第二章 土壤的形成.ppt
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1、第二章第二章土壤形成土壤形成第第1节节成土因素学说成土因素学说一、建立一、建立德国科学家亚历山大德国科学家亚历山大冯冯洪堡在洪堡在亚亚洲洲地质学和气候学片断地质学和气候学片断中,揭示了欧亚中,揭示了欧亚大陆中西部气候与植被的规律性变化;大陆中西部气候与植被的规律性变化;现代土壤地理学奠基人道库恰耶夫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,创立了域土壤与其自然条件联系起来,创立了成土因素学说。成土因素学说。道库恰耶夫道库恰耶夫(1881年年)首次建立了首次建立了f(,)表示土壤与成土因素之间的发生关系。式
2、表示土壤与成土因素之间的发生关系。式中:中:表示土壤;表示土壤;,分别表示分别表示气气候、生物、母质和时间候、生物、母质和时间因素。道库恰耶因素。道库恰耶夫认为地形只对夫认为地形只对“隐域土隐域土”有重要意义,有重要意义,故未将地形因子列入。他还提出土壤是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。土壤地理学的独特研究对象。所有成土因素始终是同时和不可分割的影所有成土因素始终是同时和不可分割的影响着土壤的发生和发展,他们同等重要并响着土壤的发生和发展,他们同等重要并且不可替代的参加了土壤的形成过程,土且不可替代
3、的参加了土壤的形成过程,土壤具有地带性规律壤具有地带性规律二、发展威廉斯:土壤统一形成过程学说,强调威廉斯:土壤统一形成过程学说,强调了土壤形成中了土壤形成中生物因素的主导作用和人生物因素的主导作用和人类活动对土壤的影响类活动对土壤的影响。美国土壤学家美国土壤学家H.詹尼詹尼(JennyH)对土壤对土壤与成土因素进行了深入研究,詹尼认为与成土因素进行了深入研究,詹尼认为在成土过程中的生物主导并不是千篇一在成土过程中的生物主导并不是千篇一律的现象,律的现象,在不同地区、不同类型的土在不同地区、不同类型的土壤往往有某一因素占优势壤往往有某一因素占优势三、成土因素学说的现状三、成土因素学说的现状提出
4、了土壤形成的提出了土壤形成的深部因素深部因素和和人人为作用为作用对土壤发生发展的影响对土壤发生发展的影响n母质的定义母质的定义是地壳表面的岩石经风化作用是地壳表面的岩石经风化作用所产生的矿物细碎颗粒。所产生的矿物细碎颗粒。残积母质是指残存于原地未经迁移残积母质是指残存于原地未经迁移的成土母质;的成土母质;运积母质是指经过外力搬运后,沉运积母质是指经过外力搬运后,沉积于其他地区的成土母质;积于其他地区的成土母质;(一)母质质地影响土壤的性状(一)母质质地影响土壤的性状1、影响土壤质地、影响土壤质地土壤质地指土壤中颗粒粗细的情况。土壤质地指土壤中颗粒粗细的情况。一般分为砂土、壤土、粘土等。一般分为
5、砂土、壤土、粘土等。细质地母质上发育来的土壤比那些从细质地母质上发育来的土壤比那些从粗质地母质上形成的土壤,一般有机粗质地母质上形成的土壤,一般有机质含量高质含量高2、影响土壤的渗透性、淋溶速度和胶体、影响土壤的渗透性、淋溶速度和胶体的迁移的迁移(二)母质层理影响土壤发育(二)母质层理影响土壤发育n母质质地有明显变化,即层理明显母质质地有明显变化,即层理明显的情况下,不仅直接造成土壤剖面的情况下,不仅直接造成土壤剖面的质地分布变化,而且影响水分垂的质地分布变化,而且影响水分垂直运动,从而影响土壤中物质迁移直运动,从而影响土壤中物质迁移的不均一性。的不均一性。(三)母质组成影响土壤性质(三)母质
6、组成影响土壤性质1、如果它含有大量的易风化的矿物,这些、如果它含有大量的易风化的矿物,这些矿物在合适的水热条件下迅速风化,产矿物在合适的水热条件下迅速风化,产生大量粘粒,使土壤质地粘重。生大量粘粒,使土壤质地粘重。如果母质几乎完全由抗风化的矿物(如如果母质几乎完全由抗风化的矿物(如石英)组成,形成的粘粒极少,产生粗石英)组成,形成的粘粒极少,产生粗质地的土壤质地的土壤2、由各种矿物成分组成的母质与由单一、由各种矿物成分组成的母质与由单一矿物组成的母质相比,前者的土壤发育矿物组成的母质相比,前者的土壤发育较后者迅速。较后者迅速。二、气候因素的成土作用分析二、气候因素的成土作用分析(一)气候影响土
7、壤的水热状况(一)气候影响土壤的水热状况n水热状况影响土壤形成过程中的方水热状况影响土壤形成过程中的方向和强度向和强度(二)气候影响土壤有机质的含量(二)气候影响土壤有机质的含量n1、降水量和其他条件保持不变时,、降水量和其他条件保持不变时,温带地区土壤的有机质含量随着温温带地区土壤的有机质含量随着温度的增加而减少度的增加而减少n2、当温度保持不变,其他条件类当温度保持不变,其他条件类似的情况下,随着降水量的减少,似的情况下,随着降水量的减少,土壤有机质含量降低。土壤有机质含量降低。(三)气候影响土壤化学性质(三)气候影响土壤化学性质n1、温度影响化学过程、温度影响化学过程n2、降水量影响土壤
8、中离子的含量、降水量影响土壤中离子的含量(四)气候变化影响土壤形成(四)气候变化影响土壤形成n不仅目前大陆上由于气候带的不同发生不仅目前大陆上由于气候带的不同发生不同的土壤类型,而且在整个地质历史不同的土壤类型,而且在整个地质历史时期,随着气候的变化,土壤的形成方时期,随着气候的变化,土壤的形成方向和速度以及形成的土壤类型也不断发向和速度以及形成的土壤类型也不断发生着变化。生着变化。三、生物因素的成土作用分析三、生物因素的成土作用分析(一)植物的影响(一)植物的影响n1、植被类型影响土壤中有机质的数量和、植被类型影响土壤中有机质的数量和分布分布n(1)草原土壤的有机质含量约为)草原土壤的有机质
9、含量约为森林土壤的两倍。森林土壤的两倍。n(2)有机质在土壤中的分布状况)有机质在土壤中的分布状况是:森林土壤的有机质集中于地表,是:森林土壤的有机质集中于地表,并且随深度锐减;而草原土壤的有并且随深度锐减;而草原土壤的有机质含量则随深度增加逐渐减少机质含量则随深度增加逐渐减少2、植被类型影响土壤营养元素和、植被类型影响土壤营养元素和土壤酸度土壤酸度n草本植物进入土壤的有机残体的草本植物进入土壤的有机残体的灰分和氮素含量则大大超过木本灰分和氮素含量则大大超过木本植物植物n草原植被的残体与森林植被的残草原植被的残体与森林植被的残体比较,前者含碱金属和碱土金体比较,前者含碱金属和碱土金属比后者高;
10、因此,前者的属比后者高;因此,前者的pH值值也较后者高也较后者高3、植被类型影响土壤淋溶速度、植被类型影响土壤淋溶速度n淋溶指土壤中较细的土粒,化学元淋溶指土壤中较细的土粒,化学元素随土壤水分由土壤表层向下层素随土壤水分由土壤表层向下层(或底层)移动的作用(或底层)移动的作用n相同的气候条件下,如果相邻生长相同的气候条件下,如果相邻生长的森林和草原具有类似的地面坡度的森林和草原具有类似的地面坡度和母质,森林土壤的淋溶强度大和母质,森林土壤的淋溶强度大森林土壤每年归还到土壤表面的碱金森林土壤每年归还到土壤表面的碱金属与碱土金属盐基离子较少。属与碱土金属盐基离子较少。森林的水分消耗主要是蒸腾,降水
11、进森林的水分消耗主要是蒸腾,降水进入土壤中的比例较大,水的淋溶效率入土壤中的比例较大,水的淋溶效率较高。较高。(二)动物的影响(二)动物的影响n1、动物残体是土壤有机质的一种来、动物残体是土壤有机质的一种来源源n2、参与有机残体的分解、破碎、参与有机残体的分解、破碎n3、疏松土壤和搬运土壤、疏松土壤和搬运土壤(三)微生物的影响(三)微生物的影响n1、分解有机质,使其中蕴藏的、分解有机质,使其中蕴藏的能量和养分释放出来,供生物再能量和养分释放出来,供生物再吸收利用吸收利用n2、某些特定微生物可增加土壤、某些特定微生物可增加土壤养分养分四、地形因素的成土作用分析四、地形因素的成土作用分析n(一)地
12、形通过影响降水和辐射的(一)地形通过影响降水和辐射的再分配而影响土壤发生再分配而影响土壤发生(二)地形影响土壤形成过程中的(二)地形影响土壤形成过程中的物质再分配物质再分配1、在山区,坡上部的表土不断被剥蚀,土体薄、在山区,坡上部的表土不断被剥蚀,土体薄、有机质含量低。坡麓地带或山谷低洼部位,常有机质含量低。坡麓地带或山谷低洼部位,常接受由上部侵蚀搬运来的沉积物,产生了土体接受由上部侵蚀搬运来的沉积物,产生了土体深厚、整个土体有机质含量较高深厚、整个土体有机质含量较高2、在河谷地貌中,不同地貌部位上可构成、在河谷地貌中,不同地貌部位上可构成水成土壤(河漫滩,潜水位较高)水成土壤(河漫滩,潜水位
13、较高)半水成土壤(低阶地,土壤仍受潜水的一定影响)半水成土壤(低阶地,土壤仍受潜水的一定影响)地带性土壤(高阶地,不受潜水影响)发生系列地带性土壤(高阶地,不受潜水影响)发生系列五、时间因素在成土过程中的作用五、时间因素在成土过程中的作用n绝对年龄应当从该土壤由新鲜风化层或绝对年龄应当从该土壤由新鲜风化层或新母质上开始发育的时候算起;新母质上开始发育的时候算起;n相对年龄则由个体土壤的发育程度来判相对年龄则由个体土壤的发育程度来判断。断。u对于两个相对年龄相同或发育程度相同对于两个相对年龄相同或发育程度相同的土壤来说,绝对年龄大的土壤较绝对的土壤来说,绝对年龄大的土壤较绝对年龄小的土壤发育速度
14、慢;年龄小的土壤发育速度慢;u对于两个绝对年龄相同的土壤来说,相对于两个绝对年龄相同的土壤来说,相对年龄小的土壤发育速度较相对年龄大对年龄小的土壤发育速度较相对年龄大的土壤发育速度慢的土壤发育速度慢。六、内动力地质作用对土壤发六、内动力地质作用对土壤发生的影响生的影响(一)新构造运动对土壤发生的影响(一)新构造运动对土壤发生的影响n1、地形上升地区,由于侵蚀基准面的下切,土、地形上升地区,由于侵蚀基准面的下切,土壤的不稳定性增加。土壤受到剥蚀而改变了原壤的不稳定性增加。土壤受到剥蚀而改变了原来的状态,或者是剥掉了腐殖质层,或者是剥来的状态,或者是剥掉了腐殖质层,或者是剥掉了整个土体,在新的条件
15、下开始新的成土过掉了整个土体,在新的条件下开始新的成土过程程n2、在地形下降区,侵蚀停止,堆积作用开始,、在地形下降区,侵蚀停止,堆积作用开始,原来的土壤可能由于被埋藏到深处不再与外界原来的土壤可能由于被埋藏到深处不再与外界条件作用,停止了原先进行的成土过程,而成条件作用,停止了原先进行的成土过程,而成为埋藏土壤;新覆盖层则开始了它与外在成土为埋藏土壤;新覆盖层则开始了它与外在成土条件相吻合的成土过程条件相吻合的成土过程(二)火山喷发作用对土壤发生的影(二)火山喷发作用对土壤发生的影响响n火山喷发物的覆盖层足够厚,则原火山喷发物的覆盖层足够厚,则原来土壤中进行着的土壤过程中断,来土壤中进行着的
16、土壤过程中断,该土壤成为埋藏土壤,而在新鲜的该土壤成为埋藏土壤,而在新鲜的火山喷发物上开始新的成土过程火山喷发物上开始新的成土过程七、人类活动对土壤发生发展的影响七、人类活动对土壤发生发展的影响1、人为影响是快速的,并随着人类社会生产力和人为影响是快速的,并随着人类社会生产力和技术水平的提高,其影响的速度、强度都将加技术水平的提高,其影响的速度、强度都将加快。快。2、人为影响是在各自然因素仍在发生作用的基础、人为影响是在各自然因素仍在发生作用的基础上进行的,各自然因素对土壤发生的继续影响上进行的,各自然因素对土壤发生的继续影响的程度主要取决于人为影响的措施类型的程度主要取决于人为影响的措施类型
17、3、人为活动的影响有两重性,可以产生正效应、人为活动的影响有两重性,可以产生正效应(土壤熟化),也可能产生破坏性的负效应(土壤熟化),也可能产生破坏性的负效应(土壤退化)。(土壤退化)。4、人类活动作为一个成土因素,对土壤的影响与、人类活动作为一个成土因素,对土壤的影响与其他自然因素有着本质上的不同,这个不同就其他自然因素有着本质上的不同,这个不同就在于人类活动是有意识有目的的。在于人类活动是有意识有目的的。现代现代农业农业机械机械对土对土壤的壤的影响影响第三节第三节土壤形成过程土壤形成过程一、土壤形成过程的基本规律一、土壤形成过程的基本规律n地质大循环和生物小循环过程矛盾的地质大循环和生物小
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