我国土壤化学研究工作的回顾(1949-1989)

虽然我国的土壤化学基础很薄弱，但是四十年来的发展是迅速的。研究工作已触及土壤化学的各个领域，其中以土壤胶体、离子吸附和电化学等方面的研究较为系统和深入。尤其重视土壤肥力的化学。此外，还提供了我国主要土壤类型的化学组成和化学特征，对红壤和水稻土的物理化学性状进行了详细研究。虽然我国土壤化学在各方面取得了不少进步，但面临的生产问题和理论问题，要求土壤化学的研究工作进一步提高。     

新时代土壤化学前沿进展与展望

土壤化学是重要的土壤学基础分支学科。在回顾了土壤化学发展历程的基础上,梳理了土壤化学的四个前沿交叉方向,并展望了土壤化学与其他相关学科的交叉发展趋势,以期寻求新的学科增长点。土壤化学经历了从恒电荷到可变电荷土壤学说演变,我国在土壤电化学、根际土壤化学、土壤化学-物理-微生物界面反应等方向逐步领跑。新时代中国已经发展成为国际土壤化学的研究中心之一,尤其在土壤化学与微生物学、地球化学、矿物学、环境化学等交叉领域取得了突破性发展。同时,发展并运用同步辐射、微流控联用光谱能谱、高分辨显微镜、光谱电化学等实时、原位、高精度研究方法,推动土壤化学研究取得了长足的进步。新时代的土壤化学具有三个重要发展趋势,首先系统揭示地球表层系统中物质循环与能量交换的土壤化学机制,实现"0到1"的土壤化学原创性成果的突破;其次需要综合运用地球表层系统理论,从多界面、多要素、多过程的"三多"交互耦合;再次,需要加强与地球宜居性这一人类重大命题的交叉融合,为生态文明建设、土壤污染防治攻坚战、全球变化等国家重大需求提供理论支持。     

土壤化学现象中的能量关系

自然界中的各种化学现象,归根到底是能量的各种形式的表现及其相互转化,土壤中的化学现象,作为化学现象中的一种特殊表现形式,也应遵循这些基本规律。在土壤学发展的早期,人们只能够从表面上孤立地看待土壤中的各种化学现象,以后随着物理化学和胶体化学的理论和方法的进展及其在土壤学研究中的应用,从五十年代起,开始从能量关系方面,研究土壤化学现象的本质,并且在最近几年来,发展成为土壤化学研究中极为活跃的一个领域。     

土壤学的新分支——计量土壤学(Pedometrics)的形成与发展

计量土壤学(Pedometrics)是土壤学一个新兴的分支,是经过澳大利亚、美国、欧洲等许多国家的土壤学家近三四十年的努力,而逐渐发展建立起来的。在2002年第17届国际土壤科学大会后成立了计量土壤专业委员会,与传统的土壤地理、土壤发生、土壤分类等专业委员会并列。本文就国际上计量土壤学产生的理论背景和技术背景,以及发展过程做一个综合的介绍,对我国在计量土壤学方面的相关工作进行了总结和讨论。     

固碳土壤学的核心科学问题与研究进展

土壤碳固定是当前有关陆地生态系统碳循环与全球变化的地球表层过程研究的重要优先领域。国际社会对全球农业温室气体减排的需求，驱动着土壤学对土壤固碳容量与潜力、固碳与减排的过程与机理的前沿探索，并越来越呈现为一个独特的土壤学新兴分支学科——固碳土壤学（SoilScience of C Sequestration）。本文围绕固碳土壤学的基本科学问题，回顾了最近10多年来，特别是最近5年来国内外关于土壤固碳研究的主要进展，讨论了固碳土壤学中的核心科学问题是土壤固碳容量与固碳作用的机理，论述了土壤物理保护、碳化学结合与碳化学转化稳定与固碳容量及稳定化的关系，提出了土壤-植物（作物）-微生物相互作用是当前固碳土壤学的前沿领域和深化方向，并结合国内对水稻土固碳的研究进展，提出了固碳土壤学的概念性框架，认为我国亟待加强固碳土壤学研究，深入探索我国农业经营管理特色下土壤固碳容量、过程、机理，丰富和发展农业土壤碳循环理论，并服务于全球变化生物学和国家碳管理。     

我国农业持续发展和生态环境中重大土壤问题的化学机理研究建议

文章针对我国土壤学的发展状况及农业生产现状提出了有关土壤化学方面的研究课题。供土壤工作者参考。     

《中国土壤图集》的编制特点和方法

《中国土壤图集》(简称图集)是我国第一部综合性的土壤专题图集。图集总结了大约半个世纪特别是新中国建立以来我国土壤学的研究成果,较全面、系统地反映了我国土壤的主要类型及其分布规律,土壤基本性质的地理特点,土壤分区和利用概貌,展示了我国土壤资源和土壤肥力概况^[1]。它的编制标志着我国土壤制图工作进入了一个新的发展阶段。总结图集编制的经验,对于探索专题图集编制的理论方法和推动我国土壤制图的发展是不无裨益的。     

土壤健康评估指标、框架及程序研究进展

土壤健康已经成为土壤学中的研究热点。对土壤健康进行科学的评估是进行土壤健康管理和实现可持续发展目标的基础。然而，由于土壤具有多种属性和生态服务功能，科学的进行土壤健康评估面临着巨大的挑战。本文回顾了土壤健康概念的发展历程，总结了进行土壤健康评估的物理、化学和生物指标及其表征意义；介绍了目前常用的土壤健康评估框架及其适用性，梳理了土壤健康评估的一般程序，并指出我国未来的土壤健康评估应该关注碳汇指标、生物指标和环境指标。本文旨在为建立符合我国国情的土壤健康评估方法提供借鉴。     

城市土壤研究的深化和发展—简评首届“城市、工业、交通和矿区土壤”国际学术会议

城市土壤对传统土壤学而言是一个全新的概念，这一方面因为传统地认为城市“没有土壤”，更重要的是因为传统土壤学占优势地服务于农业，虽然70～80年代以后土壤与环境之间的关系研究成为土壤学的重要组成和发展方向。 80年代后期城市和工矿区土壤(通称城市土壤)逐渐被重视。一系列城市土壤制图最先在德国的一些城市开展，美国也在90年代初开展了纽约的城市土壤调查和制图，并提出了几个城市土壤土系。这些研究的兴起，重要的原因在于逐渐认识到城市土壤的特殊性、复杂性和其对生态环境的重要影响。1989年德国土壤学会成立了城市土壤工作组，这可能是世界上首个成立的城市土壤研究专门学术组织，它极大地推动了城市土壤研究在德国和其他地区的影响。 与此同时，人为土的研究在国际土壤学界逐渐得到重视。中国、俄罗斯、荷兰、美国、比利时等国家的土壤学家差不多同时开展了专门针对人为土的研究。在1994年成立的国际土壤学会WRB(World Reference Base for Soil Resources, 世界土壤资源参比基础)工作组中，中国(中国科学院南京土壤研究所龚子同研究员)被授权协调WRB中人为土的研究。中国在人为土研究中领先的重要原因是其悠久的农业历史，更重要的是在这个时期开展的“中国土壤系统分类研究”(中国科学院特别支持和国家自然科学基金重点资助项目)将人为土纲单独设立并发展了一系列完整的人为土诊断层和诊断特性，在国内外产生了重要影响。 城市土壤本质上讲是一类扰动人为新成土。因此这两个方向有诸多重要的共同点。正是在这种背景，1998年在法国Montpellier第16届国际土壤学大会上正式成立了“城市、工业、交通和矿区土壤”工作组(Soils in Urban, Industrial, Traffic and Mining Areas, SUITMA)。德国ESSEN大学的W.Brughardt教授和法国NANCY大学的Morel教授分别担任正副主席。有趣的是，他们都来自现代工业发源地的Ruhr(鲁尔)地区。 SUITMA成立后首次正式活动就是2000年7月12～19日在德国ESSEN大学召开的首届SUITMA国际会议。会议受到全世界有关土壤工作者的关注。来自40多个国家的200多名土壤学家首次专门地研讨城市土壤研究中各方面的问题，因此这次会议是城市土壤研究的国际性检阅，比较集中地反映了各国在这一领域的研究现状。从这次会议来看，在最近几年时间内，城市土壤研究取得了重要的进展，在内容上更加深化，在范围上更加广泛，在方法上更加成熟，在目的上更加多元。 首先，在研究内容上广泛和深化。目前主要内容包括：1.城市土壤物质来源和组成及其对土壤性质的影响；2.城市土壤的形态学特征；3.城市土壤的物理、化学性质；4.城市土壤的分类；5.城市土壤的退化和环境质量；6.城市土壤与水质的关系；7.城市土壤与大气尘埃的关系与大气质量；8.矿区、工业区土壤的恢复(包括腐殖质的形成与水分性质改良，污染土壤的恢复治理则已经成为一个相当大而新的领域)；9.人为(工)土壤物质的特性和应用。 在更为广泛的一些范围内，关于人为土壤与过去人类活动关系的研究，实际上是土壤学与考古学的结合，现在也成为英国、东欧(罗、匈、捷)、美国土壤学家的课题。 这次会议展示了一些新的研究方法，他们虽然在其他学科中已经应用，但在土壤科学中主要是针对城市土壤的特性发展起来的。如GPR在城市土壤调查和制图中的作用受到重视。因为城市土壤的准石质性和层次混乱性，传统的采样方法很难定义土壤的空间变异。GPR能提供连续的层次变异特征，为城市土壤的空间分布研究和制图提供了十分有力的参考。 另一个重要的方向是磁学方法的应用。磁学方法在传统土壤学中已有应用，但由于常规方法已普及并且能解决一般土壤学问题，所以磁学方法并没有在常规实验室中普及。而对于城市土壤而言，磁学性质与土壤诸多性质，特别是重金属含量有密切关系，因而在专题制图(如重金属污染程度)中有重要的意义。 城市土壤研究的另一个重要特点是诸多分支甚至学科的综合。如传统的土壤制图多以土壤形态学指标作为区分单元的依据，而在城市土壤中则常以污染物、石质性、粗骨性或物质来源为单元划分标准，因此常需要土壤物理、化学性质研究作为前提。又如城市的地表封闭特征又使城市土壤研究涉及城市水文学理论和方法。 短短几年时间内，城市土壤研究对象和目的有明显的发展。虽然大多数国家目前还处在最基本的认识与调查阶段，但从趋势来看，研究目的更加多元化，包括水、气环境质量保护，土壤恢复与重建，城市生态建设，城市规划，甚至法律法规标准的制定(如德国制定了联邦土壤保护法，各州还有和城市土壤相关的城市径流入渗条例)。 我国的城市土壤学研究已经起步，对南京城市土壤进行了初步研究，并培养了首位专攻城市土壤研究的博士。本次会议，作者是学术组织委员会成员之一，并作为“未知的城市土壤”专题召集人召集分会，从侧面反映了我国在城市土壤研究的地位。假以我国在人为土研究方面的特色和经验，充分注重古老而又迅速扩展的我国城市群中的特点、问题，相信我国城市土壤研究将迅速扩展和深入。     

中国土壤化学的研究与展望

回顾土壤化学中重要研究领域的研究进展,可为21世纪土壤科学的长远发展提供基础学科分支的理论依据。本文在简短回顾我国土壤化学发展历程的基础上,总结讨论了近年来我国土壤化学的研究特点、现状及部分进展,并据此对该领域的未来研究趋势及重点发展方向作了概括性展望。综合分析认为,对土壤进行宏观调控要以土壤微观性质的认识为前提。新近基于分子尺度微观光谱技术对土壤微观性质的原位观测及认识的飞跃是近年来我国土壤化学研究领域迅速发展的基础;近代土壤学、环境科学、生态学、生物地球化学、化学、生物学以及地质医学等多学科的交叉与渗透又进一步拓展了传统土壤化学研究的领域,促进了土壤化学多个分支学科的形成和发展;立足农业生产,同时着眼于人类生存环境转变,建立具有中国特色的可变电荷土壤化学理论与技术体系,完善现代土壤学理论,是今后中国土壤化学研究的重要发展方向。     

激光诱导击穿原子光谱在土壤分析中的应用

土壤分析是土壤学研究及应用的前提和基础,传统化学土壤分析方法逐渐不能适应现代土壤学海量信息数据快速获取的需求。激光诱导击穿光谱作为一种全新的、反映土壤组成元素原子信息的光谱技术,其无需对样品进行复杂前处理,可实现原位、快速、多元素连续在线检测,每条光谱记录土壤样本独一无二的特征,可以视为土壤“指纹”,成为现代土壤分析的有效技术之一。首先介绍和分析了激光诱导击穿原子光谱的原理、光谱获取的主要影响因素、光谱数据处理的化学计量学方法等;然后阐述和梳理了基于激光诱导击穿光谱技术在土壤分析方面的应用成果和进展,包括土壤鉴定、土壤养分评估、土壤重金属测定、微观/介观尺度土壤原位表征等;最后讨论和总结了激光诱导击穿光谱技术在土壤分析中所面临的挑战及其应用展望。     

土壤地理学的未来

实现了工业化的发达国家的土壤学的研究重点已转向土壤环境保护问题,而发展中国家研究土壤学的首要任务是解决粮食问题,同时兼顾环境问题。因此,我国土壤地理学的研究重点应放在土壤系统分类、土地资源和宏观的土壤环境保护3个方面。与此同时,还应注意加强基础学科新成果、遥感和计算机等新技术的应用。     

土壤物理学研究的现状、挑战与任务

根据新近土壤物理学研究进展,论述了土壤物理学在土壤学中的定位和在自然科学和社会可持续发展中的地位;从研究的对象、内容、尺度、理论、方法和测定技术方面,阐述了土壤物理学的研究现状;分析了新形势下土壤物理学面临的挑战;提出了我国土壤物理学研究未来10年5个方面的主要任务,即:农业可持续发展中的土壤物理问题,土壤结构形成过程及其稳定性,土壤中能量传输和物质运移过程,土壤性状及过程的时空变异与尺度转化,土壤物理过程与土壤化学、土壤生物过程的耦合。     

对第18届国际土壤学大会召开的认识与体会

1关于土壤学研究的一些新思路1.1土壤学研究的前沿是当前土壤科学研究的新方向这次土壤学大会的主题是“土壤科学的前沿:技术与信息时代”。研究纲领是“土壤学的进步”,也就是说,土壤科学研究的前沿,集中在土壤学的进步之上,即重点集中在遥感、地理信息系统、景观分析、分子尺度的先进分析技术、环境土壤生物学、植物/土壤界面过程、土壤过程和反演的计算机建模、精确农业以及其他信息科学和技术的应用等方面。     

植物根系对土壤团聚体形成作用机制研究回顾

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,土壤水力侵蚀的微观描述即为土壤团聚体的破裂过程。研究表明:植物根系可以改变土壤的力学以及水文特征,促进土壤团聚体的形成和稳定。因此,对近20年国内外的相关研究成果进行较为系统的回顾,从根系对土壤团聚体的物理、生物、电化学作用3个研究视角,分析了植物根系对土壤团聚体形成的作用机制,提出了现有研究中存在的问题及研究趋势,这对深入认识植物根系对土壤团聚体的影响及其作用机制、发展根-土相互作用的土壤侵蚀过程模型具有重要的意义。     

熊毅教授与我国土壤科学的发展——缅怀熊毅教授

熊毅先生是我国老一辈著名土壤学家,是中国土壤科学的开拓者和奠基人之一.他毕生致力于土壤科学研究,以创新的思想,开辟了中国科学研究的许多新领域;坚持理论联系实际,勇于承担国家重大生产建设任务,为我国农业发展作出了重大贡献;严谨治学,率先垂范,为祖国培养了一大批土壤学的学术带头人.他曾较长时间地担任中国科学院南京土壤所的领导工作,确立了土壤研究所在当时的学科发展和社会服务方向,扩大了土壤研究所在国际上的影响.由于他为祖国土壤科学发展所作出的突出贡献,1980年当选为中国科学院生物学部委员(现科学院院士).熊毅先生离开我们已近20年了,但他的学术思想至今仍深刻地影响着我国土壤学的发展.我们今天缅怀熊毅先生,就是要继承和发扬他求实创新,把自己的毕生精力奉献于祖国建设的崇高精神,不断地把我国的土壤学事业推向前进.     

提升对土壤认识, 创新现代土壤学

土壤是农业生产的基础,是人类赖以生存的基石,也是人类食物与生态环境安全的保障。随着现代科技和国家社会经济的快速发展,土壤的地位与功能正在发生变化。本文基于土壤与土壤学科及国民经济发展需求的关系为出发点,指出了当前对我国土壤的重要性认识正在从农业生产向环境安全、资源利用、生态健康及全球变化等方向转变与提升。同时,明确了现代土壤学的内涵和创新现代土壤学的战略思想,全面、系统、前瞻性地提出了现代土壤学的研究前沿与特点,以及现代土壤学研究领域所面临的挑战与展望,为我国现代土壤学的发展指明了方向。     

新时代土壤地理学的发展现状与趋势

土壤地理学是研究土壤时空分布规律、形成过程及其资源环境效应的土壤学学科分支，其主要目标和任务是理解土壤形成演化的关键过程与影响因素并预测未来土壤-环境的共同演化特征，揭示土壤资源分布规律、利用前景和保护对策，为农业、生态环境保护等提供科学依据，支撑土壤普查、耕地保护等国家目标。21世纪特别是新时代10年以来土壤地理学取得了一些重要的进展，研究对象和内容也发生了很大的变化，逐渐向以土壤为核心的地球表层系统科学发展，高强度人为活动和全球气候变化背景下的土壤时空演变研究愈加活跃。土壤地理学主要发展趋势包括土壤信息获取方式正在发生变革，数字土壤制图向融合过程机理与数据驱动发展，土壤时空信息的应用范围更加广泛。未来土壤地理学优先发展领域包括：以关键带研究带动土壤发生和演变研究的革新，基于多传感器的土壤综合观测原理与技术，多尺度数字土壤制图与时空变化预测等。     

数字土壤及其应用研究进展

数字土壤是近年来国内外土壤学研究的热点和前沿领域之一。文章阐述了数字土壤的概念和发展过程;总结数字土壤在各专业领域的应用,并对研究中出现的问题进行了深入的分析;最后展望了数字土壤的发展前景,提出了相关的建议。     

关于土壤分类问题的商榷(以新疆土壤分类为例)

土壤分类是土壤学的中心理论问题之一,也是土壤地理学的重要组成部分,它主要研究土壤分类、命名的原则和系统。土壤分类的研究成果可以反映土壤学研究的水平,特别是反映土壤地理学和土壤发生学的水平。整个土壤学领域内其他分支的研究,也都必须引用土壤分类的研究成果。土壤分类的研究既影响到科研和教学工作的进行,也关系到土壤科学的研究成果在农业生产实践中的推广和运用。