土壤中硫对环境的影响主要表现在土壤中能产生大量的气态硫化物进入大气，进而影响全球变化。土壤中气态硫化物的形成对大气酸沉降和环境酸化的发生起一定的作用，威胁到自然生态系统及人类生存环境。另外，土壤中硫的氧化还原作用对氮、碳循环，对土壤环境也有一定的影响。

(一)硫对大气环境的影响

土壤中约有100×10¹²g/a的气态硫化物进入大气，这些气体主要包括H₂S、COS(硫氧化碳)、CH₃SH、(CH₃)₂S(DMS)、CS₂、(CH₃)₂S₂(DMDS)和SO₂，与此同时人为污染源亦有大量硫化物进入大气，它们在大气中经过复杂的化学过程最终转化成颗粒相硫酸和硫酸盐，并可通过干湿沉降过程输送到地面。SO₂ 是大气酸沉降的主要来源，在大气中易氧化转化成硫酸或硫酸盐。其氧化包括光氧化、与白由基反应、非均相化学反应等过程。我国大气酸沉降的主要成分是硫酸和硫酸盐的干沉降，约占70％～90％。 H₂S、CS₂和DMS等在大气中可与·OH、H₂O和O₃反应被氧化成SO₂。COS在大气中的寿命可达两年，其浓度仅次于SO₂，可进入臭氧层与O₃反应氧化成硫酸或硫酸盐，从而对臭氧层的破坏也有一定影响。

植物可以通过根系吸收土壤中的硫，也可以通过叶片的气孔组织吸收大气中含硫化合物(SO₂、SO₃、H₂S和COS等)，但植物亦可通过呼吸作用向大气释放一定量的硫化物气体，如盐沼可向大气层释放硫化物(S)3.3～650g/(m²·a)，玉米释放量(S)约为0.237 g/(m²·a);植被或有机质分解过程中也可直接释放出硫，这些自然过程向大气排放的硫化物主要是还原态气体。气态硫化物在大气中被氧化为氧化物和酸。大气中的硫氧化物约有一半来自这种过程，另一半可能来自人为活动。大气环境酸化和酸沉降增加是当前人类面临的重要的环境问题之一。

(二)硫对作物产量与品质的影响

硫是植物生长的必需元素，在植物营养中占有重要的地位，使用硫肥的增产效应已经是肯定的。但缺硫或硫过多对植物生长都不利。硫的还原产物在淹水土壤中，特别是产生的H₂S对植物根系有极大的破坏作用，对植物吸收养分、植物体内一些酶的活性、碳代谢和光合作用都有较大的影响。

硫在植物生理上有多种功能，它是胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸的重要组成部分，而这些含硫氨基酸是蛋白质的主要成分，在植物体内约有90％的硫存在于含硫氨基酸中；硫与叶绿素形成有关；硫对植物体内某些酶的形成和活化有重要作用；硫参与合成维生素H和B；形成十字花科植物的糖苷油；硫与影响植物抗寒和抗旱性的蛋白质结构有关，它能增加某些作物的抗寒和抗旱性；硫与根瘤菌和自生固氮菌的固氮作用有关。

作物缺硫时，不仅影响其正常生长发育，而且能导致作物产量和品质下降。在缺硫地区施用硫肥可以增加作物产量，一般增产幅度在10％～30％。试验证明在中国南方施用硫肥对水稻、小麦、油菜、紫云英、花生、芝麻、甘蔗、烟草、黄麻、橡胶、荔枝和红薯等都有明显的增产作用；在缺硫地区，仅施用含硫少或不含硫的氮、磷和钾化肥，作物产量仍然下降。施用硫肥，均衡供应作物营养，产量可以持续上升；在复种指数大，产量高的情况下，如果长期不施用硫肥，即使肥沃的土壤，也会在短期内出现因缺硫而减产的现象，为获取作物高产、稳产，需要补充土壤中硫的不足。硫常含于某些氮、磷和钾化肥中，在缺硫地区选用含硫化肥，增加较少的费用．即可满足作物对硫的需要。大豆盆栽试验表明(赵言文等2006)，硫处理使得侧根数和根系千物重分别比对照增加了8.6％～33.2％和6.6％～34.3％，根瘤数量和干重分别增加了2.7％～35.9％和13.0％～75.7％，叶绿素含量增加了0.4～3.9个单位，单株产量提高了7.3％～12.8％。施硫还显著提高了上壤微生物(细菌、真菌和放线菌)数量及土壤过氧化氢酶、脉酶、中性磷酸酶和多酚氧化酶活性，表明施硫可明显提高大豆各项生理生态指标，促进大豆植株生长，提高大豆产量，其作用效果因施硫水平不同而异，综合各因素，以30 mg/kg施硫水平作用效果较好。对水稻和油菜的试验表明(孟赐福等2004)，发育于不同母质的水稻土施用硫肥增产稻谷；40～1135 kg/hm2，平均增产稻谷475 kg/hm²，平均增产幅度10%。水稻施用硫肥的增产效应以采用易溶于水的硫酸盐(如硫铵、石膏、MgSO₄及普钙等)较好。油菜对硫的需要量较大，油菜施硫的平均增产量为264 kg/hm²，变幅为60～615 kg/hm²，平均增产率为22％，磷矿粉和硫磺配施之所以使油菜增产，主要是因为施用硫磺使土壤酸化，从而提高了磷矿粉中磷有效性。在浙江红壤地区，施用20～30 kg/hm²硫肥已能满足水稻和油菜生长和高产的要求。

植株的氮硫比(N/S)是衡量作物营养价值的重要指标，施用硫肥可以使蛋白质的含量和质量都得到提高。氮素和硫素的供应对籽粒的成分会有一定的影响，虽然蛋白硫和蛋白氮的比例稳定，但总硫量和总氮量的比值则变化很大，根据蛋白质合成的需要，氮素与硫素的供应比例应该为(12～15)：1。籽粒蛋白质的合成受营养供应的影响，在硫的胁迫条件下，籽粒倾向于合成含甲硫氨酸和半胱氨酸少的蛋白质。

(三)硫对土壤酸化的影响

20世纪50～60年代以来，由于二氧化硫和氮氧化物的排放量日渐增多，酸雨的问题越来越突出，现在中国已是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。中国酸雨主要分布地区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、湖北和江西，以及东南沿海的福建、广东等省。

酸性沉降物对土壤酸化的影响决定于以下三个条件：①土壤本身的pH或土壤溶液的石灰位；②酸雨数量与土壤缓冲能力的关系；③土壤阳离子交换反应的速度。

为了评估土壤对酸的敏感性，根据对我国南方大量酸性土壤缓冲曲线的测定结果，初步选定在土壤中添加10nmol/kg硫酸后，土壤pH变化的大小(ApH)作指标。根据这个指标，可以将土壤的酸敏感性分为4级(表3-6)

选定pH3.5为生物致害的pH，根据pH下降至3.5所需的硫酸量，亦可将土壤的酸缓冲能力分为4级(表3-6)

酸雨中的SO₄^2-和NO₃^-对上壤酸化的影响并不完全一样，由于我国南方红壤中含有大量氧化铁，它可以对SO₄^2-产生很强的专性吸附作用，而对NO₃^-只发生电性吸附。因此，将相当数量的两种阴离子输入土壤中时，它们对土壤的酸化影响不同。例如在江西红壤和广表3-6土壤酸敏感性和酸缓冲能力分级指标州赤红壤中，加入不同量的H₂SO₄和HNO₃后，加入H₂SO₄、后的红壤pH明显高于加入HNO₃者。作为对照，两种恒电荷土壤(南京黄棕壤和山东棕壤)加入不同量的H₂SO₄和HNO₃后，土壤的pH差别不大，它说明了由于红壤中存在的大量氧化铁对SO₄^2-方发生强烈的专性吸附，所释放的羟基中和了部分土壤酸度。因此，H₂SO₄对土壤酸化的影响明显小于HNO₃。而对恒电荷土壤，这两种无机酸对土壤酸化的影响则无明显的差别。

由于两种无机酸对红壤的酸化影响不同，因此，它们对红壤中铝离子的形态分布影响也不一样。对于红壤和赤红壤，加入H₂SO₄后土壤溶液中的总铝、Al₃⁺和Al-F的浓度明显低于加HNO₃者。对于恒电荷土壤，加入H₂SO₄后土壤溶液中的A1₃⁺的浓度低于加入HNO₃者，而Al-F配位化合物和Al-SO₄^2-配位化合物的浓度均高于加入HNO₃者，说明了两种无机酸对红壤酸化的影响明显不同。

上壤酸化将加剧土壤中铝、锰等元素的释放。随着模拟酸雨pH的降低，土壤渗漏水中铝离子和锰离子的浓度都加大。土壤中锰离子的数量(交换态和水溶态)决定着对植物的有效性，当pH充分低时，过量锰离子可以对植物产生毒害。土壤中锰离子的浓度与氢离子的浓度之间具有一定的相关性，在不同红壤中锰离子的含量随土壤pH的增加而降低(季国亮等2002)。土壤酸化以后，不但加剧了土壤养分的淋溶，降低了土壤的保肥能力，而且当土壤酸化至一定程度时，土壤中铝含量的增高会直接影响作物的生长和产量。在土壤学中，通常认为铝毒、锰毒和缺钙是酸性土壤中影响植物生长的3个主要因素，其中铝毒可能是最重要的。对红壤的研究表明，在pH4.6～5.8范围内，随着土壤pH的降低，大麦的相对产量儿乎呈直线下降；当红壤的交换性铝的含量在0.3～1.7(1/3cmol(+)/kg)时，随着交换性铝含量的增加，大麦的相对产量呈直线下降。

在田间条件下，虽然很难把植物生长不良归之于土壤酸度这一单一因子，然而不少现象已经表明，在华南和西南，一些树木特别是马尾松的生长受土壤酸度的严重影响。在广西柳州地区，树木生长不良地区土壤pH比正常地区低0.3～0.5。在重庆南郊，马尾松生长不良，该地区黄壤的pH低至3.6～3.9。

土壤酸化后，可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子，形成植物可吸收的铝化合物。植物长期和过量的吸收铝，会中毒，甚至死亡。在酸雨的作用下，土壤中的营养元素钾、钠、钙和镁等也会释放出来，并随着雨水被淋溶损失掉。所以频繁发生的酸雨会使土壤中大量的营养元素被淋失，造成土壤中营养元素的严重不足，从而使土壤变得贫瘠。此外酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖，降低酶活性，土壤中的固氮菌、细菌和放线菌均会明显受到酸雨的抑制。土壤中存在白然酸化过程，但这种土壤酸度的年变化、甚至数十年内的变化都是微小的。大气酸沉降污染物进入土壤后，会诱发并加快土壤的酸化过程，在目前的酸沉降地区，土壤酸化事实上是在自然酸化的基础上的加速酸化作用。有关土壤酸化问题，还将在第九章中进行讨论。

(四)酸性硫酸盐土壤对生态环境的影响

酸性硫酸盐土是一种极为劣质的土壤类型。它发育于富含还原性硫化物的成土母质，经氧化后产生硫酸而使．上壤强烈酸化。在强酸性环境下，pH依变元素诸如铝、铁、锰及其他一些微量元素的溶解度猛增，因而对植物产生毒害作用。这些毒性物质也可随侧向流水排入河流、港湾和鱼塘而影响水生生物的生存；因而酸性硫酸盐土问题实际已超越一般土壤学的研究范畴而成为重要的生态与环境间题。

(1)对植物生长的影响

主要影响为土壤水中产生的毒性物质对植物有毒害作用，由于酸性硫酸盐土壤的pH通常低于4，甚至更低，在这种强酸条件下，铝、铁、锰等元素的溶解度猛增，这些元素浓度的增加将有害于植物的生长；强酸环境引起营养元素(如钙、镁和钾)的缺乏或降低营养物质的有效性；增加植物病原体侵入的可能性及降低土壤微生物活性；阻碍根的发育。

(2)对重金属行为的影响

当河流的沉积物被重金属污染后，排出的酸化水能将沉积物中重金属释放出来而引起环境间题。

(3)对生物的影响

酸性硫酸盐土排出的酸性水对河流中鱼类及其他鳃呼吸生物产生的影响主要包括：引起河流中大量鱼类和甲壳纲动物的死亡；影响水产养殖业的增长率和生产力。

(4)们对金属建筑材料的影响

很多金属建筑材料和地下管道可能被酸化土所产生的硫酸腐蚀，钢在还原条件下也可被损坏。

(5)对动物和人类健康的影响

由于沉积物的絮凝作用，强酸性富铝化水体显得异常清澈，有可能被人误认为适合于游泳甚至饮用，从而带来对身体的伤害。酸性硫酸盐土产生的二氧化硫可引起呼吸困难和污染大气。