第六章土壤圈

1、第六章 土壤圈第一節(jié) 土壤圈的物質組成及特性第二節(jié) 土壤形成與地理環(huán)境間的關系第三節(jié) 土壤分類及空間分布規(guī)律第四節(jié) 土壤類型特征第五節(jié) 中國土壤系統(tǒng)分類體系之間的參比第六節(jié) 土壤資源的合理利用和保護第一節(jié)第一節(jié) 土壤圈的物質組成及特性土壤圈的物質組成及特性一、土壤概述一、土壤概述1、土壤的定義 地球陸地表面能夠生長植物的疏松表層。由于人類對土壤的利用方式不同，常對土壤產(chǎn)生不同的概念。2、土壤肥力 土壤供應和協(xié)調植物正常生長所需的養(yǎng)分、水分、空氣、溫度的能力。3、土壤質量 土壤在一定生態(tài)系統(tǒng)內支持生物生產(chǎn)的能力、凈化環(huán)境的能力和促進動植物及人體健康的能力。二、土壤圈在地理環(huán)境中的地位和作用二、土

2、壤圈在地理環(huán)境中的地位和作用1、土壤圈的地位 位于巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈的交匯處。與巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈相互滲透，相互聯(lián)系。2、土壤圈的作用（1）土壤圈與地球生命活動（2）土壤圈與人類的生存條件（3）土壤圈與自然環(huán)境（4）土壤圈與全球環(huán)境變化（5）土壤圈物質的組成與性質土壤質量的內涵土壤質量的內涵 土壤質量包括三部分：分別是肥力質量、環(huán)境質量和健康質量，這三個方面是相互聯(lián)系和相互制約的，就像一個三腳凳的三條腿。（1）肥力質量：土壤充分供給和調節(jié)植物生長的養(yǎng)分、提高生物產(chǎn)量的能力。（2）環(huán)境質量：土壤容納、吸收、降解各種環(huán)境污染物質的能力。（3）健康質量：土壤無污染、潔凈，生產(chǎn)的食

3、品無公害，保障動植物及人類健康的能力。三、土壤形態(tài)三、土壤形態(tài)（一）土壤剖面與土壤發(fā)生層次1、土壤剖面：從地表垂直向下的土壤縱剖面，也可理解為完整的垂直土層序列。2、土壤發(fā)生層次（1）自然土壤（六層） 有機層、腐殖質層、淋溶層、淀積層、母質層和母巖層。（2）耕作土壤（四層） 耕作層、犁底層、心土層、底土層。（二）土壤的理化性質（1）土壤顏色（2）土壤質地（3）土壤結構（4）松緊度（5）孔隙度（6）含水量（7）新生體（8）侵入體（9）酸堿度四、土壤的物質組成四、土壤的物質組成 土壤是由固、液、氣三相物質組成的混合物，固相物質包括礦物質和有機質以及一些活的微生物。（一）土壤礦物1、原生礦物2、次生

4、礦物（二）土壤有機質1、非特殊性有機質2、土壤腐殖質土壤有機質對土壤肥力的作用土壤有機質對土壤肥力的作用1、供應營養(yǎng)元素2、保持養(yǎng)分3、提高無機磷酸鹽的溶解性4、活化土壤微量元素5、調節(jié)土壤酸堿性6、形成團粒結構7、調節(jié)溫度（三）土壤水分1、土壤水分來源及損耗2、土壤水分平衡3、土壤水分類型 吸濕水 毛管水（毛管上升水、毛管懸著水、田間持水量） 重力水（凋萎系數(shù)）（四）土壤空氣1、土壤空氣的概念2、土壤空氣的組成（與大氣相比） 氧氣、二氧化碳、氮氣含量（一）土壤機械組成1、土壤質地的概念2、土壤質地分類3、土壤質地的影響（二）土壤膠體1、定義2、種類3、性質4、土壤的離子交換五、土壤組成物質間

5、的相互作用五、土壤組成物質間的相互作用（三）土壤溶液1、定義2、土壤溶液的組成3、土壤溶液的作用（1）土壤的酸堿反應（2）土壤的氧化還原反應（3）土壤的緩沖作用表表6-5 按按pH劃分的土壤類型劃分的土壤類型土類pH土類pH強酸性土8.5中性土6.67.5第二節(jié)第二節(jié) 土壤形成與地理環(huán)境間的關系土壤形成與地理環(huán)境間的關系一、成土因素學說 土壤的形成與氣候、生物、巖石、地形、時間等成土條件之間存在密切關系。道庫恰耶夫建立了土壤形成的因素學說，概括為以下四個基本觀點：（1）土壤是五大自然因素綜合作用的產(chǎn)物；（2）各成土因素同時存在、同等重要、不可替代；（3）各成土因素均不斷發(fā)展變化，土壤也不斷發(fā)展

6、變化；（4）各成土因素存在地理分布規(guī)律，土壤也具有地理分布規(guī)律。二、成土因素對土壤形成的作用二、成土因素對土壤形成的作用（一）成土母質1、定義：巖石風化后形成的疏松碎屑物質，作為土壤發(fā)育的物質基礎，稱為土壤母質，簡稱母質。2、影響（1）性質：土壤繼承了成土母質的特性，成土母質中的礦物成分、元素組成影響土壤的性質。（2）養(yǎng)分狀況：礦質元素（3）土壤質地：土壤機械組成（二）氣候因素 影響土壤的組成、土壤發(fā)育的速度、土壤中有機質的積累。（三）生物因素 生物是土壤中有機質的來源，不同的植被類型下發(fā)育的土壤類型不同。（四）地形因素 地形通過影響水熱條件影響土壤發(fā)育過程，同時不同的地形部位成土母質不同，因

7、而土壤發(fā)育有差異。（五）時間因素 在一定時間內，隨著時間的增加，土壤的成熟度增大。三、土壤形成的基本規(guī)律三、土壤形成的基本規(guī)律 自然土壤形成的基本規(guī)律是物質的地質大循環(huán)與生物小循環(huán)過程矛盾的統(tǒng)一。 地質大循環(huán)：巖石風化碎屑物質搬運、堆積、成巖巖石風化。 生物小循環(huán)：巖石碎屑中的礦物成分被生物利用合成有機物的組成部分，微生物將有機物質分解釋放出礦物質。 生物作用使有機質積累、分解、腐殖質的形成，發(fā)生發(fā)展了土壤肥力，形成了土壤。四、主要成土過程（1）原始成土過程 在巖石表面或風化物上微生物生存，積累有機質，為高等植物生長創(chuàng)造條件。（2）灰化過程 鐵、鋁等物質和腐殖質的淋溶、淀積，二氧化硅殘留的過程

8、。（3）黏化過程 粘土礦物生成和聚積的過程，或粘土礦物淋洗并在土體中下部聚積的過程。（4）富鋁化過程濕熱氣候條件下，土體脫硅與鋁鐵富集的過程。（5）鈣化過程碳酸鹽在土體中的淋溶、淀積過程（6）鹽漬化過程土體上部易溶性鹽類的聚積過程（7）堿化過程交換性鈉占陽離子交換量的30%以上，土壤呈堿性反應。（8）潛育化過程還原環(huán)境中，有機物分解產(chǎn)生較多還原物質，形成還原層。（9）潴育化過程 土壤形成中的氧化還原過程，地下水浸潤、氧化還原交替，形成一個有銹紋銹斑、黑色鐵錳結核的土層。（10）白漿化過程 由于土體上層滯水而發(fā)生的潴育漂洗過程，土體表層鐵錳還原淋溶、脫色形成白漿層。（11）腐殖質化過程 生物作用

9、下土體中，尤其是土體表層進行腐殖質累積過程。（12）泥炭化過程 地下水位接近地表或地表積水的沼澤地段，濕生植物殘體因缺氧而不能徹底分解，有機質以植物殘體形積累的過程。（13）土壤的人為熟化過程 人類對土壤進行合理培肥，使土壤肥力向著提高的方向發(fā)展的過程。 農業(yè)生產(chǎn)活動對土壤形成和演變的影響與土地資源的可持續(xù)利用問題探討（人類活動對土壤形成與演變的影響）。第三節(jié)第三節(jié) 土壤分類及空間分布規(guī)律土壤分類及空間分布規(guī)律 一、土壤分類一、土壤分類(1) 定義：通過比較土壤的相似性與差異性，將外部形態(tài)和內部性質相同或相近的土壤納入一定的分類系統(tǒng)。(2) 分類方案： 前蘇聯(lián)的發(fā)生分類 美國的系統(tǒng)分類 中國的

10、土壤發(fā)生學分類 中國的土壤系統(tǒng)分類（一）國外土壤分類1、前蘇聯(lián)的土壤發(fā)生分類（1）分類原則：強調土壤與成土因素和地理景觀間的相互關系，以成土因素及其對土壤的影響作為土壤分類的理論基礎，以成土過程和土壤屬性（包括土壤的形態(tài)特征、土壤物理、土壤化學、礦物及生物等）作為土壤分類的依據(jù)。（2）分類系統(tǒng)：包括：土類、亞類、土屬、土種、亞種、變種、土組、土相等8級。2、美國的土壤系統(tǒng)分類（1）分類原則根據(jù)土壤的診斷層和診斷特性劃分。a 診斷層：凡是用于鑒別土壤類型，在性質上有一系列定量說明的土層為診斷層。b 診斷特性：用來鑒別土壤類型的土壤性質稱為土壤診斷特性，常用的診斷特性包括：土壤水分狀況、土壤溫度狀

11、況、氧化還原特性等。（2）分類系統(tǒng)：按土綱、亞綱、土類、亞類、土族、土系6級劃分。（二）中國的土壤分類（二）中國的土壤分類1、中國土壤發(fā)生學分類（1）分類原則：以成土因素、成土過程和土壤屬性作為分類基礎，同時在分類中將耕種土壤和自然土壤作為統(tǒng)一整體進行土壤類型劃分，力求揭示自然土壤與耕種土壤在發(fā)生上的聯(lián)系及演變規(guī)律。（2）分類系統(tǒng)：采用土綱、亞綱、土類、亞類、土屬、土種、變種7級分類。共分12個土綱、29個亞綱，61個土類、234個亞類。2、中國土壤系統(tǒng)分類（1）分類原則：以診斷層和診斷特性作為分類基礎，以定量化、標準化為特點。借鑒美國土壤系統(tǒng)分類和聯(lián)合國世界土壤圖中的診斷層和診斷特性。根據(jù)我

12、國土壤性質作修改補充。建立了灌淤表層、水耕表層、干旱表層、低活性富鐵層、草氈表層、凍融特征等診斷層。（2）分類系統(tǒng)：采用土綱、亞綱、土類、亞類、土族、土系6級分類。（二）土壤的水平分布規(guī)律1、緯度地帶性分布規(guī)律 土壤分布的緯度地帶性是因太陽輻射從赤道向極地遞減，氣候、生物等成土因子也按緯度方向呈有規(guī)律地變化，導致地帶性土壤大致平行于緯線呈帶狀分布的規(guī)律。 土壤的緯度地帶性分布有兩種表現(xiàn)形式：一是全球性的，二是區(qū)域性的。2、干濕度帶性分布規(guī)律 降水從沿海向內陸的分布大致呈帶狀分布，因而土壤也具有從沿海到內陸的遞變。（三）土壤的垂直分布規(guī)律 隨著山體海拔高度的變化，熱量和水分條件也隨之發(fā)生變化，植

13、被類型發(fā)生變化、人類活動的強度發(fā)生變化，因而導致土壤類型隨著海拔高的變化而出現(xiàn)有規(guī)律的變化。 山地土壤個類型的垂直排列順序成為土壤的垂直帶譜，位于山地基部與當?shù)氐牡貛砸恢碌耐寥缼ХQ為基帶。三、土壤的地域分布規(guī)律三、土壤的地域分布規(guī)律 土壤分布的地域性（地方性）規(guī)律，是指廣域地帶范圍內土壤與中、小地形及人為耕作影響、母質水文地質等地方性因素相適應的分布規(guī)律。（一）土壤的中域性分布規(guī)律 指在中地形條件下，地帶性土類與非地帶性土類按不同地形部位呈現(xiàn)有規(guī)律的組合現(xiàn)象。一般有枝形、扇形和盆形三種組合形式。（二）土壤的微域分布規(guī)律 在小地形影響下在短距離內土種、變種甚至土類和亞類既重復出現(xiàn)又依次更替的現(xiàn)

14、象。四、耕作土壤分布規(guī)律四、耕作土壤分布規(guī)律 耕作土壤分布規(guī)律是在自然土壤分布的基礎上受人為活動影響所形成的規(guī)律性。包括： （1）同心圓式分布 （2）階梯式分布 （3）棋盤式分布 （4）框式分布五、世界土壤分布五、世界土壤分布1、歐亞大陸土壤分布規(guī)律 大陸東岸自北而南依次為：冰沼土、灰化土、棕壤、紅黃壤、磚紅壤。 大陸內部自北而南依次為：冰沼土、灰化土、灰色森林土、黑鈣土、栗鈣土、棕鈣土、荒漠土、紅壤及磚紅壤等。 大陸西岸自北而南依次為：冰沼土、灰化土、棕壤、褐土、荒漠土。2、非洲大陸土壤分布規(guī)律 以赤道為基準向南北呈對稱性土壤地帶分布，依次為磚紅壤、紅壤、紅褐土、紅棕土、荒漠土。3、南北美洲

15、土壤分布規(guī)律 北美洲由于西部科迪勒拉山系呈南北走向延伸，土壤表現(xiàn)為干濕度地帶性分布，由東而西土壤類型為：濕草原土、黑鈣土、栗鈣土、荒漠土； 東部因南北走向山體不高土壤表現(xiàn)為緯度地帶性分布，由北至南為：冰沼土、灰化土、棕壤、紅黃壤。4、澳大利亞土壤分布規(guī)律 土壤分布呈半環(huán)狀、自北、東、南三面向內陸和西部依次分布熱灰化土、紅壤和磚紅壤、變性土、紅棕壤、紅褐土、灰鈣土、荒漠土。第四節(jié)第四節(jié) 土壤類型特征土壤類型特征一、有機土有機土是在地面積水或長期土壤水分飽和，生長水生植物的條件下，以泥炭化成土過程為主，富含有機質的土壤。1、成土環(huán)境：潮濕潴水低地2、成土過程：泥炭積累過程和潛育化過程3、主要診斷層

16、和診斷特性：潮濕的水分狀況、具有草根層、泥炭層、腐泥層、潛育層。了解其他各類土壤的成土環(huán)境、成土過程、特性。二、人為土 人為土是人為耕作灌溉、施肥培育活動下創(chuàng)造的具有新性質的土壤，相當于土壤發(fā)生分類中的水稻土、灌淤土、菜園土。其特征是具有不同種類可資鑒定的人為診斷層，厚度50cm，土壤肥力比起源土壤高，且多蚯蚓、土壤動物及磚塊、瓦片等土壤侵入體。（一）水耕人為作用（二）旱耕人為作用三、灰土三、灰土具有鐵鋁鰲合淋溶作用、表土至60cm范圍內有灰化層的土壤。成土環(huán)境：氣候寒冷濕潤，植被為寒溫性濕潤針葉林或針闊葉混交林。成土過程：灰化過程。診斷層與診斷特性：灰化層、灰化淀積層。四、火山灰土四、火山灰

17、土發(fā)育在火山噴發(fā)物和火山碎屑物上的土壤。成土環(huán)境：主要分布在活火山和休眠火山外圍。成土過程：火山灰被水解風化成無定形鋁硅酸鹽，表層有機質積累產(chǎn)生腐殖質化作用形成無機有機絡合物。五、鐵鋁土五、鐵鋁土表土至150cm范圍內具有高度富鐵鋁化作用的鐵鋁層的土壤，相當于土壤發(fā)生分類鐵鋁土綱中的磚紅壤、赤紅壤、紅壤和黃壤。成土環(huán)境：熱帶亞熱帶季風氣候區(qū)的森林植被下。成土過程：強脫硅富鋁化過程，生物富集過程。診斷層和診斷特性：鐵鋁層是該土壤的主要診斷層，鐵鋁層具有一些特征（p356最后一段）。六、變性土六、變性土富含蒙皂石等膨脹型黏土礦物，具有高脹縮性的黏質開裂土壤，相當于土壤發(fā)生分類中的砂漿黑土，玄武巖、

18、頁巖及泥巖上發(fā)育的赤紅壤。成土環(huán)境：熱帶、亞熱帶季節(jié)性干旱區(qū)，地形為河湖平原、河流階地和坡麓洼地，母質為黏質河湖相沉積物、基性火成巖（玄武巖）和鈣質沉積巖（石灰?guī)r、泥巖、黏土巖）。成土過程：蒙皂石是變性土特性的物質基礎，蒙皂石來源有二：一是繼承母質；二是在含有鹽基和二氧化硅堿性水作用下，通過膨脹性鋁硅酸鹽黏粒的復硅作用而產(chǎn)生，或原生礦物向次生礦物轉化而形成。診斷層和診斷特性：變性土的主要診斷依據(jù)是變性特征，是高脹縮性黏質土壤，具有一些特征（p357倒數(shù)第二一段）。七、干旱土七、干旱土干旱土是指發(fā)育在干旱環(huán)境條件下具有干旱表層和任一表下層的土壤，相當于土壤發(fā)生分類中干旱土綱中的各種土壤類型。成土

19、環(huán)境：大陸性氣候顯著，干旱少雨，降水變率大，寒暑巨變，多風沙，植被類型為荒漠草原和荒漠。成土過程：土壤水分缺乏，進入土壤的有機質少且礦化速度快，積累性不多。淋溶作用弱，鹽基、碳酸鈣、石膏和易溶鹽含量比較高，土壤發(fā)生層和整個土體發(fā)育程度低。診斷層和診斷特性：診斷層是具有干旱表層；土表至100cm范圍內有一層或多層鹽積層、超鹽積層、鹽磐、石膏層、超石膏層、鈣積層等。八、鹽成土土指在礦質土表至30cm范圍內有鹽積層，或礦質土表至15cm范圍內有堿積層而無干旱表層的土壤。相當于土壤發(fā)生學分類中的鹽土和堿土。成土環(huán)境：主要發(fā)育于干旱、半干旱區(qū)的低平洼地及濱海低地，氣候干旱，降水量少，地下水埋藏淺，礦化度高，鹽分經(jīng)蒸發(fā)向土體上層集中，鹽分來源于礦物風化、降水、降塵、鹽巖、灌溉水、地下水及人類活動等。鹽分主要是碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物。診斷層和診斷特性：有鹽積層（冷水中溶解度大于石膏的易溶性鹽類富