第一章-土壤形成

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1、土壤的形成第一章 土壤的组成、形成和分类 土壤形成 土壤形成过程指的是在一定的时空条件下，母岩或母质与生物、气候因素以及土体内部所进展的物质与能量的迁移和转化过程的总体。土壤形成过程的一般概念 19世纪末，俄罗斯的上壤学家道库恰耶夫，首先提出并总结出自然土壤的五大成土因素：母质、气候、地形、生物和时间。土壤就是在这些因素的综合作用下发生、开展的历史自然体。20世纪40年代，美国土壤学家Hans Jenny 在其?成土因素?一书中，开展了道库恰耶夫的成土因素学说，提出了“土壤形成因素函数的概念：s=fcl，o，r，p，t即： Soilfclimate， organism，relief， pare

2、nt material， time 中，s为土壤， cl指气候，o指生物，r指地形，p指母质，t指时间80年代初，他又在?土地资源-起源与性状?中，从土壤生态系统、土壤化学和土壤物理化学等方面丰富了这一概念，提出了土壤的发生系列，包括气候、生物、地形、母质、时间系列等。1 土壤形成的因素母质是岩石风化的产物，是自然土壤形成的物质根底不同母质因其矿物组成、理化性状的不同，在其它成土因素的制约下，直接影响着成土过程的速度、性质和方向对土壤的物理性质和化学性质的影响极为明显，不同成土母质发育的土壤的矿物组成往往也有较大的区别如花岗岩中的长石、云母易风化，并富含钾素；而石英那么不易风化，经常呈砂粒残留

3、在土壤中。因此在花岗岩母质上发育的土壤，往往砂粒比例适中。1母质对土壤发生的作用植物着生于母质后，就开始了土壤的形成作用。植物和其死体所产生的物理作用和化学作用，不断的改善着土壤的肥力状况。其中主要的是高等绿色植物通过选择吸收养分，合成有机质并在死亡后积累在土壤中土壤微生物及小动物分解有机质，释放出养分，同时还合成稳定的腐殖质物质。这样，一方面增加了有机质，另一方面也改造了土壤的物理性质，形成各种土壤构造。由于生物作用的结果，使土壤的肥力状况不断的得到开展2生物对土壤发生的作用 气候对土壤形成的影响主要表达在两个方面：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；

4、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。气候对土壤形成的影响主要包括湿度和温度两个方面。3气候对土壤发生的作用三、气候 温度：直接影响着土壤形成过程的强度和方向。在寒冷地带，土壤中的化学作用比较弱，植物生长也较缓慢，有机质形成量小，土壤微生物活动不旺盛，因此土壤中养分的转化也很缓慢。反之，在热带地区，土壤中的矿物质除石英外大部分被分解，植物生长迅速，有机质形成量大，微生物活动旺盛，生物小循环较寒冷地区快。 湿度 ：土壤湿度一般可用降水量、蒸发量、相对湿度、雨量因子等表示。影响土壤中物质的迁移；影响土壤中物质的分解、合成和转化；气候对土壤发生的作用气候对土

5、壤发生的作用根底土壤学四、地形首先地形能影响热量的重新分配，不同坡度和方位的斜坡，承受太阳的热量不同地形还能影响土壤水分、养分和机械组成的分配状况。在分水岭和斜坡地区，水分及其夹带的养分包括盐类，以及土壤细粒，经常以地表径流或土壤径流的方式向下坡及低地挪动，引起坡地和分水岭的土壤不同。坡地上部的土壤经常保持良好的排水状况，土层较薄，质地较粗，养分及盐基较少。下部及低平地区，因水分集中，土壤含水量较大。地形的影响还能通过海拔绝对高度的变化表现出来。随海拔的增加，气候变冷湿，土壤的水热条件和植被都因此而发生相应的改变，所以山区土壤的分布和海拔高度的变化有很亲密的关系。 4地形对土壤发生的作用地形对

6、土壤发生的作用地形对土壤水等的再分配五、时间 土壤的形成过程随着时间的进展不断加深，任何一个成土因素对土壤的影响，随时间而加深土壤形成过程的程度是以时间为转移的，随时间持续不同，土壤中物质的淋溶与聚积的程度也程度也不同，因此土壤形成过程必然受到当地地质年龄的影响。 在其他土壤形成条件一样的情况下，具有发育年龄不同的土壤，其肥力状况是不同的。如菜园土因培育的时间长短不同，其熟化程度也不同。5时间对土壤发生的作用人类活动对土壤的影响是有意识、有目的、定向的。人类的活动是社会性的、受社会制度和社会消费力的影响人类活动的影响可通过改变各自然因素而起作用，并可分为有利和有害两个方面人类对土壤的影响也具有

7、双重性，利用合理，有助于土壤肥力的进步，利用不当，就会破坏土壤人类活动对土壤发生演化的影响 五个成土因素中的每一个因素，不仅可以直接影响土壤的形成过程，而且可以间接影响其他因素而起作用。 如气候因素，一方面它对土壤形成过程有直接影响，另一方面又影响着植被的组成、有机质的数量以及微生物的分解等方面。植被也能影响近地表的大气层，造成特殊的小气候，并通过这种气候影响土壤的水热状况。五个因素的关系小结 土壤形成过程指的是在一定的时空条件下，母岩或母质与生物、气候因素以及土体内部所进展的物质与能量的迁移和转化过程的总体。 土壤形成过程是一个综合的过程，它是物质的地质大循环和生物小循环矛盾统一的结果。 土

8、壤形成不外乎是由土壤的有机质积累和地球化学两个根本过程组成的。这两个根本过程那么是土壤形成的本质2 土壤形成过程 物质的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，这是地球外表恒定的周而复始的大循环 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开展。土壤形成过程土壤形成中物质迁移和转化示意图土壤形成中物质迁移和转化示意图土壤能量转换示意图土壤能量转换示意图 土壤形成中的成土过程 两个循环是土壤形成的内因，五大自然成土因素是土壤

9、形成的外因。自然界中土壤的形成过程是非常复杂的一系列生物，物理，化学和生物化学过程构成，其根本规律又是统一的两个循环。由于成土条件的复杂性，决定了土壤形成过程总体的内容、性质及其表现形式也是多种多样的。根据土壤形成中物质能量迁移、转化的各自特点，我们可将土壤形成过程总体，区分出各个详细的成土过程。 主要有有机质的形成和分解 原生矿物的分解和粘粒矿物的形成 物质的迁移土壤发生中普遍存在的3种根本成土作用 原生矿物的风化主要包括物理风化作用、化学风化作用、生物风化 由原生矿物形成粘粒矿物的作用分为转变和新生两种方式，转变是指同一构造类型的层状硅酸盐矿物之间的互变，也包括2：1型向1：1型矿物的改变

10、；而新生那么是晶体构造瓦解后再从溶液中合成出的另一种矿物的作用原生矿物的风化和粘粒矿物的形成 物质迁移：可概括为2大方向，一为向下淋溶及其淀积以及被彻底淋出土体的物质挪动，二为向上迁移的养分元素的生物富集作用，易溶性盐类、复原性铁锰等随毛管上升而在表土积聚的作用 机理分为5种：溶迁作用，复原迁移、螯迁作用、悬迁作用和生物迁移作用原生矿物的风化和粘粒矿物的形成溶迁作用：主要是指土体内的物质形成真溶液后随土壤浸透水或毛管水的迁移复原迁移：是水成土和半水成土中物质迁移的重要形式。土壤中的复原作用起始于微生物对分子氧的耗竭，此后嫌气及兼嫌气微生物对土壤有机质进展分解，并给土壤中复原物质以电子，使之复原

11、为低价离子或化合物螯迁作用：是指土体内的金属离子以螯合物的形式进展迁移悬迁作用：又称为粘粒的悬浮迁移作用，是指土体内的硅酸盐粘粒分散于水体中形成的悬液的迁移生物迁移：植物的庞大根系从土体中吸收养料元素形成植物的有机体，并以其有机残落物及死亡根系残留在表土，矿化后补偿了土壤矿物质成分的淋溶损失，且有所积累 成土过程按照物质迁移和转化的特征，可分为4大类： 物质参加土体者 物质迁出土体者 物质在土体内迁移者 物质在土体内转化者主要的4种成土过程 原始成土过程 有机质聚合过程 粘化过程 钙积与脱钙过程 盐化脱盐过程 碱化与脱碱过程 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

12、过程我国土壤形成中主要成土过程1 原始成土过程：从岩石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。三个阶段：岩漆阶段、地衣阶段和苔藓阶段2 有机质积聚过程：在木本或草本植被下，有机质在土体上部积累的过程，这一过程在各种土壤中都有3 粘化作用：土壤中粘粒的生成或淋淀，导致粘粒含量增加的作用。可分为残积粘化和淀积粘化，前者是土内风化作用形成的粘粒产物，后者是风化和成土作用形成的粘粒，由上部土层向下悬迁和淀积而成 4 灰化过程：灰化过程这是指在冷湿气候，针叶林植被环境的强酸性条件下，亚表土的矿物被破坏，铁、铝氧化物向下淋溶、而相对富集二氧化硅的作用。这一作用的结果，在土壤剖面的上部

13、常形成二氧化硅富集的灰白色的淋溶层，称之为漂白层，而在下部可形成二、三氧化物和腐殖质富集的红棕色淀积层，称之为灰化淀积层 5 钙积与脱钙过程：钙积过程是干旱、半干旱地区碳酸盐在土体中挪动与淀积的作用。这是土壤溶液中的碳酸氢钙由于孔隙中的二氧化碳分压或水分含量降低，碳酸氢钙放出二氧化碳变成碳酸钙而淀积。 脱钙过程是在一定生物气候条件下，碳酸盐与水和二氧化碳作用，形成可溶的重碳酸盐，并随土壤水挪动而从某一土层或土体淋失的作用 6 6 盐化作用：可溶性盐类在土壤中，特别是土壤表层累盐化作用：可溶性盐类在土壤中，特别是土壤表层累积的作用。这主要发生于干旱、半干旱地区以及滨海积的作用。这主要发生于干旱、

14、半干旱地区以及滨海地区。在这些地区土壤中的可溶性盐被淋洗到地下水地区。在这些地区土壤中的可溶性盐被淋洗到地下水中，并随地下水流动迁移到排水不畅的低洼地区，在中，并随地下水流动迁移到排水不畅的低洼地区，在蒸发量大于降水量的情况下，盐分又被上行水携带到蒸发量大于降水量的情况下，盐分又被上行水携带到土体表层集聚的过程。盐化过程形成盐化层。而由人土体表层集聚的过程。盐化过程形成盐化层。而由人为活动影响产生的盐化作用，称为次生盐化作用。为活动影响产生的盐化作用，称为次生盐化作用。 7 7 碱化作用碱化作用 ：土壤胶体吸附大量交换性钠的作用，这：土壤胶体吸附大量交换性钠的作用，这是由于钠离子在土壤胶体上的

15、累积，使土壤呈强碱性是由于钠离子在土壤胶体上的累积，使土壤呈强碱性反响，并形成物理性质非常恶劣的碱化层。而土壤吸反响，并形成物理性质非常恶劣的碱化层。而土壤吸附的交换性钠为氢离子交换，致使土壤非碱化作用，附的交换性钠为氢离子交换，致使土壤非碱化作用，已被称之为脱碱作用已被称之为脱碱作用 8 8 富铝化作用：在热带、亚热带地区，原生矿物强烈分富铝化作用：在热带、亚热带地区，原生矿物强烈分解，盐基淋失二氧化硅部分淋溶，铁、铝氧化物富集解，盐基淋失二氧化硅部分淋溶，铁、铝氧化物富集的作用的作用9 9 潜育化与潴育化作用：潜育化与潴育化作用： 长期积水条件下，有机质长期积水条件下，有机质分解产生复原性

16、物质和铁锰复原的作用。这是因分解产生复原性物质和铁锰复原的作用。这是因为在土壤有渍水包括常年或季节性渍水、有为在土壤有渍水包括常年或季节性渍水、有机物质处于嫌气性分解状态条件下，土壤矿物质机物质处于嫌气性分解状态条件下，土壤矿物质中的铁锰处于复原低价状态，可产生磷铁矿、菱中的铁锰处于复原低价状态，可产生磷铁矿、菱铁矿等次生矿物，从而使土体染成灰蓝色或青灰铁矿等次生矿物，从而使土体染成灰蓝色或青灰色。它常出现于沼泽化、质地粘重。且排水不良色。它常出现于沼泽化、质地粘重。且排水不良的土壤。的土壤。 而在潮湿平原地区，由地表季节性滞水引起氧化而在潮湿平原地区，由地表季节性滞水引起氧化复原交替，使铁锰复原淋溶，土壤变酸，乃至粘复原交替，使铁锰复原淋溶，土壤变酸，乃至粘粒矿物发生蚀变的作用，被称之为假潜育作用，粒矿物发生蚀变的作用，被称之为假潜育作用，即潴育化作用，另外，在淹水灌溉条件下，土壤即潴育化作用，另外，在淹水灌溉条件下，土壤上部发生的潜育作用，被称之为次生潜育化作用上部发生的潜育作用，被称之为次生潜育化作用 10 10 白浆化作用：这是指土体中出现复原铁锰作用而使某一土白浆化作用：这是