等有机物，然后通过食物链传递给动物。
动物排泄的尿液和粪便中含有氮，经过分解作用可再次还原成氨，供应给植物继续利用。
此外，在海洋中还存在氮沉降和浮游植物吸收等机制，使氮循环在陆地和海洋之间实现平衡。
三、水循环水循环是生物地球化学循环中不可或缺的一环。
太阳的热量使得地表水蒸发形成水蒸气，升至高空形成云，随后降雨或降雪回到地面，形成河流、湖泊和地下水。
植物通过根系吸收地下水，将其中的水分蒸散到大气中，同时释放氧气。
动物则通过饮水和饮食摄取水分，将其中的水分通过新陈代谢排出。
水循环不仅维持着生物体的生存，也将养分输送到各个地区，促进了生物地球化学过程的进行。
四、矿物元素循环除了碳和氮，其他的关键元素如磷、硫、铁等也在生物地球化学循环中发挥着重要作用。
这些元素在土壤、岩石、海洋中以无机盐的形式存在，被生物体通过摄取和吸收利用。
植物通过根系吸收土壤中的矿物盐，动物通过食物链摄取植物中的矿物元素。
当生物体死亡后，分解作用会将这些矿物元素重新释放到环境中，形成一个循环。
生物地球化学循环.
人类活动与全球碳循环
人类活动：化石燃料燃烧，开矿，改变土地利用方式，砍伐森林等 工业革命前：co2浓度（280ppm） 工业革命后： co2浓度（380ppm)
参考文献
[1]Will,S,2000.An integrated approach to understanding Earth’s metabolism.NEWSLETTER41,9-11. [2]庄亚辉.全球生物地球化学循环研究的进展[J].地学前缘,1997,4(1-2);163-168. [3]谢树成等. 2001-2010年生物地球化学研究进展与展望[J].矿物岩石地球化学通 报,2012,31(5);447-469. [4]高全洲等.河流碳通量与陆地侵蚀研究[J].地球科学进展,1998.13(4);369-375. [5]姚冠荣,高全洲.河流碳输移与陆地侵蚀-沉积过程关系的研究进展[J].水科学进展 ,2007,18(1);133-139.
全球碳循环与温室效应的关系
①T（温度）↑ →冰川融化，陆地扩张→森林 面积↑ →植物光合作用↑，大气co2浓度↓ ②T（温度）↑ →海洋释放co2 ↑ →大气co2浓 度↑ ②> ① →大气co2浓度↑ ③T（温度）↑ →生物活动↑（陆地） 元素迁移 （C、S、P、SI等）↑ →入海量↑ →浮游植物↑ →有机无机物↑ →海底沉淀→C动态平衡
•人类：另一驱动力
•燃烧化石 •土地利用改变 •矿物开发利用
生物地球化学循环的驱动力：太阳辐射
生物地球化学循环
生物地球化学循环生物地球化学循环（Biogeochemical Cycles）指的是生物和物理过程在物质的交流中的相互作用，它控制着地球的各种物质循环，使地球保持着恒定的状态，即太阳能、气体供应、陆地、海洋和风。
生物地球化学循环由几大部分构成：水循环、氮循环、磷循环、硫循环及碳循环。
水循环是其中最重要的一部分，它描述了水在地球上的不断变化，大气回路使水从地表上的水体（湖泊、河流和海洋）变化到空气中的水汽，并又从空气中富集到地表上去。
其中参与的主要物质是水，其他物质包括由生物体排泄到地表上的汞、氟等重金属元素。
氮循环主要是将氮元素从大气中运送到植物体内，再从植物体释放到土壤中，从而促进植物和微生物的生长，从而实现土壤和水体中氮元素的重复循环，其中参与的物质包括氮气、氨气、硝酸根和亚硝酸根及氮化合物等。
硫循环是将硫元素从大气中运输到地壤，从而实现硫元素的重复循环，参与的主要物质有硫氧化物、氯气、亚硫酸盐、溶解性硫硫氧化物、叶绿素等。
碳循环是将碳从地球表面的气体和有机物（植物、生物、碳化合物）中运送到海洋、大气和地壤，并又从这些系统中返回，其中参与的主要物质有二氧化碳、甲烷、氧化碳和有机物等。
以上提到的五大生物地球化学循环（水循环、氮循环、磷循环、硫循环和碳循环）既有着相似之处，也有着不同之处，它们在控制地球气候和环境中扮演着非常重要的角色。
从宏观上讲，这五大循环之间具有互相联系的关系，如磷循环除向土壤供应磷元素外，还为水循环提供磷元素，使其在水体和泥沙中进行循环；而硫循环中的硫元素可在空气和水体中形成硫化物，从而大大减少大气中温室气体含量，减少对地球气候的影响。
因此，这五大循环的功能和结构非常复杂，通过深入地研究，可以更好地理解、掌握和利用它们，从而更有效地维护地球与人类健康环境的生态稳定性。
生物地球化学循环
生物地球化学循环地球是一个复杂的生态系统，在这个系统中，生物地球化学循环起着至关重要的作用。
生物地球化学循环是指生物体内的各种元素和物质在地球上循环移动的过程。
这个过程包括了氮循环、碳循环、硫循环、磷循环等。
氮循环是生物体内循环的重要过程之一。
氮是生物体中构成蛋白质、核酸等生物大分子的重要元素，也是空气中最主要的成分之一。
氮的循环包括固氮、氮化作用、硝化作用和脱氮作用四个阶段。
固氮是指氮气以生物体不能直接利用的形式存在，通过一系列特定的生物过程转化为有机氮的过程。
氮化作用是指将氮固定为无机化合物的过程，如将氮气转化为氨。
硝化作用是指将氨或氨基化合物氧化为亚硝酸盐或硝酸盐。
脱氮作用是指将有机物中的氮还原为氮气释放到大气中的过程。
碳循环是生物地球化学循环中最重要的循环之一。
碳是构成有机物的基础元素，通过光合作用和呼吸作用在生物体和大气、水体之间交换。
光合作用是指植物和一些蓝藻利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
有机物通过食物链和食物网的形式在生物体之间循环转移。
呼吸作用是指生物体内有机物氧化为二氧化碳和水的过程，释放能量。
碳循环还包括有机质分解、矿化等过程，将有机物转化为溶解态无机碳或气态无机碳，再进一步循环。
硫循环是生物地球化学循环中关键的循环之一。
硫是构成细胞内许多重要分子的必需元素，也是矿物质和能量存储的重要成分。
硫的循环包括硫化作用、硫氧化和硫还原等过程。
硫化作用是指将无机硫转化为有机硫化合物的过程。
硫氧化是指将无机硫化合物氧化为硫酸盐的过程，这个过程多由一些细菌进行。
硫还原是指利用无机硫酸盐作为电子受体还原有机硫化合物或硫氧化物，最终将硫还原为硫化物。
磷循环是生物地球化学循环中不可或缺的循环。
磷是构成核酸、脑磷脂等生物分子的重要成分，是能量传递和储存的关键。
磷的循环主要包括磷酸盐的摄取和释放过程。
植物通过根系吸收土壤中的磷酸盐，然后在食物链中被转运到其他生物体。
生物体死亡后，这些磷酸盐最终会通过生物分解和溶解作用释放回环境中。
生物地球化学循环
生物地球化学循环生物地球化学循环是指地球上生物和地球化学之间的相互作用和相互转化过程。
它包括了水循环、碳循环、氮循环、磷循环等各种循环过程。
这些循环是地球上生物生存和地球系统运作的重要组成部分。
下面将详细介绍这些生物地球化学循环的具体过程和意义。
一、水循环水循环是地球上最基本、最重要的循环过程之一。
它涉及了水在地球大气圈、水域和陆地之间的循环和转化。
水循环包括蒸发、降水、地表径流、地下水和冰雪融化等过程。
通过水循环，地球上的水资源得以再生和重新分配，维持了地球上生物的生存条件。
二、碳循环碳循环是地球上生物体内碳元素与大气中二氧化碳的相互转化过程。
植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，释放氧气。
而动物则通过呼吸作用将有机物分解成二氧化碳释放到大气中。
此外，碳循环还涉及到有机物的分解和石化等过程。
碳循环在维持地球大气中的气候稳定和调节生态系统中的能量流动方面起到了重要的作用。
三、氮循环氮循环是指地球上氮元素在大气、水域和陆地之间的转化过程。
氮气通过闪电和大气氮固定细菌的作用转化为氨或亚硝酸盐等化合物，再通过植物吸收和动物食物链的传递进入生物体内。
细菌还可以将有机废物中的氮转化为氨和硝酸盐。
氮循环对维持生物体内蛋白质的合成和生态系统的稳定发挥着重要作用。
四、磷循环磷循环是磷元素在地球上的循环过程。
磷主要以矿物形式存在于地壳中，在岩石的风化过程中逐渐释放出来，进入水体和土壤。
植物通过吸收土壤中的磷元素转化为有机磷，再通过食物链进入动物体内。
磷循环在维持植物的生长和调节水体中的营养元素平衡方面起着重要作用。
生物地球化学循环的重要性不言而喻。
它们通过协调地物质的转化和分配，维持了地球上生物的生存条件，调节了生态系统的稳定，并在气候变化、营养循环等方面起到了重要作用。
未来，我们应该加强对生物地球化学循环的研究，确保地球上的生物多样性和生态平衡能够持续存在。
只有深入理解和认识到生物地球化学循环的重要性，我们才能更好地保护和利用地球资源，实现可持续发展的目标。
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第7章生物地球化学循环第1节土壤的组成第2节土壤的性质第3节物质循环与土壤形成第4节土壤分类与土壤类型第4节生态系统的组成与结构第6节生态系统的能量流动第7节生态系统的物质循环第8节地球上的生态系统引子：生物地球化学循环概述一、何谓生物地球化学循环？1.概念：生命有机体及其产物与周围环境之间反复不断进行的物质和能量的交换过程。
2.过程：物能的吸收-同化-排放-分解-归还-流失3.性质：非封闭的循环（进入土壤、岩层、海底）4.主体：生物和土壤5.循环的介质：水和大气二、人类对生物地球化学循环的影响1.大气、水体、土壤的污染2.污染物质的迁移、转化和集散3.对人类健康的威胁第1节土壤的组成引言：土壤与土壤肥力1. 土壤：在陆地表层和浅水域底部、由有机和无机物质组成、具有肥力、能生长植物的疏松层。
2.土壤的本质是肥力，指土壤中水、热、气、肥（养分）周期性动态达到稳、匀、足、适地满足植物需求的能力。
3. 土壤是一种类生物体代谢和调节功能比生物弱（如温度）不具有生长、发育和繁殖的功能不具有功能各异的器官一、土壤的无机组成1. 原生矿物：在物理风化过程中产生的未改变化学成分和结晶构造的造岩矿物。
土壤中各种化学元素的最初来源；土壤矿物质的粗质部分；经化学风化分解后，才能释放并供给植物生长所需养分。
2. 次生矿物：岩石在化学风化过程中新生成的土壤矿物，如粘土矿物。
土壤矿物质中最细小的部分；具有吸附保存呈离子态养分的能力，使土壤具有一定的保肥性。
二、土壤的有机组成1.原始组织：包括高等植物未分解的根、茎、叶；动物分解原始植物组织，向土壤提供的排泄物和死亡之后的尸体等。
土壤有机部分的最初来源2.腐殖质：有机组织经由微生物合成的新化合物，或者由原始植物组织变化而成的、比较稳定的分解产物，呈黑色或棕色，性质上为胶体状（颗粒直径<1μm）。
具有极强的吸持水分和养分离子的能力，少量的腐殖质就能显著提高土壤的生产力。
土壤中生活的重要生物类群三、土壤水分1.土壤水分通常是以溶液的形式存在的。
2.土壤溶液通过与土壤固体和植物的养分交换，为植物提供养料。
四、土壤空气性质与大气圈中的空气明显不同:1.分布不连续，组分各处不同；2.一般含水量高于大气；3.CO2含量明显高于大气，O2的含量略低于大气。
一般来讲，稳温必然稳水，稳水必然稳气，稳气必然稳肥。
第2节土壤的性质一、土壤的垂直分层（一）枯枝落叶层由地表植物的枯枝落叶堆积而成。
（二）腐殖质层由土壤有机质在土壤动物和微生物的作用下经腐烂、分解和再合成的产物，呈黑色。
（三）淋溶层在水分下渗作用下，水溶性物质和细小土粒向下层移动，留下的由砂粒组成的土层。
（四)淀积层淀积了上层淋溶下来的物质的土层，质地较粘重，土体紧实。
（五）母质层尚未经过成土作用的残积物或冲积物。
自然土壤剖面二、土壤的物理性质（一）土壤质地指土壤颗粒的粗细程度，即砂、粉砂和粘粒的相对比例。
土壤粒级：砂粒、粉砂、粘粒土壤质地的分类（二）土壤结构土壤颗粒相互胶结在一起而形成的团聚体。
1.按形态分为球状（腐殖质层）、板状（淋溶层）、块状和棱柱状（淀积层）。
2.球状团粒结构是肥沃土壤的重要标志之一：协调土壤水分和空气的关系；解决养分供给与保存的矛盾；具有抗旱与防涝性能。
（三）土壤孔隙土壤的总体积包括固体和孔隙两部分，各占体积的约50％。
在孔隙中水和空气各占体积的25％。
砂土的容重较大，孔隙度较小，多为大孔隙；（四）土壤温度1.能量输入与输出（1）土壤所吸收的能量主要来源于太阳辐射，以长波辐射、水分蒸发、加热土壤以上的空气和加热土壤层等途径散失。
（2）土壤温度直接影响土壤动物、植物和微生物的活动，以及粘土矿物形成的化学过程强度。
（3）土壤温度日变幅在表层最大，随深度的增加而减小。
（4）土壤温度季节变幅在表层最大，中、下层变幅小。
在土壤深层，温度的变化具有明显的滞后性。
近地表大气温度和土壤温度的日变化2.土壤热性质（1）土壤比热容：单位质量土壤的温度升降1K 所吸收或放出的热量（J/g·K）。
受水分含量、质地和孔隙度影响。
含水量越高，比热越大；砂土孔隙度小，比热也小，粘土孔隙度大，比热也大。
（2）土壤导热率：单位截面（1cm2）、单位距离（1cm）相差1K时，单位时间内传导通过的热量，单位是J/（cm·s·K），土壤固体>土壤水分>土壤空气。
受土壤孔隙度（-）、松紧度（+）和含水量（+）影响。
三、土壤的化学性质（一）土壤胶体性质1.概念：土壤胶体颗粒的直径通常小于1μm，是一种液-固体系。
胶体含量越高的土壤，其表面能也越高，从而养分的物理吸收性能便越强。
2.类型：有机胶体（腐殖质）、无机胶体（黏土矿物）和有机-无机复合胶体。
3.性质：土壤胶体带有负电荷，也可以带正电荷。
带负电荷的胶粒吸附阳离子，带正电荷的胶粒吸附阴离子。
4.养分吸收：通过物理化学吸收作用将对植物生长重要的金属阳离子保存在土壤中，避免其流失。
5.离子交换：胶体吸附的离子可与土壤溶液中其他电荷符号相同的离子相交换。
一种阳离子将另一种阳离子从胶粒上交换下来的能力称为阳离子的交换能力。
Fe3＋>Al3＋>H＋>Ca2＋>Mg2＋>NH4＋>K＋>Na＋6.离子交换作用的度量（1）土壤阳离子交换量：指每千克干土中所含交换性阳离子的总量，以mmol(＋)·kg-1表示。
土壤的阳离子交换量大，说明土壤胶体从土壤溶液中吸附或交换的阳离子多，养分状况好。
（2）土壤盐基饱和度：指土壤胶体吸附交换性盐基离子（指除了H＋和Al3＋之外的其他阳离子）多少的程度，用所吸附的交换性盐基离子总量占交换性阳离子总量的百分比表示：（二）土壤酸碱度1.概念：土壤盐基状况的一种综合反映。
土壤酸度是由H ＋引起的，而土壤碱度则与OH －的数量有关。
交换性氢离子和铝离子可以增加土壤溶液中H ＋的浓度；金属阳离子对土壤溶液中OH －浓度有直接的影响。
+++→++H 2Al(OH)O 2H 3Al [][]−+++⇔+OH 22Ca HH O 2H 2Ca 土壤胶体土壤胶体2.类型（1）活性酸度：由土壤溶液中游离的H＋造成的，通常用pH值（土壤溶液中氢离子浓度的负对数）表示，据此，可将土壤分为若干的酸碱度等级。
（2）潜在酸度：土壤胶体所吸附的H ＋和Al 3＋被交换出来进入土壤溶液中所显示的酸度。
活性酸度和潜在酸度在本质上并没有截然的区别，二者保持着动态平衡的关系：潜在酸度活性酸度3.土壤的缓冲作用：土壤对酸化和碱化的自动协调能力，它使得土壤pH值具有稳定性，给高等植物和微生物提供比较稳定的化学环境。
++⇔++3Al H3Al H 和土壤溶液中的和吸附的4.土壤酸碱度的影响（1）影响土壤养分的有效性：土壤pH值与微生物活动和植物营养元素的有效性（如溶解度）之间存在着相关性。
（2）影响植物的性状：一些植物对于土壤酸碱度的适应范围比较狭窄，成为不同酸碱度土壤的指示植物：酸性土植物（pH＜6.5）：马尾松、铁芒箕中性土植物（pH6.5～7.5）：多数农作物碱性土植物（pH＞7.5）：蜈蚣草、铁线蕨（三）氧化还原反应1.概念：土壤中某些无机物质的电子得失过程。
2.氧化作用：一个原子或离子失去电子的过程。
易得到电子的物质，称为氧化剂。
土壤中的氧化作用主要由游离氧、少量的NO3－和高价金属离子如Mn4＋、Fe3＋等引起，它们是土壤溶液中的氧化剂。
非渍水土壤中，最重要的氧化剂是氧气。
氧在氧化有机质时，本身被还原为水：O 2+4H＋+4e→2H2O存在于非渍水土壤中的氧化态物质有利于植物的吸收利用。
如果土壤中缺氧，则其他氧化态较高的离子或分子成为氧化剂。
3.还原作用：一个原子或离子得到电子的过程，易失掉电子的物质，称为还原剂。
土壤中的还原作用是由有机质的分解、嫌气微生物的活动，以及低价铁和其它低价化合物所引起的，其中最重要的还原剂是有机质。
存在于有机质累积层或渍水条件下的还原态物质不但有效性降低，甚至会对植物产生毒害。
4.氧化还原电位（E h ）：氧化还原反应强度的度量。
单位：V 影响因素：土壤通气状况和有机质 通常将E h ＝0.3V 作为氧化性和还原性的分界线。
砂质土壤，孔隙大，通气良好，氧化态物质多，氧化还原电位高； 粘性土壤，孔隙小，通气不良，还原态物质多，氧化还原电位低。
2. 土壤养分子系统（1）土壤养分：指植物可利用的、对植物的生长发育起重要作用的营养成分。
（2）基本组分养分的储存是系统分析的中心；来自风化的养分输入和养分循环提高土壤养分含量；淋溶流失和取走收获物降低土壤养分含量； 降水既促进养分随排水流失，也将大气中的化学物质和养分带入土壤养分系统；养分的输入、输出和循环强度与速度受到地方性和区域性水分、温度、生物等自然条件的控制；土壤养分状况是三者达到平衡的结果。
二、成土因素1. 土壤形成因素学说：土壤的性质是气候、生物、地形、母质和时间等成土因素综合作用的结果。
S = f（cl,o,r,p,t…）2. 单一因素对土壤影响的分析S = f（cl）o, r, p, t,（气候函数）S = f（o）cl, r, p, t,（生物函数）S = f（r）cl, o, p, t,（地形函数）S = f（p）cl, o, r, t,（岩石函数）S = f（t）cl, o, r, p,（时间函数）S = f（…）cl, o, r, p, t,（其他成土因素函数）3. 土壤系统状态因素分析：S=f（L0,P x,t）三、土壤形成过程（一）土壤形成的一般过程土壤肥力的发生与发展是自然界物质的地质大循环与生物小循环相互作用的结果。
1.地质大循环：矿物质养分在陆地和海洋之间循环变化的过程，周期大约在106～108年。
对于土壤形成起关键作用的过程为：风化过程：在土壤形成中的作用表现为原生矿物的分解和次生粘土矿物的合成。
淋溶过程：使有效养分向土壤下层和土体以外移动，促进土壤物质更新和土壤剖面发育。
2.生物小循环：营养元素在生物体和土壤之间循环变化的过程，周期一般为1～102年。
对于土壤形成起关键作用的过程为：有机质的累积、分解和腐殖质的合成：促进植物营养元素在土壤表层的集中和积累。
3.养分的发展方向与平衡状态有机质累积强，风化和淋溶弱：养分保存多，肥力高（如温带草原地区）；有机质累积弱，风化和淋溶强：养分保存少，肥力低（如热带劣地）。
4.人类活动对物质循环和土壤形成的干扰砍伐森林、耕垦草原、围湖围海造田；开采矿山、城市建设；向土壤中排放各种污染物。
5.气候变化影响土壤发育的方向改变风化、淋溶和有机质积累过程；导致一些土壤的消亡，形成古土壤的埋藏。
（二）土壤的主要成土过程1.原始土壤形成过程（高山区、陡坡）2.盐渍化过程（干旱、半干旱地区和滨海地区）3.钙积过程（干旱、半干旱地区）4.黏化过程（温暖、湿润的暖温带和北亚热带气候）5.白浆化过程（冷湿的气候，季节性还原淋溶）6.富铝化过程（热带、亚热带高温多雨的气候）7.有机质积累过程（普遍的成土过程）8.潜育化过程（长期渍水的条件）9.灰化过程（寒带或寒温带针叶林植被）10.土壤熟化过程（耕作条件，定向培肥）第4节土壤分类与土壤类型一、土壤分类1.定义：将自然界的各种土壤按照其基本性质、形成条件、形成过程等的相似性加以归纳，组织成一定的分类系统，并给各种土壤命名的方法。