土壤物理研究方法

① 土壤采样三点法 土壤采样三点法怎么做

1、首先在了解污染源、污染方式以及污染历史和现状的基础上，全面考虑土壤的类型、成土母质、地形、天然植被或农作物等情况安排采样点。田块不大、形状规则，可用对角线法和梅花形法；如田块形状不规则，地形有变化,或面积较大,可用棋盘式法或蛇形法。力求采样点的情况能代表主要的土壤类型及其污染程度；同时要采集未受污染的土壤作为对照。

2、污染物在土壤中的分布，既有因距离污染源的远近而引起的水平差异，还有因时间和其他因素的不同而造成的垂直差异，因而还要根据土壤剖面层次分层采集土样。土壤剖面分层要考虑到各类土壤的发生层次，并考虑土壤不同的机械组成、结构、有机质含量等，选择最有代表性的均匀的层次部位采集土样。有时为了完整地反映污染物在剖面中的分布特点，采取连续采样法。例如表层土以每5厘米为一单元分层，心土和底土以每5或10厘米为一单元分层，进行连续采样。一般先取底层土样，再向上逐层取样。

3、采集土壤样品的时间和数量，视采集的对象和目的而定。如为测定某种农药残留量，要在当年施用这种农药前采集，或者在作物成熟时、与植物样品同时采集。由于研究目的不同，对土壤样品的采集也有不同的要求。如研究土壤物理性质，要求采取原状土样，即所采土样应保持其自然结构和水分状态。

4、研究土壤水分和农作物产量的关系，要求在各个生长期采集深2～3米处的土壤样品。为研究土壤形态特征，要求采样层次间界线清楚，能观察到各发生层的结构、质地、新生体、地下水位等。研究土壤化学性质用的土样，只要求在特征深度处能采到足够数量（如1～2公斤）的样品，而不必保持原来的形状。

② 土壤学学习方法

土壤物理学 主要研究土壤中固、液、气三相体系的物理现象及其变化规律。内容包括：土壤水分的保持和移动及其对植物的有效性，土壤空气的组成与交换，热的传导与转化，土壤固相的组成与排列，土壤的力学性质和电、磁性质等。
土壤化学 主要研究土壤固、液相的化学组成、化学变化以及固液相之间的反应。内容包括土壤固体颗粒的表面化学性质及阳离子交换，土壤溶液及土壤的酸碱性、氧化还原性等。
土壤生物学 主要研究栖居于土壤中的有机体(主要是微生物)的活动及其与土壤中物质转化和循环的关系。内容包括土壤中微生物的数量、组成及分布规律，碳、氮、磷、硫等元素的生物循环，生物固氮作用以及有机质的分解和腐殖质的形成及其对土壤肥力的影响等。
土壤肥力与植物营养学 主要研究土壤供应矿质养分的能力及其影响因子与植物营养的关系。内容包括土壤肥力的实质及其指标，土壤养分的强度因素和容量因素土壤和植物的营养诊断，主要作物对土壤肥力的要求等。
土壤地理学 主要研究土壤与自然地理环境的关系，内容包括土壤的形成、分类、分布及土壤调查、制图等。
土壤矿物学 主要研究土壤矿物的结构、组成、性质和化学反应。内容包括粘土矿物和氧化物的数量、组成以及相互间的反应，土壤中各种元素的迁徙状况，粘粒与有机质之间的相互作用，矿物的形成与转变以及矿物鉴定等。
土壤管理学 主要研究人工措施对土壤和作物生产的影响，内容包括耕作、施肥、灌溉、排水及其他改良、保护措施对土壤肥力、生产力和作物产量的影响。
土壤学经历了近代150余年的发展，已经形成了一套较为完整的研究方法，主要有：
野外调查法 ，即在野外(田间)通过对土壤形成因素和剖面形态的观察，并结合对周围自然地理环境和土壤利用情况的综合分析来掌握土壤的基本特征。这是研究土壤的形成、分类、分布、肥力特征以及进行土壤制图的最基本的传统方法之一。
实验室研究 ，即在实验室内借助各种仪器设备和温室设施等对土壤的物理、化学、物理化学和生物学性质等进行定量或定性的测定，或对土壤肥力水平进行生物学试验(水培、砂培或土培)和模拟试验等。
定位研究法 ，即在田间选定某一土壤或某一地区，对土壤的某种届性或过程进行长期、系统的观察测定，以研究其动态变化和发展趋势及其对土壤性质或肥力的影响。最常用的方法是田间生物试验法和排水采集器法。

③ 土壤学的研究方向

1. 土壤化学与肥力
2. 土壤资源遥感与信息系
3. 生态系统养分循环及其调控
4. 土壤环境化学与污染环境修复
5. 土壤碳循环与全球变化
6. 土壤生态学
7. 土壤物理学

④ 土壤质量评价方法主要有哪些

土壤质量评价一般有单一污染物的单项评价和多种污染物的多项评价。污染物的种类不同，对土壤质量的影响也不同，因此也可按土壤污染的主要污染物分为有机物污染评价、重金属污染评价、生物污染评价和放射性污染评价等。如要了解土壤质量的变化，还可以进行土壤物理评价、土壤生物评价、土壤化学评价等。在单项和多项评价的基础上可进行综合评价。为了解不同时期的土壤质量状况也可进行回顾评价、现状评价和影响评价。

土壤质量的评价方法在国际上尚无统一的标准，国内外提出的土壤质量评价方法主要有以下几种：
多变量指标克立格法（MVIT）
Smith(1993)利用多变量指标克立格法来评价土壤质量。这种方法可以将无数量限制的单个土壤质量指标综合成一个总体的土壤质量指数，这一过程称为多变量指标转换（），是根据特定的标准将测定值转换为土壤质量指数。各个指标的标准代表土壤质量的最优的范围或阈值。该方法的优点是可以把管理措施、经济和环境限制因子引入分析过程，其评价范围可从农场到地区水平，评价的空间尺度弹性大。
土壤质量动力学法
Larson(1994)提出土壤质量的动力学方法，从数量和动力学特征上对土壤质量进行定量。某一土壤的质量可看作是它相对于标准(最优)状态的当前状态，土壤质量(Q)可由土壤性质qi的函数来表示：Q=f(qi…n)。
描述Q的土壤性质qi，是根据土壤性质测定的难易程度、重视性高低及对土壤质量关键变量的反映程度来选择的最小数据集。例如，土壤生产力指数（PI）是由土壤pH、容重、有效水容量对根系生长的满足度计算的，用来估计土壤侵蚀对土壤生产力质量及其变化的影响。该法适用于描述土壤系统的动态性，特别适合于土壤可持续管理。
土壤质量综合评分法
Doran等（1994）提出土壤质量的综合评分法，将土壤质量评价细分为对6个特定的土壤质量元素的评价，这6个土壤质量元素分别为作物产量、抗侵蚀能力、地下水质量、地表水质量、大气质量和食物质量，根据不同地区的特定农田系统、地理位置和气候条件，建立数学表达式，说明土壤功能与土壤性质的关系，通过对土壤性质的最小数据集评价土壤质量。
土壤相对质量法
通过引入相对土壤质量指数来评价土壤质量的变化，这种方法首先是假设研究区有一种理想土壤，其各项评价指标均能完全满足植物生长的需要，以这种土壤的质量指数为标准，其它土壤的质量指数与之相比，得出土壤的相对质量指数（RSQI），从而定量地表示所评价土壤的质量与理想土壤质量之间的差距，这样，从一种土壤的RSQI值就可以表示土壤质量的升降程度，从而可以定量地评价土壤质量的变化。该方法方便、合理，可以根据研究区域的不同土壤选定不同的理想土壤，针对性强，评价结果较符合实际。

⑤ 土壤有机质含量的测定方法有哪些

测定土壤有机碳的方法有两类，一类是将土样中有机碳高温氧化后测定释放出的二氧化碳的量，此类方法所得的结果中也包括了土壤中以碳酸盐形式存在的无机碳和以高度缩合的、几乎为元素态的碳（碳、石墨、煤）。另一类是用氧化剂在一定温度下氧化有机碳后测定消耗氧化剂的量，再换算为有机碳的量。

这类方法不包括高度缩合的碳和碳酸盐形式的无机碳，快速简便且不需要特殊的设备和操作技术，至今仍是通用的常规方法，其中最通用的是重铬酸钾氧化-外加热法。

利用170〜180°C油浴使加有重铬酸钾氧化剂和硫酸的土壤溶液沸腾5min，土壤有机质中的碳被重铬酸钾氧化为二氧化碳，而重铬酸钾中六价铬被还原成三价铬。

剩余的重铬酸钾用二价铁的标准溶液滴定，根据有机碳被氧化前后重铬酸钾消耗硫酸亚铁的量，计算出有机碳的含量，进而换算出土壤有机质含量。

(5)土壤物理研究方法扩展阅读：

土壤有机质的生态效应：

1、提供作物养分的作用

土壤有机质含有作物生长所需要的各种营养成分，随着有机质的矿质化，不断地释放出来供作物和微生物利用，同时释放出微生物生命活动所必需的能量。

在有机质分解和转化过程中，还可产生各种低分子有机酸和腐殖酸，对土壤矿物质部分都有一定的溶解作用，促进风化，有利于养分的有效化。此外，土壤有机质还能和一些多价金属离子络合形成络合物进入土壤溶液中，增加了养分的有效性。

2、保水、保肥和缓冲作用

土壤有机质疏松多孔，又是亲水胶体，能吸持大量水分。据研究资料表明腐殖物质的吸水率为5000～6000g/kg，而黏粒的吸水率只有500～600g/kg，腐殖质的吸水率是黏粒的10倍，能大大地提高土壤的保水能力。

土壤有机胶体有巨大的表面能并带有正、负电荷，且以带负电荷为主,所以它吸附的主要是阳离子。其中作为养料离子的主要有K+、Ca2+、Mg2+等。

这些离子一旦被吸附后就可避免随水流失，起到保肥作用，而且随时能被根系附近的H+或其他阳离子交换出来，供作物吸收，仍不失其有效性。

3、促进团粒结构的形成，改善土壤物理性质

土壤有机质在土壤中主要是以胶膜的形式包被在矿物质土粒的表面上。一方面，腐殖物质胶体的黏结力比沙粒强。因此，有机肥料施入沙土后可增加沙土的黏性，有利于团粒结构的形成。

另一方面．由于土壤有机质松软、絮状多孔，而黏结力又不像黏土那么强。所以黏粒被它包被后，就变得松软，易使硬块散碎成团粒。这说明有机质能使沙土变紧，使黏土变松，改善了土壤的通气性、透水性和保水性。

4、腐殖酸的生理活性

据研究资料表明，腐殖酸分子中含有酚、羧基等各种功能团．因而它们对植物的生理过程产生多方面的影响。腐殖酸能改变植物体内糖代谢，促进还原糖的累积，提高细胞渗透压，从而提高了植物的抗旱能力。

腐殖酸能提高酶系统的活性，加速种子发芽和养分的吸收，从而增加生长速度。腐殖酸能增加植物的呼吸作用。增强细胞膜的透性从而增加对养分的吸收能力。并加速细胞分裂增强根的发育。

5、减轻或消除土壤中农药的残毒和重金属污染

土壤腐殖物质胶体具有络合和吸附的作用，因而能减轻或消除农药的残毒和重金属的污染。据研究资料报道，胡敏酸能吸收和溶解三氯杂苯除草剂和某些农药。腐殖物质能与重金属离子络合，从而有助于消除土壤溶液中过量的重金属离子对作物的毒害作用。

⑥ 土壤学相关资料

03黄昌勇

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⑦ 土壤重金属含量变化的研究方法

1.土壤重金属来源及其预测方法

富含重金属的土壤是引发土壤重金属生态危害效应的物质基础。矿化作用、富含重金属的黑色岩系地层等特殊地质背景条件下发育形成的富含重金属土壤，各种人类污染作用如矿山开发、金属冶炼、污水灌溉、化肥和农药施用、大气干湿沉降、垃圾和污泥农用等人类活动不断向土壤输入重金属元素，通过长期的累积同样可以形成土壤重金属富集异常区，这些地区是土壤重金属生态风险预测评价的重点区域。

可以采取多种方法研究土壤重金属的累积变化趋势。

1）通量计算法。即通过对研究区内灌溉水、化肥农药、大气干湿沉降等各种输入端元，以及农田退水、作物收割带出、水土流失、向地下的淋滤迁移等输出端元的代表性样品的监测采样分析，计算土壤重金属的输入输出通量及其净增量，从而预测土壤重金属含量变化趋势。通量计算法具有覆盖面积广、采样测试工作量较小、可操作性较强、研究周期较短（根据1～2年的调查监测资料即可进行初步预测）的优点。但是，采样分析涉及介质类型较多，要求监测点、样品代表性强，各类样品特别是水样的采样和分析质量要求高，当然，一次性采样或监测时间过短（如大气沉降）必然影响到研究成果的可信度。

2）动态监测法。即建立土壤环境地球化学监测网络，在监测点上重复采集分析土壤样品，获取土壤重金属含量、土壤理化指标和重金属存在形态的动态变化资料，确定重金属累积与活化的变化规律，以监测数据为依据建立模型进行科学预测。其优点是数据资料及预测结果可信度较高，但是要达到预测目的需要进行长期的监测分析，研究周期长。

浙江省农业地质环境调查主要是利用了相隔10余年的2次区域土壤地球化学调查资料，结合与区域土壤环境背景值调查、第二次土壤普查数据的对比，统计得出了土壤重金属累积速率和土壤酸化趋势。根据过去十多年间土壤重金属累积与酸化速率，采用线性模型预测若干年后土壤重金属含量、土壤酸碱度值（见本章第三节），从而预测评价土壤环境质量及其生态风险。

2.土壤重金属元素总量对可浸提量的影响

从已有研究成果来看，除了表生地球化学活动性较强的重金属元素Cd之外，土壤中多数重金属元素主要以活动性弱的残渣态、有机结合态和铁锰氧化态存在，而水溶态、离子交换态等活动态组分所占的比例极小，并且从理论上讲经由各种输入途径进入土壤的重金属元素通过物理、化学、生物的复杂作用最终达到平衡时，也应该主要以稳定态存在，这就意味着尽管输送进入土壤的重金属总量很大，但实际产生危害作用的重金属浸提量的增长幅度可能要小得多，即土壤重金属生态危害作用与其污染程度（以重金属总量衡量）并不一定相称。

研究表明，土壤重金属总量对其可浸提量有着显着的影响。由表5-17可见，除了Hg和浙北、浙东地区的As之外，其他各种重金属可浸提量与其总量间具有较好的相关性，多数情况下两者间达到显着正相关性，即土壤重金属可浸提量随总量的增加而线性增长。以浙北地区Pb为例，土壤中Pb可浸提量与全量的回归方程为：

w（Pb_浸提量）=0.224×w（Pb_全量）-1.712

按照这一方程，假设污染影响下土壤Pb含量从25mg/kg上升为75mg/kg，则土壤中可浸提态Pb相应从3.88mg/kg上升为15.06mg/kg，显然，土壤Pb污染的生态危害风险大大上升。

表5-17 浙北、浙东、浙中地区土壤重金属全量与有效量相关系数

注：置信度为0.01时，显着相关的临界值为F₁₀₀=0.254。

由此推断，尽管土壤重金属生态危害程度与其总量不完全一致，但土壤重金属总量的增长仍然是引发重金属生态危害的物质基础。本章第四节指出，浙北、浙东地区土壤中Cd、Cu、Pb、Zn等多数有害重金属元素含量具有较快的累积富集趋势，因此，土壤重金属可浸提量及其生态危害风险也在增加。