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1、1土壤与土壤资源学教 案林学专业2绪绪 论论一、本章教学目的和意义：了解土壤的概念、森林土壤与农业土壤的关系；土壤在人类生存与发展、生态环境建设中的作用；保护土壤，合理利用土壤的重要性。二、学时计划：2 学时三、教学主要内容：第一节 土壤在人类发展和自然环境中的重要性 土壤是农林业最基本的生产资料；土壤是陆地生态系统的重要组成部分；土壤是最珍贵的自然资源；土壤资源是可持续农林业的基础。1、土壤在人类发展和自然环境中具有十分重要的作用、土壤在人类发展和自然环境中具有十分重要的作用土壤是植物生长繁育和生物生产的基地；营养库的作用、养分转化和循环作用、 生物生物的支撑作用。同时还具有雨水涵养作用及稳
2、定和缓冲环境变化的作用。的支撑作用。同时还具有雨水涵养作用及稳定和缓冲环境变化的作用。 在地球陆地表面，人类或生物生存的环境称为自然环境。通常把地球表层系统中的大气圈、生物圈、岩石圈、水圈和土壤圈作为构成自然地理环境的五大要素。其中，土壤圈覆盖于地球陆地的表面，处于其它圈层的交接面上，成为它们连接的纽带，构成了结合无机界和有机界即生命和非生命联系的中心环境。在陆地生态系统中的作用：土壤具有保持生物活性，多样性和生产性；对水体和溶质流动起调节作用；对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解、固定和解毒作用；及贮存并循环生物圈及地表的养分和其它元素的功能。 2、土壤作为自然资源的特点 土壤资源的相对不
3、可再生性。土壤资源与光、热、水、气资源一样被称之为可再生资源。但从其自然属性来看又是不可再生的，是有限的自然资源。土壤资源数量的有限性。地球表面的陆地面积相对固定，其影响因素主要是土壤形成的时间长；土地被占用的面积逐渐扩大；土地退化日趋严重；人口剧增。土壤资源质量的可变性。土壤肥力在物质循环和平衡中不断获得发育和提高；高强度、无休止的向土壤索取，土壤肥力将逐渐下降和破坏。土壤资源空间分布上的固定性。覆盖在地球表面各种不同类型的土壤，在地面空间位置上有相对的固定性，在不同生物气候带内分布着不同的地带性土壤。土壤资源的空间分布还受区域性地质地形、母质、水文等条件的影响。人类的耕作活动也改变了土壤的
4、性状，从而影响土壤的空间分布。第二节 土壤及土壤肥力土壤是陆地表面由矿物质、有机质、水、空气和生物组成，具有肥力，能生长植物的未固结层。土壤肥力是土壤能供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水、空气、热的能力。土壤肥力具有狭义和广义之分。土壤肥力的相对生态性是指生态上不同的植物，要求的土壤生态条件也是不同的，某种肥沃的土壤或不肥沃的土壤只是针对某种植物而言的，而不是针对任何植物。第三节 土壤与林业生产的关系（林业生产的基础）林业用地；苗圃与高产人工林；天然林保护与退耕还林；水土保持与退化生态系统恢复与重建。第一章 地学基础知识（矿物岩石）一、本章教学目的和意义3了解矿物、岩石的概念、性质及在
5、土壤形成中的作用；地质作用对地貌的形成及对土壤形成的影响。二、学时计划：2 学时三、教学主要内容：第一节 矿 物矿物是天然存在于地壳中，具有一定化学组成、物理性质和内部构造的化合物或单质。矿物按成因可分为原生矿物和次生矿物。原生矿物是由地壳深处熔融状态的岩浆冷凝固结而形成的矿物称原生矿物，如石英、长石、云母、辉石、角闪石等。次生矿物是原生矿物经物理、化学风化作用，组成和性质发生化学变化，形成的新矿物称次生矿物，如方解石、高岭石等。矿物的物理性质中最具有鉴定意义的有：颜色、条痕、光泽、解理、断口、硬度等，此外，尚有透明度、弹性、比重等。与成土关系密切的矿物有石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石
6、、白云石和铁矿石等。石英很难风化，常存在于土壤砂粒中。长石较易风化，向土壤提供钾素和粘粒等，残余部分主要存在于砂粒中。云母含钾，黑云母容易风化，土壤中含量少。角闪石、辉石富含盐基，容易风化而放出多种元素，土壤中含这两种矿物的数量极少。方解石、白云石风化较慢，是土壤碱性的来源矿物。铁矿风化物常把土壤染成红、棕、褐、黄等颜色。一般土壤中，次生矿物，尤其是次生层状粘土矿物所占的比例大，次生层状粘土矿物的代表性矿物有高岭石、蒙脱石和水云母类，它们都由四面体片和八面体片组成。高岭石属于1：1 型，越向南方的土壤含高岭石越多。蒙脱石、伊利石属于 2：l 型，第二节 岩 石土壤中的矿物质来自岩石的风化物。而
7、岩石又是由矿物组成的，不同的矿物构成不同的岩石。岩石是一种或几种矿物的集合体。自然界的岩石按成因可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。各类岩石的始祖是岩浆岩，岩浆岩是地球内部岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝形成的岩石。分布很广的有花岗岩和玄武岩。沉积岩是由地壳表面早期形成的岩石经风化、搬运、沉积、压实、胶结硬化而形成的岩石。一般分为机械沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩三类，常见的有砾岩、砂岩等。沉积岩在地表的面积中所占的比例最大，其特点是有层次、颗粒状、可找到化石。变质岩是原来存在的岩石在新的地壳变动或岩浆活动产生的高温、高压下，使岩石的矿物重新结晶，重新排列，改变其结构、构造和化学成分，而形成的新岩石
8、。变质岩与前身岩相比，较难风化，常见的有石英岩、片麻岩等。构成各类岩石的矿物种类和比例都不尽相同，因此，其风化产物对土壤肥力的影响差别很大。第三节 地质作用地形（指导自学）自然界所出现的各种地形形态，是由于自然的力量在不断地改变着地球面貌的结果。引起地球面貌发生改变的作用就是地质作用。使地壳发生变化的力，称为地质营力。地质作用根据地质营力的来源不同，分内力作用和外力作用两类，或称内、外营力。内力作用主要表现为地壳的升降运动，地壳的褶皱和断裂运动，火山的喷发和地震等。地质的外力作用是向着与内力作用相反的方向进行，各种外营力均在雕刻着地表，侵蚀着和破坏着地势高低的基本形态和地壳构造。外力作用的总的
9、趋势是要削平大山和高原，并且将破坏它们所产生的物质，搬到低的地方堆积起来，以消弥地球表面高低崎岖的地形。外力作用主要是通过流水、冰川、风和海流等作用进行的。第二章 风化作用和土壤母质一、本章教学目的和意义：了解风化作用的概念、性质及在土壤形成中的作用；主要成土母质的形成过程及类型。4二、学时计划：2 学时三、教学主要内容： 第一节 岩石的风化过程风化作用是地球表面或近地球表面的岩石在大气圈各种营力作用下所产生的物理化学变化。岩石发生物理和化学的变化称为风化。由于作用因子的不同，岩石风化作用过程的特点各异，可分为物理风化，化学风化和生物风化三大类型。岩石发生疏松、崩解等机械破坏过程，只造成岩石结
10、构、构造的改变，一般不引起化学成分的变化的过程称为物理风化。岩石和矿物在大气，水及生物的相互作用下发生的化学成分和矿物组成的变化，称化学风化。岩石和矿物在生物影响下发生的物理和化学变化称生物风化。影响风化作用强弱的因素一是岩石矿物本身的性质，二是岩石所处的环境条件。第二节 成土母质成土母质指岩石风化后形成的疏松碎屑物，通过成土过程可发育为土壤。可分为残积母质和运积母质，残积母质是指岩石风化后，基本上未经动力搬运而残留在原地的风化物。运积母质是指在水、风、冰川和地心引力等作用下迁移到其他地区的母质（如坡积物、洪积物、冲积物、湖积物、浅海沉积物、风积物、黄土及冰川沉积物等。成土母质的特性主要有表面
11、积的增加，孔隙性的发展和植物营养元素的释放。成土母质虽然与岩石有了较大区别，但仍不具备土壤最基本的特性土壤肥力，成土母质不是土壤，只是为土壤的形成提供了物质条件。原因，使各种元素在母质中发生了不同程度的迁移，根据元素的迁移情况，成土母质的形成大致经过 4 个阶段：碎屑阶段 钙积阶段 酸性铝硅阶段（硅铝化类型）和铝阶段（富铝化类型） 。第三章 土壤形成和土壤剖面一、本章教学目的和意义：了解土壤形成的实质、影响土壤形成的因素；森林土壤形成过程中的成土过程；土壤剖面的特征及在土壤分类中的作用。二、学时计划：4 学时三、教学主要内容：第一节 土壤形成因素土壤是在母质、气候、生物、地形和时间五大因素的共
12、同作用下形成的。母质是土壤形成的基础；气候直接并通过生物间接影响物质的分解、合成、转化和迁移；生物在土壤形成中起主导作用，主要通过富集养分、选择性吸收调整元素比例、生物固氮等促进肥力的提高，生物小循环还使土壤中的元素得到重复利用；地形通过影响水热条件和物质的再分配，影响土壤发育的方向和程度；时间影响土壤形成的强度和深度。人类活动在土壤形成过程中具独特的作用，与其他五个因素有本质的区别，人类活动对土壤的影响是有意识、有目的、定向的。人类活动是社会性的，它受着社会制度和社会生产力的影响，在不同的社会制度和不同的生产力水平下，人类活动对土壤的影响及其效果有很大的差别。 人类活动的影响可通过改变各自然
13、因素而起作用，并可分为有利和有害两个方面。人类对土壤的影响也具有两重性。利用合理，有助于土壤肥力的提高；利用不当，就会破坏土壤。例如我国不同地区的土壤退化其原因主要是由于人类不合理利用土壤造成的。第二节 土壤形成的过程有机质聚积过程：在各种植被下，土体表层以腐殖化、斑毡化和泥炭化等形式进行的有机质的聚积过程。它是土壤形成中最为普遍的过程。粘化过程：在温带，暖温带生物气候条件下，土体内部一般（2050 cm）发生的原生5矿物的分解和次生粘土矿物的形成过程。粘粒在心土层明显聚积，形成相对粘重的层次，叫做粘化层。其类型可分为残积粘化和淋淀粘化。脱硅富铝化过程：在热带、亚热带高温多雨，并有一定的干湿季
14、节条件下，铝硅酸盐类发生强烈分解，释放出大量盐基物质，风化液呈中性或碱性反应，硅和盐基离子大量淋失，铁铝沉积（溶解度小） ，滞于原土层而相对富积，使土体呈现鲜红色，甚至形成铁盘的过程。脱硅富铝化过程是在湿热条件下的主要成土过程，形成具有富铝化特征的土壤（红，黄壤，砖红壤等） 。钙化过程：在干旱、半干旱的气候条件下，土壤在季节性淋溶条件下的脱钙和积钙过程。上部土层碳酸盐的淋溶过程,叫做脱钙过程。当上部土层的碳酸盐向下淋溶至一定深度便积淀，形成钙积层，叫积钙过程因此，脱钙和积钙实际上是矛盾的两个方面，发生部位一上一下，统称钙化过程。形成的钙积层是它的标志特征。钙化过程大多数发生在半干旱地区的草原土
15、壤或旱生森林土壤形成过程中。灰化过程：在土体亚表层（A 2）SiO 2残留，R 2O3淋溶、淀积的过程。SiO 2则残留在土体亚表层形成灰白色淋溶层次，称灰化层。潜育化、潴育化和白浆化过程：土体滞积水引起的成土过程。潜育化过程是在长期滞水条件下，有机质嫌气分解，Fe、Mn 呈还原态，从而形成蓝灰色或青灰色的还原层次。潴育化和白浆化过程是土壤季节性滞水，在干湿交替环境中发生的氧化还原过程。第三节 土壤剖面土壤剖面是一个具体土壤的垂直断面，包括土壤形成过程中所产生的发生学层次和母质层。一个完整的土壤剖面（不是所有剖面）应有淋溶层、淀积层和母质层三个剖面层次。识别土壤发生层的形态特征有：颜色、质地、
16、结构体、新生体、侵入体、紧实度、pH 和石灰性反应等。第四章 土壤物质组成一、本章教学目的和意义：使学生了解土壤是一个由固相、液相和气相三相组成的复杂多相体（物质体系） 。了解土壤矿物的类型和性质及其对肥力的影响。了解土壤有机质的类型和来源，以及生物有机物质在土壤中转化的两条途径。理解和掌握有机质矿化的概念和基本过程及其影响因素；理解和掌握腐殖质化的概念和基本过程，掌握腐殖质的基本性质。熟练掌握有机质在土壤肥力中的作用，懂得在不同情况下采取正确的土壤有机质调节措施。了解土壤生物的多样性与功能；深刻理解土壤系统的生命性本质。二、学时计划：6 学时三、教学主要内容：第一节 土壤矿物土壤的矿物组成；土壤原生矿物，土壤次生矿物（粘土矿物） ；矿物对肥力的作用。第二节 土壤有机质一、土壤有机质来源于组成土壤有机质是土壤固相的组成成分之一。它在土壤的形成过程中，特别是在土壤肥力的发展过程中，起着极其重要的作用。因而常把有机质含量作为衡量土壤肥力高低的重要标志。土壤有机质主要来源于高等绿色植物的枯枝、落
