第六章 土壤圈,第一节 土壤圈的物质组成及特性 第二节 土壤形成与地理环境间的关系 第三节 土壤分类及空间分布规律 第四节 土壤类型特征 第五节 土壤资源的合理利用和保护,教学重点 认识土壤圈的物质组成、特性及其形成与地理环境间的关系，掌握土壤分类、土壤类型及空间分布规律 教学难点 土壤圈的形成与地理环境间的关系和土壤分类、土壤类型及空间分布规律第一节 土壤圈的物质组成及特性,一、 土壤及其土壤肥力的概念 土壤是地球陆地表面能够生长植物的疏松表层 ，是一个独立的自然体 由于人类对土壤的利用方式不同，对土壤产生不同的概念 土壤的基本属性和本质特性是具有肥力 土壤肥力是指土壤为植物生长不断地供应和协调养分、水分、空气和热量的能力土壤中养分、水分、空气、热量 四大肥力因素不是孤立的，而是相互联系和相互制约的土壤的另一个重要特点是，在合理的经营管理之下，土壤的肥力不但不会因利用而耗损，反而会不断得到改良 所以土壤是属于一种永续性的可更新的自然资源自从人类利用土壤而开始发展农业之后，就不断采用耕作、排灌和施肥等技术措施来影响、控制和改变土壤的原有特性，使其成为合乎人类需要的农业土壤因此，农业土壤实际上是自然土壤在人类控制下不断演变而成的，是人类劳动的产物。
农业土壤的肥力既包括受自然条件支配的自然肥力，也包括受人工控制而形成的人为肥力的总体总的来说，随着农业技术的发展和水平的提高，人为肥力所占的比例和作用将愈来愈大，土壤的熟化程度也越来越高，整个土壤的肥力水平也愈高所以，在合理的利用下，土壤可以得到改良，并为人类提供愈来愈多的优质产品相反，在掠夺式的经营之下，则引起土壤肥力的衰退，单位面积产量下降，以致使整个环境状况的恶化二、土壤圈在地理环境中的地位和作用,土壤圈在地理环境中总是占据一定的不变位置，处于地球大气圈 、水圈、生物圈 和岩石圈之间的界面 上，是地球各圈层中最活跃最富生命力的圈层之一，它们之间不断地进行物质循环与能量平衡1 土壤圈与生物圈进行养分元素的循环，土壤支持和调节生物的生长和发育过程，提供植物所需养分 、水分和适宜的理化环境，决定自然植被的分布 2 土壤圈 与水圈 进行水分平衡与循环，影响降水在陆地和水体的重新分配，影响元素的表生地球化学迁移过程及水平分布，也影响水圈的化学组成.,土壤圈与大气圈进行大量及痕量气体的交换，影响大气圈的化学组成，水分与能量的平衡；吸收氧气，释放CO2、CH4、H2S、氮氧化合物和氨气，影响全球大气变化。
4 土壤圈与岩石圈进行着金属元素和微量元素的循环，土被覆盖在岩石圈的表层，对其具有一定的保护作用，减少各种外营力的破坏土壤圈对地理环境的作用,1 土壤圈与地球生命作用，包括土壤物质循环的能量变化，生物转化，水循环，碳、氮、硫、磷循环及环境效应 2 土壤圈与人类生存条件，包括土壤资源区域性开发与管理，综合农业中的动态变化，土壤对农林适宜性评价，营养元素的空间调控，土壤圈的各障碍因素对农业生产的限制作用 3 土壤圈与自然环境，包括重金属元素在土壤圈中的空间分布、迁移、转化及动态变化，土壤污染物质的来源、分布、变化、迁移、浓集对生物环境的影响及调控；土壤在复合农业生态系统中的功能及优化模式4 土壤圈与全球土壤变化，包括自然与 人为条件下的土壤圈内不同土壤类型历史演变；现代成土过程基本特性变化预测 ；土地退化，土壤痕量气体的通量及其对温室效应的影响 5 土壤物质的组成与性质，包括土壤胶体表面的性质土壤中有害物质的化学行为，土壤水分性质，植物营养元素的化学性质，根据主要微生物的生理生态特性，土壤有机质组成，性质，土壤生态系统的结构，功能等三、土壤形态,土壤形态是指土壤与土壤剖面外部形态特征。
如土壤剖面构造、土壤颜色、质地结构，结持性，孔隙度等一)土壤剖面与土壤发生层次,土壤剖面是指从地表垂直向下的土壤纵剖面，也可理解为完整的垂直土层序列它是由性质和形态各异的土层重叠在一起构成的这些土层大致呈水平状，是由土壤成土过程中物质发生淋溶、淀积、迁移和转化形成的自然土壤剖面发生层的划分和命名 19世纪末，俄国土壤学家道库恰耶夫把土壤剖面分为三个发生层： 腐殖质聚集层（A） 过渡层（B） 母质层 （C） 1967 国际土壤学会提出把土壤剖面划分为： 有机层（O） 腐殖质层（A） 淋溶层 （E) 淀积层（B ) 母质层 （C） 母岩层（R）,自然土壤剖面发生层的划分 1.枯枝落叶层（覆盖层），以A0或O表示它由地面上枯枝落叶堆积而成，其中可分未分解的（A0）和半分解的（A）两个亚层 2.腐殖质-淋溶层（A层）这是剖面中成土作用最活跃的一层由于生物地球化学的作用，土壤有机质经腐烂、分解后再合成为腐殖质它在表土中进行明显的积累，并与矿物质相结合，形成颜色较深、常有团粒状结构和富含养分的腐殖质层（A1）与此同时，由于水分的下渗作用，亦使水溶性物质往下层转移，产生所谓淋溶过程在淋溶作用特别强烈的土壤中，不仅易溶性物质从此层中淋失，而且难溶性物质如铁、铝及粘粒等也发生化学的和机械的迁移，结果在这层的下段只留下难移动的抗风化最强的矿物颗粒，如石英砂等，因而成为颜色浅淡（常为灰白色）、颗粒较粗、养分贫乏的灰化亚层（A2或E）。
这在灰化土中最典型3.淀积层（B层）位于表土层与底土层之间，主要特点是淀积着上层淋洗下来的物质，使质地偏粘、土体较紧实，具块状或棱柱状等结构，常出现新生体，颜色与A层也有明显差别 4.母质层（C层）位于淋溶、淀积层之下，由未受成土作用影响或影响甚微的风化残积物或堆积物所组成，是形成土壤的母体或基础在母质层之下则为未风化的基岩（用D或R表示） 在具体剖面中，除划分上述基本层次外，尚可再分出一些亚层（如A3、B1、B2、B4等），过渡层（如AB、BC），以及一些特殊层次如潜育层（G）、钙积层（Cc）、石膏层（Cs）、铁盘层（CFe）等O层,A层,B层,C层,耕作土壤剖面,耕作层（表土层） 属人为表层类，包括灌淤表层，堆垫表层和肥熟表层土性疏松、结构良好、有机质含量高、颜色较暗、土壤比较肥沃 犁底层（亚表土层） 在耕作层之下，土壤呈层片状结构，紧实，腐殖质含量比上层少 心土层（生土层） 在犁底层之下，受耕作影响小，淀积作用明显，颜色较浅 底土层 （死土层） 几乎未受耕作影响，根系少，土壤未发育，仍保留母质特征土壤剖面组合示意图,土壤的一般形态特征,土壤颜色 根据土壤颜色变化可作为判断和研究土壤成土条件、成土过程、肥力特征和演变的依据。
土壤颜色是土壤分类的和命名的重要的依据之一 如用颜色命名的 红壤，黄壤，黑土，黑钙土，栗钙土，灰钙土等黑色 表示土壤腐殖质含量高，含量减少则呈灰 色 白色 与土壤中含石英、高岭石、碳酸盐、长 石、膏和可溶性盐有关 红色 是土壤中含较高的赤铁矿或水化赤铁矿 黄色 是水化氧化铁造成的 棕色 含大量的伊利石、云母类矿物质和不同水 化程度的氧化铁混合物 紫色 游离氧化锰含量高 绿色或蓝色 土壤积水处于还原状态，含大量的亚 铁氧化物,土壤质地 土壤颗粒的组合特征，一般分为砂土，壤土和粘土 ①砂质土：砂粒含量在70％以上结构松散，通气和排水条件良好，但保水保肥能力弱 ②粘质土：粘粒占优势，粘粒含量不低于40％，结构较紧密，湿粘干结，通气和排水条件不佳，但保水保肥能力强 ③壤质土：砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相对均匀，特性介于上述两者之间农业价值较高的土壤大都属于壤质土土壤质地,土壤结构,,,松紧度 土壤疏松和紧实的程度 孔隙 土粒之间存在的空间，是土壤水分、 空气的通道和仓库 土壤湿度 土壤的干湿程度，反应土壤中 水分含量的多少。
这取决于地表水和地下水以及土壤本身的性质和外界条件等的影响在野外直观判定时，通常分为四级： 湿：用手挤压时，水可从土壤中流出； 潮：放在纸上可留下湿痕，可搓成土球或土条； 润：放在手上有凉润感，用手压之稍留印痕； 干：放在手上无凉快感，粒粒成为硬块 新生体 土壤发育过程中物质重新淋溶淀积和聚集的生成物根据新生体的性质和形状可以判断出土壤类型、发育过程及历史演变特征 侵入体 外界进入土壤的特殊物质,四、 土壤的物质组成,土壤是由固相、液相和气相等三相物质组成的 固相包括矿物质、有机质和一些活的微生物， 按重量矿物质占95% 液相和气相占50%，经常处于彼此消长状态,（一）土壤矿物质,土壤矿物质是土壤的主要组成物质，构成土壤的“骨骼” 土壤矿物主要组成元素 地壳中已知的90都种元素土壤中都存在 土壤矿物质基本上来自成土母质，按成因可以分为原生矿物质和次生矿物质,原生矿物质 各种岩石受到不同程度的物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原有的化学组成和晶体结构均未改变 次生矿物质 由原生矿物质经风化后重新形成的新矿物土壤次生矿物分为三类：简单盐类、次生氧化物类和次生 铝硅酸盐类,(二) 土壤有机质,土壤有机质概指土壤中动植物残体微生物体及其分解和合成的物质。
进入土壤中的有机质可分为两大类：一类为普通的有机质，包括动植物的残体及其分解的中间产物，如蛋白质、树脂、糖类、有机酸，等等通常它们占土壤有机质总量的10—15％（泥炭土除外），与土粒结合不紧密 另一类为特殊有机质——腐殖质，它是由动植物残体通过微生物的作用，发生复杂的转化而成的有机胶体物质它是组成、结构都比普通有机质更为复杂，性质更为特殊，并与土粒紧密结合在一起的有机化合物常占土壤有机质总量的85—90％，为土壤中特有的次生有机物质土壤有机质的化学组成 包括碳水化合物、含氮化合物、木质素、含硫含磷化合物 土壤微生物对有机质转化的作用 土壤中的细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物等是土壤有机质转化的主要动力,有机质的转化 两个过程 1 矿质化过程 存在于土壤中的复杂有机物，在微生物和其他因素如水等作用下分解为简单的有机化合物，并有一部分被彻底地分解为简单的矿物质（盐类）和CO2、NO2、N2、NH3、CH4、H2O等这种从复杂到简单的转化过程，称为有机质的矿质化过程这个过程可以使有机物质中的营养元素释放出来，供植物利用，同时在这一转化过程中产生一些有机酸和无机酸类，有利于母质的风化并促进其养分的释放。
2 腐殖质化过程 在土壤有机质分解为简单化合物的同时，其中间产物再经微生物参与下发生生物化学作用，合成为一种新的含氮多的高分子有机化合物——腐殖质这种由简单到复杂的转化过程，称为腐殖质化过程有机质对土壤肥力的作用,1. 土壤有机质含有丰富的植物所需营养元素和多种微量元素，不断供应植物吸收利用 2.土壤有机质具有较强的代换能力，可以大量吸收保存植物养分，以免淋溶损失 3. 土壤有机质和氨基酸等是络合剂，与钙镁铝形成稳定性络合物，能提高无机磷酸盐溶解性4. 二、三羧基酸与金属离子形成稳定络合物的能力较强，有活化土壤微量元素的作用 5. 土壤有机胶体是一种具有多价酸根的有机弱酸，其盐类具有两性胶体的作用，有很强缓冲酸碱的能力 6. 腐殖质是胶结剂，能使土壤形成良好的团粒结构，改善土壤耕作 7. 腐殖质色暗，可增加土壤吸热能力，同时其导热性小，有利于保温三）土壤水分,土壤水分是土壤重要组成成分和重要的肥力因素它不仅是植物生活所必需的生态因子，而且也是土壤生态系统中物质和能量流动的介质，它存在于孔隙中土壤水分的来源及消耗 主要来源于大气降水、地下水和灌溉用水，水汽的凝结也会增加几少量的土壤水 。
消耗主要有土壤蒸发，植物吸收利用和蒸腾，水分的渗漏和径流 土壤水分平衡 △水=水收入-水支出,土壤水分类型 土壤水分主要分为 吸湿水、毛管水和重力水 吸湿水 土壤颗粒表面张力所吸收的水汽，不能移动，植物不能吸收 毛管水 。