《土壤形成过程》PPT课件.ppt

土壤地理学电子教案5.1 5.1 土壤形成过程的概念土壤形成过程的概念 5.2 5.2 基本土壤形成过程基本土壤形成过程5.3 5.3 土壤剖面形态特征土壤剖面形态特征 思考题与个案分析思考题与个案分析第5章 土壤形成过程1.掌握土壤物质迁移转化规律掌握土壤物质迁移转化规律 2.掌握土壤形成中的物质能量迁移、转化过掌握土壤形成中的物质能量迁移、转化过程的规律程的规律 3.熟悉主要成土过程的特点及其发生条件，熟悉主要成土过程的特点及其发生条件，了解主要成土过程的空间分异规律了解主要成土过程的空间分异规律4.理解土壤形态与成土过程的相互关系。理解土壤形态与成土过程的相互关系。土壤形成过程土壤形成过程(Soil-forming process)生物积累作用生物积累作用(Biological accumulation)腐殖积累作用腐殖积累作用(Humus accumulation)淋溶作用淋溶作用(Eluviation)淀积作用淀积作用(Illuviation)发生层分化发生层分化(Horizon differentiation)5.1 5.1 土壤形成过程的概念土壤形成过程的概念5.2 5.2 基本土壤形成过程基本土壤形成过程5.3 5.3 土壤剖面形态特征土壤剖面形态特征认识土壤物质迁移转化特征掌握基本成土过程掌握基本成土过程熟悉主要成土过程熟悉主要成土过程对土体中物质迁移对土体中物质迁移转化的影响转化的影响 岩石风化和成土过程是地球表层系统中主要的物质运动过程，它们是岩石圈与大气圈、生物圈、水圈、智慧圈界面复杂物理、化学和生物过程的综合。太阳辐射能是驱动表生作用的主要源动力。与成土过程相关的地表元素迁移转化过程归并为：溶溶解解迁迁移移、还还原原迁迁移移、配配合合迁迁移移、悬悬浮浮迁迁移移和和生生物物迁迁移移过程，过程，如图5-15-7所示。图5-1 土壤形成发育中溶解作用及其影响因素示意图溶解迁移溶解迁移图5-2 成土过程中氧化-还原过程特征图还原迁移还原迁移图5-3 土壤形成发育中配合作用及其影响因素示意图配合迁移配合迁移图5-5 灰土剖面中烧失量和活性铁铝硅氧化物含量分布图（据于天仁等，1990）配合迁移配合迁移图5-4 土壤形成过程及其土壤剖面形态示意图配合迁移配合迁移图5-6 土壤形成发育中生物迁移示意图生物迁移生物迁移图5-7 成土过程中物质迁移转化图式(据Gerrard，2000)土壤的本质特征是具有肥力和自净能力。土壤发生学认为，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。土壤形成的标志是含腐殖质层次的出现和有机-无机复合体的形成。土壤形成过程的实质土壤形成过程的实质土体物质与土体物质与能量的输入能量的输入土体内部物质和土体内部物质和能量的转化能量的转化土体物质土体物质的输出的输出图5-8土壤形成过程中物质迁移和转化示意图 5.2 主要成土过程主要成土过程基本成土过程基本成土过程土壤有机质土壤有机质合成、分解合成、分解与转化过程与转化过程土壤矿物迁移土壤矿物迁移与转化过程与转化过程土壤熟化过程土壤熟化过程土壤退化过程土壤退化过程5.2 主要成土过程主要成土过程1 1、原始成土过程：、原始成土过程：在冰雪复盖、寒冷干燥的条件下，在冰雪复盖、寒冷干燥的条件下，从岩石露出地表而有微生物着生开始到高等植物定居从岩石露出地表而有微生物着生开始到高等植物定居之前形成的土壤过程。之前形成的土壤过程。“岩漆岩漆”阶段阶段“地衣阶段地衣阶段”“苔藓阶段苔藓阶段”5.2 主要成土过程主要成土过程2、腐殖质化过程：土壤中的粗有机质物质，如植物的、腐殖质化过程：土壤中的粗有机质物质，如植物的根、茎、叶等分解转化为腐殖质的过程。根、茎、叶等分解转化为腐殖质的过程。3、粘粒化过程：土体中的矿质颗粒由粗变细、粘粒化过程：土体中的矿质颗粒由粗变细而形成粘粒，以及粘粒在剖面中积聚的过程。而形成粘粒，以及粘粒在剖面中积聚的过程。可分为：可分为：残积粘化过程：残积粘化过程：粘粒未经移动，原地发生的粘化。粘粒未经移动，原地发生的粘化。淋淀粘化：淋淀粘化：上部形成的粘粒经机械淋洗聚积在下部土层。上部形成的粘粒经机械淋洗聚积在下部土层。4、钙化过程：土壤剖面中碳酸盐的淋溶与淀积过程。、钙化过程：土壤剖面中碳酸盐的淋溶与淀积过程。分为脱钙和钙积两个对立统一的过程。分为脱钙和钙积两个对立统一的过程。5、灰化过程：、灰化过程：在土体亚表层在土体亚表层SiO2残留，残留，R2O3淋溶、淀积的过程。淋溶、淀积的过程。该过程主要发生在寒湿、郁闭的针叶林植被下，真菌分解凋落物，产生酸性很强的有机酸（富里酸），有机酸溶液在下渗过程中，使上部土体中的碱金属和碱土金属淋失。由于酸性很强，便破坏矿物晶格，土壤矿物中的硅、铝、铁发生分离。铁、铝离子 随溶液淋溶淀积于土层下部（B层），而SiO2则残留在土体亚表层（SiO2溶解度小），从而在亚表层形成灰白色淋溶层次，称灰化层。6、富铁铝化过程：指在湿热的生物气候、富铁铝化过程：指在湿热的生物气候条件下进行的脱硅作用和铁铝相对富集条件下进行的脱硅作用和铁铝相对富集的作用的作用。7、水成土壤过程：指在潜水位较高的影响下，、水成土壤过程：指在潜水位较高的影响下，在在底土底土中进行的以还原或以氧化还原交替进行中进行的以还原或以氧化还原交替进行的成土过程。分为：的成土过程。分为：潜育化过程（长期淹潜育化过程（长期淹水）；水）；潴育化过程（干潴育化过程（干-湿交替）湿交替）8、白浆化过程：指土体中出现水分滞留，导、白浆化过程：指土体中出现水分滞留，导致铁锰氧化物的还原溶解，而使某一土层漂白致铁锰氧化物的还原溶解，而使某一土层漂白的过程。的过程。9、盐化过程：指成土母质中可溶性盐被淋洗、盐化过程：指成土母质中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，在蒸发量大于降水量的情况下，的低洼地区，在蒸发量大于降水量的情况下，盐分由被上行水携带到土体表层聚集的过程。盐分由被上行水携带到土体表层聚集的过程。10、碱化过程：指钠离子在土壤表面的累积，、碱化过程：指钠离子在土壤表面的累积，使土壤呈强碱性反应，并形成物理性质恶劣的使土壤呈强碱性反应，并形成物理性质恶劣的碱化层。碱化层。11、熟化过程：指在人为干预下，土壤兼受自、熟化过程：指在人为干预下，土壤兼受自然因素和人为因素的综合影响下进行的土壤发然因素和人为因素的综合影响下进行的土壤发育过程。育过程。12、退化过程：、退化过程：在各种自然和人为因素影响下，导致土壤生产力、环境调控潜力和可持续发展能力下降甚至完全丧失的过程。包括土壤数量减少数量减少和质量降低质量降低两个方面。数量减少可以表现为表土丧失，或整个土体的毁失，或土地被非农业占用。质量降低表现在土壤物理、化学、生物学方面的质量下降。1、地质大循环：地表岩石因风化作用而释出的各种植、地质大循环：地表岩石因风化作用而释出的各种植物营养物质随水流进入海洋，由此形成的沉积岩，一物营养物质随水流进入海洋，由此形成的沉积岩，一旦因海底上升再度成为陆地时，又经受风化，重新释旦因海底上升再度成为陆地时，又经受风化，重新释放所含营养物质的过程。放所含营养物质的过程。2、生物小循环：岩石风化中释放出的植物营养物质一、生物小循环：岩石风化中释放出的植物营养物质一部分被植物所吸收，植物死亡后经过微生物的分解又部分被植物所吸收，植物死亡后经过微生物的分解又重新释放供下一代植物吸收利用的过程。重新释放供下一代植物吸收利用的过程。地质大循环为土壤的形成准备了条件，而生物小循地质大循环为土壤的形成准备了条件，而生物小循环则使土壤的形成成为现实。环则使土壤的形成成为现实。没有地质大循环就不可能有生物小循环；没有生物没有地质大循环就不可能有生物小循环；没有生物小循环则成土母质不可能具有肥力特征而形成土壤。小循环则成土母质不可能具有肥力特征而形成土壤。5.3 地质大循环与生物小循环地质大循环与生物小循环 从地面向下挖掘的一段垂直切面。土壤剖从地面向下挖掘的一段垂直切面。土壤剖面的构造（或土体构型），是指从上到下不面的构造（或土体构型），是指从上到下不同土层的排列方式。同土层的排列方式。5.4 土壤剖面土壤剖面5.4 土壤剖面土壤剖面一、自然土壤剖面的形成一、自然土壤剖面的形成 随着土壤形成过程的进行，原来均质随着土壤形成过程的进行，原来均质的母质逐渐发生分异，形成各种不同的的母质逐渐发生分异，形成各种不同的土体构型。土体构型。各种土壤的剖面都是由特定的，并有各种土壤的剖面都是由特定的，并有内在联系的发生土层所组成，从而形成内在联系的发生土层所组成，从而形成一定的土体构型，是野外鉴定土壤类型一定的土体构型，是野外鉴定土壤类型的基础。的基础。各种具体的成土过程都会有一个与之相适应的模式土层。各种具体的成土过程都发生于土壤剖面的某一层位，但又与整个土体的物质运动相联系。某一具体土壤类型，可以包括一种或几种成土过程。土壤剖面形态包括土壤颗粒微形态、结构体形态、土层形态、土壤剖面形态、土被结构形态。其中土壤剖面形态、土层形态、土壤结构体形态的观察是土壤资源调查和土壤地理研究的基础性工作。土壤剖面构型基本图式，如图5-16所示。图5-16 土壤剖面构型的一般综合图式 土壤内在性质的外部表观特征，就是我土壤内在性质的外部表观特征，就是我们所说的形态特征，是土壤长期发育过程们所说的形态特征，是土壤长期发育过程中形成的。据此可反映土壤属性。包括：中形成的。据此可反映土壤属性。包括：土壤颜色土壤颜色 土壤质地土壤质地 土壤结构土壤结构 新生体新生体土壤质地：土壤各粒级土粒含量的百分率组合。野外通常用搓片法土壤质地：土壤各粒级土粒含量的百分率组合。野外通常用搓片法来鉴定。来鉴定。新生体是在土壤形成过程中新产生的或聚积的物质，新生体是在土壤形成过程中新产生的或聚积的物质，如各种如各种铁锰结核、盐斑等。而侵入体不是土壤形成过程中的物质，而是铁锰结核、盐斑等。而侵入体不是土壤形成过程中的物质，而是外来入侵土体中的物质，故称作侵入体。如砖头、瓦片等，在森外来入侵土体中的物质，故称作侵入体。如砖头、瓦片等，在森林土壤中的炭屑等。林土壤中的炭屑等。形状：粉末、微屑、斑点、小片、薄膜、薄层、假菌丝、脉形状：粉末、微屑、斑点、小片、薄膜、薄层、假菌丝、脉络、管状、条状、花纹、舌状等。络、管状、条状、花纹、舌状等。成分：易溶盐类、碳酸盐、铁锰质化合物、硅酸盐、石膏、成分：易溶盐类、碳酸盐、铁锰质化合物、硅酸盐、石膏、腐殖质、来源于生物体的新生体有蚯蚓和虫蛹的粪便。蚂蚁曳出腐殖质、来源于生物体的新生体有蚯蚓和虫蛹的粪便。蚂蚁曳出的土块、被土填实的动物穴、根洞等。的土块、被土填实的动物穴、根洞等。要记载新生体的形状、大小、颜色、成分、软硬、多少、在要记载新生体的形状、大小、颜色、成分、软硬、多少、在土层内分布的均匀程度及起至深度、并分析其原因。土层内分布的均匀程度及起至深度、并分析其原因。新生体与侵入体新生体与侵入体 土壤统一形成过程实质是土壤与环境因素，特别是生物因素统一发生和发展的过程或与生物进化、协同演化的过程。土壤统一形成学说 （B.P.威廉斯）图5-17土壤剖面发育的一般图式一、土壤个体发育（单个土壤类型）：土壤从母岩风化产物或其他新母质上开始发育的时间起，到目前状态的真实土壤的具体历史具体历史。土壤剖面发育的一般模式如图5-17所示。二、土壤系统发育（多个土壤类型）：土壤圈中各土壤发生类型在地质历史时期内的发生和发展过程。三、土壤演替：由于地理环境的变化，而引起土壤或土壤类型组合由一种类型转变另一种类型的过程。总之，从土壤发生学观点看，成土因素是土壤形成的外部环境条件，土壤形成过程是土壤发育内部变化的依据。外因通过内因起作用。土壤形态特征则是土壤形成过程的结果。土壤发生类型必然要和它们所处的环境相统一，与成土因素处于动态平衡。