大气CO2浓度升高对土壤重要性质影响的研究进展
摘要：温室效应的日益严峻,致使大气二氧化碳含量急剧上升,二氧化碳对环境的影响,特别是对土壤性质的影响不容忽视。本文主要阐述了土壤化学性质的特点。并分析了氮素、土壤化学性质、土壤肥力及大气二氧化碳浓度的相互关系。以及对将来生产应用的展望。
关键词：CO2浓度；氮素供应潜力；土壤肥力；土壤化学性质
在联合国IPCC发表的报告指出,二氧化碳浓度已由工业革命前的280ppmv增至现今的380ppmv,增加了约35%。而通过对冰核钻探的分析中也可确认,如今的二氧化碳浓度已经超越了地球大气过去65000年以来的记录。二氧化碳浓度的增长趋势十分明显,大气中的二氧化碳浓度成为了影响植物生长活动、土壤性质的不容忽视的因子。其中有关二氧化碳浓度上升对土壤的影响越来越受到重视,土壤中的氮素是植物生长发育过程中所需的大量元素之一,不论是从土壤的全氮关系到氮素供应潜力,都对植物的生长和产量有着重要影响。研究大气二氧化碳浓度的增加,将对土壤的化学性质、土壤养分、特别是与土壤中氮素的关系,对应对温室效应及未来土壤养分管理具有重要意义。
1 土壤性质及其作用
1.1 土壤性质及分类
土壤的物理特性主要指土壤温度、水分含量及土壤质地和结构等。土温是太阳辐射和地理活动的共同结果。不同类型土壤有不同的热容量和导热率，因而表现出相对太阳辐射变化的不同滞后现象。这种土温对地面气温的滞后现象对植物有利，影响植物种子萌发与出苗，制约土壤盐分的溶解、气体交换与水分蒸发、有机物分解与转化。较高的土温有利于土壤微生物活动，促进土壤营养分解和植物生长。土壤水分直接影响各种盐类溶解、物质转化、有机物分解。土壤水分不足不能满足植物代谢需要，会产生旱灾，同时好气性微生物氧化作用加强，有机质消耗加剧。水分过多使营养物流失，还引起嫌气性微生物缺氧分解，产生大量还原物和有机酸，抑制植物根系生长。土壤中空气含量和成分也影响土壤生物的生长状况，土壤结构决定其通气度，其中二氧化碳含量与土壤有机物含量直接相关，土壤二氧化碳直接参与植物地上部分的光合作用。土壤的质地、结构和土壤的水分空气和温度状况密切相关，并直接或间接的影响着植物和土壤动物的生活。沙土类土壤黏性小，气孔多，通气透水性强，蓄水和保肥能力差，土壤温度变化剧烈；黏土类土壤的质地黏重，结构紧密，保水保肥能力强，但孔隙小，通气透水性差，湿时黏干时硬；壤土类土壤的质地比较均匀，土壤既不太松又不太黏，通气透水性能良好且有一定的保水保肥能力。
土壤的化学性质主要包括土壤胶体、土壤酸碱性、土壤氧化还原反应、土壤离子交换作用等,它们之间相互联系、相互影响。土壤化学性质和化学过程是影响土壤肥力水平的重要因素之一。除土壤酸度和氧化还原性对植物生长产生直接影响外,土壤化学性质主要是通过对土壤结构状况和养分状况的干预间接影响植物生长。其中,土壤酸碱性的来源不仅取决于土壤溶液中的氢离子,更重要的是决定于土壤胶体上的致酸离子（如氢离子和铝离子）或致碱离子（如钠离子）的数量,也取决于土壤中酸性盐类或碱性盐的存在。一般来说,主要影响土壤酸碱性的原因包括气候因素、母质因素、生物因素和施肥和灌溉的影响。土壤的缓冲性即当加入致酸或致碱物质于土壤中时,土壤所具有的缓和酸碱度的能力,也与土壤的酸碱性密切相关。而土壤的氧化还原反应主要是大气中的氧气进入土壤,与土壤中的化合物起作用被还原的过程,土壤中的生物化学过程的方向与强度,在很大程度上取决于土壤空气和溶液中的氧的含量。另外,土壤胶体主要是指大小在1-100nm的土壤固体颗粒。主要与其相关的影响因素为颗粒大小、形状和矿质类型。土壤胶体所处的状态直接影响到土壤的物理性质,进而影响到土壤的肥力状况[1]。
1.2 土壤性质对肥力的影响
