土壤剖面圖ppt課件VIP

第二章土壤形成和土壤剖面 第一節(jié)土壤形成 一 土壤形成的實(shí)質(zhì)二 土壤形成的自然因素三 土壤形成的人為作用 一 土壤形成的實(shí)質(zhì) 土壤形成的實(shí)質(zhì)是地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)的矛盾統(tǒng)一 一 地質(zhì)大循環(huán) 地質(zhì)大循環(huán) 植物營養(yǎng)物質(zhì)由大陸流到海洋 海洋又變?yōu)榇箨懞?這些物質(zhì)又由新的大陸流向新的海洋 營養(yǎng)物質(zhì)的這種循環(huán)過程稱為植物營養(yǎng)物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán) 風(fēng)化作用下大塊巖石不斷崩解 由大變小 由粗變細(xì) 最后成為疏松多孔的散碎體 在此過程中 還產(chǎn)生了一些溶解于水的礦物質(zhì) 如硅酸鹽內(nèi)含有的一些鉀 鈉 鈣 鎂 磷 硫等營養(yǎng)元素 這些物質(zhì)被降水不斷地淋洗 并隨著地表徑流從高處流向低處 經(jīng)過河流最后流到海洋中去 流入海洋后的這些物質(zhì) 與流入海洋的巖石和泥沙等在濃縮 沉淀 堆積的過程中 經(jīng)膠結(jié)和硬化的成巖作用 形成沉積巖 在地殼上升的運(yùn)動中 沉積巖由海洋的底部上升形成大陸 沉積巖暴露于地表之后 又重新進(jìn)行風(fēng)化和淋溶 重復(fù)的進(jìn)行著這種作用 二 生物小循環(huán) 生物小循環(huán) 通過植物 包括所有參與這一過程的生物 的反復(fù)吸收利用和積累營養(yǎng)物質(zhì)的這一過程 稱為營養(yǎng)物質(zhì)的生物小循環(huán) 由于風(fēng)化作用的結(jié)果 產(chǎn)生了母質(zhì) 母質(zhì)具有松散性 多孔性 透氣性 透水性和保水性 這就給植物的生長提供了水分 空氣 養(yǎng)分等條件 也就是提供了植物在母質(zhì)上生長的可能性 而最初在原始幼年土壤上生活的 只是一些需要養(yǎng)分較少的低等植物 它們從原始幼年土中吸收礦質(zhì)養(yǎng)分 水分和獲取其它生活物質(zhì)和條件 來建造自身的有機(jī)體 這樣就使得地質(zhì)大循環(huán)過程中的一些可溶性養(yǎng)分得到了保存 當(dāng)這些植物死亡之后 經(jīng)微生物的分解作用 有機(jī)殘體中的營養(yǎng)元素又變成無機(jī)物質(zhì) 一部分又重新進(jìn)入地質(zhì)大循環(huán)的過程中 另一部分可為植物重新吸收利用 三 地質(zhì)大循環(huán)與生物小循環(huán)的矛盾統(tǒng)一 土壤形成過程是建筑在地質(zhì)大循環(huán) 營養(yǎng)元素的釋放和淋溶過程 與生物小循環(huán) 營養(yǎng)元素被生物吸收積累和釋放過程 的基礎(chǔ)上的 生物小循環(huán)是構(gòu)成地質(zhì)大循環(huán)中地表物質(zhì)運(yùn)動的一部分 地質(zhì)大循環(huán)使?fàn)I養(yǎng)元素不斷向下淋失 而生物小循環(huán)卻從地質(zhì)大循環(huán)中不斷的積累生物所必需的營養(yǎng)元素 按照生物界的發(fā)展過程 原始生物對營養(yǎng)元素的要求是種類少 數(shù)量低 所以積累在土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)也少 隨生物種類的進(jìn)化 通過生物的選擇性吸收 土壤中的養(yǎng)分積累也越來越多 生物對土壤的影響是逐漸擴(kuò)大和加深的 在地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)這一對矛盾相互作用 不斷發(fā)展的過程中 土壤肥力也得到不斷發(fā)展 二 土壤形成的自然因素 自然成土因素 影響土壤形成過程的因素 在沒有受人類經(jīng)濟(jì)活動影響的成土過程中 稱之為自然成土因素 屬于自然成土因素的有 生物 氣候 母質(zhì) 或巖石 地形和時間 S B C P Tg Ti M 一 母質(zhì) 母質(zhì)是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物 是自然土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ) 它對土壤的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的影響極為明顯 如花崗巖中的長石 云母易風(fēng)化 并富含鉀素 而石英則不易風(fēng)化 經(jīng)常呈砂粒殘留在土壤中 因此在花崗巖母質(zhì)上發(fā)育的土壤 往往砂粒比例適中 由于頁巖是由富含粘土的物質(zhì)經(jīng)過硬化后形成的 所以在其風(fēng)化產(chǎn)物上形成的土壤 質(zhì)地較粘重 石英砂巖主要是由石英顆粒組成 因此在其風(fēng)化產(chǎn)物上形成的土壤 往往砂性較強(qiáng) 養(yǎng)分較少 并含有較多的石礫 二 生物 植物著生于母質(zhì)后 就開始了土壤的形成作用 植物和其死體所產(chǎn)生的物理作用和化學(xué)作用 不斷的改善著土壤的肥力狀況 其中主要的是高等綠色植物通過選擇吸收養(yǎng)分 合成有機(jī)質(zhì)并在死亡后積累在土壤中 土壤微生物及小動物分解有機(jī)質(zhì) 釋放出養(yǎng)分 同時還合成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)物質(zhì) 這樣 一方面增加了有機(jī)質(zhì) 另一方面也改造了土壤的物理性質(zhì) 形成各種土壤結(jié)構(gòu) 由于生物作用的結(jié)果 使土壤的肥力狀況不斷的得到發(fā)展 三 氣候 氣候?qū)ν寥佬纬傻淖饔檬謴?fù)雜 它直接影響在土壤形成過程中起重要作用的水分和熱量條件 同時在很大程度上決定著各種植被類型的分布 從而影響土壤礦物和土壤有機(jī)質(zhì)的分解和合成 溫度直接影響著土壤形成過程的強(qiáng)度和方向 在寒冷地帶 土壤中的化學(xué)作用比較弱 植物生長也較緩慢 有機(jī)質(zhì)形成量小 土壤微生物活動不旺盛 因而土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化也很緩慢 反之 在熱帶地區(qū) 土壤中的礦物質(zhì)除石英外大部分被分解 植物生長迅速 有機(jī)質(zhì)形成量大 微生物活動旺盛 生物小循環(huán)較寒冷地區(qū)快 降水量對土壤形成的影響也極為顯著 在干旱氣候條件下 鹽類不斷積累 使土壤發(fā)生鹽漬化現(xiàn)象 在潮濕氣候條件下 鹽基離子遭到降水不斷的淋洗 使土壤膠體呈不飽和狀態(tài) 上述這些現(xiàn)象在我國不同類型土壤的形成過程中 都強(qiáng)烈地表現(xiàn)出來 四 地形 地形在土壤形成過程中所起的作用是多方面的 首先地形能影響熱量的重新分配 不同坡度和方位的斜坡 接受太陽的熱量不同 南坡最多 土溫高 北坡則相反 土溫低 在不同方位的坡向上 由于溫度和濕度的差異 植物的分布也是不同的 因而在某些地區(qū) 土壤類型在不同的坡向上的分布也會有所不同 地形還能影響土壤水分 養(yǎng)分和機(jī)械組成的分配狀況 在分水嶺和斜坡地區(qū) 水分及其夾帶的養(yǎng)分 包括鹽類 以及土壤細(xì)粒 經(jīng)常以地表徑流或土壤徑流的方式向下坡及低地移動 引起坡地和分水嶺的土壤不同 坡地上部的土壤經(jīng)常保持良好的排水狀況 土層較薄 質(zhì)地較粗 養(yǎng)分 及鹽基 較少 下部及低平地區(qū) 因水分集中 土壤含水量較大 地形的影響還能通過海拔絕對高度的變化表現(xiàn)出來 隨海拔的增加 氣候變冷濕 土壤的水熱條件和植被都因此而發(fā)生相應(yīng)的改變 所以山區(qū)土壤的分布和海拔高度的變化有很密切的關(guān)系 五 時間 土壤的形成過程隨著時間的進(jìn)展不斷加深 任何一個成土因素對土壤的影響 隨時間而加深 土壤形成過程的程度是以時間為轉(zhuǎn)移的 隨時間持續(xù)不同 土壤中物質(zhì)的淋溶與聚積的程度也程度也不同 因此土壤形成過程必然受到當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)年齡的影響 在其他土壤形成條件相同的情況下 具有發(fā)育年齡不同的土壤 其肥力狀況是不同的 如菜園土因培育的時間長短不同 其熟化程度也不同 石灰?guī)r土的時間序列示例 六 五個因素的關(guān)系 五個成土因素中的每一個因素 不僅可以直接影響土壤的形成過程 而且可以間接影響其他因素而起作用 如氣候因素 一方面它對土壤形成過程有直接影響 另一方面又影響著植被的組成 有機(jī)質(zhì)的數(shù)量以及微生物的分解等方面 植被也能影響近地表的大氣層 造成特殊的小氣候 并通過這種氣候影響土壤的水熱狀況 三 土壤形成的人為作用 人類的生產(chǎn)活動直接影響土壤的肥力狀況 而且也會對自然成土因素有所影響 長期以來 不少自然土壤早為人類開墾利用 為提高土壤生產(chǎn)力 人類積極地控制自然因素 使之向?qū)ιa(chǎn)有利的方向發(fā)展 如通過精耕細(xì)作 合理施肥 灌溉排水等各種土壤改良措施 來改善土壤的肥力性狀 第二節(jié) 土壤剖面 一 自然土壤剖面的形成二 耕作土壤剖面的形成三 土壤剖面的形態(tài)特征 一 自然土壤剖面的形成 一 土壤剖面定義 二 淋溶作用和淀積作用 三 物質(zhì)的轉(zhuǎn)移作用 四 土壤發(fā)生層次 一 土壤剖面 1 定義 土壤剖面是指從地面向下挖掘所裸露的一段垂直切面 這段垂直切面的深度一般在兩米以內(nèi) 2 自然的土壤剖面是在五個主要成土因素的共同影響下形成的3 土壤剖面構(gòu)造 指土壤剖面從上到下不同土層的排列方式 一般情況下 這些土層在顏色 結(jié)構(gòu) 緊實(shí)度和其他形態(tài)特征上是不同的 各個土層的特征是與該層的組成和性質(zhì)一致的 是土壤內(nèi)在性狀的外部表現(xiàn) 是在土壤長期發(fā)育過程中形成的 二 淋溶作用和淀積作用 1 土壤剖面各發(fā)生層次的形成 在成土過程中 原生礦物不斷風(fēng)化 產(chǎn)生各種易溶性鹽類 含水氧化鐵和含水氧化鋁以及硅酸等 并在一定條件下合成不同的粘土礦物 同時通過土壤有機(jī)質(zhì)的分解和腐殖質(zhì)的形成 產(chǎn)生各種有機(jī)酸和無機(jī)酸 在降雨的淋洗作用下引起土壤中的這些物質(zhì)的淋溶和淀積 從而形成了土壤剖面的各種發(fā)生層次 2 淋溶作用和淀積作用 1 淋溶作用 指土壤中的下滲水 從土壤剖面的上層淋溶或浮懸土壤中某種成分的作用 因此一般將土壤剖面的上層稱為淋溶層或簡稱A層 2 淀積作用 指下滲水到達(dá)剖面下層沉淀其中某些溶解物或懸浮物的作用 因此 土壤剖面的下層一般稱為淀積層或簡稱B層 B層之下一般是未受淋溶或淀積作用的土壤母質(zhì)層 簡稱C層 土壤母質(zhì)下面 如果是未風(fēng)化的基巖 稱為基巖層或簡稱D層 三 物質(zhì)的轉(zhuǎn)移作用 1 物質(zhì)的轉(zhuǎn)移作用淋溶作用和淀積作用密切聯(lián)系 是物質(zhì)轉(zhuǎn)移過程所導(dǎo)致的兩種結(jié)果 土壤水?dāng)y帶著溶解或懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生的移動 稱為物質(zhì)的轉(zhuǎn)移作用 這種轉(zhuǎn)移作用分為物理性轉(zhuǎn)移和化學(xué)性轉(zhuǎn)移 2 物理性轉(zhuǎn)移 礦物質(zhì)與有機(jī)物質(zhì)膠粒以及其他微粒 從A層到B層而沉淀下來 使B層質(zhì)地相對變粘 干燥時亦可發(fā)生裂隙 3 化學(xué)性轉(zhuǎn)移 礦物在風(fēng)化過程中產(chǎn)生的可溶性鹽類等 從A層隨著下滲水下移 或停積在B層或到達(dá)地下水層而流失 草原區(qū)域因易溶性鹽的聚積常生成石灰質(zhì)和石膏質(zhì)硬盤 溫帶森林區(qū)域含鐵鋁的有機(jī)和無機(jī)膠體可懸浮在滲漏水和毛管水中 從A層移動到B層 亦可形成鐵質(zhì)硬盤 4 潛育層 地下水位高而排水不良的地方 礦物在風(fēng)化過程中產(chǎn)生的可溶性鹽類往往由剖面的下層 隨著毛管水的上升到達(dá)地面 形成鹽結(jié)皮 這種物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方向和一般情形相反 由于通氣不良 特別是在地下水位很高的情況下 B層的下段或C層的一部分 將因還原作用變?yōu)樗{(lán)灰色或綠灰色 稱為潛育層或灰粘層或簡稱G層 四 土壤發(fā)生層次 1 O層 枯落物層 據(jù)分解程度不同 可分為三個亞層 L層 分解較少的枯枝落葉層 F層 分解較多的半分解的枯枝落葉層 H層 分解強(qiáng)烈的枯枝落葉層 已失去其原有植物組織形態(tài) 2 A1層 腐殖質(zhì)層 可分為兩個亞層 A11層 聚積過程占優(yōu)勢 當(dāng)然也有淋溶作用 顏色較深的腐殖質(zhì)層 A12層 顏色較淺的腐殖質(zhì)層 3 A2層 灰化層 主要通過淋溶作用形成 4 AB層 腐殖質(zhì)層和淀積層的過渡層 5 B層 淀積層 里面含有由上層淋洗下來的物質(zhì) 所以一般較堅(jiān)實(shí) 據(jù)發(fā)育程度的不同可分為B1 B2 B3等亞層 6 BC層 淀積層和母質(zhì)層的過渡層 7 G層 潛育層 8 C層 母質(zhì)層 據(jù)鹽的不同有 CC層 母質(zhì)層中有碳酸鹽的聚積層 CS層 母質(zhì)層中有硫酸鹽的聚積層 9 D R 層 母巖層 根據(jù)土壤剖面發(fā)育的程度不同可以有不同的土壤類型 上面介紹的模式剖面 在實(shí)際工作中 往往不會出現(xiàn)那么多的層次 而且層次間的過渡情況也會各有不同 有的層次明顯 有的不明顯 有的是逐漸的 層次間的交線有平直的 曲折的 帶狀的 舌狀的等多種形式 暗棕壤剖面圖 潮土剖面圖 黃綿土剖面圖 黑鈣土剖面圖 龜裂性土剖面 紅壤剖面圖 褐土剖面圖 灰化土剖面圖 黑土剖面圖 黃壤剖面圖 灌淤土剖面圖 栗鈣土剖面圖 石灰土剖面圖 磷質(zhì)石灰土剖面 灰鈣土剖面圖 石膏鹽盤棕漠土剖面圖 海濱鹽土剖面圖 二 耕作土壤剖面的形成 人類生產(chǎn)活動和自然因素的綜合作用 使耕作土壤產(chǎn)生層次分化 典型的耕作土壤剖面層次 從上到下大體可以分為三層 表土層 心土層和底土層 一 表土層 可分為兩層 1 耕作層 受耕作 施肥 灌溉影響最強(qiáng)烈的土壤層 厚度一般約20厘米左右 耕作層易受生產(chǎn)活動和地表生物 氣候條件的影響 一般疏松多孔 干濕交替頻繁 溫度變化大 通透性良好 物質(zhì)轉(zhuǎn)化快 含有效態(tài)養(yǎng)分多 根系主要集中分布于這一層中 一般約占全部根系總量的60 以上 2 犁底層 位于耕作層之下 厚約6 8厘米 典型的犁底層很緊實(shí) 孔隙度小 非毛管孔隙 大孔隙 少 毛管孔隙 小孔隙 多 所以通氣性差 透水性不良 結(jié)構(gòu)常呈片狀 甚至有明顯可見的水平層理 這是經(jīng)常受耕畜和犁的壓力以及通過降水 灌溉使粘粒沉積而形成的 二 心土層 位于犁底層以下 厚度約為20 30厘米 該層也能受到一定的犁 畜壓力的影響而較緊實(shí) 但不象犁底層那樣緊實(shí) 在耕作土壤中 心土層是起保水保肥作用的重要層次 是生長后期供應(yīng)水肥的主要層次 在這一層中根系的數(shù)量約占根系總量的20 30 三 底土層 在心土層以下 一般位于土體表面50 60厘米以下的深度 此層受地表氣候的影響很少 同時也比較緊實(shí) 物質(zhì)轉(zhuǎn)化較為緩慢 可供利用的營養(yǎng)物質(zhì)較少 根系分布較少 一般常把此層的土壤稱為生土或死土 三 土壤剖面的形態(tài)特征 土壤形態(tài)即土壤的外部特征 在土壤形成以后 各土層在組成和性質(zhì)上是不相同的 所以反映在剖面形態(tài)特征上 各層也是有差別的 土壤重要的形態(tài)特征有 顏色 結(jié)構(gòu) 質(zhì)地 堅(jiān)實(shí)度 孔隙 濕度 新生體 侵入體 動物孔穴等 一 土壤顏色 1 土壤顏色是土壤內(nèi)在物質(zhì)組成 礦物和化學(xué)組成 在外在色彩上的表現(xiàn) 土壤定名往往用兩種顏色來表示 如暗棕 黑棕 紅棕 前為次要顏色 后為主要顏色 2 決定土壤顏色的主要有以下幾種物質(zhì) 1 腐殖質(zhì) 含量多時呈黑色 少時呈暗灰色 2 氧化鐵 多為含水氧化鐵 如褐鐵礦和針鐵礦等使呈鐵銹色和黃色 3 石英 斜長石 方解石 高嶺石 二氧化硅粉末 碳酸鈣粉末等 使呈白色 4 氧化亞鐵 在沼澤土 潛育土中 使土壤具有藍(lán)色或青灰色 如藍(lán)鐵礦 Fe3 PO4 2 8H2O 為白色 但遇空氣中的氧很快變?yōu)榍嗷疑?3 土壤的物理性狀也會影響顏色 如越濕顏色越深 越細(xì)顏色越淺 光越強(qiáng)顏色越淺 二 土壤結(jié)構(gòu) 土壤結(jié)構(gòu)即土壤固體顆粒的空間排列方式 自然界的土壤 往往不是以單粒狀態(tài)存在 而是形成大小不同 形態(tài)各異的團(tuán)聚體 這些