土壤学 土壤形成、分布、分类课件

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1、第八章土壤形成、分布、分类,第一节土壤形成因素,土壤形成因素(soil forming factor)又称成土因素，是影响土壤形成和发育的基本因素，它是一种物质、力、条件或关系或它们的组合，其已经对土壤形成发生影响或将影响土壤的形成。,第一节土壤形成因素,一、土壤形成因素 1、自然因素 （1）母质（ parent material ）； （2）气候（ climate ）； （3）生物（ biology ） （4）地形（ topographty ）；（5）时间（ time ） 2、人为因素,19世纪未，俄国土壤学家B.B.道库恰耶夫（Dokuchaev,1846-1903)通过对俄罗斯大草原土壤

2、的调查，提出土壤的五大成土因素，创立了土壤形成因素学说，为土壤发生学奠定了理论基础。,第一节土壤形成因素,一、土壤形成因素 二、母质在土壤形成中的作用,母质在土壤形成中的作用 首先，直接影响着成土过程的速度、性质和方向。 其次，母质对土壤理化性质有很大的影响。 一般地说，成土过程进行得愈久，母质与土壤的性质差别就愈大。但母质的某些性质却仍会顽强地保留在土壤中。,第一节土壤形成因素,一、土壤形成因素 二、母质在土壤形成中的作用 三、气候与土壤发生的关系,三、气候与土壤发生的关系,气候对土壤形成的影响主要体现在两个方面： 一是 直接参与母质的风化，水热状况直接影响矿物质的分解与合成及物质积累和淋失

3、； 二是 控制植物生长和微生物的活动，影响有机质的积累和分解，决定养料物质循环的速度。,第一节土壤形成因素,一、土壤形成因素 二、母质在土壤形成中的作用 三、气候与土壤发生的关系,（一）湿度因子对土壤形成的影响,（一）湿度因子对土壤形成的影响,中国气候分区,1、湿度影响土壤有机质和氮素的含量 2、湿度对土壤矿物质组成的影响,（一）湿度因子对土壤形成的影响,不同湿度区的土壤矿质养料含量比较,1、湿度影响土壤有机质和氮素的含量 2、湿度对土壤矿物质组成的影响 3、湿度影响矿物质的风化度,（一）湿度因子对土壤形成的影响,土壤剖面发育与气候湿润度的关系图,第一节土壤形成因素,一、土壤形成因素 二、母质

4、在土壤形成中的作用 三、气候与土壤发生的关系,（一）湿度因子对土壤形成的影响 （二）温度对土壤形成的影响,拉曼（Ramann）的“风化因子”概念: 风化因子=风化天数水解离度,花岗岩风化壳在广东可厚达3040米，浙江一般在56米，而青海高原常不足1米，证实了温度效应。,第一节土壤形成因素,一、土壤形成因素 二、母质在土壤形成中的作用 三、气候与土壤发生的关系,（一）湿度因子对土壤形成的影响 （二）温度对土壤形成的影响 （三）温度和湿度的共同影响 （四）气候变化与土壤形成,1.寒温带2.温带3.暖温带4.北亚热带5.中亚热带6.南亚热带7.热带,（四）气候变化与土壤形成,由于气候带、植被和土壤之

5、间存在明显的关系，许多土壤学家非常重视气候在土壤形成中的作用，并提出了土壤地带性的概念 。,在中国温带，自西向东大气湿度递增，依次出现： 棕漠土、灰棕漠土、灰漠土、棕钙土（灰钙土）、栗钙土、黑钙土和黑土。,在中国温带东部湿润区，由北而南热量递增，土壤分布依次为： 暗棕壤、棕壤（褐土）、黄棕壤、黄壤、红壤和砖红壤。,土壤是气候变化的记录者，气候的变化往往在土壤性质中可以得到体现，所以我们可以通过研究古土壤的性质，来追朔过去的气候。,古土壤（Paleosol):非现代环境条件下形成的土壤，具有埋藏或未被埋藏的表面,第一节土壤形成因素,一、土壤形成因素 二、母质在土壤形成中的作用 三、气候与土壤发生

6、的关系 四、生物因素在土壤发生中的作用,中国植被与土壤,生物因素在土壤发生中的作用,土壤形成的生物因素包括植物、土壤动物和土壤微生物。,据科夫达估计，在陆地上植物每年形成的生物量约为3.51010吨,相当于2.131017千卡的能量,1）植物在成土过程中的作用,2）动物在成土过程中的作用,非洲象牙海岸的白蚁可筑起直径15米，高26米的坚固竖立土墩 ！ 肥沃土壤中蚯蚓的粪便可达30吨/公顷！,图 植被类型和土壤类型的关系 (据Bridges: World Soils),3）微生物在成土过程中的作用,（1）分解有机质，释放各种养料，为植物吸收利用 （2）合成土壤腐殖质，发展土壤胶体性能； （3）固

7、定大气中的氮素，增加土壤含氮量； （4）促进土壤物质的溶解和迁移，增加矿质养分的有效度（如铁细菌能促进土壤中铁溶解移动）。,生物因素在土壤发生中的作用,第一节土壤形成因素,一、土壤形成因素 二、母质在土壤形成中的作用 三、气候与土壤发生的关系 四、生物因素在土壤发生中的作用 五、地形与土壤发生的关系,地形与土壤发生的关系,1、地形与母质的关系,冲积物,坡积物,洪积物,残积物,（二）地形与水热条件的关系,地形主要影响到土壤水热再分配关系,地形对土壤水分状况的影响,地形与土壤发育的关系,例如，随着河谷地形的演化，在不同地形部位上，可构成水成土（河漫滩） 半水成土(低级阶地) 地带性土(高级阶地)的

8、发生系列。,第一节土壤形成因素,一、土壤形成因素 二、母质在土壤形成中的作用 三、气候与土壤发生的关系 四、生物因素在土壤发生中的作用 五、地形与土壤发生的关系 六、成土时间对土壤发育的影响,成土时间对土壤发育的影响,土壤年龄,土壤年龄是指土壤发生发育时间的长短，通常把土壤年龄分为绝对年龄和相对年龄。 绝对年龄是指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间，通常用年表示； 相对年龄则是指土壤的发育阶段或土壤的发育程度。,土壤形成的阶段性 Mohr和Van Baren曾把热带地区的土壤形成分为5个阶段： 1.初期：为未风化的母质； 2.青少年期：风化已经开始，但许多母质物质仍

9、保留在土壤中； 3.壮年期：易风化的矿物大部分已分解，粘粒明显增加； 4.老年期：矿物分解已处于最后阶段，只有少数强抗风化的原生矿物被保存； 5.最后阶段：土壤发育已完成，原生矿物基本上彻底风化。,第一节土壤形成因素,一、土壤形成因素 二、母质在土壤形成中的作用 三、气候与土壤发生的关系 四、生物因素在土壤发生中的作用 五、地形与土壤发生的关系 六、成土时间对土壤发育的影响 七、人类活动对土壤发生演化的影响,人类影响成土因素的作用（据E.M.Bridges,1982）,赤红壤地带刀耕火种毁林开荒后果,江西兴国县白砂岗,封山育林江西兴国县,人类砍伐林木引起土壤侵蚀的景观,人类过度放牧引起土壤风蚀

10、的景观,第二节土壤形成和发育,土壤的形成过程：是地壳表面的岩石风化体及其搬运的沉积体，受其所处环境因素的作用，形成具有一定剖面形态和肥力特征的土壤的历程。,第二节土壤形成和发育,一、土壤形成过程中的大小循环,1、地质大循环是指地面岩石的风化、风化产物的淋溶与搬运、堆积，进而产生成岩作用. 2、生物小循环是植物营养元素在生物体与土壤之间的循环：植物从土壤中吸收养分，形成植物体，后者供动物生长，而动植物残体回到土壤中，在微生物的作用下转化为植物需要的养分，促进土壤肥力的形成和发展。,第二节土壤形成和发育,二、主要的成土过程 成土过程按照物质迁移和转化的特征，可分为四大类： 物质加入土体者； 物质迁

11、出土体者； 物质在土体内迁移者； 物质在土体内转化者。,第二节土壤形成和发育,原始成土过程 有机质积聚过程 粘化过程 钙化过程 盐化过程 碱化过程,富铝化过程 灰化过程 潜育化和潴育化过程 白浆化过程 熟化过程 退化过程,第二节土壤形成和发育,1、原始成土过程 从岩石露出地表着生微生物和低等植物开始到高等植物定居之前形成的土壤过程，称为原始成土过程。 根据过程中生物的变化，分为三个阶段： “岩漆”阶段、“地衣”阶段、苔藓阶段。,南极洲基岩表面地衣着生与土壤的发生景观,第二节土壤形成和发育,1、原始成土过程 2、有机质积聚过程,是在木本或草本植被下，有机质在土体上部积累的过程。,根据成土环境的差

12、异分为6种类型。 漠土有机质积聚过程 草原土有机质积聚过程 草甸土有机质积聚过程 林下有机质积聚过程 高寒草甸有机质积聚过程泥炭积聚过程,第二节土壤形成和发育,2、有机质积聚过程 3、粘化过程,是土壤剖面中粘粒形成和积累的过程，可分为残积粘化和淀积粘化。,残积粘化：土体内原生矿物，原地风化形成粘粒，未经迁移，就地积累的粘化过程。 淀积粘化：在湿润和半湿润的温暖地带，土体上层风化的粘粒分散于土壤下渗水中形成悬液，在土体内迁移至一定深度土层淀积的过程。,黄棕壤粘膜,粘化过程,第二节土壤形成和发育,3、粘化过程 4、钙积与脱钙过程,是干旱、半干旱地区土壤钙的碳酸盐发生移动积累的过程。碳酸钙淀积的形态

13、有粉末状、假菌丝体、结核状或层状等。,在降水量大于蒸发量的生物气候条件下，土壤中的碳酸钙转变为重碳酸钙从土体中淋失的过程为脱钙过程。,脱钙积钙 脱钙积钙 CaCO3(淀积) + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2形成引起脱钙，CaCO3形成导致积钙。,黑钙土钙积层,第二节土壤形成和发育,4、钙积与脱钙过程 5、盐化、脱盐过程,就是可溶性盐类在土壤表层的聚积过程。,土壤中可溶性盐通过降水或人为灌溉洗盐、开沟排水、降低地下水位，迁移到下层或排除土体，这一过程称为脱盐过程。,盐土：大陆季风型干旱、半干旱和半湿润地区，土壤蒸发蒸腾量大于降水量，使得土壤中的可溶性盐类含量高到使作

14、物不能生长的土壤。可溶盐在土壤中的分布呈表聚型。,盐土的利用：农林牧综合发展，耐盐作物，种稻改盐。,上图为盐土剖面,上图为盐土景观,第二节土壤形成和发育,5、盐化、脱盐过程 6、碱化与脱碱过程,碱化过程是指土壤胶体中有较多的交换性钠离子，使土壤呈强碱性反应，并引起土壤胶体分散，使物理性质恶化的过程。,第二节土壤形成和发育,5、盐化、脱盐过程 6、碱化与脱碱过程,碱化过程是指土壤胶体中有较多的交换性钠离子，使土壤呈强碱性反应，并引起土壤胶体分散，使物理性质恶化的过程。,脱碱过程是指通过淋洗和化学改良，使土壤碱化层中钠离子及易溶性盐类减少，胶体的钠饱和度降低的过程。,碱土：是由于土体中含有较多的苏

15、打（Na2CO3），使土壤呈强碱性（pH9），钠饱和度在20%以上，而且具有暗色表层，灰白色的脱碱层和被Na+分散的胶体聚集的简化淀积层（Btn）的土壤。,上图为碱土景观,上图为碱土剖面,碱土的改良：化学改良为主，附以水利和生物措施。,第二节土壤形成和发育,6、碱化与脱碱过程 7、富铝化过程 8、灰化过程,是湿润针叶林下发射的成土过程，是土壤在酸性淋溶下，盐基物质及铁锰等有色元素被淋溶至下层，使亚表层呈现灰白色，酸性且含大量硅酸的土层。,脱硅富铝化过程,灰化层,第二节土壤形成和发育,8、灰化过程 9、潜育化和潴育化过程,潜育化过程：是土壤长期渍水，有机质嫌气分解，而铁锰强烈还原，形成灰蓝灰绿色

16、土体的过程。主要出现在排水不良的水稻土和沼泽土剖面下部。,潴育化过程：实质上是一个氧化还原交替过程，使土壤渍水带经常处于上下移动，土体中干湿交替比较明显，促使土壤中氧化还原反复交替，结果在土体内出现锈纹、锈斑、铁锰结核和红色胶膜等物质。,潴育化水稻土,潜育化,第二节土壤形成和发育,9、潜育化和潴育化过程 10、白浆化过程,是在季节性还原淋溶条件下，粘粒与铁锰的淋淀过程，它的实质是潴育淋溶。,白浆土 ：在温带湿润大陆性季风气候下，发生白浆化过程，形成的微酸性淋溶土。土体中有白浆层，微酸性，自然肥力较高。,白浆土剖面,土地利用：原始植被针阔混交林（岗地）已为次生杂木林、草甸及沼泽化草甸所代替；现除部分低洼地外都已开垦为农田，种植小麦、玉米、大豆和水稻等。,第二节土壤形成和发育,10、白浆化过程 11、熟化过程,是在耕作条件下，通过耕作、培肥与改良，促进水肥气热诸因素不断协调，使土壤向有利于作物高产方面转化的过程。,通常把种植旱作条件下定向培肥的土壤过程称为旱耕熟化过程；而把淹水耕作，在氧化还原交替条件下培肥的土壤过程称为水耕熟