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1、环境土壤学教 案环境专业第一章土壤形态特征 一、基本形态特征 土壤形态就是土壤的外部特征，这种外部特征是通过人们的感官即视觉，嗅觉和触觉来认识的。在土壤形成以后，各土层在组成和性质上市不同的，所以，反映在剖面形态特征上，各层也是有差别的。在野外通过土壤剖面形态的观察，可判断出土壤的一些重要性质。土壤重要的形态特征有： 颜色，结构，质地，坚实度，孔隙，湿度，新生体，侵入体，动物孔穴等。 (一)土壤颜色 土壤颜色是土壤内在物质组成在外在色彩的表现。由於土壤的矿物组成和化学组成不同，所以土壤的颜色是多种多样的。通常在鉴别土壤层次和土壤分类时,土壤颜色是非常明显的特征.土壤颜色采用芒塞尔颜色命名系统，
2、将土块与标准颜色卡对比，给予命名。给土壤的颜色定名时，用一种颜色常常有困难，往往要用两种颜色来表示，如棕色，有暗棕，黑棕，红棕等之分。这样定名，在前面的字是形容词，是指次要的颜色，而后面的字是指主要的颜色。 决定土壤的颜色，主要有以下几种物质： 腐殖质 含量多时，使土壤颜色呈黑色。含量少时，使土壤颜色呈暗灰色。 氧化铁 在土壤中德氧化铁一般多为含水氧化铁，如褐铁矿，针铁矿等，这些矿物使土壤呈铁锈色和黄色。 石英，斜长石，方解石，高岭石，二氧化硅粉末，碳酸钙粉末等，它们都能使土壤呈白色。 氧化亚铁广泛出现在沼泽土，潜育土中，它使土壤具有蓝色或青灰色，如蓝铁矿，这类矿物为白色，但遇空气中德氧即很快
3、变为青灰色。 除物质成分影响土壤颜色外，土壤的物理性状不同，也会使土色有所差别。例如，土壤愈湿，颜色愈深，土壤愈细，颜色愈浅，光线愈暗，颜色愈深。所以在比较土壤颜色时，必须注明条件。 土壤颜色本身对树木生长并不重要,但是颜色却可指示土壤的许多重要特征.土壤颜色还可影响土壤的温度.深色土壤比浅色土壤易吸热.有森林植被的土壤受温度的影响比裸露的土壤小.森林火灾后,表层土壤颜色变深,从而导致土温增加. (二)土壤结构 土壤结构就是土壤固体颗粒的空间排列方式。自然界的土壤，往往不是以单粒状态存在，而是形成大小不同，形态各异的团聚体，这些团聚体或颗粒就是各种土壤结构。根据土壤的结构形状和大小可归纳为块状
4、，核状，柱状，片状，微团聚体及单粒结构等。 土壤的结构状况对土壤的肥力高低，微生物的活动以及耕性等都有很大的影响。 同时一些人为的活动将很大程度上破坏土壤的结构.如森林采伐后,由于重型机械的使用将导致土壤被压实,土壤表层结构被破坏. (三) 土壤质地 土壤质地是土壤中各种颗粒，如砾，砂，粉粒，粘粒的重量百分含量。土壤质地影响土壤肥力,如土壤持水力,土壤通气性,有机质的贮存,营养元素的吸附和土壤的耕性,从而影响树木的生长。 准确测定土壤质地要用机械分析来进行，但在野外常用指测法来判断土壤质地，将土壤质地分为：砂土，砂壤土，轻壤土，中壤土，重壤土，粘土等。 (四) 土壤湿度 土壤水分是植物生长所必
5、需的土壤肥力因素。根据土壤水分含量，在野外将土壤湿度分为：干，潮，湿，重湿，极湿等。 (五) 新生体 在土壤形成过程中新产生的或聚积的物质称为新生体，它们具有一定的外形和界限。新生体可以按它们的外观分类，也可按它们的化学组成来分类。 按外观分，新生体 盐霜，盐斑，结核等。 按照化学组成分，新生体可由易溶性盐类组成，如氯化钠，硫酸钠，碳酸钙等；还有由晶质或非晶质的化合物组成，如含水氧化铁的化合物，氧化亚铁的化合物，锰的化合物，二氧化硅和有机物等。 新生体是判断土壤性质，土壤组成和发生过程等非常重要的特征。例如，盐结皮和盐霜，表示土壤中有可溶性盐类的存在。锈斑和铁结核是近代或过去，在水影响下产生于
6、干湿交替的特征。 (六) 侵入体 位于土体中，但不是土壤形成过程中聚积和产生的物体，称为侵入体。侵入体有砖头，瓦片，铁器和磁器等。一般常见于耕作土壤中，是判断人为经营活动对土壤层次影响所达到的深度，以及土层的来源等。二、土壤剖面（一）概念 1、土壤剖面：从地表凋落物向下直到土壤母质的垂直切面。 2、土壤发生层：由于成土作用形成的土层 （二）自然土壤剖面的形成（一）土壤剖面定义 1、定义：土壤剖面是指从地面向下挖掘所裸露的一段垂直切面，这段垂直切面的深度一般在两米以内。 2、自然的土壤剖面是在五个主要成土因素的共同影响下形成的 3、土壤剖面构造：指土壤剖面从上到下不同土层的排列方式。一般情况下，
7、这些土层在颜色、结构、紧实度和其他形态特征上是不同的。各个土层的特征是与该层的组成和性质一致的，是土壤内在性状的外部表现，是在土壤长期发育过程中形成的。 （二）、淋溶作用和淀积作用 1、土壤剖面各发生层次的形成：成土过程中，原生矿物不断风化，产生各种易溶性盐类，含水氧化铁和含水氧化铝以及硅酸等，并在一定条件下合成不同的粘土矿物。同时通过土壤有机质的分解和腐殖质的形成，产生各种有机酸和无机酸。在降雨的淋洗作用下引起土壤中的这些物质的淋溶和淀积，从而形成了土壤剖面的各种发生层次。 （1）、淋溶作用：指土壤中的下渗水，从土壤剖面的上层淋溶或浮悬土壤中某种成分的作用。因此一般将土壤剖面的上层称为淋溶层
8、或简称A层。 （2）、淀积作用：指下渗水到达剖面下层沉淀其中某些溶解物或悬浮物的作用。因此，土壤剖面的下层一般称为淀积层或简称B层。B层之下一般是未受淋溶或淀积作用的土壤母质层，简称C层。土壤母质下面，如果是未风化的基岩，称为基岩层或简称D层。 （三）物质的转移作用 1、物质的转移作用 淋溶作用和淀积作用密切联系，是物质转移过程所导致的两种结果。土壤水携带着溶解或悬浮的物质产生的移动，称为物质的转移作用。这种转移作用分为物理性转移和化学性转移。 2、物理性转移 矿物质与有机物质胶粒以及其他微粒，从A层到B层而沉淀下来，使B层质地相对变粘，干燥时亦可发生裂隙。 3、化学性转移 矿物在风化过程中产
9、生的可溶性盐类等，从A层随着下渗水下移，或停积在B层或到达地下水层而流失。草原区域因易溶性盐的聚积常生成石灰质和石膏质硬盘。温带森林区域含铁铝的有机和无机胶体可悬浮在渗漏水和毛管水中，从A层移动到B层，亦可形成铁质硬盘。 4、潜育层 地下水位高而排水不良的地方，矿物在风化过程中产生的可溶性盐类往往由剖面的下层，随着毛管水的上升到达地面，形成盐结皮，这种物质转移的方向和一般情形相反。由于通气不良，特别是在地下水位很高的情况下，B层的下段或C层的一部分，将因还原作用变为蓝灰色或绿灰色，称为潜育层或灰粘层或简称G层。 （四）土壤发生层次 1、O层：枯落物层 据分解程度不同，可分为三个亚层。 L层：分
10、解较少的枯枝落叶层。 F层：分解较多的半分解的枯枝落叶层。 H层：分解强烈的枯枝落叶层，已失去其原 有植物组织形态。 2、A1层：腐殖质层 可分为两个亚层。 A11层：聚积过程占优势（当然也有淋溶作用）、颜色较深的腐殖质层。 A12层：颜色较浅的腐殖质层。 3、A2层：灰化层4、AB层：腐殖质层和淀积层的过渡层。 5、B层：淀积层，里面含有由上层淋洗下来的物质，所以一般较坚实。据发育程度的不同可分 为B1、B2、B3等亚层。 6、BC层：淀积层和母质层的过渡层。 7、G层：潜育层。 8、C层：母质层。据盐的不同有： CC层：母质层中有碳酸盐的聚积层； CS层：母质层中有硫酸盐的聚积层。 9、D
11、(R)层：母岩层。 根据土壤剖面发育的程度不同可以有不同的土壤类型。上面介绍的模式剖面，在实际工作中，往往不会出现那么多的层次，而且层次间的过渡情况也会各有不同，有的层次明显，有的不明显，有的是逐渐的。层次间的交线有平直的、曲折的、带状的、舌状的等多种形式。 三、耕作土壤剖面的形成 人类生产活动和自然因素的综合作用，使耕作土壤产生层次分化。典型的耕作土壤剖面层次，从上到下大体可以分为三层：表土层，心土层和底土层。 1 表土层可分为两层。 1、耕作层：受耕作、施肥、灌溉影响最强烈的土壤层，厚度一般约20厘米左右。耕作层易受生产活动和地表生物、气候条件的影响，一般疏松多孔，干湿交替频繁，温度变化大
12、，通透性良好，物质转化快，含有效态养分多。根系主要集中分布于这一层中，一般约占全部根系总量的60%以上。 2、犁底层：位于耕作层之下，厚约6-8厘米。典型的犁底层很紧实，孔隙度小，非毛管孔隙（大孔隙）少，毛管孔隙（小孔隙）多，所以通气性差，透水性不良，结构常呈片状，甚至有明显可见的水平层理。这是经常受耕畜和犁的压力以及通过降水，灌溉使粘粒沉积而形成的。 2 心土层 位于犁底层以下，厚度约为20-30厘米，该层也能受到一定的犁、畜压力的影响而较紧实，但不象犁底层那样紧实。在耕作土壤中，心土层是起保水保肥作用的重要层次，是生长后期供应水肥的主要层次。在这一层中根系的数量约占根系总量的20-30%。
13、 3 底土层 在心土层以下，一般位于土体表面50-60厘米以下的深度。此层受地表气候的影响很少，同时也比较紧实，物质转化较为缓慢，可供利用的营养物质较少，根系分布较少。一般常把此层的土壤称为生土或死土。 第二章 土壤生态系统的物质基础 第二节 土壤有机质土壤有机质的来源、组成和类型 土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分，尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分，但它对土壤形成、土壤肥力、环境保护及农林业可持续发展等方面都有着极其重要作用的意义。一方面，它含有植物生长所需要的各种营养元素（最主要的），也是土壤微生物活动的能源，对土壤物理、化学和生物学性质能有着深刻的影响。另一方面，土壤有机
14、质对重金属、农药等各种有机、无机污染物的行为能有显著的影响。而且土壤有机质对全球碳平衡起着重要的作用，被认为是影响全球温室效应的重要因素。土壤有机质是指存在于土壤中的所有含碳的有机化合物。它主要包括土壤中各种动物、植物残体，微生物体及其分解和合成的各种有机化合物。我国地域辽阔，由于各地的自然条件和农林业经营水平不同，土壤有机质的含量差异较大。低者少于1%，多者可高达20%。土壤有机质含量的多少，基本上可以反映土壤肥力水平的高低。一、 土壤有机质的来源 土壤有机质是指土壤中含碳的有机化合物。土壤中有机质的来源十分广泛。 （1）植物残体：包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系。这是自然状态下土壤有机质的主要来源。对森林土壤尤为重要。森林土壤相对农业土壤而言具有大量的凋落物和庞大的树木根系等特点。我国林业土壤每年归还土壤的凋落物干物质量按气候植被带划分，依次为：热带雨林，亚热带常绿阔叶林和落叶阔叶林，暧温带落时阔时林，温带针阔混交林，寒温带针叶林。热带雨林凋落物干物质量可达16700Kg/(km2a),而荒漠植物群落凋落物干物质量仅为530kg/(nm2a). （2）动物、微生物残体：包括土壤动物和非土壤动物的残体，及各种微生物的残体。.这部分来源相对较少。但对原始土壤来说，微生物是土壤有
