《环境土壤学》教学大纲

一、课程基本信息

课程代码：EV362 课程名称：环境土壤学 英文名称：Environmental Soil Science 课程类别：专业选修课 学 时：32 学 分：3.0

适用对象：环境科学、环境工程、生态学、地理科学、农业工程等专业本科生 考核方式：闭卷考试，平时成绩占总成绩的30%

前修课程：无机化学、有机化学、环境化学原理、环境学概论等

二、课程简介

环境土壤学是一门新兴的土壤学与环境科学交叉融合的综合性学科。是在近代土壤污染状况日益严重，日益引起世界各国人民关注的情况下应运而生的一门基础理论课程。该课程主要关注自然因素和人为条件下土壤环境质量恶化的机制、土壤中重要的元素，包括生命必需元素和生命毒性物质的生物、化学性质及其土壤环境行为。课程内容涉及：土壤质量与生物品质、土壤与水和大气质量的关系；土壤环境质量变化对人体健康、社会经济、生态系统结构和功能的影响；探索调节、恢复和控制土壤环境质量的途径和方法。

通过本课程的学习，使学生正确理解土壤在环境中的作用与地位，掌握土壤基本组成、性质与分类，了解土壤的形成、发展、退化和恢复的过程及机制，熟悉不同类型污染物对土壤生态系统造成的危害，掌握土壤环境质量调控和改善的基本途径和方法。为培养环境、农业方面的工程人才和科研人才打下坚实的基础。

三、课程性质与要求

土壤是环境中的一项基本要素，且 土壤决定了环境污染物的归趋，是许多重要元素的源和汇，与大气、水体等介质有着持续不断的物质、能量交换，是重要的环境介质。对于环境专业学生来说，了解土壤在环境学中的地位与作用，了解土壤中污染物的行为十分重要。本课程为面向环境科学与工程专业本科三年级的专业基础课程，与2017年最新开设的工程类课程《土壤与地下水污染修复技术》形成姊妹篇，其目的是使学生掌

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握土壤这种重要的环境介质与污染物之间的关系，为培养专业的治污人才提供足够的科学理论知识储备。

本课程知识点繁多、信息量大，学科交叉融合性极强。不仅汇集了土壤学、化学、农学、微生物学等多学科基本知识，而且体现了从理论到工程实践应用的特性。通过本课程的学习，要求学生不仅仅是简单获取这些知识点的信息量，更重要的是希望学生能够从归纳、总结、认知的更高层面看清这些知识点之间的联系，有助于他们在环境修复工程实践中融会贯通的使用这些知识。另外，该门课程并不仅对于立志于土壤修复领域的学生受益，对于未来从事水环境、大气环境修复，甚至农业工程等方面的学生，均有重要的启发作用。

四、教学目标与教学方法

使学生了解土壤在环境中的作用与地位；掌握土壤的基本组成、性质和分类；了解地形、气候等成土因素对土壤性质变迁的影响；重点学习土壤中碳、氮、硫、磷、硒、碘等生命必需元素与重金属、有机物等污染物质在土壤中的行为与环境质量；明确土壤质量退化的相关机制与修复措施；了解土壤环境问题研究的基本方法，以及我国的主要土壤资源及利用现状等。

教师在授课过程参考了多学科课本，并且融合了自己在科研过程中阅读的文献、资料等，认为该门课程适合采用“主题式”授课模式，即不强调章节顺序，而是每节课一个“主题内容”，如“土壤碳素转化与温室气体排放”、“土壤植物系统中的硒、氟和碘及其环境行为”等。这样做的好处是，每节课主题对象明确，从性质讲到环境行为、环境效应，脉络清晰，还可以围绕该主题不断更新最新的研究成果、新闻事件等。但大体的章节顺序还是符合从“土壤基本组成”到“土壤环境问题”的清晰逻辑。

授课形式方面，由于本课程基础理论性较强，为使学生更好的学习基本性质、基本原理知识，授课形式以教师课堂讲授为主，学生互动为辅。PPT课件内容以课本知识为基础框架，加入丰富的课外资料以辅助学生理解课本知识。包括各类图片、文献资料、相关的最新的研究成果和新闻资讯，根据教学内容增加一定量的影像片段，以便学生能更为身临其境的感受土壤环境研究中面临的问题。其信息量远超课本知识的容量，激发学生对本专业方向的热情。授课时采用启迪式教学，重点讲解原理、方法和知识要点，

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内容的引出尽可能以问题的提出开始，让学生从一开始就能积极思考，并在老师的引导和组织下开展讨论和分析，以培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

五、具体内容和课时安排 教学内容（学时） 第一课 绪论（2学时） 作业 查阅资料，调研自己家1. 土壤的涵义和功能、土壤圈与其他圈层的物质、能量交换 乡“硒、氟、碘”的丰2. 土壤质量与环境和人类的关系 缺状况，提交分析报3. 本学科的研究对象、任务及学科发展 告。 第二课 土壤的基本组成（4学时） 名词解释：原生矿物、1. 无机组分：土壤矿物组成和化学组成、颗粒组成。原生矿物质和次次生矿物、层状硅铝酸生矿物质的结构、环境行为。 盐、含水氧化物、同晶2. 有机组分：土壤有机质的来源、含量及其组成；土壤腐殖质的转化，置换、腐殖质 及生态环境意义。 第三课 土壤生物-水分-气体系统（4学时） 要求学生按照图示一1. 土壤生态系统组成、土壤微生物的根际效应及其环境意义 个设计巧妙的小实验，2. 土壤水的来源、存在形态和能态；土壤水分含量及其有效性 动手测出土壤水分能3. 土壤空气的来源、组成与运动；土壤热量平衡和环境能量交换 态（本课题组可提供实验操作平台） 第四课 土壤的形成过程与分类（2学时） 给出文献中的一幅图：1. 五大成土因素：母质、生物、气候、地形、时间；人为活动的影响 草本和木本植被下土2. 主要成土过程：物理、化学和生物学过程（脱硅富铝化、钙化、碱壤有机质垂直分布差化、灰化、潴育化、潜育化等） 异，要求学生查阅文献3. 土壤剖面分化特征和土壤分类（发生学分类、系统学分类） 解释此图 第五课 土壤环境性质和化学反应（3学时） 名词解释：土壤容重、1. 土壤物理性质：质地、孔性与结构性；通气性、机械性与耕性 土壤胶体、专性吸附、2. 土壤化学性质：胶体组成、结构及吸附特性；酸碱性和氧化还原性 阳离子交换容量、配位3. 土壤生物学特性：土壤酶、土壤微生物特性和土壤动物特性 反应、螯合淋溶 第六课 土壤碳素转化与温室气体排放（2学时） 思考题：全球变暖与土1. 土壤碳库和碳循环：土壤碳库概念、土壤有机碳的形态及活性 壤碳库的相互影响机2. 土壤碳循环：有机碳的合成与转化、土壤碳库与全球气候变化 制 3. 现代固碳策略：农田、森林固碳；生物炭；碳捕捉；碳交易 第七课 土壤氮、磷、硫循环与环境效应（2学时） 推荐阅读1篇英文综述1. 土壤氮、磷、硫的植物需求和环境危害 文献，据此深入分析微2. 土壤氮、磷、硫的分子形态、生物地球化学循环和土壤环境行为 生物在氮素形态转化3. 土壤氮、磷、硫的环境问题和修复策略 中的作用路径 3