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土壤酸化

按其形成原因可分成两类,一是土壤形成过程本身,由其所处的特定成土条件而形成酸性土壤;另一个主要是酸雨(酸性沉降物)导致土壤酸化。土壤环境科学中的酸化指的是后者。它由于人类活动污染大气而产生pH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水,习惯上统称其为酸雨,其形成是一种复杂的大气化学和大气物理过程。

土壤变酸的过程。按其形成原因可分成两类,一是土壤形成过程本身,由其所处的特定成土条件而形成酸性土壤;另一个主要是酸雨(酸性沉降物)导致土壤酸化。土壤环境科学中的酸化指的是后者。它由于人类活动污染大气而产生pH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水,习惯上统称其为酸雨,其形成是一种复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中含有多种无机酸和有机酸,绝大部分是硫酸和硝酸,又以硫酸为主,硫酸和硝酸来自人为排放的二氧化硫和氮氧化物。

酸雨对土壤酸化的影响还与土壤对酸性沉降物的敏感性和缓冲作用密切相关。当酸性沉降物进入土壤系统后,由于离子交换反应可使土壤pH降低。而土壤系统内的中和反应又起着阻止pH降低的作用。土壤系统这种缓冲能力的大小受土壤性质,阳离子交换量盐基饱和度,有机质和碳酸盐含量等因子所支配;另外还应包括土壤生物对的吸收以及脱氮和硫酸还原等能力。缓冲能力大小也是土壤对酸敏感性的指标。

酸性沉降物对土壤化学性质和生物学过程的影响。首先进入土壤系统的酸性沉降物中的H,与土壤胶体表面吸附的Ca2+、Mg2+、K等阳离子发生交换反应。如果交换性H比率增高,盐基就呈不饱和状态,土壤pH降低,致使土壤酸化。土壤酸化后,不仅酸本身对植物有伤害,而且溶解于土壤溶液中的Al3+、Mn2+、Fe2+对植物也有影响。土壤溶液的pH在4以上时,可溶性铝以不同形态的氢氧化物复合体的形式存在;在pH4以下时,则以三价阳离子的形式存在。活性铝对植物根系的伤害作用是抑制侧根的发生和生长,降低根系对养分的吸收能力。土壤酸化还可导致锰的毒害,含锰较高的土壤,当pH5.5以下时植物即受害。它与铝伤害症状不同,锰使植物叶片黄化乃至枯死。但是,锰的毒害可由硅、铁、钙、磷等的作用而减轻。土壤微生物对pH的变化很敏感,当pH低于5时,其活性便受到阻碍。霉菌较细菌和放线菌对pH适应范围要广些。因此,土壤酸化后,土壤微生物中霉菌占优势。酸性沉降物阻碍微生物的活性,不仅是由于pH的降低,且随着pH的下降,毒性较强的重金属被活化也是一个重要因素。土壤酸化使土壤生物活性下降,导致有机质分解缓慢,CO2产量减少,土壤氮的生物矿化和固定能力也都明显下降。