全书共15章。前7章为环境土壤学基础部分，主要讲述土壤学的基础知识以及土壤中的重要化学过程，包括阳离子交换、化学吸附与沉淀以及化学风化；后8章为重大土壤环境问题部分，分别论述了土壤盐渍化、酸雨与土壤酸化、氮循环与氮饱和、临界负荷、土壤中的痕量金属、土壤中的有机污染物、土壤中的黑碳以及土壤有机碳库与全球气候变化。为便于相关专业学生的系统学习与自我提高，每章后附有推荐阅读书目和思考题。
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编者序
第1章 概述 1
1.1 土壤与土壤圈 2
1.1.1 土壤 2
1.1.2 土壤在生态系统中的功能 3
1.1.3 土壤圈 8
1.2 土壤的基本性质 10
1.2.1 土壤剖面及分层 10
1.2.2 土壤的组成 12
1.2.3 土壤质地 14
1.2.4 土壤结构 18
1.3 土壤环境问题与环境土壤学 19
1.3.1 环境污染与土壤环境问题 19
1.3.2 环境科学与环境土壤学 20
思考题与习题 21
主要参考文献 21
进一步阅读 21
第2章 土壤的形成与分类 22
2.1 土壤的形成 22
2.1.1 岩石和矿物的风化 22
2.1.2 影响土壤形成的因素 26
2.1.3 土壤形成的基本过程 36
2.2 土壤分类 38
2.2.1 美国土壤系统分类 39
2.2.2 中国土壤分类系统 42
思考题与习题 45
主要参考文献 45
进一步阅读 45
第3章 土壤溶液化学基础 46
3.1 基本化学原理 47
3.1.1 原子间的化学键及其他相互作用 47
3.1.2 溶液中的离子 49
3.1.3 化学平衡 53
3.1.4 氧化还原 59
3.1.5 化学反应动力学 62
3.2 土壤溶液采样分析与质量控制 64
3.2.1 土壤溶液采样方法 64
3.2.2 现场分析与样品保存 65
3.2.3 水样分析的质量保证 66
思考题与习题 73
主要参考文献 74
进一步阅读 74
第4章 土壤的固相组成 75
4.1 土壤的元素 75
4.2 土壤矿物 77
4.2.1 离子固体结构原理 77
4.2.2 主要的原生矿物及其结构 80
4.2.3 黏土矿物 84
4.3 土壤有机质 89
4.3.1 非腐殖物质 89
4.3.2 腐殖质 90
4.3.3 土壤有机质含量的测定与分组 93
思考题与习题 95
主要参考文献 95
进一步阅读 95
第5章 土壤中的离子交换 96
5.1 土壤阳离子交换容量的概念和来源 96
5.2 带永久电荷黏土矿物的阳离子交换 101
5.2.1 交换方程和离子选择性 101
5.2.2 带不同电荷阳离子间的交换 103
5.2.3 土壤胶体表面的扩散双电层 106
5.2.4 离子交换反应速率 107
5.2.5 H+参与的阳离子交换 107
5.3 氧化物和其他可变电荷矿物上的离子交换 110
5.4 有机质上的离子交换 113
5.4.1 弱有机酸的离解 113
5.4.2 有机质上的阳离子交换 115
思考题与习题 115
主要参考文献 116
进一步阅读 116
第6章 土壤中无机离子的化学吸附与沉淀 117
6.1 金属阳离子的吸附 117
6.1.1 阳离子交换过程 117
6.1.2 铝硅酸盐和氧化物矿物的化学吸附特征 118
6.1.3 化学吸附的数学模型 120
6.1.4 痕量金属吸附的选择性同pH 的关系 124
6.1.5 化学吸附金属离子的解吸 125
6.2 阴离子吸附 125
6.2.1 阴离子在可变电荷矿物上的化学吸附 125
6.2.2 阴离子吸附的数学模型 128
6.2.3 化学吸附阴离子的解吸 129
6.3 土壤有机质与金属的配位 130
6.3.1 金属有机配合物的性质和稳定性 130
6.3.2 有机质对金属的配位吸附模型 131
6.3.3 金属从有机质上的解吸 134
6.4 三元配合物 135
6.5 无机离子的沉淀和共沉淀 136
6.5.1 沉淀原理 136
6.5.2 土壤环境中的沉淀 136
6.5.3 土壤溶液中痕量元素的共沉淀 138
思考题与习题 142
主要参考文献 143
进一步阅读 143
第7章 土壤的化学风化 144
7.1 化学风化的重要性 144
7.1.1 化学风化是土壤中无机营养物质的来源 145
7.1.2 化学风化在缓冲流域酸化中的作用 146
7.1.3 化学风化对长期气候变化的影响 147
7.2 原生矿物风化的机制 148
7.2.1 长石的风化 148
7.2.2 云母的风化 149
7.3 硅酸盐矿物的溶解动力学 150
7.3.1 硅酸盐矿物的溶解反应 150
7.3.2 基于过渡态理论的风化速率模型 150
7.3.3 风化速率模型所需输入参数 157
7.3.4 确定风化速率的经验方法 162
7.4 土壤风化速率的测定 165
7.4.1 质量损失法 165
7.4.2 流域衡算法 167
7.4.3 模拟淋溶实验法 171
7.5 实例：我国土壤的风化速率 172
思考题与习题 175
主要参考文献 175
进一步阅读 175
第8章 土壤盐渍化 176
8.1 土壤盐渍化的原因与可溶性盐的来源 176
8.2 土壤盐渍化的影响 178
8.2.1 对渗透压的影响 178
8.2.2 专性离子效应 178
8.3 盐渍化土壤的分类 179
8.3.1 土壤盐渍化的参数 179
8.3.2 盐渍化土壤的分类 180
8.4 盐渍土的修复 182
8.4.1 淋溶需水量 182
8.4.2 盐碱土和碱土的修复 184
思考题与习题 185
主要参考文献 186
进一步阅读 186
第9章 土壤酸化 187
9.1 土壤pH 与酸度 187
9.1.1 土壤的储备酸 187
9.1.2 土壤pH 与交换性铝的关系 188
9.2 土壤铝的溶液化学 190
9.2.1 铝离子的水解 190
9.2.2 土壤的溶解铝和交换性铝 190
9.2.3 溶解铝的形态 192
9.3 土壤酸化 196
9.3.1 自然酸化 196
9.3.2 人为酸化 197
9.3.3 土壤的H+转移过程 206
9.4 土壤对酸化的缓冲作用 208
9.4.1 土壤的缓冲反应 208
9.4.2 土壤对酸沉降的缓冲作用 209
9.5 酸沉降引起的土壤酸化实例 211
9.5.1 欧美实例 211
9.5.2 我国实例 212
思考题与习题 216
主要参考文献 216
进一步阅读 216
第10章 土壤氮循环 217
10.1 生物圈中氮的增加 217
10.2 陆地生态系统的氮循环过程 222
10.3 氮饱和与氮沉降对森林的影响 228
10.3.1 氮状态 228
10.3.2 氮沉降影响 229
10.4 全球氮循环及人为影响 241
10.5 氮循环同气候的关系 244
思考题与习题 250
主要参考文献 250
进一步阅读 250
第11章 土壤临界负荷 251
11.1 临界负荷的概念与确定方法 251
11.1.1 临界负荷的概念 251
11.1.2 临界负荷的确定方法概述 252
11.2 稳定状态质量平衡法 254
11.2.1 土壤中的酸度平衡 254
11.2.2 土壤中的质量平衡 255
11.2.3 土壤的临界负荷 256
11.2.4 土壤的超临界负荷 258
11.2.5 土壤的临界ANC 淋溶 260
11.2.6 临界负荷模型的改进——三维临界负荷理论 261
11.3 临界负荷参数的确定 264
11.3.1 土壤参数 265
11.3.2 植被参数 267
11.3.3 沉降参数 271
11.4 酸沉降临界负荷区划 272
11.4.1 临界负荷图的绘制方法 272
11.4.2 中国酸沉降临界负荷分布 273
11.4.3 临界负荷图的分辨率转换 275
11.5 超临界负荷在我国多污染物综合控制中的应用 277
11.5.1 硫沉降和氮沉降超临界负荷现状 277
11.5.2 氮氧化物控制与二氧化硫控制之间的关系 278
11.5.3 颗粒物控制与酸沉降控制之间的关系 279
11.5.4 气候变化对酸沉降控制的可能影响 280
思考题与习题 281
主要参考文献 281
进一步阅读 281
第12章 土壤中的痕量元素 282
12.1 土壤的元素背景值 282
12.2 土壤中痕量金属的来源 284
12.3 痕量元素的生物有效性 291
12.3.1 控制步骤 292
12.3.2 化学形态与生物有效性 294
12.3.3 重金属的固液分配系数 298
12.4 生物有效性的测定 301
12.4.1 直接测定游离金属离子的浓度 301
12.4.2 膜方法——被动采样器 302
12.4.3 提取法 303
12.5 重金属污染土壤的修复 305
12.5.1 物理修复 305
12.5.2 化学修复 307
12.5.3 生物修复 309
思考题与习题 311
主要参考文献 311
进一步阅读 311
第13章 土壤中的有机污染物 313
13.1 土壤中有机污染物的分类 313
13.2 物理和化学吸附的原理 314
13.3 有机分子的吸附行为 316
13.3.1 有机阳离子 316
13.3.2 碱性分子 318
13.3.3 酸性分子 319
13.3.4 螯合剂分子 319
13.3.5 非离子和非极性分子 320
13.4 土壤对非极性有机分子的阻滞作用 322
思考题与习题 325
主要参考文献 326
进一步阅读 326
第14章 土壤中的黑碳 327
14.1 概述 327
14.2 土壤中黑碳对污染物的吸附机制 329
14.3 生物炭的作用 332
14.4 活性生物炭 339
思考题与习题 344
主要参考文献 344
进一步阅读 344
第15章 土壤有机碳库与全球气候变化 345
15.1 全球碳循环 345
15.2 大气CO2 浓度变化 349
15.3 土壤碳库对气候变化的反馈 351
15.3.1 反馈的存在性 351
15.3.2 气候和环境因素 353
15.3.3 气候波动和极端气候 354
15.3.4 生态系统的非线性反馈机制 357
15.4 利用生物炭增加土壤碳库 360
思考题与习题 363
主要参考文献 364
进一步阅读 364
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