土壤病毒的研究进展与挑战

病毒是由蛋白质和核酸组成的结构简单的非细胞型生物实体,全球病毒数量估算为4.80×10³¹,远高于具有细胞型结构的生物数量。土壤是病毒重要的储藏库,土壤中病毒主要以侵染原核生物的噬菌体为主,其数量与寄主细胞数目和土壤理化指标密切相关。虽然学术界已意识到土壤病毒在调控微生物群落结构组成、影响土壤元素循环利用、促进生物进化、以及影响动植物病害,乃至人类健康等方面可能起到重要的作用,但由于受到土壤病毒颗粒的吸附性、土壤异质性,以及研究手段和分析平台的制约,我们对土壤病毒的认知和重视程度远落后于流动的海洋等水体环境。土壤病毒宏基因组中大量的基因序列无法判断其来源及功能,被划分为未知基因,所以病毒也被喻为生物"暗物质"和最大的未知基因宝库。本文在简要介绍了病毒的形态,在土壤中数量、存在形式和多样性的基础上,着重介绍了利用分子标记基因、RAPD和宏病毒组研究技术解析土壤病毒多样性的方法及其局限性,阐述土壤病毒已证实和潜在生态功能。最后,文章提出未来土壤病毒研究应加强的研究方向,强调土壤病毒与土壤微生物耦合研究在揭示土壤生态功能研究中的重要性。     

土壤微生物与土壤营养关系研究进展

综述了土壤微生物的组成、主要作用,并提出了表征土壤肥力的微生物指标,阐述了土壤微生物与土壤肥力和土壤氮、磷、硫元素的关系,提出了今后土壤微生物和土壤营养关系的研究方向。     

土壤多样性研究趋势与未来挑战

根据2013年美国CRC出版的新著《土壤多样性(Pedodiversity)》的主要章节,结合文献综述了国际间土壤多样性研究的进展与现状,着重分析总结了土壤多样性的研究模式。首先,介绍了土壤多样性概念的提出和多样性的含义;然后,阐述土壤多样性分析的目的和方法论,涉及到多样性与土壤分类制、尺度与抽样强度等基本原则;进而,着重分析了当前土壤多样性研究的主要模式,包括威利斯曲线、土壤多样性与生物多样性、丰富度分布模型、多样性—面积的关系、多样性—时间的关系、多样性嵌套结构、多样性与土壤形成过程、多样性与景观变迁等;最后,指出由于城市的无序扩张和人口密集的工业区基础设施的建设等驱动力影响,使得土壤多样性遭到破坏,人类应该更多关注、加强对土壤圈和土壤多样性的保护。     

土壤质量研究进展与方向

本文在简要介绍和分析土壤质量的概念及其与持续农业的关系，土壤质量的评价方法，土壤质量变化的土壤退化的动因，危害及动态监测方法等方面的最新国际研究进展的基础上，对我国今后土壤质量研究工作的方向和重点领域提出了建议。     

土壤科学:环境的挑战

<正> 土壤、水和大气是构成我们自然环境的一个整体。但是,许多土壤科学家往往把土壤作为农业生产系统中独立的组成部分进行研究。当试图排除各种限制因素,以确定各种土壤管理措施的最佳反应时,才考虑整个环境。只是在过去的20年里,我们才对土壤管理措施对水、大气质量的潜在性影响引起足够重视。     

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。     

面临新世纪挑战的土壤地理学

首先回顾了半个世纪来土壤地理工作取得的主要成就，其次分析了当前学科发展趋势，最后提出了对该学科面临新世纪的展望。     

土壤碳水化合物的转化与累积研究进展

碳水化合物虽然仅占土壤有机质的10%~20%,却是土壤中最活跃的有机碳库,是微生物的主要能源和碳源,并参与土壤团聚体的形成,是土壤有机质和土壤性质研究中的重要指标和对象。本文综述了土壤碳水化合物种类、来源和在团聚体中的分布特征、微生物群落结构对碳水化合物的转化和积聚的影响,同时讨论了耕作、施肥等农业措施对碳水化合物含量和分布的影响。从现有文献资料来看,碳水化合物的含量因土壤粒级不同而异;外源碳水化合物在土壤中的转化和累积与微生物群落结构特征密切相关,细菌在单糖等简单碳水化合物的转化中起主要作用,而复杂碳水化合物则首先在真菌的作用下水解成单糖;真菌和革兰氏阳性菌丰富的土壤更有利于碳水化合物来源碳的累积,但是详细的转化过程和存在形态认识有限,有待深入研究。     

人工技术土壤研究进展与展望

城市绿色基础设施可以解决由城市化引发的诸多环境问题，但城市绿色基础设施建设所需要的大量土壤资源却很匮乏。人工技术土壤（Constructed Technosols, CT）是利用有机和无机固体废弃物创造的用于种植植物的新土壤，可通过调整组成材料和配方满足不同的植被类型、土地用途和立地条件等要求，最终回归城市，用于绿色基础设施建设。CT可同时缓解大量城市固废的处置难题和解决城市绿色基础设施建设的土壤缺乏问题，具有低碳、低成本、低影响的特点，还可产生经济效益。本文主要从CT对植物生长、碳捕获、生物多样性保护、径流污染物滤除方面的作用和人为生物调控方面介绍了CT的研究现状及在我国的应用潜力，并对CT的研究发展进行了展望，提出了一些CT研究中需要解决的问题与建议。旨在推动城市固体废物资源化综合利用和绿色基础设施低碳发展，增加城市碳固存，改善城市地区生态环境和增进人民健康福祉。     

中国土壤地质学研究进展与展望

土壤地质学正伴随着其他学科的发展取得新的进步。本文在论述成土母质与土壤发育、成土母质与土壤分类分区、土壤地质对农业与种植业结构影响、地质背景与土壤地球化学循环等土壤地质学主要研究领域的基础上,分析了土壤地质学与土壤学、地质学、环境地质学、农业地质学、土地科学等其他学科的关系,探讨了土壤地质学未来的重点研究领域和发展方向,以期推动土壤地质学研究的发展。     

土壤复合侵蚀研究进展与展望

土壤复合侵蚀是在两种或多种以上侵蚀营力交互作用或耦合作用下发生的侵蚀现象,也是最难治理的生态环境问题之一。近年来,在复合侵蚀发生机理、复合侵蚀对土壤退化作用及多动力侵蚀交互作用的模拟技术等方面取得了明显进展。该文基于前人研究成果,系统总结了复合侵蚀类型与特征、复合侵蚀发生机理、复合侵蚀研究方法等若干方面的研究进展,分析了研究中存在的主要问题,提出了今后在复合侵蚀规律与模拟试验方法等研究中需要重点解决的若干关键科学问题,以及应关注的基于多源数据融合的降雨-风洞-冻融等多动力交替循环试验模拟技术、复合侵蚀系统中驱动因子作用的定量评估技术与方法、多动力不同耦合状态下产沙过程辨识及量化等研究方向,以期为开展相关研究提供参考。     

中国农田土壤重金属污染防治挑战与对策

我国农田土壤重金属污染格局多样,区域污染风险突出。发达国家对污染土壤的修复经验对我国具有借鉴意义。我国农田土壤重金属污染防治面临土壤重金属空间异质性强、土壤类型及农作物品种对重金属累积差异大、土壤酸化严重、土壤元素失衡、不科学的发展方式、土壤重金属累积趋势难以逆转、土壤—农作物重金属累积线性关系不显著,修复技术不完善、修复措施长期风险调控机制缺失等主要挑战。根据我国农田土壤污染防治现状及课题组工作基础,我们提出以预防为主、保护优先和风险管控为基本思路,建立土壤污染防治体系,通过"土壤环境质量调查、土壤污染源头管控、分类管理和土壤环境质量基准推导"等4个步骤推进农田土壤重金属污染防治工作。     

土壤胶膜的研究进展

土壤胶膜是土壤中普遍存在的形成物,其性质与整个土体有较大的变异和不同,对土壤的物质流和能量流、生产力和植物营养以及土壤质量等有重要影响。本文从土壤胶膜的成因、分类、微形态特征、物质组成及其对土壤性质的影响,土壤胶膜与土壤发生与分类、古气候等的关系,探讨了土壤胶膜的研究进展,并展望了以后可能的研究趋势。     

土壤硅藻研究进展

硅藻是水环境监测最常用的生物指标之一，相比而言，陆生硅藻的研究相对较少。硅藻作为土壤微生物的重要组成部分，在土壤生物地球化学循环中起到重要的作用。土壤硅藻的研究历史可分为：起步时期（1910s-1950s）、缓慢发展时期（1970s-1990s）和快速发展时期（2000s-）。本文重点对土壤硅藻的生物多样性、地理分布特征及其生态环境指示意义进行了总结。目前文献中报道的土壤硅藻属种已超过300种，其中亚南极、波兰及卢森堡的硅藻物种多样性相对较高，土壤中发现的硅藻大致可以分为嗜酸、嗜碱和普适种三种类型。已有的研究发现硅藻对土壤的酸碱度、湿度、有机质含量等环境因子变化响应敏感，是潜在的有效生物指标。在建立土壤硅藻标准分析方法基础上，未来还需要加强土壤硅藻分类学、不同类型土壤间硅藻对比分析和全球土壤硅藻生物地理学研究。此外，还需关注硅藻在土壤生物地球化学循环中的作用。     

土壤多样性研究进展

土壤多样性研究是土壤学、土壤地理学与生态学相结合的一个新领域,它吸收了生物多样性的研究方法。本文在总结当前国内外相关研究的基础上,阐述了土壤多样性的概念,并对土壤多样性的相关研究方法,如生物多样性测度方法、多度分布模型方法及种—面积关系法、嵌套子集方法和分形理论方法等的应用实践进行了归纳。最后介绍了我国当前土壤多样性的研究现状,指出土地利用变化的研究为土壤多样性驱动因子的研究开辟新的路径。     

土壤磷素研究进展

从土壤磷素分级研究,土壤磷各组分所占的比例,土壤磷的植物有效性,长期施肥对土壤磷的影响,不同轮作方式对土壤磷的影响几个方面综述了土壤磷素研究进展及现状,以期综合已有的经验和成果,促进土壤磷素今后的研究。     

土壤种子库研究进展

在浏览国内外大量文献的基础上,从土壤种子库研究意义、国内外研究现状和目前研究的热点问题等方面论述土壤种子库的研究进展。针对目前土壤种子库研究的热点问题,主要从土壤种子库的分类、种子质量和种子休眠之间的关系、种子库的水平分布及种子库与地上植被的关系等方面进行讨论,指出其在遗传结构和扩散等研究内容及方法方面所存在的问题,并提出了相应的建议。