朱鹤健-土壤地理学教案(共41页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上土壤地理学教案课程编号：总学时： 42（22） 周学时：2适用年级专业（学科类）：地理科学开课时间：2011-2012学年第一学期使用教材：朱鹤键等：土壤地理学（第二版）高等教育出版社 2010年11月土壤地理学教案绪言一、土壤、土壤系统、土壤生态系统的基本概念（一）土壤 土壤定义：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。其特征：有生物活性、孔隙结构；其功能：有肥力及生产性能,缓冲与净化功能。 具有环境功能。 单个土体：能够反映某一土壤大部特性的最小单元。 聚合土体：空间上相邻、组成和性状相近的单个土体集合体（二）土壤系统和土壤生态系统土壤系统：复杂的物质与能量系统：物质与能量的迁移、转化、交换；开放系统，土壤生态系统；非线性和可变性。（三）土壤圈土壤圈概念：覆盖于地球陆地表面的连续体；地位与作用：土壤圈是地球表层系统的组成部分，它处于地球表层不同圈层界面及其相互作用的交叉带，是联系有机界与无机界的中心环节，也是结合地理环境各组成要素的纽带。（它位于大气圈、生物圈、水圈、岩石圈的接触过渡地带，是有机界与无机界的结合部，是自然地理环境中物质循环和能量转化的重要环节和活跃场所。）土壤圈物质循环：指土壤圈内部的物质迁移转化过程及其与地球其他圈层之间的物质交换过程土壤圈对其他圈层的影响（二）土壤地理学的研究的主要内容和方法土壤地理学是以土壤及其与地理环境系统的关系为研究对象，它是研究土壤的发生发育、土壤分类及时空分异规律，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，也是一门综合性和生产性很强的学科。 土壤地理学的研究内容： 土壤发生 土壤分类 土壤地理分布规律 土壤调查、制图 土壤资源利用保护 土壤生态环境土壤地理学研究方法：土壤野外调查土壤定位观测室内分析研究其他土壤地理学研究方法：实验室化验分析与实验模拟研究法、遥感技术在土壤调查中的应用、数理统计与S-GIS在土壤研究中应用、土壤历史发生研究法。三、 土壤地理学的发展概况（一）国外土壤地理学的发展概况对土壤科学发展产生了巨大推动作用的土壤地理学派有：以化学家李比希(18031873)为代表的农业化学土壤学派；以地质学家法鲁(17941877)为代表的农业地质土壤学派；以土壤学家库比纳(18971970)为代表的土壤形态发生学派。 道库恰耶夫(18461902)：土壤地理学奠基人，发表了俄国的黑钙土，论述了俄国广阔草原地带一种松软、暗色的富含腐殖质的土壤特征及其空间分布，揭示了土壤发生与成土环境的密切联系，创建了成土因素学说，即土壤是气候、生物、母质、地形和时间等综合作用的产物。 马百特：美国土壤科学奠基人，对土壤分类的贡献。詹尼(Hans Jenny) ：美国著名土壤学家，对道库恰耶夫的土壤形成因素学说进行了补充修正，于1941年发表了土壤形成因素专著，认为在土壤形成过程中生物的主导作用并不是到处都是一样的。如果某因素所起的作用超过其他因素，那么就得出以该因素为主导的函数式，将主导因素放在函数式右侧括号内的首位。 史密斯：美国学者，提出土壤是成土因素综合作用的产物，只要成土因素相同，则形成的土壤也相同；只要土壤相同，则土壤性质也相同；按土壤性质分类土壤，将发生理论作为选择土壤分异特性的参考。提出了诊断层与诊断特性的概念，并建立了标准化、定量化的美国土壤系统分类体系(Soil Taxonomy) 。（二）我国土壤地理学的发展概况古代土壤科学：起源早，而且土壤观察记载详尽。中国近代土壤地理学的发展缓慢，1930年之后受欧美土壤学理论的影响，开展了中国境内的土壤调查研究；20世纪50年代受道库恰耶夫土壤发生学派影响，开展土壤地理发生学研究；近年来中国土壤地理学研究正向标准化、定量化和国际化的方向发展。 四、土壤地理学的发展前景围绕国民经济需要定性转向定量交叉学科渗透高新技术应用重视土壤圈物质循环及全球土壤变化；土壤资源持续利用研究得到重视；世界土壤资源参比基础和土壤信息系统的研究不断加强；土壤退化的形成机制和监测对策；土壤地理学研究内容日益扩展；加强与发展土壤地理学基础性理论研究。 主要概念与术语土壤(soil) 土壤剖面(soil profile) 单个土体(pedon) 土壤聚合体(polypedon) 土壤圈(pedosphere) 土壤肥力(soil fertility)土壤地理学(soil Geography)第1章 土壤系统组成、结构与功能 土壤系统土壤由固体、液体、气体三相物质组成，土壤中的各种生物、极其微小的土壤胶体也是其组成部分。一般情况，土壤固体体积占整个土体的一半左右，另一半为孔隙分别为水和气所占据。土壤生物体均生活在土壤孔隙之中。第1节 土壤系统组成一、固相组成（一）土壤矿物土壤固体主要包括矿物质和有机质，其中矿物质占95，有机质占5%左右。矿物质是土壤的基本组成物质，被称为土壤的“骨骼”。土壤矿物主要来自成土母质或母岩，是土壤的主要组成物质。土壤矿物构成了土壤的“骨骼”，它对土壤组成、性状和功能具有巨大的影响。按照发生类型可将土壤矿物划分为原生矿物、次生矿物、可溶性矿物三大类。1、原生矿物 (primary mineral)概念：直接来源于母岩特别是岩浆岩。分类：铝硅酸盐类、长石类矿物、云母类矿物、橄榄石类矿物、辉石与角闪石类矿物、氧化物类、硫化物类和磷灰石类，土壤矿物的风化及稳定性序列2、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次生矿物，它包括简单盐类、次生氧化物和铝硅酸盐类。它们是土壤矿物中最细小的部分，具有活动的晶格、呈现高度分散性，并具有强烈的吸附代换性能、能吸收水分和膨胀，因而具有明显的胶体特性，又称为黏土矿物。形成过程：降解、重新合成、母质继承类型：简单盐类次生氧化物铝硅酸盐类高岭石类矿物蒙脱石类矿物水云母类矿物土壤矿物的形成、转化与分布规律影响土壤矿物风化的因素：内在因素：矿物组成、结晶构造、理化性质外在因素：水分、温度、ph值和Eh值；生物 矿物分布规律：在时间上的阶段性：脱盐基阶段、脱硅阶段、富铝化阶段在空间上的地带性：干寒湿热图：2-3土壤矿物风化强度指数：硅铁铝率（二）土壤有机质土壤有机质是土壤中的各种含碳有机化合物，其中包括动植物残体、微生物体以及它们的分解物、合成物。作用：是土壤中重要的固相成分之一，是土壤肥力、缓冲及净化功能的物质基础，也是土壤形成发育的主要标志。虽然它在土壤中只占总重量的百分之几，但对土壤的形成、土壤肥力的产生、土壤的多重性质，却起着重要作用。来源：动植物残体 森林土壤与草原土壤存在状态：机械混合、生命体、溶液态、有机无机复合态分类：非特异性土壤有机质：生物残体及其代谢产物是土壤有机质的重要来源成分：碳水化合物、蛋白质、木质素、脂肪等 糖类，含氮化合物、含磷化合物、含硫化合物土壤腐殖质：土壤腐殖质(soil humus)是土壤特异有机质，也是土壤有机质的主要组分，约占有机质总量的5065。它是一种结构复杂、抗分解性强的棕色或暗棕色无定形胶体物，是土壤微生物利用植物残体及其分解产物重新合成的高分子化合物。它是提供、保存土壤养分、改良土壤结构、改善土壤质地、协调水气热关系的关键物质。土壤腐殖质组分及其分离过程：胡敏酸、富啡酸、棕腐酸和胡敏素土壤腐殖质的性质：胡敏酸、富里酸之比较：元素组成、结构、形态、分子量、 遇酸碱性质、胡敏酸：C、N 芳香 大 溶碱不溶酸和酒精 富里酸：O、S 羟基 小 溶酸碱 C/N、吸收性、可溶性 颜色 作用胡敏酸：高 高 低 深 保水、保肥富里酸：低 低 高 浅 养分释放（三）土壤有机无机复合粘土矿物与腐殖质胶体相互吸附。对土壤肥力影响很大二、土壤液相与气相的组成 同存土壤孔隙，互为消长土壤水分的意义：水分是土壤的重要组成部分之一，是植物生存所需水源的主要来源。它既是植物吸收养分的主要渠道，又是土壤中进行各种重要物理、化学、生物过程的载体和媒介。土壤水分含量对土壤形成发育过程及肥力水平高低都有重要的影响作用。土壤水分状况及其运动规律是土壤地理学、资源环境科学的重要研究内容之一。 （一）土壤液相 1、土壤水量平衡土壤水来源土壤水消耗土壤透水性2、不同气候条件下土壤水的收支状况各气候区土壤水的收支状况土壤水分状况(soil moisture regimes)不仅影响土壤中物质能量的迁移转化过程，还影响土壤形成发育的方向和性质。根据成土环境及土壤特征，可以将土壤水分状况划分为以下类型： 淋溶型与周期淋溶型；非淋溶型； 渗出型； 停滞型； 冻结型。 另外，全球土壤水分状况还具有明显的季节性变化3、土壤水类型：水分进入土壤后，受到分子引力、毛管力、重力等的作用，吸附或游离于土粒与土粒之间，表现为不同形态的水分类型，主要有吸湿水、膜状水、毛管水、重力水等。水分形态类型、物理状态、存在形式、受力情况、移动性、水分常数、含水量、影响因素、有效性4、土水势土水势(soil water potential)是指单位水量从一平衡的土-水系统移动到与它同温度而处于参比状态的水池时所作的功。土水势类型：基质势(matrix potential)、压力势(pressure potential)、渗透势(osmatic potential)、重力势(gravitational potential)、总水势(soil water potential)。5、土壤溶液土壤溶液(soil solution)是土壤水分及其所含气体、溶质的总称。分析土壤溶液组成、特性及其中化学过程，是土壤地理学、环境科学研究的重要内容。 土壤溶液的组成溶质主要包括：无机盐类；简单有机物；溶解性气体。土壤溶液中溶质成分具有巨大的时空差异性，它与许多因素存在相互作用溶液浓度：单位体积内的溶质总量 克/升土壤溶液影响因素与过程： 气候（降水、蒸发、温度）生物（根系与溶液）地下水土壤溶液的酸碱性土壤酸碱度是土壤重要的理化性质，它反映土壤溶液的物质组成性质。土壤对酸碱的缓冲性能：指土壤系统具有的抵抗因外界因子作用引起的酸碱剧烈变化的性能。原因：土壤胶体的缓冲作用 碳酸及盐类结语：土壤具有稳定环境的性能 这种能力是有限的这种性能不利于土壤改良土壤氧化还原过程：土壤中还普遍存在氧化还原作用，其氧化还原状况用氧化还原电位（Eh）表示。在通气良好的情况下，土壤处于氧化环境，Eh可达700mv，这时的土壤有机质分解迅速，营养物质易于释放，流失；在通气不良的情况下，土壤处于还原环境，Eh低于200 mv，土壤有机质分解缓慢，还可能积累一些有害物质，不利植物生长。影响土壤氧化还原的因素：通气状况有机质状况可变态物质状况植物根系和微生物活动状况（二）土壤气相意义：土壤空气是土壤的重要组成成分，它和土壤水分共同存在于土壤孔隙之中，是影响土壤肥力与土壤自净能力的因素之一。特点：土壤空气基本来自大气，因此组成成分与大气也相似，其区别主要表现在几种气体的含量差异上：与大气比较：土壤空气中O2含量低，CO2、水汽含量高，并且还可能含有H2S、CH4、NH3、CO等气体。土壤气体交换：土壤中不断进行的动植物呼吸作用和微生物对有机质物的生物化学分解作用，使得土壤空气中O2不断消耗和CO2逐渐累积，其结果是土壤空气中O2、CO2浓度与近地层大气中O2、CO2浓度之间差异的扩大，这样必然引起O2、CO2气体分子扩散的发生。由于上述成分存在浓度差异，土壤空气与大气之间就会以气体扩散为主要形式进行相互交换，土壤中的CO2向大气扩散，大气中的O2不断进入土壤，这种方式，类似生物的呼吸，故称“土壤呼吸作用”。影响土壤空气组成的因素：土壤孔隙影响土壤气体交换的条件和因素：条件：孔隙与动力土壤的通气状况与土壤孔隙、质地、结构和土壤含水量等因素有关，它直接影响土壤肥力的释放和植物的生长。水气矛盾土壤空气成分对生物活动影响：通气不良导致还原性物质产生，阻碍植物生长，吸收水分、养分。第2节 土壤系统的结构三相组成的关系一、营养结构（一）矿质化作用概念：有机残体简单有机化合物无机化合物碳水化合物的分解：碳水化合物单糖CO2+H2O影响因素：土壤有机质的类型：种类、C/N比、灰分土壤环境条件：通气状况：水热状况：（一）腐殖质化作用土壤有机物在微生物作用下进行分解转化的同时，其部分分解产物又在微生物的作用下重新聚合形成腐殖质，有关土壤腐殖质形成的生物化学过程归纳起来有3种学说： 植物物质形成学说； 化学聚合学说：柯诺诺娃 细胞自溶学说 微生物合成学说:两个阶段： 第一阶段：有机残体（微生物）简单有机化合物无机化合物第二阶段：简单有机化合物（微生物吸收，体内合成）多元酚、氨基酸（微生物、聚合）腐殖质 二、形态结构土壤发生层：由成土作用形成的土层 土壤剖面：是指从地面垂直向下至母质的土壤纵断面；（一） 土壤形态分层的驱动力（二） 土壤发生层的划分从地面垂直向下的土壤纵断面称土壤剖面。由于受到多种成土作用的影响，土壤剖面可以分化为几个各具特点的土层。自上而下一般分为A、B、C三个层次。A层称腐殖质层，富含有机质，颜色深暗，孔隙较多，土层松软，团粒结构较多；B层称淀积层，颜色较浅、土层紧实，质地粘重，孔隙少，植物根系少；C层为母质层，它是土壤与下伏岩层之间的过渡层次，由岩石风化的碎屑物质或各种堆积物组成。 图4-1 土壤剖面 土层的过渡层：成土作用特征：耕作土壤剖面：（三）土壤剖面构造类型1、简单剖面2、复杂剖面第2节 土壤系统的功能一、 植物的肥力库土壤肥力的概念及发展土壤为植物正常生长发育提供并协调营养物质和环境条件的能力。它是土壤的综合属性和基本功能。土壤中植物养分、水热的输入、输出与储存之间的相互作用，是土壤肥力的核心所在。影响土壤肥力的因素（一）化学因素1、 土壤养分土壤植物营养元素植物在生长发育过程中需不断地从土壤中吸取大量矿质元素，如C、H、O、N、P、K、S、Mg、Ca、Fe等；需要量较小的元素有Mn、Zn、Cu、Mo、B、Se等；还有一些元素是生物生长发育不需要的，如Pb、Hg、Cd等 速效性养分迟效性养分 2、土壤的酸碱度土壤酸碱度是土壤重要的理化性质，它反映土壤溶液的物质组成性质，一般用PH值表示。土壤的ph值 土壤酸碱分类：PH值在6.57.5之间的土壤为中性土壤;7.58.5为碱性土壤;5.56.5为酸性土壤。土壤的酸度： 活性酸度：土壤溶液中所含H+离子引起的酸度潜在酸度：土壤胶体表面所含H+、AL3+离子进入溶液引起的酸度代换性酸度、水解性酸度水解酸度代换酸度活性酸度土壤酸碱性与养分有效性土壤酸碱度对植物生长有直接的影响，不同植物都有其较适宜的酸碱度要求，如茶树适应酸性土壤，棉花则耐碱性较强。一般作物在趋于中性的土壤上生长良好，过酸过碱则不利生长。土壤酸碱性对养分有效性的影响主要是间接的： 影响土壤矿物风化、土壤生物活性、有机质转化 影响土壤中化合物的溶解与沉淀、离子交换与吸收3、土壤吸附及交换性能土壤胶体：土壤中高度分散的极细小颗粒称为土壤胶体。它具有双电层结构。意义：是土壤中最活跃的物质，其多种特性对土壤的性质影响极大。通过离子吸收代换功能对土壤养分的保蓄和调节发挥着很大的作用。土壤胶体对土壤养分元素、污染物的迁移转化有重要作用。胶体性质：巨大比表面和表面能 带电性 凝聚-分散性胶体的离子吸收代换：胶体最突出的性质是具有离子吸收代换功能，即土壤胶体能够吸附多种离子并在一定条件下与土壤溶液中的离子进行交换，这使得以离子状态存在的Ca、Na、K、Mg等多种植物营养元素能够根据需要被保存或释放。土壤胶体的阳离子吸收代换吸附土壤阳离子代换量 概念：土壤胶体所能吸附的各种阳离子总量 影响因素：土壤胶体类型、土壤质地、硅铝率、ph值。盐基饱和度概念：土壤胶体微粒表面吸附的盐基离子占阳离子的比例盐基饱和土壤与盐基不饱和土壤盐基饱和度的分布盐基饱和度与ph值的关系（二）物理因素1、土壤质地 土壤矿物质是由风化与成土过程中形成的不同大小的矿物颗粒组成。其直径相差很大，从10-110-9 m不等，不同大小土粒的化学组成、理化性质差异巨大。粒级：粒径大小相近、性质相似的土粒归为一类，世界各国对土壤粒级的划分标准不尽一致，按粒径的不同分为沙粒、粉粒、粘粒几种。特性：一般来说，土粒愈细，SiO2含量愈少，而Al2O3、Fe2O3等含量愈多。随着粒径的减小，孔隙度、吸湿量、持水量、比表面面积、膨胀潜能、吸附性能、塑性和粘结性将增加，而土壤通气性、透水性、密度将降低。土壤质地的划分组成土壤的固体颗粒有大有小，通常将各种土粒的配合比例称为土壤质地。沙粒含量高粘粒含量低的称沙土，这种土壤粗糙、松散，通气透水，但保水保肥能力差。粘粒含量高沙粒含量低的称粘土，这种土壤细腻紧实，保水保肥，但通气透水性能差。几种土粒比例比较适中的称为壤土，这种土壤既保水保肥，又通气透水，松紧适中，易于耕作，是一种理想的土壤质地。土壤固相组成的物理诊断特性主要包括土壤结构、密度、孔隙度、土壤颜色和土壤质地，它们是土壤发生的重要标志，也是影响土壤与环境间热量、水分、养分和气体交换，以及土壤中物质迁移转化的重要因素，因此，成为土壤分类和土壤资源开发利用的重要依据。2、 土壤结构土壤固相颗粒很少呈单粒存在，它们经常是相互作用而聚积形成大小不同、形状各异的团聚体(aggregate)，这些团聚体的组合排列称为土壤结构(soil structure)。土壤结构是成土过程的产物，故不同的土壤及其发生层都具有一定的土壤结构。类型：片状结构、柱状结构、棱柱状结构、块状结构和团粒结构。团粒结构在土壤肥力中的作用：有利于协调土壤中水、气、热量和养分的关系，是良好的土壤结构。3、土壤孔隙度土壤孔隙：土粒空间。土壤孔隙性是土壤重要的物理性质，包括土壤孔隙的数量、大小和类型。土壤孔隙大小不同，一般以孔径0.1mm为界分为毛管孔隙和非毛管孔隙两类。前者细小，能持水，后者较粗，通气透水。土壤中孔隙的多少用土壤孔隙度来表示，它是土壤中空隙占土壤总体积的百分数。通常依据土壤容重和比重计算而得：P（%）=（1-d1/d）*100 式中，P为孔隙度，d1为容重（单位体积的原状土的干土重量），d为比重（土壤固体部分重量与同体积水的重量之比）。一般作物适宜的土壤孔隙度在50%左右。土壤颗粒密度： 土壤比重土壤密度： 土壤容重4、土壤热学性质土壤热量状况的肥力意义：土壤热量状况是土壤的重要物理性状之一。影响水、气运动影响物质迁移转化影响生物生理活动 影响土壤发生过程、土壤性状、土壤肥力、自净能力土壤热容量导热率土壤热扩散率（三）生态因素 1、生态环境与土壤的协调性 土壤生产性：土壤属性与生态因素2、土壤生物的活性土壤生物的作用反映土壤肥力的生物学指标： 土壤生物多样性 土壤酶的多样性与活性 土壤生物的适应性与稳定性土壤中的生物量及其周转速率 土壤肥力是生态链化学链物理链所组成的球形体。 土壤障碍因素二、 能量的转化机（一） 土壤能量的转化的物理化学过程 太阳辐射-土壤 成土过程的能量总和动力平衡公式土壤能量消耗土壤内能土壤容积比内能：生产潜力高的土壤容积比内能低。地球化学过程：淋溶、聚积母质性质、侵蚀强度、成土时间（二） 土壤能量的转化的生物过程太阳辐射-光合作用-第一性生产者-残体-土壤不同土壤生态类型的能量转化 森林、草原、农田三、 去污的净化剂（一）物理净化 稀释、淋洗、挥发、吸附、沉淀（二）化学净化 氧化还原、化合分解、酸碱反应、络合与螯合（三）物理化学净化 土壤胶体的吸附与解吸、分散与凝聚（四）生物净化 生物降解与转化第2章 土壤系统动态特性的分析第1节土壤系统的环境因素第4章土壤是一个独立的历史自然体，是大气圈、生物圈、岩石圈、水圈共同作用的结果，它的形成与发展与其所处的自然地理环境密切相关。4.1 道库恰耶夫成土因素学说现代土壤地理学奠基人道库恰耶夫，19世纪末在科学调查的基础上，将广阔地域土壤与其自然条件联系起来，创立了成土因素学说。首先提出了土壤形成的五大自然因素。道库恰耶夫(1881年) 首次建立了 f(, , , ) 表示土壤与成土因素之间的发生关系。式中：表示土壤；, , , 分别表示气候、生物、母质和时间因素。道库恰耶夫认为地形只对“隐域土”有重要意义，故未将地形因子列入。他还提出土壤是一个独立自然体，成为现代土壤科学及土壤地理学的独特研究对象。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代替性成土因素的时空分异与土壤演化： 成土因素学说的发展：威廉斯：生物主导观点格林卡：母岩特性美国土壤学家H.詹尼(Jenny H) 对土壤与成土因素进行了深入研究，于1941年发表Factors of Soil Formation，提出S = f ( Cl, O, R, P, T, )，简称clorpt函数式，成为土壤形成的通用公式。詹尼认为在成土过程中的生物主导并不是千篇一律的现象，在不同地区、不同类型的土壤往往有某一因素占优势科夫达：深层因素一、生物因素生物是影响土壤发生发展最活跃的因素，通过生物作用，太阳能被引入成土过程，使分散在岩石、大气、水中的多种养分聚集土壤并产生腐殖质，改变原有疏松层的理化性质，形成良好土壤结构。在土壤中生活着有数百万种植物、动物和微生物，它们的生理代谢过程构成了地表营养元素的生物小循环，使得养分在土壤中保持与富集，从而促使了土壤的发生与发展不同的植被类型所形成的有机质性质、数量和积累方式不同，也会影响不同土壤类型的形成。植物在土壤形成过程中的作用：有机质积累、灰分、酸碱性、土壤水分、土壤类型等森林植被的影响：草本植被的影响：微生物在土壤形成过程中的作用 分解合成有机质动物在土壤形成过程中的作用 有机质来源、翻耕二、气候因素气候是土壤形成的能量源泉。土壤与大气之间经常进行水分和热量的交换。气候直接影响着土壤的水热状况，不同的气候条件，形成不同的水热组合，导致土壤中的物理、化学、生物作用不同；气候影响土壤次生矿物的形成；气候影响有机质的积累、分解、转化；气候影响微生物的数量、种类气候影响，影响着土壤中矿物质的风化和迁移、转化；气候决定着母岩风化与土壤形成过程的方向和强度。而且还控制着土壤发展的方向和地理分布。气候影响生物的生长、繁殖和种类，从而形成了与之相适应的土壤类型如在降水量大于蒸发量的地区水分淋溶作用强烈，多形成森林土壤。三、母质因素岩石（母质）因素：土壤母质是岩石风化的产物母质是土壤形成的物质基础，在生物气候作用下，母质表面逐渐转变成土壤。母质对成土过程和土壤特性的影响是在母质风化和成土过程中施加影响的。母质的一些性质，如机械性质、坚实度、渗透性、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。母质对土壤质地的影响岩成土壤四、地形因素地形通过影响地表物质能量的再分配，从而影响成土过程。不同的高度、坡度和坡向水热条件都不一样，发育不同的土壤。地形因素影响地表径流：高处土薄、质地粗；低凹的地形土质细粘；地形制约着地表物质和能量的再分配，地形的发育支配着土壤的演替，在不同的地形形态上，就形成不同土壤类型。柯夫达：自成景观、水成景观、堆积景观土被结构五、时间因素时间因素：一定的时间过程是土壤形成的必要条件，它反映土壤形成所经历的阶段和效果。时间和空间是一切事物存在的基本形式。气候、生物、母质、地形都是土壤形成的空间因素。时间作为成土因素则是阐明土壤形成发展的历史动态过程。母质、气候、生物、水文和地形等对成土过程的作用随着时间延续而加强表明土壤时间长短的有绝对年龄和相对年龄，绝对年龄是指从土壤形成起直至当前这段时间，一般起始于当地冰川最后一次退却或新风化壳、新母质稳定形成时。相对年龄是指土壤的发育阶段或发育程度，往往表现为厚度和层次分化的不同，相对年龄大的土壤一般厚度大、分层多。六、人类活动对土壤的影响改变自然环境条件改变土壤系统的组成、结构和功能。这种影响具有双向性，即可通过合理利用，使土壤朝向良性循环方向发展，也可因不合理利用引起土壤退化。第2节 土壤系统物质的迁移和转化 原始土壤形成过程土壤形成的具体过程首先是一般土壤普遍经历的原始成土过程，在裸露的岩石表面或薄层的岩石风化物上，最初出现一些无机营养型的细菌，其残体的积累为有机营养型细菌提供了前提条件。继后生长藻类，再后又生长地衣、苔藓，并积累有机质，它们与细菌一起构成陆地上的原始植物群落，从而开始土壤形成的生物积累过程。在生物循环作用下，绝大多数土壤还普遍经历了一个腐殖质化过程，表现为土体中，特别是表土层腐殖质的逐渐积累，形成一个暗色的土层。 一、有机质的累积与分解动植物残体进入土壤-分解：矿质化过程概念：有机残体简单有机化合物无机化合物碳水化合物的分解：碳水化合物单糖CO2+H2O氮有机物的分解：氨化过程、硝化过程、反硝化过程腐殖质化过程：土壤有机物在微生物作用下进行分解转化的同时，其部分分解产物又在微生物的作用下重新聚合形成腐殖质。腐殖质的累积与分解二、黏土矿物的生成和破坏原生矿物在风化和成土过程中通过降解、重新合成、母质继承等途径新形成的矿物称为次生矿物，又称为黏土矿物。黏化作用: 黏土矿物聚积。次生铝硅酸盐积聚残积黏化作用、淋淀黏化作用黏化层富铝化作用：鉄铝氧化物积聚灰化作用：酸性淋洗，黏土矿物破坏：灰化层脱碱作用：脱碱层三、土壤物质的淋溶淀积作用淋溶层淀积层水分条件：元素淋溶淀积规律钙化过程：半干旱气候条件，钙积层盐化作用：干旱气候条件四、土壤氧化还原作用土壤中还普遍存在氧化还原作用，其氧化还原状况用氧化还原电位（Eh）表示。在通气良好的情况下，土壤处于氧化环境，Eh可达700mv，这时的土壤有机质分解迅速，营养物质易于释放，流失；在通气不良的情况下，土壤处于还原环境，Eh低于200 mv，土壤有机质分解缓慢，还可能积累一些有害物质，不利植物生长。土壤氧化-还原体系受土壤水分状况及氧化-还原影响的成土过程有：潜育化过程(gleyization)长期还原环境，潜育层，沼泽土、水稻土潴育化过程(redoxing) 氧化-还原交替，潴育层，草甸土、水稻土白浆化过程(albicbleaching)上层滞水潴育漂洗，白浆层，白浆土五、土壤熟化过程是人为培养土壤的过程。通过耕作、灌溉、施肥和改良等方法，在土壤上部形成人为表层(Ap)，并不断改变原有的土壤某些过程和性状，使土壤向有利于作物高产方面发育。水耕熟化过程旱耕熟化过程土壤熟化可分为：改造不利的自然成土阶段；培肥熟化阶段；高肥阶段土壤退化过程(soil degradation)是指因自然环境不利因素和人为开发利用不当而引起的土壤物质流失、土壤性状与土壤质量恶化以及土壤肥力下降，作物生长发育条件恶化和土壤生产力减退的过程。联合国粮农组织(FAO)将土壤退化分为侵蚀、盐碱、污染等10种类型。第3节 土壤系统动态的表现一、土壤系统形成的内因（一）物质的地质大循环地表岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积等作用，在一定条件下固结形成沉积岩，再经地壳运动抬升，出露于陆地表面。这样一个地质历史时间周期的循环过程称为地质大循环。（二）物质的生物小循环生物小循环是指植物在土壤中选择性吸收所需的养分并储存体内，再以残落物的形式归还土壤，并通过微生物等的分解使养分重新进入土壤的过程。是有机质的合成分解对立统一过程。（三）两个循环的矛盾统一土壤形成过程实质上是地质大循环和生物小循环的矛盾统一。生物积累过程和地球化学过程的对立和统一。它们对植物养分元素总的作用和趋势是：地质大循环导致养分的释放和淋失，生物小循环则是植物养分元素的积累过程。地质大循环导致母质形成，生物小循环则促使土壤肥力形成。最终导致和影响土壤系统的形成、发育。二、土壤系统动态的表现方式（一）原始成土过程（二）灰化过程（三）粘化过程（四）富铝化过程（五）钙化过程（六）盐绩化过程（七）碱化过程（八）泥炭化过程（九）其他过程1、机械淋洗2、土壤扰动3、络合淋溶作用4、铁质网纹化作用5、铁解作用第3章 土壤分类第1节 土壤分类概述一、土壤分类的目的和意义土壤分类是在深入研究聚合土体发生发育、土壤系统发育与演替规律的基础上，根据土壤不同发育阶段所形成的性状和特征，对土壤圈中的各异聚合土体所做的科学区分。土壤分类的目标是按土壤发生学理论构建一有严密逻辑、多等级、谱系式的分类系统(hierarchy), 根据聚合土体相似性和差异性进行归纳与划分类别；并按聚合土体的相似程度逐级区分，形成土壤分类的等级体系(category)。土壤分类意义:土壤分类是土壤调查制图的工具；也是土壤科学和其他学科研究的重要基础；土壤分类还是合理利用土壤资源、发挥土壤生产潜力，进行土地评价和土地利用规划的重要依据；同时土壤分类也是国内外土壤科学研究、进行土壤信息交流的重要媒介。 二、世界土壤分类体系 目前国际上主要土壤分类体系有：美国土壤系统分类(ST)、联合国世界土壤图图例单元(FAO/Unesco)、国际土壤分类参比基础(IRB) 、世界土壤资源参比基础(WRB)、以俄罗斯为代表的土壤地理发生分类等。形成了多种土壤分类并存的局面。（一）苏联土壤分类19世纪末土壤地理学的奠基人B.B.道库恰耶夫创立了土壤地理发生分类体系，对世界土壤分类发展作出了杰出贡献，并形成了地理发生分类和历史发生分类两个学派。（二）美国的土壤系统分类： 20世纪中期在史密斯主持下，先后集中了世界各国上千位有经验土壤学家的智慧，经过10年努力，于1961年提出了依据土壤发育的本身性状，即以诊断层和诊断特性为基础，以定量为特点的土壤系统分类。（三）西欧土壤形态发生分类W.L.库比纳在欧洲土壤的鉴定和分类(1953) 中提出具有西欧特色的土壤形态发生分类。该分类制共分3大门、4个纲和40个土类。在最大一门陆地门中强调土壤剖面的形态发育，即从(A)-C、往A-C、A-(B)-C发育为完全的A-B-C剖面。（四）其他土壤分类澳大利亚土壤分类1931年Prescott在引进吸收俄国土壤分类体系概念的基础上，提出了澳大利亚土壤分类体系；1968年澳大利亚引入了美国土壤学概念，并形成澳大利亚现代土壤分类系统第2节 土壤发生学分类一、概述 土壤发生学分类理论基础：道库恰耶夫，成土因素学说伊万婼娃：地理发生学分类进化发生学分类因子发生学分类特质发生学分类阶段发生学分类历史发生学分类现代发生学分类：成土条件、成土过程、土壤属性结合二、苏联土壤分类 伊万婼娃：1976：苏联土壤分类（一）分类的基本原则土壤发生学分类为理论基础；成土条件、成土过程、土壤属性结合。（二）分类级别及其划分依据8级。依据：土类亚类土属土种亚种变种土系土相（三）分类系统编排9个生物气候省自成型土 半水成土 水成土 冲积土土类（四）土壤命名连续命名法评价 第3节 土壤诊断学分类一、美国的土壤系统分类近代美国的土壤分类是在马伯特(Marbut C F)于1935年拟订的美国土壤分类系统基础上，并经过其他专家的修订而成的。原有的土壤分类只有中心概念而无明确的边界，缺乏定量指标，无法建立土壤性状数据库，不能适应生产发展的需要。 20世纪中期在史密斯主持下，先后集中了世界各国上千位有经验土壤学家的智慧，经过10年努力，于1961年提出了依据土壤发育的本身性状，即以诊断层和诊断特性为基础，以定量为特点的土壤系统分类，1975年出版了土壤系统分类(Soil Taxonomy)，1999年出第二版。（一）诊断层和诊断特性1、诊断层诊断层：特定土层 诊断表层，诊断表下层中国土壤系统分类单元名称以土纲为基础，其前叠加反映亚纲、土类和亚类性状的术语，就分别构成了亚纲、土类和亚类的名称。土纲名称一般为3个汉字，亚纲为5个、土类为7个、亚类为9个汉字。诊断层和诊断特性：诊断层：特定土层 诊断表层，诊断表下层诊断特性：土壤具有定量规定的形态、物理、化学性质 （二）分类级别及其划分依据美国土壤系统分类分土纲、亚纲、土类、亚类、土族和土系等六级。（三）土壤命名字根拼接法（四）土壤类型的检索以诊断层和诊断特性为依据，定量指标明确