1.2.5土壤气体及其环境生态意义在线视频

同学们

现在我们一起来学习土壤气体及其

环境生态意义

土壤气体主要从大气中渗透而来

其次是土壤内部进行生物化学过程的产物

所以我们说土壤气体的数量取决于

土壤的孔隙状况和含水量

在土壤固 液 气三项体系中

土壤气体存在于土体内未被水分所

占据的孔隙中

在一定容积土体内孔隙度不变时

土壤含水量和气体含量是互为消长的关系

土壤气体的数量受孔隙状况和含水量

变化的影响

而其组成的变化则同时受土壤中各种

化学 生物化学反应及土壤气体与大气

相互交换的空气运动的影响

下面我们来看土壤气体与大气组成的异同

我们来看土壤的空气主要来源于近地大气

因此土壤气体从它的主体构成依然是

氧 碳 二氧化碳为主

但是受到土壤体系内生物化学 化学过程的影响

那么土壤气体的氧含量会下降

而氮含量会上升

这是需要我们注意的

下面我们来看土壤通气性

土壤通气性

又称土壤气体运动或土壤气体更新

指的是土壤气体与近地层大气的交换过程

土壤气体的运动主要分为两种

即对流和扩散

这两个过程是土壤气体更新的主要途径

其中土壤气体的对流是指土壤与大气间

由总压力梯度推动所产生的气体的整体流动

引起压力差的原因包括大气气压变化

湿度梯度

土壤表面的风力及降水 灌溉等

都会对土壤气体的对流产生影响

而土壤气体的扩散则是土壤与大气间

气体交换的 最重要的物理过程

此过程中各基地成分按各自的气压

梯度进行流动与交换

主要原因就是土壤生物的活动

也就是土壤呼吸

我们来看土壤气体对流的计算公式

Qv为气体的容积对流量

它主要与土壤气体压力梯度成正比

同时受土壤孔隙透气率和土壤气体

粘度的影响

下边是土壤气体扩散的一个公式

我们来看

那么在土壤的两端

那么它的空气通过的一个实际距离下

两端的气体分压的压差

与土壤气体的扩散速率成正比

同时会受到气体扩散系数

气体通过的截面积以及土壤孔隙度的影响

而土壤大孔隙数量

孔隙的连续性和充满程度

是影响气体交换的重要条件

一般情况下

土壤大孔隙多

互相联通

又没有被水充满

就会比较有利于土壤集体的交换

另一方面

当土壤被水饱和的时候

气体交换就会难以进行

下面我们来看土壤通气性的环境生态意义

首先我们来看土壤通气性对植物的影响

土壤通气性会为植物提供呼吸所需要的氧气

一般情况下通气良好的时候

植物根系的生理活动就会比较旺盛

相反通气不良时植物根系发育就会受阻

当氧浓度低于9%~10%的时候

植物根系发育会受到影响

进一步当氧含量低于5%

大部分植物根系就会停止发育

下面我们来思考一下

从通气性的角度出发

土壤质地是如何会对植物修复效率

产生影响的

大家可以从这样的角度来考虑

比方说土壤质地不同的时候

土壤质地是粘土还是沙土

那么它的通气性如何

它的含水率如何

比较黏重质地的土壤

那么它必然氧含量相对是比较低的

那么自然会影响植物根系的生长

以及植物的生物量活性等

从而对植物修复效率产生影响

我们再来看土壤通气性对于土壤

微生物的影响

类似的通气良好的时候

耗氧微生物活动相对会比较旺盛

而通气不良时厌氧微生物就会滋长

我们在来看土壤通气性对土壤养分转化的影响

当通气良好时

土壤中的有机质会迅速发生分解

而且分解的会相对比较彻底

生物可利用吸收的速效养分也会相对较多

相反

当通气不良的时候

有机质的分解速度就会降低

养分释放的速度也会缓慢

同时还会容易产生对生物有毒的

硫化氢等还原类的物质

最后我们来看土壤通气性对污染物

迁移转化的影响

通气良好时就是耗氧氧化环境

通气不良时是典型的厌氧还原环境

而耗氧氧化和厌氧还原就形成了土壤

环境体系的氧化还原体系

当通气良好的氧化环境时

有机污染物就会容易发生氧化分解

此时土壤的重金属污染物

比较容易以高价态存在

相反

通气不良的厌氧还原环境

有机污染物会发生还原

重金属污染物则容易与还原态的状态存在

像金属硫化物

硫化镉

硫化铅等多为沉淀

会影响到重金属在土壤环境中的迁移和转化

另外通气还可以提高有机污染物的

生物降解速率

比方说比较疏松的土质像沙土

另外载体的加入

像活性炭以及一些生物碳载体等等

都会通过提高土壤的通气率

来加强土壤有机污染物的降解

提高有机污染物的一个生物降解的速率

这一部分的课就到此

谢谢大家