自然地理学实验精品文稿.ppt

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1、自然地理学实验第1页，本讲稿共20页 土壤是自然地理环境的一个重要组成成分，又是由其他组成成分相土壤是自然地理环境的一个重要组成成分，又是由其他组成成分相互作用形成的、具有自己的发生发展过程、独特的形态和组构特征的复互作用形成的、具有自己的发生发展过程、独特的形态和组构特征的复杂自然体。杂自然体。在自然界，土壤层（或土被）处于岩石圈、生物圈、水圈和在自然界，土壤层（或土被）处于岩石圈、生物圈、水圈和大气圈之间的接触、过渡地带，是有机界和无机界相互联系、相大气圈之间的接触、过渡地带，是有机界和无机界相互联系、相互作用的产物，是自然环境中物质循环和能量转化的重要环节和互作用的产物，是自然环境中物质

2、循环和能量转化的重要环节和活跃的场所。活跃的场所。实验项目主要有：实验项目主要有：土壤调查与剖面观察土壤调查与剖面观察第2页，本讲稿共20页实验项目一、土壤调查与剖面观察一、土壤调查与剖面观察第3页，本讲稿共20页土壤调查与剖面观察（一）调查选线（一）调查选线 （二）土壤剖面的设置（二）土壤剖面的设置 （三）剖面的观察和描述（三）剖面的观察和描述 （四）土壤样品及标本的采集（四）土壤样品及标本的采集 第4页，本讲稿共20页（一）调查选线（一）调查选线 野外的土壤调查工作一般可分为概略的野外的土壤调查工作一般可分为概略的路线调查路线调查和和详细的全面普查详细的全面普查。对于时间有限的学生自然地理

3、实习而言，通常都是进行概略性的路线对于时间有限的学生自然地理实习而言，通常都是进行概略性的路线调查。调查。为了较准确地把握某一特定区域的土壤地理规律，设计和选择一条合适的调为了较准确地把握某一特定区域的土壤地理规律，设计和选择一条合适的调查路线是至关重要的。通常调查路线应该穿越具有不同成土环境的景观类型以便查路线是至关重要的。通常调查路线应该穿越具有不同成土环境的景观类型以便观察在各种成土条件的组合作用下土壤发育的差异。观察在各种成土条件的组合作用下土壤发育的差异。例如例如，在山区选线时，就要考虑调查谷底、谷坡、山间盆地、山，在山区选线时，就要考虑调查谷底、谷坡、山间盆地、山鞍、丘顶等不同地形

4、部位的土壤发育情况。如果山体比较高大，还要鞍、丘顶等不同地形部位的土壤发育情况。如果山体比较高大，还要考虑不同海拔高度可能产生的垂直分异，以及山坡的朝向等问题。在考虑不同海拔高度可能产生的垂直分异，以及山坡的朝向等问题。在性质比较均一的广阔平原区土壤的变化要简单得多；土壤性质的差异性质比较均一的广阔平原区土壤的变化要简单得多；土壤性质的差异多出现于中、小地形的起伏变化处，如河流的阶地、天然堤、交接挂多出现于中、小地形的起伏变化处，如河流的阶地、天然堤、交接挂地、岗地等。地、岗地等。第5页，本讲稿共20页（一）调查选线（一）调查选线 在由于实习调查区域范围是有限的，基本处于相同的生物气候地带背景

5、在由于实习调查区域范围是有限的，基本处于相同的生物气候地带背景条件下。因此，区内土壤的差异或变化通常是由地貌和母质条件决定的。条件下。因此，区内土壤的差异或变化通常是由地貌和母质条件决定的。地形的高低凸凹陡缓、导致矿物质侵蚀堆积的变化，引起土壤水分状况地形的高低凸凹陡缓、导致矿物质侵蚀堆积的变化，引起土壤水分状况的改变、不同性质的母岩母质条件，也导致土壤理化性质的差异。的改变、不同性质的母岩母质条件，也导致土壤理化性质的差异。所以在设计区域调查路线时，要特别注意通过这些有地形及母质所以在设计区域调查路线时，要特别注意通过这些有地形及母质变化的地段。变化的地段。通常，在自然地理实习或调查结束后，

6、往往可根据实地资料从整通常，在自然地理实习或调查结束后，往往可根据实地资料从整理结果绘制出一个地区的自然地理断面图、用以说明当地自然地理环理结果绘制出一个地区的自然地理断面图、用以说明当地自然地理环境的系列变化、而对于一个有经验的自然地理工作者来说。境的系列变化、而对于一个有经验的自然地理工作者来说。应该能够以这种预计的可能的剖面图为依据，选择适合的调查路线。应该能够以这种预计的可能的剖面图为依据，选择适合的调查路线。第6页，本讲稿共20页（二）土壤剖面的设置（二）土壤剖面的设置 土壤调查的一个土壤调查的一个突出特点突出特点是以点代面、虽然在一个较大的空间范围内进是以点代面、虽然在一个较大的空

7、间范围内进行土壤的踏勘、但最后是以一个选定的剖面点的记录和分析作为某一类土壤行土壤的踏勘、但最后是以一个选定的剖面点的记录和分析作为某一类土壤的代表。因此，土壤剖面的选点非常重要，关键是有的代表。因此，土壤剖面的选点非常重要，关键是有典型性典型性和和代表性代表性。在地势平坦均质的平原地区在地势平坦均质的平原地区。选择剖面挖掘地点是比较简单的。但也要注。选择剖面挖掘地点是比较简单的。但也要注意避开交通线路、坟地、工地、水利工程、池塘、村庄等受人为活动干扰影意避开交通线路、坟地、工地、水利工程、池塘、村庄等受人为活动干扰影响较大的地段。响较大的地段。在山区调查中在山区调查中，选择一个理想的有代表性

8、的土壤剖面相对要困难些。，选择一个理想的有代表性的土壤剖面相对要困难些。特别是在地形变化复杂、母岩母质多样的地方，土壤的变异性较大，特别是在地形变化复杂、母岩母质多样的地方，土壤的变异性较大，可能在数十米范围内土壤的性状就会产生变化，因此应特别留意这些可能在数十米范围内土壤的性状就会产生变化，因此应特别留意这些变化的规律与环境条件的关系，找出代表性的典型部位进行挖掘。变化的规律与环境条件的关系，找出代表性的典型部位进行挖掘。比比如如同样在山坡上，凹形坡和直坡及凸形坡的土壤性状就差异很大。同样在山坡上，凹形坡和直坡及凸形坡的土壤性状就差异很大。第7页，本讲稿共20页（二）土壤剖面的设置（二）土壤

9、剖面的设置 土壤的剖面按其来源可分为两类；土壤的剖面按其来源可分为两类；自然剖面自然剖面和和专门剖面专门剖面。自然剖面自然剖面是指在野外已存在的、由于沟谷冲刷、塌方等天然原因，是指在野外已存在的、由于沟谷冲刷、塌方等天然原因，或兴修道路、开挖土石等人为原因而暴露出来的土壤剖面。或兴修道路、开挖土石等人为原因而暴露出来的土壤剖面。专门剖面专门剖面是为了进行土壤调查而临时开挖的土壤剖面。是为了进行土壤调查而临时开挖的土壤剖面。在野外土壤调查中，可充分地利用和借助自然剖面进行调查和取样。在野外土壤调查中，可充分地利用和借助自然剖面进行调查和取样。因为因为利利用自然剖面不但可以节省人力和时间，而且自然

10、剖面一股比较深厚广，可用自然剖面不但可以节省人力和时间，而且自然剖面一股比较深厚广，可以洞察土壤层次及剖面给构在横向上的连续变化。对于从整体上认识土壤以洞察土壤层次及剖面给构在横向上的连续变化。对于从整体上认识土壤的特征及其发生、分布规律颇有助益。的特征及其发生、分布规律颇有助益。但但自然剖面也有缺点，特别是暴自然剖面也有缺点，特别是暴 露时间已久的剖面，由于长期受日露时间已久的剖面，由于长期受日晒雨淋及风化晒雨淋及风化 影响，表面的土壤形态和性质可能已产生变化，因此需要影响，表面的土壤形态和性质可能已产生变化，因此需要剥去外表，使其暴露出新鲜的断面，再进行观察、记录和采样工作。剥去外表，使其

11、暴露出新鲜的断面，再进行观察、记录和采样工作。第8页，本讲稿共20页（二）土壤剖面的设置（二）土壤剖面的设置 在大自然剖面可以利用的情况下，就需要专门人工开挖土壤调查在大自然剖面可以利用的情况下，就需要专门人工开挖土壤调查剖面了。剖面了。在山坡在山坡上开挖时，应将观察面留在坡的上方，深度挖至母岩母上开挖时，应将观察面留在坡的上方，深度挖至母岩母质层即可。质层即可。在平原及平坦地面在平原及平坦地面上，土壤别由境一般按上，土壤别由境一般按宽宽1m1m,长长2m2m，深深2m2m的规的规格挖掘。格挖掘。在在地下水埋深小于地下水埋深小于2m2m的地方，以挖至地下水面为止。的地方，以挖至地下水面为止。第

12、9页，本讲稿共20页第10页，本讲稿共20页（三）剖面的观察和描述（三）剖面的观察和描述 在土壤剖面开挖或修整完成后，在土壤剖面开挖或修整完成后，首先首先要对剖面进行土壤发生层要对剖面进行土壤发生层次的划分，次的划分，然后然后是逐层将土壤的性态特征记录于相应的剖面记载表中是逐层将土壤的性态特征记录于相应的剖面记载表中（表表1 1）。）。实验项目实验项目 一一 、地、地 形形 图图 的的 地地 貌貌 判判 读读表表1 土壤的碳酸盐含量的速测标准土壤的碳酸盐含量的速测标准反映强弱反映强弱反映现象反映现象含量含量/符号符号无反映无反映无泡沫，也听不到吱吱响声无泡沫，也听不到吱吱响声5+第11页，本讲

13、稿共20页1 1、土壤发土层次的划分、土壤发土层次的划分 土壤发生层次是指在土壤形成过程中在垂直地面方向上出现的性土壤发生层次是指在土壤形成过程中在垂直地面方向上出现的性状上有差异的层次。实际上我们在土壤剖面开挖成修整的过程中，就状上有差异的层次。实际上我们在土壤剖面开挖成修整的过程中，就能直接观察到土壤从上到下各个部位的颜色、质地、矿物组成结构形能直接观察到土壤从上到下各个部位的颜色、质地、矿物组成结构形态、紧实度、砾石多寡。风化程度等一系列的差异。以此为依据，加态、紧实度、砾石多寡。风化程度等一系列的差异。以此为依据，加上实践中不断积累的经验，就可对剖面的层次进行比较客观的划分。上实践中不

14、断积累的经验，就可对剖面的层次进行比较客观的划分。按照一般的剖面划分模式土层由上向下依次为覆盖层（按照一般的剖面划分模式土层由上向下依次为覆盖层（O O）、淋）、淋浴层（浴层（A A）、沉积层（）、沉积层（B B）、母质层（）、母质层（C C）和基岩层（）和基岩层（H H）几个大的层次，）几个大的层次，有的还根据土层性质的差异在有的还根据土层性质的差异在O O，A A，B B层中进一步地划分出次一级的层层中进一步地划分出次一级的层次。次。需要件意的是，住自然界中的土壤剖面；尤其是山丘地区的需要件意的是，住自然界中的土壤剖面；尤其是山丘地区的土壤，剖面的构型并不一定是完整的土壤，剖面的构型并不一

15、定是完整的O O一一A AB B一一C CR R构型。由于构型。由于发育环境条件的制约，很可能会缺失某些土层。发育环境条件的制约，很可能会缺失某些土层。第12页，本讲稿共20页2 2、剖面性态的记述、剖面性态的记述 土壤剖面层次划分已定，就要对各层性态进行观察和记录。野外对土壤剖面的记录根土壤剖面层次划分已定，就要对各层性态进行观察和记录。野外对土壤剖面的记录根据需要可详可略。对于正规的土壤调查。需要对剖面的许多项特征做校精确祥详细的记录。据需要可详可略。对于正规的土壤调查。需要对剖面的许多项特征做校精确祥详细的记录。对一般性的概查，则可相对简略一些、以下根据自然地理实习的需要，对剖面记述内容

16、作简对一般性的概查，则可相对简略一些、以下根据自然地理实习的需要，对剖面记述内容作简单的说明。单的说明。（1 1）土壤颜色）土壤颜色 颜色是土层最突出的外部特征。土壤颜色在某种程度上反映了土壤的成土环颜色是土层最突出的外部特征。土壤颜色在某种程度上反映了土壤的成土环境和土层性质。有许多土壤还是从颜色而得名的，如红壤、黄壤、棕壤、黑土等。境和土层性质。有许多土壤还是从颜色而得名的，如红壤、黄壤、棕壤、黑土等。（2 2）土壤质地）土壤质地 准确的土壤质地类型是通过室内分析获得的。但在野外也可以依据经验进行初步的判断，准确的土壤质地类型是通过室内分析获得的。但在野外也可以依据经验进行初步的判断，通常

17、是直接用手捻摸或加水湿揉来判断，是一项经验性较强的工作。不过对于初学者来说，通常是直接用手捻摸或加水湿揉来判断，是一项经验性较强的工作。不过对于初学者来说，简单地区分出砂质土、壤质土还是黏质土，应不难判断。简单地区分出砂质土、壤质土还是黏质土，应不难判断。第13页，本讲稿共20页（3 3）砾石状况）砾石状况 土壤质地仅是指土壤中粒经小于土壤质地仅是指土壤中粒经小于2mm2mm的的“细土细土”部分而言的。而有些部分而言的。而有些土壤，尤其是山地丘陵地区的土壤，主体中通常含有较多的砾石。砾石的土壤，尤其是山地丘陵地区的土壤，主体中通常含有较多的砾石。砾石的大小和多少直接反映了土壤形成中的堆积环境。

18、在野外一般是粗略估计上大小和多少直接反映了土壤形成中的堆积环境。在野外一般是粗略估计上层中砾石所占的百分比。层中砾石所占的百分比。（4 4）土壤结构）土壤结构 土壤结构即是土壤颗粒在自然状态下粘结组成为团聚体。一般分为粒状、土壤结构即是土壤颗粒在自然状态下粘结组成为团聚体。一般分为粒状、块状、棱住状、片状、核状等常见的几种形态。块状、棱住状、片状、核状等常见的几种形态。（5 5）松紧度）松紧度 也称坚实度或硬度。在野外一般用土刀、土铲等工具粗略地测试松紧度一般也称坚实度或硬度。在野外一般用土刀、土铲等工具粗略地测试松紧度一般分为四级、疏松：土刀、土铲等很容易楔入土体；稍紧实：土刀、土铲较容易楔

19、分为四级、疏松：土刀、土铲等很容易楔入土体；稍紧实：土刀、土铲较容易楔人土体；紧实：上述工具需用较大的力才能楔入土体；极紧实：土刀。土铲很难人土体；紧实：上述工具需用较大的力才能楔入土体；极紧实：土刀。土铲很难楔人主体。楔人主体。第14页，本讲稿共20页（6 6）孔隙状况）孔隙状况 孔隙状况包括孔隙的大小和孔隙的多少两项内容，除非具有丰的专业经验，孔隙状况包括孔隙的大小和孔隙的多少两项内容，除非具有丰的专业经验，很难对其作出比较准确的判断。建议使用很难对其作出比较准确的判断。建议使用“多大孔隙多大孔隙”、“有大量的细小孔有大量的细小孔隙隙或或“少量孔隙少量孔隙”等较模糊的描述语言。需要注意的是

20、，你留意在某些土等较模糊的描述语言。需要注意的是，你留意在某些土壤中有发育很强的棱柱状结构体，结构体之间的垂直裂隙比较突出，并强烈壤中有发育很强的棱柱状结构体，结构体之间的垂直裂隙比较突出，并强烈影响土壤的水分运动。影响土壤的水分运动。（7 7）土壤湿度）土壤湿度 在野外判断的土壤湿度只是相对的，因野外土壤的含水量受天气影响。在野外判断的土壤湿度只是相对的，因野外土壤的含水量受天气影响。因此只对在晴天咐比较土壤剖面上下各层的相对合水量有意义。土壤的湿因此只对在晴天咐比较土壤剖面上下各层的相对合水量有意义。土壤的湿度在野外也是通过手感经验来判断的。湿度一般分为五级。度在野外也是通过手感经验来判断

21、的。湿度一般分为五级。干干 ：土样放在手掌中，无凉意，无湿感，捏之成粉，吹之飞扬。：土样放在手掌中，无凉意，无湿感，捏之成粉，吹之飞扬。稍润：土样在手掌中有凉润感但大湿印，手捏不成团吹之不扬。稍润：土样在手掌中有凉润感但大湿印，手捏不成团吹之不扬。润润 ：手掌明显润感，手捏成团，扔之散碎。：手掌明显润感，手捏成团，扔之散碎。潮潮 ：手掌中对有明显湿痕，可捏成团，扔之不碎。：手掌中对有明显湿痕，可捏成团，扔之不碎。湿湿 ：土壤水分过饱和；手压出水。：土壤水分过饱和；手压出水。第15页，本讲稿共20页（8 8）新生体）新生体 新生体不足成土母质中的原有物质。而是土壤发育过程中新形成新生体不足成土母

22、质中的原有物质。而是土壤发育过程中新形成的产物。上层中的新生体种类和状态常能指示土层的性质和发育程度。的产物。上层中的新生体种类和状态常能指示土层的性质和发育程度。土壤中常见新生体有石灰结核，石灰假菌丝体，盐霜盐结皮，铁锰胶土壤中常见新生体有石灰结核，石灰假菌丝体，盐霜盐结皮，铁锰胶膜，铁锰结核，铁锈斑等等。膜，铁锰结核，铁锈斑等等。（9 9）PHPH值值 取各层少许样品放入白瓷盘中，清加少许蒸馏水，制成土壤浸提液。轻摇静取各层少许样品放入白瓷盘中，清加少许蒸馏水，制成土壤浸提液。轻摇静候片刻。然后用候片刻。然后用pHpH广泛试纸醮取侵提液出色确定上层的酸碱性。广泛试纸醮取侵提液出色确定上层的

23、酸碱性。（l0l0）石灰反应）石灰反应 若若PHPH测试土壤剖面呈减性，则可进一步用测试土壤剖面呈减性，则可进一步用l l5 5的稀盐酸为试剂约土壤中碳的稀盐酸为试剂约土壤中碳酸钙的含量。方法是分层取少许土样，分别用液管满加稀盐酸数滴，根据反酸钙的含量。方法是分层取少许土样，分别用液管满加稀盐酸数滴，根据反应现象，判断碳酸钙含量的高低，并将相应的符号记入剖面调查表中。应现象，判断碳酸钙含量的高低，并将相应的符号记入剖面调查表中。第16页，本讲稿共20页（四）土壤样品及标本的采集（四）土壤样品及标本的采集 1 1、土壤分析样品的采集、土壤分析样品的采集 在观察和记录完土壤剖面资科后，如需进一步作

24、精确的实验分析，则在观察和记录完土壤剖面资科后，如需进一步作精确的实验分析，则要采集土壤分析样品。要采集土壤分析样品。采样时应由下向上逐层采集，采集的部位应位于各主家的中间位采样时应由下向上逐层采集，采集的部位应位于各主家的中间位置。置。每层土壤纳采每层土壤纳采1kg1kg左右，装入布袋或塑料袋中，并应填写一式三左右，装入布袋或塑料袋中，并应填写一式三份标签，一份放于袋中，一份挂于袋外，一份存根备查、然后将同一份标签，一份放于袋中，一份挂于袋外，一份存根备查、然后将同一剖面的土袋拴在一起，以免混乱。剖面的土袋拴在一起，以免混乱。注意：注意：样品运回室内后要倒出风干，以防变霉。样品运回室内后要倒

25、出风干，以防变霉。第17页，本讲稿共20页（四）土壤样品及标本的采集（四）土壤样品及标本的采集 2 2、土盒标本采集、土盒标本采集 采集土盒标本主要是为了一般展示和作土壤剖面的对比。土采集土盒标本主要是为了一般展示和作土壤剖面的对比。土盒标本的采集也是由下往上的顺序逐层采集，并且也是采集土层盒标本的采集也是由下往上的顺序逐层采集，并且也是采集土层的中间部位。的中间部位。采集后分装于特制的有机玻璃土盒的相应各层中。采集后分装于特制的有机玻璃土盒的相应各层中。注意：注意：不要将各层土壤相混（装入某层时最好遮住其他格子）。也不要将各层土壤相混（装入某层时最好遮住其他格子）。也不要用力按压，以免破坏原

26、土的结构特性。不要用力按压，以免破坏原土的结构特性。第18页，本讲稿共20页（四）土壤样品及标本的采集（四）土壤样品及标本的采集 3 3、整段标本的采集、整段标本的采集 土盒标本是分层采集的小型示意性标本、为了完整地展示土壤剖土盒标本是分层采集的小型示意性标本、为了完整地展示土壤剖面的真实状态有时也采集大型的连续整段标本。面的真实状态有时也采集大型的连续整段标本。此类样品采集时一般先按事先做好的长条容器的长、宽和深的此类样品采集时一般先按事先做好的长条容器的长、宽和深的尺寸，在土壤剖面上留出一个凸出体，将容器扣上，然后再将主体尺寸，在土壤剖面上留出一个凸出体，将容器扣上，然后再将主体切割下来。切割下来。第19页，本讲稿共20页表表2 土壤剖面性状记载表土壤剖面性状记载表剖面编号：剖面编号：采样地点：采样地点：暂定土类：暂定土类：采样时间：采样时间：采样人：采样人：土土层层深深度度/m土土层层特特性性土土壤壤颜颜色色质质地地类类型型砾砾石石状状况况/土土壤壤结结构构松松紧紧度度空空隙隙状状况况土土壤壤湿湿度度新新生生体体PH石石灰灰反反映映第20页，本讲稿共20页