土壤地理学课件第十讲（1）

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1、土壤地理学,第十讲（一） 2010.12.6,内 容,1.岩成土壤-紫色土 2.岩成土壤-石灰土 3.岩成土壤风沙土 4.盐成土壤盐土 5.盐成土壤-碱土 农田土壤 6.黑土 7.潮土 8.沙姜黑土 9.塿土 10.灌淤土 11.水稻土,主要问题,1.岩成土壤与紫色土 2.紫色土形成条件与形成过程特征 3.石灰土性质及其形成 4.石漠化及其危害 5.风沙土及其形成过程特征 6.风沙土四个亚类的特点,7.盐土形成条件及其基本理化性质 8.季风区盐土盐分含量的动态特点 9.残余积盐过程与现代积盐过程比较 10.盐土不同亚类特点比较 11.碱土及其理化性质 12.黑土及其性质 13.潮土及不同亚类特

2、点,14.砂姜黑土及其形成条件 15.灌淤土及其主要特点 16.水稻土及其形成过程特点 17.水稻土不同亚类的特点,岩成土壤（lithomorphic soil） 土壤形成过程中，受到成土母质的强烈影响，土壤理化性状与相应的地带性土壤十分不同的土壤，被称之为岩成土壤（lithomorphic soil）。,10.1 紫色土（purple Soil） 紫色砂、页岩发育的带紫色的土壤。 全国总面积16万平方公里。,10.1.1 分布 四川、云南、贵州、湖南、江西、 安徽、福建、广东、广西。四川盆地 最广、最集中。特点： 1）水平分布南多北少，西多东少。 2）垂直分布东低西高，南低北高， 海拔高30

3、00 m。,10.1.2 形成条件 1）母岩影响很大 决定其颜色； 控制酸度； 影响质地。 砂岩颗粒粗：透水性好；碳酸钙淋失 快；易重力崩塌，少地表径流。 页岩颗粒细：透水性差；碳酸钙淋失 慢；易形成径流。,2）地形：低山、丘陵、高原。 3）气候：亚热带、热量充足，雨 量充沛、气温高，部分地区云雾多，日照少。,4）植被目前以次生林为主。 森林植被破坏，影响土层厚薄.有 机质高低，水土流失状况等。,10.1.3 形成过程特点： 1）物理风化强烈：砂页岩吸热性强， 日夜温差大，易热胀冷缩。 新鲜岩石放室外： 1个月：64%产生细裂缝，46%成小碎块。 2个月：50%球状风化。 4个月：64%全部崩

4、解。 还有研究表明，风化速度可达15 800 t/ km2a是石灰岩的287倍。,2）化学风化甚弱 石英、长石、云母等矿物颗粒 存在。 3）大部分土壤含有碳酸钙,10.1.4 基本性状 1）剖面特征 紫红色、紫红棕等,且全剖面 颜色均一； 剖面层次发育不明显，无显 著腐殖质层，表层下即为母质层； 心土层核块状，有胶膜。,2）物理、化学性状与水热状况 质地随母岩而异； 吸热性强，昼夜温差大，土温 变幅大。 CaCO3含量.pH值因母岩而异； 有机质含量低，磷钾含量高； 吸附能力强； 盐基饱和度80-90%，阳离子组成 绝大部分Ca、Mg。,10.1.5 亚类划分 1）酸性紫色土 2）中性紫色土

5、3）石灰性紫色土,1）酸性紫色土： 分布在长江以南和四川盆地广 大低山丘陵， 土壤有机质、全氮含量较高，质地 偏轻。 土壤呈酸性，pH5， 盐基饱和度低。,2）中性紫色土： 分布在川、滇， 土层较薄，中性反应，pH7.5， 土壤肥力水平较高。,3）石灰性紫色土： 主要分布在四川盆地及滇中等地， 土质疏松，透性好，CaCO3含量大 于8，土体浅薄， 保水抗旱力差。,10.1.6 系统分类分析 新成土土纲 弱度或没有土层分化的土壤 正常新成土亚纲 紫色正常新成土土类,紫色土一些最新研究,1.紫色土形成过程中表土结皮发育问题 土壤结皮是农耕地土壤普遍存在的一种表层致密现象，它具有减少降雨入渗、促进产

6、流、改变侵蚀等作用。 20世纪40年代以来，许多学者对不同地区、不同类型土壤的结皮过程及其侵蚀响应做了大量研究工作。,根据是否含有生物的情况，土壤结皮被分为物理结皮和生物结皮两大类 ； 根据在降雨作用下土壤团聚体分散，导致土表形成致密薄土层，还是挟沙水流流经土表时细小颗粒沉积作用而形成结皮的情况，物理结皮又分为结构结皮 (Structural crust)和沉积结皮(Depositional crust),影响土壤结皮的因素,土壤有机质含量、含盐量、交换性钠百分率、土壤质地、矿物类型等都会对团聚体、粘粒的分散、崩解作用产生很大的影响，进而影响结皮的形成。 降雨特征如雨滴动能和降雨强度则是影响结

7、皮形成的重要外部因素,1.有或者没有雨滴打击，紫色土在30 min内均形成稳定结皮层，厚度约78 mm 2.淋移作用是紫色土形成结皮的主导作用，降雨打击使表土在降雨前期迅速形成致密薄层，抑制了淋移作用 3.孔隙的剖面分布对入渗、抗剪强度有较大影响,2.紫色土有机碳储量,不同土地利用方式影响紫色土有机碳储量 1.林地(14151 gkg)高于果园地(9458 gkg)、菜园地(8542 gkg)、草地(7875 gkg)，玉米地(6226 gkg)最低 2.水溶性有机碳含量林地果园地菜园地草地玉米地,3.不同降雨强度紫色土侵蚀过程,1.小雨时，只有地表径流发生。 2.在雨前土壤较干燥、降雨初期雨

8、强陡然增大情况下，地表产流峰值有明显滞后现象，这是由于临时相对不透水表层形成的缘故。,3.暴雨和大暴雨时，地表径流和壤中流均有发生，壤中流比地表径流更滞后，壤中流在雨后的产流历时与降雨无关。 4.大暴雨时，耕作层的壤中流水位过程曲线与地表径流相似，说明耕作层的大孔隙和管流明显。 5.小雨和暴雨时，地表径流由超渗产流机制形成；大暴雨时，地表径流主要由饱和超渗产流机制形成。,不同土地利用方式下的侵蚀特征,在四川低山丘陵区不同土地利用方式下土壤侵蚀强度顺序为耕地林地封禁草,4.紫色土土壤颗粒流失规律,1.降雨时，侵蚀后的紫色土坡地土壤颗粒大量流失，土壤退化，在流失泥沙中002 mm的颗粒也随之增多，

9、并且颗粒含量逐渐稳定； 3.当侵蚀量较大时，泥沙中的颗粒含量趋向于降雨前表土的粒径分布。,紫色土抗蚀性特点,1.土地利用方式对土壤水稳性团聚体、力学稳定性和化学稳定性均有重要影响。其中，土壤中3mm、lmm、025 mm的土壤水稳性团聚体含量均表现为草地林地园地耕地；土壤力学稳定性表现为草地林地园地耕地；土壤结构破坏率表现为耕地园地林地草地；土壤“崩解速率”表现为耕地园地林地草地；土壤抗蚀性强弱表现为草地林地园地耕地。,2.土壤有机质和粘粒含量显著影响土壤团聚体稳定性，而“崩解速率”是影响土壤团聚体抗蚀性的主要因素。,影响紫色土坡耕地土壤侵蚀的主要因子为坡度、坡长、降雨量和土壤粒度。,5.利用

10、核素示踪法预报紫色土侵蚀,运用137Cs示踪法 对紫色土坡耕地土壤侵蚀速率进行估算 紫色土土壤侵蚀速率7589 854 t(平方公里年) 此估算值与径流小区的观测结果基本一致,6.紫色土作物系统对酸雨的响应与机理研究,1.pH4.0的酸雨是长期潜在地影响中性和酸性紫色土酸化的一个临界降雨pH值； 2.在酸雨的淋洗下促进土壤磷元素的淋失。 3.酸雨可促进紫色土重金属形态的转化，改变紫色土重金属各赋存形态的比例，提高有效态的含量和比例；,7.紫色土旱地农田生态系统N2O排放,（1）农田生态系统N2O表现为净排放，伴随施肥或降雨的出现，生态系统N2O排放速率明显增大 （2）农田生态系统N2O排放受土

11、壤温度、土壤水分、土壤中无机氮含量以及植株等因素的综合影响。 （3）氮肥施用促进了生态系统N2O排放 。,8.川中丘陵区紫色土有机碳分布、储量及影响因素,1.不同土地利用方式下易氧化有机碳的含量均为疏林地荒草地坡耕地。 2.不同土地利用方式下颗粒有机碳的含量在土壤剖面上表现出一定的层次性,10.2 石灰土 由石灰岩风化发育形成 与地带性土壤具有不同性 质的土壤。,10.2.1 分布 贵州、四川、湖北、湖南、 云南、广西、陕西、广东、安徽、 江西、浙江。,10.2.2 形成条件 1）石灰岩 2）湿热气候北方石灰岩母岩 上形成的土壤不称石灰土。,3）植被 热带亚热带常绿阔叶林，喜钙旱 生植物种，有

12、些是石灰土上特有种 擎天树、枧木、肥牛树（热带） 而亚热带有青冈栎、细叶青冈、黄 檀、黄连木等 天然植被破坏后的次生植被有仙人 掌、火棘、山胡椒等有刺灌木。,10.2.3 形成过程特点 1）碳酸盐淋溶：不断淋失补 给土壤保持少量碳酸盐。 2）富钙植物的生物富集作用， 对碳酸盐补给有一定作用。,3）腐殖质的形成和积累具 有富钙性，且其含量高于同 纬度地带性土壤。,4）成土速率慢： 广西形成1 m厚土层需850 Ka，贵州6302880Ka。一厘米厚土层形成需 1.3-3.2 万年。 5）发育图式。,10.2.4 基本理化性状 1）中性微碱性反应，pH7.0-8.5。 2）质地粘重。 3）粘土矿物

13、：伊利石、蛭石、水云母 等为主。 4）有机质含量较高。 5）营养元素不均衡，Ca、Mg丰富。 6）土层厚薄不一。,10.2.5 亚类划分 1）黑色石灰土 2）棕色石灰土 3）黄色石灰土 4）红色石灰土,1）黑色石灰土（rendzina）： 亚热带和温带石灰岩地区富含 有机碳和碳酸盐的中性至微碱 性土壤。 土体浅薄，以富含有机质和碳 酸钙为其特点，中性至碱性反 应，pH7.2-8.5，质地粘重， 盐基饱和度高，养分丰富。,2）棕色石灰土（terra fusca）： 亚热带石灰岩地区碳酸盐淋溶明显， 土体无或轻微石灰反应，游离铁较高， 并有铁锰结核，石质接触面有白色碳 酸盐化根系，呈中性反应的黄棕

14、色至 棕色土壤。 主要分布于峰丛、峰林及岩溶丘陵坡 面上。剖面明显分化，块状结构，淋 溶明显，无或轻微石灰反应。中性反应， pH7.0-7.5。质地粘重，全氮、全磷较 丰富。,3）黄色石灰土： 分布在黄壤带的岩溶地区，表 土层黄灰色至棕黄色，粘土，团 粒结构，疏松，多根。,4）红色石灰土（terra rossa）： 热带、亚热带石灰岩地区古老石灰 岩风化壳上形成的风化淋溶较强，土 体中无游离碳酸盐，中性至微酸性的 红色土壤。云南面积较大，干旱地区 开阔地面，地表基岩露头少。 次生灌丛：风化淋溶较强。土体无游 离碳酸盐，中性微酸性，pH6.0-7.0， 有机质低，粘重紧实，土层厚。,10.2.6

15、 系统分类分析石灰土 不同亚类在系统分类中处于不同 位置。 1）黑色石灰土亚类 黑色岩性均腐土土类 均腐土土纲岩性均腐 土亚纲黑色岩性均腐 土土类。,2）红色石灰土亚类钙质湿润 富铁土土类 红色石灰土中有粘化层钙质湿 润淋溶土土类 红色石灰土与棕色石灰土亚类 钙质湿润雏形土土类,关于石漠化的研究,1.石漠化是我国西南湿润岩溶地区特有的、在脆弱的岩溶地质基础上形成的一种荒漠化,岩溶石漠化的定义,2.岩溶石漠化是指在热带、亚热带湿润、半湿润气候条件和岩溶极其发育的自然背景下，受人为活动干扰，使地表植被遭受破坏，造成土壤侵蚀程度严重，基岩大面积裸露，土地退化的表现形式。 -国家发改委主持编写的岩溶地

16、区石漠化综合治理规划大纲（2006-2015）,徐霞客游记-1638年 对贵州游记中记录了“土山”“石山”和生态恶劣的“童山” 近30年，人们有了更清晰的认识。1983年5月，美国科学促进会149次年会提出了“脆弱环境的退化和重建：岩溶和沙漠边缘”,岩溶生态系统的基本特征,1.富钙偏碱的岩溶地球化学背景 2.岩溶水文特征的双层结构 3.岩溶植被的石生、旱生和喜钙性 4.无光、恒温和潮湿的地下生物群 5.岩溶石漠化地区热带、亚热带；没有冰缘沉积物,全球碳酸盐岩溶分布,在北回归线附近，有一条由我国碳酸盐分布区向西，经中东到地中海的碳酸盐分布带，与大西洋西岸相望 全球岩溶分布面积2200万平方公里，占陆地总面积的15%。,我国西南岩溶石漠化特点,1.碳酸盐岩古老、坚硬、质纯，出露的碳酸盐地层主要是三叠系前寒武系。与美洲