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土壤－植物系统的净化功能
purifying function of soil-plant system
土壤－植物系统是陆地生态系统的基本结构单元，包括绿色植物及其根系周围的土壤环境。这个系统通过物理、化学和生物学的过程，起到消除污染、维护的作用。
净化机理 在生态系统中，土壤生物特别是微生物能分解有机废物，使之矿化为无机营养物质，供给植物生长、发育的需要，保证地球上生物小循环的正常进行。绿色植物不仅在光合作用过程中吸收空气中二氧化碳，放出氧气，而且具有净化大气中尘埃、、重金属和有机污染物以及细菌等的功能，也是土壤－植物系统净化功能的重要组成部分。环境污染日益严重后，土壤－植物系统被看成是一种高效的“活过滤器”。它的净化功能主要由下列要素构成：①绿色植物根系的吸收、转化、降解和生物合成作用；②土壤中细菌、真菌和放线菌等微生物区系的降解、转化和生物固定化作用；③土壤的有机、无机胶体及其复合体的吸收、络合和沉淀作用；④土壤的离子交换作用；⑤土壤和植物的机械阻留作用；⑥土壤的气体扩散作用。
对不同的污染物，土壤－植物系统的净化机理、能力和过程是不同的，气候和其他环境条件也起着十分重要的作用。例如，在温暖的植物生长季节，对生物可降解的有机污染物，上述要素中①、②、③项起主要作用；对无机盐类、营养元素和重金属等污染物，①、④项起重要作用；对那些易挥发的或者可以转化为气态的污染物，则⑥项起主导作用。这些要素的总和是构成某一个区域环境容量的基础。
实际应用 土壤－植物系统的净化功能目前正在被广泛应用到环境工程方面。
中国几千年来有利用人粪尿、厩肥和垃圾等废物作农业肥料的传统，并且积累了丰富的经验。随着城市和工农业的发展，近年来全国开辟了十多个污水灌区。这些污灌区农田生态系统不仅在利用水肥资源、增加农业产量方面取得显著效果，而且由于农田生态系统对污水有强大的净化能力，在保护环境方面也作出了贡献。例如，西安污水灌区大大减轻对渭河的污染；沈阳抚顺灌区使沈阳南塔水源和浑河的水质明显好转；白洋淀上游的保定市截污灌田，使白洋淀水质有很大改善；齐齐哈尔引污治嫩工程建成后，对保护嫩江的水质也起了重要作用。
各个污水灌溉系统，由于灌溉水质、植物种类、耕作制度和自然条件不同，净化效果也不相同。在沈阳抚顺灌区，通过对含酚石油污水灌溉水稻的土壤生物学特性的研究，还发现随着污水灌溉定额的增加，土壤中酚细菌和硫细菌等微生物类群的数量呈抛物线状变化（见表[污水灌溉不同定额对土壤微生物的影响*]）试验结果表明，土壤中酚细菌对环境中酚的忍受程度是有限的，最大耐酚量为0.05％，如果超过这个限度，必然会影响土壤－植物系统对酚的净化功能。
微生物在土壤中所引起的各种生物化学过程，主要是借助于它们所产生的酶系来实现的。在含酚石油污水灌区土壤中形成了能分解酚的多酚氧化酶系，其含量变化和微生物类群数量的消长是一致的。因此，长期利用适量的含酚石油污水灌溉水稻田，在土壤中不会出现酚的累积。此外，在灌区土壤中已分离出多种能分解石油污水中烷烃类和多环芳烃［包括苯并(a)芘］的细菌。
土壤－植物系统功能的研究还包括对农药在土壤中消长状况的研究。农药分解过程有化学分解和生物分解两个方面，而以生物分解为主。在化学分解方面以水解作用为主。农药品种不同，对它们的分解效果也不相同。例如有机磷酸酯、马拉硫磷、1059等杀虫剂在土壤中很容易水解消失,而DDT、六氯苯、异狄氏剂等人工合成有机氯农药，则很难水解，而在土壤中保持相对稳定。土壤微生物的分解作用也因农药品种不同而有很大的差异。以除草剂为例，2,4-D在土壤中能很快被微生物分解,但2,4,5-T却因苯核上Cl对微生物有抗性，很难被分解。农药在土壤－植物系统中的消长过程涉及其降解中间产物和最终产物等一系列反应的动态过程。实现农业现代化必须充分掌握土壤－植物系统对不同化学物质的净化功能及其作用机理。
土壤－植物系统对生物污染也有一定的净化功能，例如已知土壤对大肠杆菌有良好的过滤作用。
参考书目 中国科学院林业土壤研究所编译：《环境污染与生物净化（水―土壤―植物）》，科学出版社，北京，1976。 R.L.Culp et al.，Handbook of Advanced Waste-water Treatment，2nd ed.，pp.513～583，VanNos-trand Reinhold,New York,1977.
高拯民
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