土壤中的氧化还原过程主要有三种：氧化过程，还原过程和能量代谢过程。这些过程对生物生长发育和环境保护具有重要作用。例如，在缺氧条件下，有机物可发生氧化还原反应，产生甲烷气体。如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询土壤学专家。
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土壤自净
拼音：tǔ rǎng zì jìng
英语：soil self-purification
学科：土壤学_土壤生态与土壤肥力
相关名词：土壤微生物、吸附作用、重金属、富集
定义：土壤通过物理、化学和生物作用使进入其中的污染物浓度和毒性降低或消失的过程。
土壤，作为地球生态系统的基石，承载着支撑生命的重要任务。然而，随着人类活动的不断发展，土壤污染问题日益严重，这不仅威胁着人类的生存环境，也对地球的生态平衡造成了严重破坏。面对这一挑战，我们需要对土壤的自净能力有更加深入的了解，以便更好地保护和利用这一宝贵的自然资源。
土壤自净能力，指的是土壤在受到污染后，通过一系列物理、化学和生物过程，将污染物转化为无害或低害物质，从而恢复其原有的生态功能和生产力的能力。这一能力主要由土壤的吸附、分解、氧化还原、生物降解等过程共同构成。
土壤自净能力的影响因素：
1.土壤质地：不同质地的土壤对污染物的吸附和降解能力有所差异，一般来说，粘土质地的土壤具有较强的自净能力。
2.土壤水分和温度：适宜的水分和温度条件有助于促进土壤中微生物的活性，从而提高土壤的自净能力。
3.土壤生物：土壤中的微生物、动植物等生物群落对污染物的降解起着关键作用，其多样性和活性直接影响着土壤的自净能力。
提高土壤自净能力的措施：
1.加强土壤保护：通过减少化肥、农药等污染物的使用，降低土壤污染程度，为土壤自净提供有利条件。
2.增加土壤有机质：有机质是土壤自净过程中的重要媒介，增加有机质含量有助于提高土壤的自净能力。
3.引入土壤修复技术：如生物修复、化学修复等，通过人为干预加速污染物的降解和转化，提高土壤自净效率。
土壤自净能力是维护土壤健康和生态平衡的关键所在。面对日益严重的土壤污染问题，我们应当充分认识到土壤自净能力的重要性，并采取有效措施提高这一能力。只有这样，我们才能更好地保护地球家园，实现可持续发展。氧气调节土壤还原氧化过程，从而调节生物地球化学循环，与准确表征土壤氧气变化相关的困难促使使用土壤湿度作为氧气的代表，因为氧气扩散到土壤水中比在土壤空气中慢得多。
单独使用土壤湿度作为氧气的替代测量可能会导致氧气估算不准确，在土壤呼吸速率较低的凉爽月份，氧气可能保持较高水平。
分析了高频传感器数据利用机器学习技术来精确定位与对比氧气状态相关的土壤条件条件。
在佛蒙特州北部的两个河岸地点，发现氧气水平随季节和土壤湿度变化。
47%的低氧气水平与潮湿和凉爽的土壤条件有关，而32%与干燥和温暖的条件有关，相比之下，大多数（62%）高氧气条件发生在干燥和温暖的条件下。
高土壤湿度并不总是导致低氧气值，因为38%的高氧气值发生在潮湿和凉爽的条件下。
的结果凸显了预测土壤氧气的挑战仅基于水含量，因为土壤和水文条件的可变组合会使水含量和氧气之间的关系变得复杂。
这表明仅依靠土壤湿度来估计氧气的基于过程的生态系统和反硝化模型可能需要结合其他地点和气候特定的驱动因素来准确预测土壤氧气。
土壤中的氧气是一个需要监测的重要变量，因为它影响氮和碳等养分在土壤中的循环，土壤中的氧气很难测量，因为它在空间和时间上都是可变的。
根据土壤含氧量随土壤湿度增加而减少的一般规律，有时使用湿度来估算土壤含氧量。
在自然界中，这些变量之间的关系并不简单，有时氧气的行为方式与这一一般规则完全相反。
使用每隔15分钟记录一次数据的专用土壤传感器，监测气相土壤孔隙氧、土壤湿度和其他土壤状况，以更好地了解为什么会出现这些意外的土壤氧水平。
发现最高的氧气含量发生在温暖的月份，此时土壤最干燥，氧气含量最低的情况发生在寒冷的月份，此时土壤最潮湿。
发现38%的高氧水平发生在根据一般规则应导致低氧的条件下，认为这些意外的氧气水平是由土壤中产生和消耗氧气的土壤过程之间复杂的相互作用引起的。
因此警告不要使用一般规则来预测氧气的分析独特地结合高时间分辨率的多变量数据，这使能够调查地点内控制氧气动态的机制并提供新的见解。
分析局限性被的空间受限数据集凸显出来，因为纳入了对比相邻土地利用的两个不同河岸土壤地点内的一个景观位置的观测结果。
结果不能直接放大来预测氧气更广泛的生态系统规模的制度，同样重要的是要考虑数据集的有限空间分辨率在给定的传感器位置内。
如何影响评估土壤条件对较深土壤深度发生的生物地球化学过程的适用性的能力，特别是土壤反硝化。
控制土壤氧化还原敏感过程的环境因素固有的空间异质性导致生物地球化学活动的热点和热点时刻，这是很难预测的。
还注意到，的传感器网络无法检测土壤溶液中的 氧气或土壤团聚体中的厌氧微位点，例如，可能发生土壤反硝化热点的地方。
这些空间异质性来源可能会导致生物地球化学过程的速率无法反映的仪器测量的土壤条件结果提供了有关河岸土壤氧气动态的信息，可用于更大规模的模式分析。
由于两个地点控制土壤氧气的因素相似，因此在关键氧气控制中观察到的季节性变化也可能适用于温带气候的其他河岸土壤环境。
这种季节性氧气框架可能是一个有效的工具，可以作为氧气条件是否有利于需氧或厌氧土壤过程的初步预测。
必须考虑到各种特定地点的特征可能会以独特影响氧气的方式影响水输入、需水量和氧气需求增权。
认为富有成效的下一步将是进行可比分析，利用空间更广阔的土壤传感器网络，包括生物活性土壤剖面内的其他深度。
以及跨可变气候、地形、水文和地质河岸土壤环境，以提高对土壤氧气动态驱动因素的理解以及系统模拟土壤氧气行为和相关土壤生物地球化学循环的能力。
与溶解的氧气相比，考虑测量气相土壤孔隙氧气在本中测量的影响也很重要，特别是在生物地球化学过程速率的背景下。
微生物介导的氧化过程需要溶解相氧气，而其他非生物氧气氧化过程可以通过气相土壤孔隙氧气发生。
气相土壤孔隙氧气可能对非生物氧化过程产生更直接的影响，例如化学风化、有机化合物（例如木质素）的光氧化、电化学氧化（即矿物质之间的电子转移并改变氧化态）以及污染物的非生物氧化（例如，重金属）。
气相土壤孔隙氧气作为微生物介导过程的预测因子的作用是明确的，发现气相土壤孔隙氧气是土壤通量的最佳预测因子。
这表明中测量的土壤氧气类型与土壤生物地球化学过程速率相关，土壤孔隙氧气在预测硝酸盐异化还原为铵的速率中的重要作用。
无需采用劳动密集型方法来测量溶解的氧气 ，的高频连续数据就可以提供有关土壤中氧气状态的信息，这对非生物和微生物介导的过程都有影响。