第一节　土壤环境特点及其功能

一、土壤环境

土壤环境（soil environment）即地球表面能够生长植物，具有一定环境容量及动态环境过程的地表疏松层连续体构成的环境。它区别于大气、河流、海洋、森林及生物群落等其他自然生态环境，是处于其他环境要素交汇地带的中心环境要素，对人类（包括其他生物体）的生存与发展起着重要和基本的作用。土壤环境体系是由气（土壤气体）、液（土壤水溶液）、固（土壤颗粒，包括有机、无机物质和外源输入固体颗粒）三相构成的非均质各向异性的复合体系，其中由于基本的水、肥、气、热条件及生命活动为土壤环境体系的基本物质循环和转化提供条件，同时，对各种人类活动输入的污染物的迁移和转化等过程起着重要的推动作用。

二、土壤环境特点

土壤是地球陆地表面的覆盖层，是地球系统中生物多样性最丰富、能量交换和物质循环最活跃的体系，是生态环境的核心要素。土壤环境主要具备以下特点。

1.具有生产力

土壤含有植物生长必需的营养元素、水分等适宜条件，是最为重要的生产力要素之一，对社会的稳定与发展起着至关重要的作用。同时，土壤亦可作为建筑物的基础和工程材料，为多用途的生产力要素。

2.具有生命力

土壤圈是地球各大圈层中生物多样性最高的部分，由于生命活动的存在，在土壤环境中不停地发生着快速的物质循环和能量交换。

3.具有环境净化能力

土壤是由气、液、固三相组成的非均质各向异性的复杂体系，对污染物具有一定的缓冲和净化能力，是具有吸附、分散、中和、降解环境污染物功能的复合体系。

4.为中心环境要素

由气、液、固三相组成的土壤环境体系是联结大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的纽带，是自然环境的中心要素和环节，是一个开放的、具有生命力，对地球其他圈层起到深刻影响和作用的圈层。

三、土壤圈与其他圈层的关系

从圈层的观点出发，土壤圈作为与生态、水、气系统之间物质和能量交换的重要构成单元和核心环境子系统，与地球其他圈层共同作用、相互依存，对人类和其他生物的生存环境及其全球变化有着深远的影响。土壤所具有的表生生态环境维持、水分输送、耗氧输酸、物质储存与输移、物化-生物作用等功能是维持体系稳定性的重要保障。土壤圈与其他圈层的动态关系如图1.1所示。考虑土壤圈与其他圈层的动态作用，其主要功能体现在以下几个方面。

1.对大气圈的作用

土壤作为复杂庞大的多孔介质体系，与大气环境间普遍存在着频繁的水、气、热的交换，复合土壤环境中微生物、植物根系等生命活动的影响，使其在不同程度上影响着大气圈的化学组成、水分与热量平衡，对全球大气变化有明显的影响。土壤从大气中吸收O2，通过生物、化学等作用过程释放CO2、CH4和N2O等温室气体，已成为影响全球气候变化和全球变暖的重点关注对象之一。

2.对水圈的作用

土壤环境的高度非均质性会影响降水在陆地环境和水体环境的重新分配，影响元素的生物地球化学行为以及水圈的水循环与水平衡，进而影响和改变地球各圈层的生物分布。

3.对岩石圈的作用

岩石作为土壤的母质来源，覆盖其上的土壤圈作为地球的“皮肤”，对岩石圈具有一定的保护作用，可减少各种外营力对其影响和作用。

4.对生物圈的作用

土壤是各种动植物、微生物以及人类生存的最基本的环境和重要的栖息场所。土壤环境含有生物生长所必需的各种的营养成分、水分与适宜的物理条件，支持和调节生物过程，形成适应各种土壤类型的植被与生物群落，对地球生态系统的分布与稳定具有重要的作用。

四、土壤环境功能

土壤的功能主要体现在其对人类和环境的作用，重要的土壤功能包括以下几个方面（李发生，等，2009）：①作为生态系统的组成部分，控制物质循环和能量的流动；②动植物和人类生命的基础；③基因储存库；④农产品繁育的基础；⑤建筑物稳定的基础；⑥聚积大气和水污染物的载体；⑦接收沉降物质和承载孔隙水的载体；⑧防止水、污染物或其他因子进入地下水的缓冲器；⑨堆放废弃物质，如城市生活垃圾、工业固体废物、疏浚物质等的载体；历史遗留物和古生态遗物的储藏库。

此外，近年来，由于持续受到人类生产、生活等活动的影响，显著改变了土壤与外部环境的物质和能量交换过程与强度，引起土壤特征要素的改变，使土壤环境的物质组成、结构、性质和功能等体系要素在与外部环境的物质和能量交换过程中发生变化，产生各种土壤环境问题，进而对其他环境子系统产生巨大作用与影响。因此，土壤环境的自净能力和其维持表生生态环境稳定的功能愈发重要，而其受到的冲击、影响及其恢复也是广大环境工作者普遍关心的科学与技术问题。