土壤(亚类),按确定的方向有规律的依次更替的现象。 中域性在不同的地带内,具有不同的性质 位于褐土地带的华北平原,由太行山麓到滨海平原,依次分布的土壤有褐土、草甸褐土、草甸土、滨海盐土等(p268图8-11);在荒漠土地带,由山麓到盆地中心的土壤依次为灰棕漠土、草甸土、盐土等;在较小的盆地范围内,如在栗钙土地带,从高处向湖泊周围依次分布有栗钙土、碱土和盐土。
显然在不同土壤地带,虽具有不同系列的土壤分布形式,但在任何地带内,地带性土壤与非地带性土壤之间都存在这样的依次更替关系,从而表现为地带内的中域性特性。
a地质系列中的土壤分布模式 地质因素也是影响土壤形成发育的决定性因素。
例如,在中国四川东部平行岭谷区,土壤分布模式就是一个典型的地质土壤景观模式,即石灰岩或普通砂岩风化物上发育的土壤是黄壤或简育常湿雏形土,而在紫色砂页岩风化物上发育的土壤则为紫色土或紫色湿润雏形土。 b坡地地形的土壤分布模式-土链 土链系指沿坡地横断面分布的一组土壤,它构成一个土壤制图单元,在地形条件类似的地段可重复出现这一单元。
土链作为坡地土壤分布的基本模式,它不仅能反映地形部位、坡度、地形等对土壤水分状况、排水性能的影响,还能反映现代土壤表层过程对土壤分布模式的影响。
在极端干旱和半干旱条件下,坡地的稳定特性意味着土壤年龄的变化,在坡地陡峭而不稳定的地段,分布有成土年龄最年轻且发育较弱的石质土;在坡度平缓且最为稳定的地段,则分布有成土年龄古老且发育典型的土壤。在许多湿热和温暖气候区的坡地,因人为活动导致了土壤发育与地形演化相互关系的改变,其土链实际代表了固有土壤、残余土壤与扰动土壤的混合特征。
2 土壤的微域性分布规律:土壤的微域分布规律是指在微地形的影响下,在小空间范围内,亚类、土属、土种或变种既重复出现又依次更替的现象。
3 耕种土壤的分布规律:耕种土壤的分布规律 ,一方面受到自然成土因素的影响,另一方面还受到人类活动的制约。 人类活动对土壤分布的影响模式大致可归结为:
A同心圆分布,即耕种土壤的分布与居民点远近有关,一般以居民点为中心,愈近居民点,受人为影响愈强烈,土壤熟化度愈高;
B阶梯式分布,一般在山岭和丘陵区,人们在垦殖坡地土壤时需要修筑梯田,并在不同地形部位采取不同的耕作措施,从而形成不同的耕种土壤;
C棋盘式分布,在平原地区,随着农田基本建设的开展,平整土地,开挖排灌渠体系,使土地逐步规格化,进而改变了原有的土壤分布,形成棋盘式分布,其土壤成分因地区不同而已 8.2 土被结构
8.2.1 土被结构的概念:
陆地表面连续分布的土壤状如被覆,故也称土被。土被具有不均一性,即在土壤带内,除某些主要土壤类型外,还插花分布其他类型的土壤,这在大、中比例尺土壤图上表现尤为明显,反映出了土被的复杂性和多样性。土被实际是土壤群体组合。 8.2.2 土被结构的特征:
1 单元土区的特性:单元土区是组成土被结构的最基层、不能再分割的部分,相当于聚合土体或均一的土壤分类单元所占有的空间
单元土区的内容 单元土区的内容就是借以划分单元土区的土壤基层分类单元。由于所依据的分类单元不同,也就构成了单元土区上的差异。一般来说,单元土区的内容不应受某一土壤分类级别的限制,它们之间的界线可以属于不同土壤分类界别之间的界线。
单元土区的面积 单元土区的面积差异甚大,并有明显的区域差异性。单位土区的平均面积可用下列公式求得
单元土区的形状 单元土区的形状是不规则的,如与圆形比较,则有以下三种形状:椭圆形、延长形和线形。椭圆形单元土区的最长轴与最短轴之比不超过2,延长形两轴之比在2-5之间,线形两轴之比大于5。 2 单元土被结构的特性:
土被结构中各单元土区的地位。关于土被结构中各单元土区的地位,可以镶嵌关系和界线特点予以说明。镶嵌关系,指多个单元土区在土被结构中必然有镶嵌和被镶嵌的相互关系。界线特点,指单元土区的形状是不规则的,由不同单元土区构成的土被结构,或者非均一单元土区都具有不同的界线特点 土被结构中各单元土区的明显度。单元土区的明显度表示两个相邻土区的土壤分类级别差异的大小。在地形平缓的湿润地区,一般所形成的两个相邻土区,其分级类别相当,差异小,明显度低;在侵蚀严重或干旱地区,相邻单元土区的分类级别则差异较大,明显度也较高。
土被结构的复杂度。土被结构的复杂度是表示区域土被结构组成的复杂性的定量指标,为了表达这一特性,可采用如下公式: 被结构的对比系数。土被结构的对比系数K属于土被结构质量评价的概念。可由土被结构中各成分所占面积百分数,乘各成分之评价等级,再除以简化系数求得 8.2.3 土被结构的基本类型::土被结构的类型决定于形成土被结构的因素。在不同成土条件,土壤群体各组成成分的发生关系、各单元土区的面积和形状等也都不同。关于土被结构的分类,尚无比较公认的完整体系。但从发生学角度可将土被结构分为以下3个基本类型,即复区、组合与复合。
1 土壤复区 土壤复区决定于微地形,不同土壤类型呈小斑块更替,这些土壤属于同一水热系列或水盐系列,在形成发育过程中相互作用、相互影响。在许多情况下,在复区中土壤每隔3-50 m便更替为另一种土壤。土壤复区的类型随成土条件的不同而异。
2 土壤组合 土壤群体的分布决定于中等地形,是一种不均一的土被,在组合中可以看到不同水热系列或水盐系列的土壤呈大块状更替,其土壤群体之间的发生联系不明显,每个土壤组合具有特殊的利用途径。在土壤组合中,对比性弱者,可称变异组合,如薄层白浆土与厚层白浆土变异组合等。
3 土壤复合是指各土壤类型成分间的分布主要是由不同地层及母质所造成的复合镶嵌分布的土壤,这些土壤的分布状态与地形无关。这种分布类型只形成于母质类型差异不大的地段,在中国东部湿润地区及成土母岩较为复杂地段经常出现。
8.2.4 土被结构的空间格局: 土被结构的形状与其发生密切相关,土被结构的发生-几何形状是土被结构的重要特征。以下就是发生学-几何学的主要土被空间结构类型:
①枝状土被结构;常与各种侵蚀地形相联系,多分布在河谷和大的峡谷,即沿着水系的土被结构都属于这种形状,具有这种形状的土被结构在几何学上都是开放的。
②扇形土被结构;该土被结构形式常见于山前的洪积-冲积扇上,这种土被结构是开放的。
③环形土被结构;这种土被结构是相对封闭的,如陷穴、各类湖泊;
④线形土被结构。与堆积成因的各种线形地貌相联系,这种几何形状的土被结构都是开放的。 8.3 土壤区划
8.3.1 土壤区划的意义和原则: 土壤区划就是对土壤群体进行地理区域上的划分。土壤区划工作与土壤的形成、分类、制图、土被结构等研究密切相关,它们相互补充,相互推动,但后者往往是前者的工作基础。 土壤区划必须考虑一下两个原则:
一综合性,即综合分析土被结构、分布规律,发生特征和生产性能,以及决定这些特征的全部自然因素和社会经济因素,使区划为扩大耕地面积和通过单位产量服务;
二是强调土壤地带和农业地带的一致性,即把土壤地带性和农业地带性概念作为土壤区划的理论基础和高级区划单位划分的依据。
8.3.2 土壤区划的单位与划分依据: 按上述原则并结合中国土壤特征,中国学者提出了如下的区划分级系统:土壤气候带(0级)、土壤地区或亚区(1级)、土壤地带和亚地带(2级)、土壤省(3级)、土壤区(4级)、土组(5级)、土片(6级)。0至3级是土壤区划的高级单位,4至6级是低级单位。
1 土壤气候带 土壤气候带是区划中最大的单位,但仅作参考的级别。它围绕大陆表面以带状形式随纬度而变化,表现了土壤纬度地带性,其划分的依据是地表接受的太阳辐射量、热量条件的相似性。土壤气候带不但具有一定的土纲群,同时在农业上也反映一定的土地潜在生产力。
2 土壤地区 土壤地区是土壤气候带的一部分,是按土壤气候带内土壤气候相的不同而划分的。在气候上,虽然同一土壤气候带中的各个地区在热量条件上类似,但它们具有独特的气候特征。土壤地区的划分与各地区在大陆所处的地理位置,也就是离海远近有密切关系。它和土壤气候带不同,它表示出明显的土壤经度地带性。
3 土壤地带 土壤地带是土壤地区的一部分,是根据土壤和农业的地带性原则来划分的。在同一地带的范围内,具有同类的水热条件、生物过程和土壤形成过程,它们不仅和特有的生物气候性土类、相应的隐域性土壤以及一定耕种土壤向联系,而且也和自然植被类型以及一定农业发展方向、农作制度和作物组合相吻合。
4 土壤省 土壤省为土壤地带或亚地带的一部分,是按地带或亚地带内土壤气候相的不同而划分的。
5 土区 土区为土壤省的一部分,是根据土壤、地貌原则来划分的,是在平地土壤省范围内具有一定的地貌发生联系的土壤组合。
6 土组 土组是土区的一部分,只包括单一的土壤组合。土组是与一定地貌形态组合系列及发育在不同母质上的土壤成分相联系的单一的土壤组合。
7 土片 土片是土组的一部分,是由于小地形的变化和发育在同一母质上的各种土壤具有一定的规律性的特复区。土片就是包括相似土壤复区的单位。
要掌握的概念
土壤:土壤是地球陆地表面具有肥力能够生长植物的疏松层,是独立的历史自然体。 土壤圈:覆盖于地球陆地表面和浅水域底部的土壤所构成的一种连续体或覆盖层。
土壤肥力:指土壤为植物生长发育供应、协调营养因素(水分和养分)和环境条件(温度和空气)的能力。
土壤自净能力:指土壤对进入土壤中的污染物通过复杂多样的物理过程,化学和生物化学过程,使其浓度降低、毒性减轻或者消失的性能。
原生矿物:直接来源于母岩特别是岩浆岩的矿物。
次生矿物:原生矿物在风化和成土过程中新形成的矿物称为土壤次生矿物。
土壤质地:自然土壤的矿物质都是由大小不同的土粒组成的,各个粒级在土壤中所占的相对比例或质量分数,称为土壤质地。 土壤有机质的矿质化:土壤动植物残体及土壤腐殖质在微生物作用下,分解成简单有机化合物,以至最终被彻底分解成无机化合物的过程。
土壤圈物质循环:指土壤圈内部的物质迁移转化过程,以及土壤圈与地球其他圈层之间的物质交换过程。
土壤磁性:指土壤在弱外磁场中产生的感应磁化强度与此外磁场强度之比,是反映土壤磁化难易和磁性强弱的一个指标。 束缚水:由于土壤颗粒表面各种力的吸附作用而保持在土粒表面的膜状水层。 毛管水:指在突然毛管力作用下保持和移动的液态水。
毛管悬着水:在地下水较深的情况下,降水或灌溉水等地面水进入土壤,借助毛管力保持在土壤上层的毛管空隙中,与来自地下水上升的毛管水并不相连,好像悬挂在上层土壤中一样,称为毛管悬着水。 毛管上升水:借助于毛管力由地下水上升进入土壤中的水称为毛管上升水。
重力水:借助重力作用下能在土壤的非毛管孔隙中移动或沿坡向侧渗的水称为重力水。 土壤溶液:土壤水分及其所含气体,溶质的总称。
影响土壤的五种自然因素:母质、生物、气候、地形、时间,从各自不同的侧面共同控制着土壤的发育和形成。 土壤剖面:从地面垂直向下至母质的土壤纵断面。
土层:即土壤发生层,土壤剖面中与地表大致平行的物质及性状相对均匀的各层土壤。 土壤层次:由非成土作用形成的层次。
土壤矿物质的风化作用:物理风化,化学风化和生物风化。
土壤水分包括:固态水、气态水、化合水、结晶水、吸湿水、膜状水、毛管水、重力水。(束缚水、毛管水、重力水、地下水)
土壤中的有机质分为:普通有机质、特殊有机质——腐殖质。 土壤质地可分为三大类:沙质土壤、粘质土壤、壤质土壤。
土壤地理学的发展:西欧土壤地理学派(德国李比希、法鲁、奥地利库比纳)、俄国土壤地理学派、美国土壤诊断学派、中国土壤地理学。
土壤组成:固相(矿物质、有机质)、液相(土壤水和溶液)、气相(土壤空气)和土壤生物有机体四部分组成。 土壤腐殖质分为:胡敏酸、富里酸、棕腐酸、胡敏素。 土壤圈物质循环:氮素循环、碳素循环、磷素循环。 土壤热学性质:土壤热容量、土壤导热率、土壤扩散率。 土壤吸收作用:机械吸收、物理吸收、化学吸收、生物吸收。
成土因素学说的基本原理:土壤是成土因素综合作用的产物;成土因素的同等重要性和不可替代性;成土因素的时空分异与土壤演化。
基本土壤形成过程:土壤有机质合成、分解与转化过程——腐殖质化过程、泥炭化过程、矿质化过程;土壤矿物迁移与转化过程——淋滤作用、淀积作用、灰化过程、黏化过程、富铁铝化过程、钙化过程和脱钙过程、盐化过程和脱盐化过程、碱化过程和脱碱化过程、潜育化过程、潴育化过程、白浆化过程;土壤熟化过程——水耕化过程、早耕熟化过程;土壤退化过程。 土壤胶体类型及其特性:土壤矿质胶体;有机胶体;有机—无机复合胶体。土壤胶体具有巨大的土壤比表面面积和表面能;土壤胶体具有电性;土壤胶体的凝聚-分散性。 土壤圈在地球表层系统中的地位和作用?
答:地位及作用:土壤是地球表层系统的组成部分,处于人类智慧圈、大气圈、水圈、生物圈和岩石圈的界面和相互作用交叉带,是联系有机界和无机界的中心环境节,也是结合地理环境各组成要素的纽带。 土壤在人类生态系统中的重要作用?
答:土壤在人类生态系统中的重要作用包括:保持生物的活性、多样性和生产性;调节水体和溶质的流动;过滤、缓冲、降解、固定并解毒无机和有机化合物;储存并使生物圈及地表养分和其他元素进行再循环;支撑社会经济构架并保护人类文明遗产。
土壤矿物的风化过程有哪些?阶段有哪些?
答:物理风化、化学风化、生物风化。脱盐基阶段、脱硅阶段、富铝化阶段。 团粒结构在土壤肥力中的作用。
答:1‘有效解决了土壤的透水性与蓄水性的矛盾
2.能够较好地调节土壤导热性、热容量状况,使土壤温度变化较为稳定和适度。
3.具有团粒结构的土壤,有机质和各种养分的含量都比较丰富;在团粒结构内部的有机质则以嫌气性分解为主,分解过程相对缓慢,这有利于养分的保存。
4.具有团粒结构的土壤,其黏着性、粘结性和可塑性均比较小,这有利于耕作。 试述影响土壤有机质转化的因素?
答:1.土壤有机质的类型.a.土壤有机质的种类组成及其堆积方式是影响有机质转化的重要因素。b.土壤有机质C/N比值也是影响其转化的重要因素。C.有机质的灰分可中和有机质分解过程中所产生的有机酸,高灰分含量也有利于有机质的转化。 2.土壤环境条件,a. 土壤通气状况通过影响微生物种群及其活动来决定有机质转化的速度和方向.b.土壤水热状况是影响有机质转化的重要因素,c.土壤pH值,通过调节微生物活动而影响有机质的转化。 影响土壤气体交换过程的因素有哪些? 答:○1地大气层的气压、风速、温度和土壤温度的变化,它们是土壤气体交换的原动力,是影响土壤空气交换的主要因素; ○2土壤质地、结构和土壤孔隙状况,则是影响土壤空气运动和交换的重要因素; ○3土壤水分状况直接影响土壤中容许空气进出孔隙度多少,影响土壤与近地大气层间气体交换的速度; ○4土壤有机质含量及施用有机肥状况,会直接消耗土体内O2的总量,引起土壤与近地大气层之间O2和CO2浓度梯度的增大,从而加速土壤空气交换过程。
影响地表物质迁移转化过程的因素有哪些?
答:太阳辐射能是驱动表生作用的主要原动力,影响地球表层系统中化学元素迁移转化的内在因素是原子结构及其化合物的性质,环境条件如气候条件、水文地质条件、土壤有机质含量、地表水系统的物质组成及其介质的PH值、Eh值、电导率等也对地表元素迁移转化过程具有重要的影响。 地表物质迁移转化的主要形式有哪些?
答:与成土过程相关的地表元素迁移转化过程归并为:溶解迁移、还原迁移、配合迁移、悬浮迁移和生物迁移5种主要形式。 溶解迁移是指地表风化壳或土体中的物质与水相互作用形成真溶液,并随水溶液迁移的过程。
还原迁移是指在地表渍水的情况下,风化壳及土壤与大气之间的气体交换受阻,微生物活动又不断消耗地表水中的溶解氧而形成的还原条件,致使某 些可变价态元素被还原而随水迁移的形式。
配合迁移是指金属离子与电子给予体的离子或分子之间通过配位键形成的配合物随水迁移的过程。 悬浮迁移是指次生铝硅酸盐黏粒分散于水体中所形成的悬浮液随渗漏水下移或测流。
生物迁移是指化学元素被生物有机体吸收、不断地向有机体集中并形成有机化合物在地表迁移与积累,以及有机体被微生物分解并重新返回地理环境 的过程。 土壤形成过程的实质?
土壤形成过程实质上是生物积累过程和地球化学过程的对立和统一。
自然土壤的酸度主要受母岩和气候两种因素控制:母岩和母质主要是通过其化学组成对酸度产生影响。气候对土壤酸度的影响主要是降水,降水量多的地区淋溶强度大,而盐基离子是最容易受到淋洗的成分,所以,湿润地区的土壤呈酸性;干旱和少雨地区淋溶弱,盐基离子富集于土壤中,往往是中性或者酸性的分布区。近年来,全球的酸雨危害日益严重,雨水中含有大量的酸性物质,对土壤具有潜在的酸化危害。
土壤地理学:是以土壤及其与地理环境系统的关系作为研究对象,他是研究土壤的发生发育、土壤分类及时空分宜 规律,进而为调控、改造和利用土壤资源提供科学依据的学科,是自然地理学与土壤科学之间的交叉学科,也是一门综合性和实践性很强的学科。
土壤结构形成的机理:土壤结构形成的基本条件是具有胶结物质和促使土壤颗粒胶结的作用力,其形成过程包括两个阶段:①土壤粘土矿物、腐殖质颗粒之间通过氢键、或静电引力、或表面吸附力、或植物根系挤压力或冻融挤压力而相互黏结、凝聚成原生团聚体;原生团聚体在上述里作用下进一步凝聚成团聚体,此时的团聚体由于没有胶结物质其凝聚,胶结是不稳定的;②团聚体再通过黏粒、或碳酸钙、或锰铁胶膜、腐殖质、菌丝体、土壤动物代谢等固结而成为水稳性的团聚体。
土壤水分的有效性:土壤水类型不同,其被植物利用的难易程度也不同。土壤中不能被植物吸收利用的水称为无效水,能被植物吸收利用的水称为有效水。当植物发生永久凋萎时的土壤含水量称为凋萎系数,这是土壤有效水的下限,低于凋萎系数的水分,作物无法吸收利用,属于无效水。凋萎系数因土壤质地、盐分含量、作物和气候等不同而不同。
土壤的团粒结构最适合农作物生长;卡庆斯基将土壤质地分为:沙土、壤土、粘土三大类,其中壤土在农业上是比较理想的一种质地。
1. 冻土:是指地表至100厘米范围内有永冻土壤温度状况,地表具有多边形土或仕宦等冻融蠕动形态特征的土壤。包括冰
沼土和冻漠土。
A. 地理分布:高纬地带和高山垂直带上部,其中冰沼土分布在北极圈以北的北冰洋沿岸的地区,包括亚欧大陆和北美
大陆极北部分和北冰洋的一些岛屿,在这些地区的冰沼土东西延展呈带状分布,在南美洲无冰盖出亦有一些分布。冻漠土分布在青藏高原和其他高山地区。
B. 成土条件:①气候:降水很少,但气温低,蒸发量小,长期冰冻,土壤湿度很大,经常处于水分饱和状态,夏季土
壤——母质融化。②植被:苔藓地衣为主,草本植物和灌木很少。高山冻漠区植被为多年生和中旱生的草本植物、垫状植物和地衣 ③地形和母质:主要是陡峭的山坡,角峰、刃脊、第四纪和近代冰川所形成的冰斗和冰 垅堤,宽谷,湖盆的湖积平原等,成土母质的差异较大。
C. 成土过程:以物理风化为主,进行缓慢;生物和化学风化微弱,元素迁移不明显,粘粒含量少,普遍存在着粗骨性。
极地地区,由于水分饱和,泥炭化和半泥炭化的有机物积累;矿物质处于还原态,形成潜育层,在高山冻漠土分布区,降水较少,土壤淋溶弱,剖面中往往有石膏、易溶盐和碳酸钙累积,导致土体呈碱性,表皮结皮和龟裂。 D. 主要的诊断层和诊断特征:冻土具有永冻土壤温度状况,具有暗色或淡色表层,地表具有多边形土或石环状、条纹
状等冻融蠕动形态特征。
E. 剖面结构:湿冻土(冰沼土)O—Oi—Cg或Oi—Cg型,干冻土(冻漠土)为J—Ah—Bz—Ck型。 2. 灰化土:是指具有灰化淀积层的土壤。
A. 地理分布:广泛地分布于北半球北部,在亚欧大陆和北美北部,呈纬向绵延分布。我国的灰化土只在大兴安岭北端
与青藏高原某些高山亚高山垂直带中有所发现。
B. 成土条件:①气候:分布在寒温带湿润气候区,冬长而寒冷,气温季节变化很大,降雨集中在夏季。虽然寒温带降
水不多,但低温冬冻,积雪很厚,大大地降低了水分蒸发作用,永冻层广泛分布,利于淋溶和潜育作用的进行。②植被:针叶林为主,林下草本植物稀少,地被植物多为苔藓、地衣或蕨类等低等植物生长,林下常常引起沼泽化现象。③地形母质:多为山地、丘陵、或平原,一般坡度很缓;成土母质多为更新世冰川沉积物及砂岩、泥岩、粘土、石灰岩风化物和火山灰。 C. 成土过程:(一)灰化层的形成:富里酸的酸性很强,离解度大,亲水性强,溶液渗入土体,由于氢离子的代换,
使盐基被代替并淋失,在低温潮湿条件下,有机质分解缓慢,释放的盐基不足以中和富里酸,游离的氢离子随着下渗的水分大量的进入残落物层以下的矿质土层中去,从而引起灰化过程的进行,分为以下四个阶段:碳酸盐的分解淋溶阶段;代换性盐基分解淋溶阶段;铁、铝、锰分解淋溶阶段;形成可溶性的铁、铝、硅等富里酸络合盐,以胶体溶液或真溶液的状态下淋,并析出非晶质粉末状的二氧化硅,形成白色的片状结构或无结构的灰化淋溶层。(二)淀积层的形成:从灰化层下淋的富里酸钙、镁、铁、锰等盐类和少部分无机酸的盐类以及铁、铝、硅酸胶体等到了下层,由于酸性溶液受到愈来愈丰富的盐基的中和而使盐类淀积,在下层中氧气不足,嫌气微生物的活动以及溶胶物质的凝聚而使淀积下来的各种盐类形成红棕色或红褐色的淀积层,甚至形成铁磐或粘磐层。 D. 主要诊断层和诊断特征:由粗暗色的表层,漂白层和灰化淀积层的全部亚层。
E. 剖面分异:土体构型为O-Ah-E-Bsh-C层。表层为暗色凋落物层;有机质淀积层;灰白色淋溶层,此层含硅质白色
粉末多,薄片状结构;淀积层呈黄棕色,有铁锰胶膜,有的还有硬磐和铁磐;剖面中下部多为冰冻风化产物,在30至50厘米处即出现冻层或碎屑状冰块。
3. 弱淋溶土:是指石灰质在土壤剖面中发生淋溶与累积、并伴随有粘粒的形成与淀积的土壤。
A. 地理分布:亚欧大陆、非洲、南北美洲、大洋洲的半湿润半干旱地区,在我国主要分布于东北、西北和华北地区,
大致由东北向西南方向延伸。
B. 成土条件:①气候:由于分布在温带、亚热带、热带地区,气候类型多样而且过渡地带多,气候差异大。②植被:
植被类型复杂多样。有温带森林草原、常绿硬叶林、灌丛、森林草原、热带稀树草原、稀树灌丛草原等。③地形母质:山地、山丘、丘陵地带。黄土、花岗岩、片麻岩、砂岩、等风化物。
C. 成土过程:有比淋溶土较弱的淋溶作用和比钙积土较弱的钙化作用,碳酸钙的淋溶都不深,在一定的深度形成该积
层和粘化层。由于弱淋溶土的分布范围广,气候类型多样,植被类型复杂,水热条件差异较大,弱淋溶土中各种土壤类型的形成有差异。
诊断层与诊断特征:具有半干润水分状况,具有暗色表层或淡色表层,有饱和硅铝层,编制粘化层或编制粘化特征,D.
有或无游离的CaCO3
E. 形态特征:剖面层次分异不很明显,A层多为灰褐或褐色厚薄不一的腐殖质层,B层粘化层不是很明显,但质地较
表层和母质层粘重,在一定深处有钙积层。
4. 钙积土:是指碳酸钙在土壤剖面中明显累积的土壤。
A. 地理分布:温带、暖温带半湿润半干旱向干旱气候过渡地区。在亚欧大陆温带和暖温带内陆地区,黑海——巴尔喀
什湖,东北西南向带状分布;在北美的落基山以东,到美国东部大平原西缘、南美潘帕斯草原。
B. 成土条件:①气候:年降水量比较少,降水年变幅大,区域分布不均匀,季节性干旱明显。②植被:随降水量减少,
依次为草甸草原植物、草原植物、干草原植物、荒漠草原植物。③地形母质:钙积土分布的地形以平原、高原、台地、阶地为主,成土母质以黄土状沉积物为主,但也有差异。
C. 成土过程:1.腐殖质积累过程:土壤中腐殖质积累主要靠草类地下发达的根系和残体的分解。草本植物夏季生长繁
茂,由于冬季严寒漫长,土壤冻结,地表潮湿,有机质不能充分分解,年复一年积累在土壤中,形成明显的暗色表层。由于草类有机质含丰富的盐基,土壤保持较高的盐基饱和度。2.钙积过程:爱半湿润和半干旱条件下,由于降水量不足,降水只能淋洗易溶性的氯、钠、硫、钾等盐类,而钙、镁等眼泪部分淋失,因此,土壤胶体表面和土壤
+-溶液为钙、镁所饱和,钙积过程十分明显。在雨季,CO2溶于水形成H2CO3,解离成H和HCO3,后者与碳酸钙形成重
碳酸钙,当中碳酸钙随水分下渗时,由于下层生物活性的降低和因蒸腾作用造成的水分减少而使盐类淀积,下渗水因蒸发作用和蒸腾作用在上升时,很少含有碳酸钙干湿交替作用结果,钙盐逐渐积累在心土层,其深度与水分达到的深度一致。
D. 诊断层和诊断特性:具有饱和暗色表层,剖面中具有钙积层或强石灰性特征,有的还有盐化层、碱化层以至石膏层。 E. 形态特征:具有明显的腐殖质层和钙积层,剖面层次十分明显。土体构型为Ah—Bk—C型。
5. 荒漠土:指在荒漠地区所发育的地带性土壤,这些土壤有机质含量少,土壤水分缺乏,石灰表聚明显,土体中普遍有石
膏和易溶盐的聚积。
A. 地理分布:广泛的分布于热带、亚热带和温带的荒漠地区:非洲撒哈拉、大洋洲大荒漠,中亚大荒漠,阿拉伯大荒
漠,南美大荒漠,美国西部大荒漠。
B. 成土条件:①气候:干旱的大陆性气候,降水十分稀少,大部分地区年降水量在250mm以下甚至几毫米,同时降水
变率很大。荒漠地区日照强烈,温差大,蒸发强,蒸发量是降水量的十倍至近百倍。多大风与粉尘。②植被:稀疏的超旱生半乔木,半灌木,小半灌木和灌木占优势,成份简单,多为肉质,深根,耐旱种属,覆盖稀疏,呈单丛状分布。地上部分产量很低,根系的有机质也很有限。但地衣、藻类植物对荒漠土形成的作用不可忽视。③地形和母质:我国荒漠土分布的地形有冲—洪积平原,也有丘陵、低山、剥蚀高原和盆地;母质有残积物、冲积物、黄土沉积物等。灰漠土分布的地形主要是山前平原,古老冲积平原和剥蚀高原,成土母质共同特点是石灰性。棕漠土分布的地形为剥蚀山地、丘陵和山前倾斜平原,母质主要有砂质洪积物和石质残积物等。
C. 成土过程:1.腐殖质积累作用微弱:植被地上部分产量低,在干热的气候条件下,有机质迅速矿化,不能形成明显
的腐殖质层,有利于富里酸和单态胡敏酸的形成。2.石灰的表聚作用明显:淋溶作用很微弱,在风化雨成土过程中形成的石灰质就地聚积未受淋失,随着时间的推移,在土壤表面聚积了大量的石灰质。同时土壤深层的石灰质随水分的强烈向上蒸发,以重碳酸钙的形式移运到土壤表层。土表干燥之后,转化为碳酸钙,在表层形成聚积层。3.石膏和易溶盐的聚积:积累程度与干旱程度正相关,是由于地下水向上强烈蒸发结晶的结果。4.砾质化:砂砾的物理风化,石块不断变小,长期风蚀,地表细土被风吹走,留下粗沙、砾石。5.弱铁质化作用:含铁矿物在降水浸润下缓慢分解,二价铁转化为三价铁,进而形成氢氧化铁,降水过后土壤增温,氢氧化铁脱水形成氧化铁并以粘膜的形式染在土粒的外围。因此,土壤湿度和温度相对较高的土层,即表层和亚表层铁的氧化物发生相对聚积。 D. 诊断层和诊断特性:1.弱腐殖质表层:颜色较淡,有机质含量较低的土层,符合:压碎土壤湿态亮度>3.5,干态>5.5;
有机质含量<10克每千克土,<5克每千克土时为极弱腐殖质表层 2.次生粘化层:原生矿物在特定的土壤气候条件下发生土内风化,并就地形成和聚积次生粘粒的土内粘化层 3.石膏聚积层 4.易溶盐聚积层 5.干旱土壤水分状况:在多数年份内,在50厘米深处土温>5℃时,土壤水分控制层段全部呈现干燥的时间占一半以上。
E. 形态特征:在形态上一般有三个发生层:1.孔状结皮和结皮下的片状和鳞片状层 2.棕色而紧实的亚表层 3.石膏
易溶盐聚积层
6. 高寒土:是指高山和亚高山草甸和草原植被下形成的、具有寒性土壤温度状况和胡敏酸与富里酸比值<1的暗色表层的土
壤。
1. 地理分布:高山垂直带上部森林郁闭线以上或无林的高山、高原地区,我国主要分布在青藏高原和北部的高山带上部。 2. 成土条件:①气候:太阳辐射强,日照充足,热量低,气温年较差小,日较差大;冷暖干湿季节变化分明,雨热同期,
干冷季节长,暖湿季短,风大,雷暴和冰雹多,积雪薄,土壤冻结期长。总之,属冬寒夏温型。②植被:耐低温耐和干旱的高寒草甸或湿润杂草高山草甸和高寒灌丛植被。③地形:主要分布于高原面和高山带。母质:花岗岩、片麻岩、砂岩等组成的残积物、坡积物洪积物、冰水沉积物,亦有黄土母质分布。
3. 成土过程:1.缓慢的生物物质循环:由于全年低温,腐殖作用弱,腐殖质稳定性低,活性较大,不能与土壤矿物质紧
密结合,不易形成良好机构,表层发育的多是不稳定的粒状结构2.矿质化学分解程度低、淋溶作用弱:高寒土成土年龄轻,生物化学风化作用微弱 3.融冻形态的形成:一方面,由于冻结作用,使土壤颗粒粘结在一起,形成各种冻土构造,另一方面,由于冻胀力,形成石环等冻土地貌。
4. 诊断层和诊断特性:具有寒性土壤温度状况和胡敏酸与富里酸比值<1的暗色表层
5. 形态特征:剖面分化比较明显,一般具有3-5厘米的呈灰棕或褐棕色的草皮层;灰棕色或淡黄色的腐殖质层,厚约
10-30厘米;腐殖质层以下草根减少,土色逐渐变淡;B层变化大;底层一般有碳酸钙聚积。构型为O—Ah—B—C型。
7.物质的地质大循环:坚硬块状结晶岩出露地表,受太阳辐射和大气降水作用进行风化,形成疏松多孔的母质,岩石不仅在形态上和性质上受到了改造,同时把大量矿质养分释放出来,它们经受大气降水的淋洗,或渗入地下或受地表径流的搬运作用,直至成为各种海洋沉积物,这些沉积物在地壳内营力的作用下形成沉积岩,露出海面再次进行风化,成为新的风化壳—母质。这个过程即为地质大循环。
8.中心概念和边界概念:中心概念从统计学上说,就是平均值,但涉及到某一土壤时就从这个中心概念开始;边界概念,统计学上说就是变化范围,具体划分是落实到边界。 9. 土壤与成土因素的关系: 1、土壤发育与母质的关系
土壤母质是岩石风化的产物,它是土壤形成的物质基础。母质中的一些性质,如坚实度、矿物组成和化学特性等都直接影响成土过程的速度和方向。母质中的磷、钾、钙、硫和其他元素也影响着土壤的自然肥力。
①许多土壤的属性都继承了母质的性质。如酸性岩母质含石英、正长石、白云母等抗风化力强的浅色矿物较多,多形成酸性的粗质土。
②不同母质对土壤次生矿物也很有影响。如酸性岩中的钾长石发育的土壤以高岭石为多;下蜀黄土以水云母为主。
③不同母质所形成的土壤,其养分情况也不同。如钾长石风化后形成的土壤有较多的钾;斜长石风化后所形成的土壤有较多的钙。
④成土母质影响土壤的质地。质地粗的母质上形成的土壤质地也较粗,质地细的母质形成的土壤质地也较细。如发育在残积物上的土壤中含石块较多。
⑤在一些土壤形成过程中,母质因素起着重要的作用。如,在热带、亚热带地区,地带性土壤是砖红壤和红壤等,但在石灰岩和紫色岩上发育的土壤,因含有大量碳酸钙,阻滞和延缓了富铝化作用的进行,因而分别发育成为石灰土和紫色土。
2、土壤发育与气候的关系
气候因素直接影响土壤的水热状况,而土壤水热状况又直接或间接影响风化过程,影响植物生长,微生物活动,以及有机质的合成与分解。在一定的气候条件下,产生一定性质和类型的土壤,因此气候是土壤地理分布的基本因素。 ①气候影响岩石矿物风化强度。矿物风化有物理作用和化学作用,其速度和温度有关。
②气候对次生矿物的影响。一般情况是,降水量增加,土壤粘粒含量增多。因此,不同气候带的土壤中,具有不同的次生粘土矿物。
③气候对土壤有机质的积累和分解起着重要作用。过度湿润和长期冰冻有利于有机质的积累,而干旱和高温,好气微生物比较活跃,有机物易于矿化,不利于有机质积累。如,黑土地区冷湿,腐殖质含量高,栗钙土地区干旱,腐殖质含量低。 ④不同气候带土壤中微生物的数量和种类也不同。草甸土中微生物数量最多。
⑤一般说,土壤中物质的迁移是随着水分和热量的增加而增加的。如,我国自西北向华北逐渐过渡,土壤中的CaCO3、MgCO3、Na2CO3等盐类的迁移能力不断加强;从华北从东北过渡,除钾、钠、钙、镁等元盐基淋失外,铁、铝也自土壤表层下移。 ⑥气候影响着土壤分布规律,尤其是地带性分布规律。不同气候带分布着不同的地带性土壤类型,如寒温带分布着灰化土,温带分布着暗棕壤,暖温带分布着棕壤,亚热带和热带分布着红壤和砖红壤。
3、土壤发育与生物的关系
土壤形成的生物因素,包括植物、土壤微生物和土壤动物,它们是土壤有机质的制造者,同时又是土壤有机质的分解者。它是促进土壤发生发展的最活跃因素。其中植物,尤其是高等绿色植物及其相应的土壤微生物类群,对土壤的作用最为显著。
①不同的植被类型所形成的有机质性质、数量和积累的方式各有不同,因而对成土过程产生的影响也不同。如,木本植物的枝叶以凋落物的形式堆积于土壤表层,因而剖面中腐殖质是自表层向下急剧减少;而草本植物的根系占很大比例,因而剖面中腐殖质是自表层向下逐渐减少。
②地带性土壤一般有它特定的植物群系。如灰化土分布在针叶林和真菌为主的微生物相结合的群系。
③土壤微生物在土壤成土过程中也是很重要的,并且是多方面的。它最主要的作用是分解动植物的有机残体,使其中潜藏着的能量和养分释放出来,供生物再吸收利用,使事物能时代延续下去。此外,某些特种微生物,如固氮菌能增加土壤氮素养分。
④土壤动物中的原生动物,各种土栖昆虫、蚯蚓和鼠类等,它们的残体也是土壤有机质的一种来源,同时它们以特定的生活方式,参与土壤有机残体的分解、破碎,以及翻动、搅拌疏松土壤和搬运土壤的作用。
4、土壤发育与地形的关系
地形对土壤的影响不同于母质、气候、生物因素,它没有给土壤提供新的物质,它的作用只是引起地表物质与能量的再分配,它与土壤之间并未进行物质与能量的交换,而只是影响土壤和环境之间进行物质和能量交换的一个条件。 ①不同地形影响地表水热条件的重新分配。不同高度、坡度和方向对太阳辐射的吸收和地面辐射是不同的。随着海拔高度的增加,气温逐渐下降,而在一定的高度范围内,湿度逐渐增大,因而自然植被也发生变化,相应地形成了不同的土壤类型,出现土壤垂直分布的规律。地形支配着地表径流。斜坡排水快,土壤物质易遭淋溶;低洼处易积水,细土粒和腐殖质易积累,土色较暗,土层较深。
②不同的地形部位的母质分配是不同的。山地上部或台地上其母质主要是残积母质;坡地和山麓的母质多坡积物;山前平原的冲积堆或冲积扇地区,成土母质为洪积物。
③地形深刻影响着土壤发育。由于地壳的上升和下降,或局部侵蚀基准面的变化,不仅影响土壤的侵蚀和堆积过程,而且还要引起水文、植被等一系列变化,从而使土壤形成过程逐渐转向,使土壤类型依次发生演替。
5、土壤发育与时间的关系
时间是一个重要的成土因素。它可阐明土壤在历史过程中发生、发育、演变的动
态过程,也是研究土壤特性、发生分类的重要基础。土壤有绝对年龄和相对年龄之分。从开始形成土壤起,直至现在,这段时间成为土壤的绝对年龄。土壤的相对年龄,是指土壤的发育阶段或土壤的发育程度。 ①一般来说,发育程度高的土壤,所经历的时间大多比发育程度低的土壤为长。
②母质、地形、气候、生物等因素在土壤形成过程中的作用强度,均随着土壤年龄的增长而加深,并可从土壤剖面分异,以及土壤的形态和性质上反映出来。
③任何土壤类型的性质不是固定不变的,土壤发育阶段不同,某些特性可能不大一样。 ④处于不同环境下,不同土壤要获得同一特性所需的时间极不一样。 ⑤年龄与土壤发生类型之间有着一定的相关性。
6.土壤发育除了自然成土因素外,人类的活动对土壤的形成和性质的影响也十分重要。
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