土壤 第七章1課件

第7章主要土綱特征7.1森林土綱系列7.2草原與荒漠土綱系列7.3水成型土綱系列7.4過(guò)渡土綱系列7.5巖成型土綱系列7.6人為土綱思考題與個(gè)案分析教學(xué)重點(diǎn)了解中國(guó)土壤系統(tǒng)分類中土綱的形成條件、主導(dǎo)成土過(guò)程、診斷層及診斷特性。掌握14個(gè)土綱之間具有明顯的發(fā)生聯(lián)系、形態(tài)特征以及空間分布聯(lián)系。熟悉14個(gè)土綱與美國(guó)土壤系統(tǒng)分類、聯(lián)合國(guó)FAO土壤制圖單元的相互參比關(guān)系。關(guān)鍵詞森林土綱系列(forestsoilordersystem)草原與荒漠土綱系列(steppe-desertsoilordersystem)水成型土綱系列(hydromorphicsoilordersystem)過(guò)渡土綱系列(transitionalsoilordersystem)巖成型土綱系列(lithomorphicsoilordersystem)人為土綱(anthropogenicsoilordersystem)第7章主要土綱特征中國(guó)土壤系統(tǒng)分類將中國(guó)境內(nèi)的所有土壤劃歸為14個(gè)土綱，這些土綱之間的發(fā)生聯(lián)系，如圖7-1所示。圖7-1中國(guó)土壤系統(tǒng)分類單元土綱發(fā)生系列示意圖(據(jù)龔子同，1999年資料改編)按土壤景觀特征可將14個(gè)土綱歸并為：土壤形成發(fā)育主系列，即新成土－干旱土－均腐土－灰土－淋溶土－富鐵土－鐵鋁土；過(guò)渡系列：新成土－雛形土－變性土；副系列：水成型的鹽成土－有機(jī)土－潛育土；巖成型的新成土和火山灰土；人為土。7.1.1灰土

1.地理分布和成土因素

灰土廣泛分布于北半球高緯度地區(qū)，即寒溫帶針葉林氣候區(qū)。在歐亞大陸北部和北美大陸北部呈現(xiàn)緯向地帶性分布。在中國(guó)，灰土分布區(qū)相對(duì)較小，灰土主要集中分布于大興安嶺北端。（2）土壤性狀灰土是特定的環(huán)境條件下所形成的一類土壤，其土壤剖面分異明顯。典型灰土的土壤剖面構(gòu)型為：O（暗色的枯枝落葉層）—A（暗灰色的腐殖質(zhì)累積層）—E（灰白色的林溶層）—Bsh（黃棕色的灰化淀積層）—C型中國(guó)灰土剖面及其性狀圖(據(jù)龔子同，1999)3.灰土分類與利用

灰土可劃分為腐殖灰土和正常灰土兩個(gè)亞綱。中國(guó)灰土區(qū)屬于重要的原始林區(qū)，因此，在灰土開(kāi)發(fā)利用的過(guò)程中，應(yīng)該注意砍伐森林引起的土壤侵蝕，由于初夏大量冰雪融化水與降雨注入土壤，再加土壤心土層還處于凍結(jié)狀態(tài)，極易造成嚴(yán)重的土壤侵蝕，導(dǎo)致針葉林-灰土生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。

另外，由于灰土分布區(qū)氣候寒冷而潮濕、生長(zhǎng)期短、灰土的土層淺薄、強(qiáng)酸性、養(yǎng)分元素缺乏，不適宜大面積開(kāi)發(fā)利用。7.1.2淋溶土1.地理分布和成土環(huán)境（1）地理分布淋溶土廣泛分布于溫帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，淋溶土約占全球陸地面積的14.7%，橫跨了5個(gè)大自然帶。中國(guó)淋溶土從寒溫帶、溫帶、暖溫帶到亞熱帶均有分布，約占中國(guó)土地面積的13%(約125104km2)。（2）成土環(huán)境中國(guó)淋溶土分布區(qū)的氣候條件和自然植被具有如下特點(diǎn)：①年平均氣溫在-1℃～17℃之間，氣溫年較差高達(dá)18℃之多；②年降水量在600～1800mm之間；③年均干燥度多在0.5～1.0之間；④土壤凍結(jié)層深度最深的可達(dá)250cm，最淺的＜15cm，甚至終年無(wú)凍土層；⑤自然植被多為不同類型的森林或森林灌叢植被。2.主導(dǎo)成土過(guò)程與特性在土壤剖面中部存在粘化層是淋溶土的必備條件，粘化作用是形成淋溶土的重要成土過(guò)程；故粘化層及其特性是鑒別淋溶土的重要指標(biāo)。淋溶土具有淀積黏化和次生黏化作用，相應(yīng)地形成淀積粘化層和次生粘化層。二者統(tǒng)稱粘化層（Bt層）思考：并非具有粘化層的土壤都屬于淋溶土，為什么？

圖7-4淋溶土剖面圖(據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部資料，1998)圖7-5中國(guó)淋溶土剖面及其性狀圖(據(jù)龔子同，1999)（2）干潤(rùn)淋溶土是具有半干旱土壤水分狀況的淋溶土，主要分布在中國(guó)暖溫帶東部半濕潤(rùn)、半干旱地區(qū)的低山丘陵和山麓平原。診斷特征：①半干潤(rùn)土壤水分狀況；②土壤溫度狀況主要屬溫性，但也有一部分屬熱性的；③粘化層多見(jiàn)于剖面中、下部或地表25cm以下，厚度一般為30～70cm；④在礦質(zhì)土表以下1.5cm，內(nèi)或無(wú)或有石灰性，或在粘化層底部50cm內(nèi)或在粘化層中有一鈣積現(xiàn)象，并在結(jié)構(gòu)體表面有霜粉狀石灰或石灰斑點(diǎn)；⑤在上界位于土表至125cm范圍內(nèi)有或無(wú)碳酸鹽巖性特征，或在B層中有或無(wú)鐵質(zhì)特征。（3）常濕淋溶土具有常濕土壤水分狀況，并有熱性或溫性土壤溫度狀況。凡具有粘化層的黃壤和黃色石灰土均可以劃分常濕淋溶土。（4）濕潤(rùn)淋溶土具有濕潤(rùn)水分狀況，但無(wú)冷性和寒性土壤溫度狀況，只有溫性和熱性土壤溫度狀況。形成特點(diǎn)為風(fēng)化作用強(qiáng)于冷涼淋溶土和干潤(rùn)淋溶土，但弱于常濕淋溶土。淋溶土是中國(guó)重要的森林土壤資源，也是重要的農(nóng)業(yè)土壤資源，因氣候濕潤(rùn)易發(fā)生水土流失，在利用中應(yīng)加防治。（2）成土環(huán)境富鐵土形成于溫?zé)釟夂驐l件下，其自然植被以常綠林為主，地形主要為丘陵、低地。2.主導(dǎo)成土過(guò)程（1）中度風(fēng)化作用（2）單、雙硅鋁化礦物分解合成作用（3）強(qiáng)烈鹽基淋失作用（4）明顯脫硅和鐵鋁氧化物富集作用（5）低活性黏粒累積作用3.主要診斷層和診斷特性富鐵土的土體構(gòu)型為Ah（暗棕紅色）－Bs（棕紅色）－C。土壤剖面通體呈酸性或強(qiáng)酸性，土壤質(zhì)地黏重，黏粒硅鋁率在2.0~2.4之間，黏土礦物以高嶺石為主，如圖7-6和圖7-7所示。圖7-6富鐵土剖面圖(據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部資料，1998)圖7-7中國(guó)富鐵土剖面及其性狀圖(據(jù)龔子同，1999)3.分類與利用富鐵土分為干潤(rùn)富鐵土、常濕富鐵土、濕潤(rùn)富鐵土3個(gè)亞綱。富鐵土區(qū)降水和熱量豐富，可種植各種經(jīng)濟(jì)作物或糧油作物，生產(chǎn)潛力很大。但因質(zhì)地黏重，易于遭受侵蝕，在開(kāi)發(fā)利用應(yīng)加防范。7.1.4鐵鋁土1.地理分布和成土因素（1）地理分布鐵鋁土廣泛分布于世界熱帶雨林氣候區(qū)、熱帶季雨林氣候區(qū)和熱帶海洋性氣候區(qū)。在中國(guó)鐵鋁土分布于海南、廣東、廣西、福建、臺(tái)灣及云南等省區(qū)。（2）成土因素鐵鋁土分布地區(qū)氣候終年高溫多雨，一般分布于地勢(shì)略呈起伏、坡度平緩、地表相對(duì)穩(wěn)定的低丘階地地形上，其成土母質(zhì)為各類母巖強(qiáng)度風(fēng)化物，或經(jīng)短距離搬運(yùn)后的沉積物，也包括第四紀(jì)紅土和淺海沉積物。2.主導(dǎo)成土過(guò)程（1）土壤礦物的高度風(fēng)化分解（2）鹽基元素強(qiáng)烈淋失（3）硅酸強(qiáng)烈淋失與氧化鐵氧化鋁的相對(duì)富集（4）強(qiáng)烈的生物富集過(guò)程。3.剖面特征及理化性質(zhì)鐵鋁土土體構(gòu)型為：Ah（暗赫色）－Bms（棕紅色）－BC－C。其pH值在4.5~5.0之間，潛在酸度較強(qiáng)，質(zhì)地黏重，黏粒含量大于50％，黏粒硅鋁率在1.5~1.8之間，如圖7-8和圖7-9所示。圖7-8鐵鋁土土剖面圖(據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部資料，1998)圖7-9中國(guó)鐵鋁土剖面及其性狀圖(據(jù)龔子同，1999)3.分類與利用

（1）分類：鐵鋁土在中國(guó)分布面積較小，故只有濕潤(rùn)鐵鋁土一個(gè)亞綱。但濕潤(rùn)鐵鋁土由于成土母巖或母質(zhì)的差異，使其鹽基元素淋失、硅酸排脫及鐵鋁氧化物富集的強(qiáng)度并不一致，因此，根據(jù)其表征富鐵鋁化作用的一些特性組合，劃分為暗紅濕潤(rùn)鐵鋁土和簡(jiǎn)育濕潤(rùn)鐵鋁土兩個(gè)土類。（2）利用：鐵鋁土中原有有機(jī)質(zhì)迅速分解，作物攜出、淋洗、侵蝕作用都會(huì)招致土壤中氮素大量損失。因此，在生產(chǎn)中需要采取各種措施，維持土壤氮素水平，再種植熱帶經(jīng)濟(jì)作物，如油棕、咖啡、橡膠、檸檬、可可等。草原與荒漠土綱系列包括：均腐土、干旱土兩個(gè)土綱。這些土綱主要分布在干旱、半干旱氣候區(qū)，其土壤的共同特征是土壤剖面通體具有石灰發(fā)應(yīng)，土壤具有干旱土壤水分狀況或半干潤(rùn)土壤水分狀況。7.2草原與荒漠土綱系列1.地理分布和成土環(huán)境（1）地理分布

均腐土分布于世界溫帶半干旱及半濕潤(rùn)氣候區(qū)。在中國(guó)均腐土分布在溫帶、暖溫帶半干旱、半濕潤(rùn)區(qū)，包括黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山西、陜西等省區(qū)。7.2.1均腐土（2）成土環(huán)境氣候：溫帶大陸性半干旱氣候?yàn)橹?，在中?guó)為溫帶大陸性氣候，暖問(wèn)答大陸性氣候土壤形成發(fā)育的植被條件：溫帶森林草原、溫帶干草原和暖溫帶森林灌叢為主地形：成土母質(zhì)：2.主導(dǎo)成土過(guò)程（1）腐殖質(zhì)積累作用（2）鈣積作用3、主要診斷層和診斷特性土壤剖面構(gòu)型為Ah（黑灰色至黑色，具有團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)）－AB（舌狀、灰棕色）－Bk（灰白色，菌絲狀、斑塊狀）－C。其主導(dǎo)成土過(guò)程有腐殖質(zhì)積累作用和鈣積作用。土壤pH值在7.0~8.0之間，鹽基飽和，代換性鹽基以鈣、鎂離子為主，土壤次生黏土礦物以2：1型伊利石為主，在土體下部常有弱黏化，如圖7-10和圖7-11所示。圖7-10均腐土剖面圖(據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部資料，1998)圖7-11中國(guó)均腐土剖面及其性狀圖(據(jù)龔子同，1999)4分類和利用均腐土可分為干潤(rùn)均腐土、濕潤(rùn)均腐土、巖性均腐土3個(gè)亞綱。均腐土區(qū)植被以羊草、針茅、雜類草為主，是良好的放牧場(chǎng)和割草場(chǎng)，適宜于各種家蓄飼養(yǎng)，尤其大畜發(fā)展。應(yīng)根據(jù)土壤特點(diǎn)，因地制宜地安排農(nóng)牧林業(yè)用地，建立林網(wǎng)糧草輪作制度，促進(jìn)農(nóng)牧林業(yè)全面發(fā)展。

1.地理分布和成土因素

（1）地理分布干旱土廣泛分布于熱帶、亞熱帶和溫帶干旱區(qū)。在中國(guó)干旱土廣泛分布于西部，包括新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、青海和西藏省區(qū)。7.2.2干旱土（2）成土因素氣候條件：大陸性氣候最為顯著，氣溫年較差和年均差很大；降水稀少；太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈、多大風(fēng)天氣。植被條件：地表植被稀少，以耐旱、根深和肉汁的灌木和小灌木為主，植被覆蓋一般只有5%左右。2.主導(dǎo)成土過(guò)程其主導(dǎo)成土過(guò)程有干旱表層的形成、鈣積過(guò)程、石膏化過(guò)程和鹽積過(guò)程。3、主要診斷層和診斷特性干旱土的表土層由特征表土、孔泡結(jié)皮層和片狀層組成。干旱土表層有機(jī)質(zhì)含量?jī)H0.5%左右，且腐殖質(zhì)中胡敏酸與富里酸比值小于1.0；土壤一般呈現(xiàn)堿性，pH值通常高于8.0，土壤剖面通體具有石灰反應(yīng)。如圖7-12和圖7-13所示。圖7-12干旱土剖面圖(據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部資料，1998)圖7-13中國(guó)干旱土剖面及其性狀圖(據(jù)龔子同，1999)4.分類和利用根據(jù)土壤溫度狀況可以將干旱土細(xì)分為寒性干旱土、正常干旱土2個(gè)亞綱。干旱土是受干旱因素控制最強(qiáng)的土綱，這里沒(méi)有灌溉，就沒(méi)有農(nóng)業(yè)。水成型土壤系列包括鹽堿土、有機(jī)土、潛育土和凍土。在目前世界主要的土壤分類系統(tǒng)中均未將凍土作為一個(gè)獨(dú)立的土壤分類單元?jiǎng)澐殖鰜?lái)，但凍土是土壤圈與水圈、大氣圈相互作用最為密切的部分之一，因此，凍土已成為全球變化研究的重要議題。7.3水成型土壤系列1.地理分布和成土因素

（1）地理分布鹽成土主要分布在干旱、半干旱和半濕潤(rùn)區(qū)的低平洼地、濱海平原以及紅樹(shù)林區(qū)。在中國(guó)鹽成土分布的范圍大致沿淮河—秦嶺—巴彥喀拉山—念青唐古拉山—岡底斯山一線以北的干旱、半干旱、半濕潤(rùn)地區(qū)，以及東部和南部沿海低平原，還包括臺(tái)灣在內(nèi)的熱帶諸海島沿岸也有零星分布。7.3.1鹽成土（2）成土因素：鹽成土是在氣候、地形、地質(zhì)水文等自然因素和人為因素綜合作用下，鹽類直接參與成土過(guò)程而形成的。2.主導(dǎo)成土過(guò)程其主導(dǎo)成土過(guò)程有鹽化過(guò)程和堿化過(guò)程。（1）鹽化過(guò)程：是指土壤中可溶性鹽分隨毛管水向表土層運(yùn)移、累積的過(guò)程。土壤表層聚集的鹽分組分會(huì)隨小地形表現(xiàn)出明顯區(qū)域分異規(guī)律。圖7-14內(nèi)蒙古鄂托克旗巴音陶亥鄉(xiāng)南側(cè)土壤鹽化斷面圖（2）堿化過(guò)程：是指土壤溶液中的納離子進(jìn)入土壤膠體，交換出一定量的鈣離子或鎂離子或銨離子的過(guò)程。鹽成土表層常有白色或灰白色鹽分富集，鹽成土中的堿土則具有特殊的土體構(gòu)型，即E－Btn－Bz－C型。鹽成土有機(jī)質(zhì)含量低，pH值高，土壤結(jié)構(gòu)差，鹽分含量高或代換性鈉離子含量高，如圖7-14～7-17所示。圖7-15內(nèi)蒙古合洞察汗湖沿岸土壤鹽堿化過(guò)程分異圖式圖7-16中國(guó)鹽成土剖面及其性狀圖(據(jù)龔子同，1999)圖7-16鹽成土景觀圖3.分類與改良利用鹽成土細(xì)分為堿積鹽成土和正常鹽成土2個(gè)亞綱。鹽成土分布區(qū)是水資源相對(duì)豐富的區(qū)域，也具有發(fā)展農(nóng)牧業(yè)的巨大潛力。只要堅(jiān)持“因地制宜、綜合治理”的原則，并采取綜合治理措施，就能適度開(kāi)發(fā)利用鹽成土資源。1.地理分布和成土條件有機(jī)土分布極為廣泛：從寒帶到熱帶、從沿海區(qū)到內(nèi)陸區(qū)、從平原區(qū)到高山區(qū)。只要是氣候濕潤(rùn)、因地表富集水分和養(yǎng)分而通氣狀況較差的地段，都有可能分布有機(jī)土。在中國(guó)有機(jī)土分布于東北三江平原、青藏高原東北部邊緣。7.3.2有機(jī)土2.主導(dǎo)成土過(guò)程和土壤特性有機(jī)土的主導(dǎo)成土過(guò)程是沼澤化過(guò)程。土體構(gòu)型為H－G，泥炭層(H層)有機(jī)質(zhì)含量可達(dá)500g/kg，以黑棕色或灰棕色為主，潛育層(G層)因受還原過(guò)程影響，以灰綠色、淺藍(lán)色為主，土壤質(zhì)地多為壤黏質(zhì)，土體緊實(shí)，常有銹紋斑物，如圖7-18和7-19所示。圖7-18有機(jī)土剖面圖(據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部資料，1998)圖7-19中國(guó)有機(jī)土剖面及其性狀圖(據(jù)龔子同，1999)3.分類與利用

有機(jī)土分為永凍有機(jī)土和正常有機(jī)土2個(gè)亞綱。有機(jī)土含有大量有機(jī)物和氮素，再加平坦的地形，更有利于開(kāi)發(fā)利用。但因有機(jī)土過(guò)濕、土壤比熱大、解凍升溫緩慢，磷、鉀等礦質(zhì)養(yǎng)分含量偏低，故在墾殖時(shí)需修建排水系統(tǒng)，增施礦質(zhì)養(yǎng)分。1.地理分布和成土條件潛育土的形成發(fā)育總是和低洼地形相聯(lián)系，全球潛育土集中分布在歐亞大陸的北極苔原帶。中國(guó)潛育土分布在東北地區(qū)和大江大河中下游地區(qū)。7.3.3潛育土2.成土過(guò)程和土壤特性其主導(dǎo)成土過(guò)程有強(qiáng)烈的還原過(guò)程和有機(jī)質(zhì)的積累與分解。潛育土土體構(gòu)型為A－G型。表土層有機(jī)質(zhì)累積明顯，土壤腐殖質(zhì)呈現(xiàn)泥質(zhì)腐殖質(zhì)，潛育層則是還原過(guò)程的產(chǎn)物，有少量銹斑紋、鐵錳凝團(tuán)、結(jié)核或鐵錳管狀物，如圖7-20所示。圖7-20中國(guó)潛育土剖面及其性狀圖(據(jù)龔子同，1999)3.分類與利用潛育土分為永凍潛育土、滯水潛育土和正常潛育土3個(gè)亞綱。潛育土作為濕地土壤的組成部分，既是可墾耕地的重要后備資源，又是保護(hù)生態(tài)環(huán)境和維護(hù)生物多樣性的重要基地。7.3.4凍土1.地理分布和成土條件

凍土分布于高緯度地區(qū)和高海拔地區(qū)，北冰洋沿岸地區(qū)是凍土的主要分布區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)全球凍土總面積約5.9×106km2，占陸地總面積的5.5%，故有學(xué)者將凍土與冰雪合稱為冰凍圈。在中國(guó)凍土分布在大小興安嶺山區(qū)、西部高山區(qū)及青藏高原。2．成土過(guò)程和土壤特性在凍土形成發(fā)育過(guò)程中生物化學(xué)風(fēng)化相對(duì)微弱，而土壤物理風(fēng)化強(qiáng)烈，季節(jié)性凍融過(guò)程會(huì)形成石環(huán)、石河等。凍土土層淺薄，典型凍土的土體構(gòu)型為Oi－Cg層，即表層泥炭層(Oi層)，下層為滯水潴育母質(zhì)層(Cg層)，如圖7-21和圖7-22所示。圖7-21凍土剖面圖(據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部資料，1998)圖7-22中國(guó)南極長(zhǎng)城站地區(qū)凍土剖面及其性狀圖(據(jù)趙燁，1999)4．分類與利用趙其國(guó)建議在中國(guó)土壤分類方案中將凍土列為獨(dú)立的土綱，下設(shè)正常凍土、高寒凍土亞綱。凍土由于熱量條件差，再加養(yǎng)分貧乏，故開(kāi)發(fā)利用價(jià)值不大。凍土在全球變化、自然地理學(xué)研究中有重要的作用，當(dāng)今學(xué)術(shù)界十分關(guān)注全球變化與凍土之間的相互影響。7.4過(guò)渡土綱系列7.4.1變性土1.地理分布和成土條件變性土分布于亞熱帶季節(jié)性干旱區(qū)。在中國(guó)，變性土多零散地分布于安徽、河南、江蘇、山東、湖北等省。變性土集中分布于大河湖的平原或河谷階地等低平地區(qū)，以及臺(tái)地丘陵的坡麓或低洼處。

2．成土過(guò)程和土壤特性其主導(dǎo)成土過(guò)程有土壤擾動(dòng)過(guò)程和礦物蒙脫化過(guò)程。變性土剖面通體相對(duì)均一，土壤剖面中層次分異模糊，其土體構(gòu)型大致為耕作層(Ap層)－蒙脫石聚集及礦物風(fēng)化層(Bw層)－鈣化母質(zhì)層(Ck層)，如圖7-23和圖7-24所示。圖7-23變性土剖面圖(據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部資料，1998)圖7-24中國(guó)變性土剖面及其性狀圖(據(jù)龔子同，1999)3．分類與利用

變性土分為濕潮變性土、干潤(rùn)變性土和濕潤(rùn)變性土3個(gè)亞綱。變性土具有質(zhì)地黏重、耕性差、干縮濕脹性強(qiáng)、肥力水平低等特征，在開(kāi)發(fā)利用時(shí)要修建農(nóng)田水利設(shè)施，建立綜合性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，科學(xué)施肥，因地制宜合理利用土壤資源。雛形土是發(fā)育程度較弱的一個(gè)土綱，其分布廣泛，從極地、亞極地的冰原帶、寒溫帶、溫帶、亞熱帶到熱帶，從濕潤(rùn)氣候區(qū)到干旱氣候區(qū)均有分布，其土壤剖面復(fù)雜多變，如圖7-25所示。7.4.2雛形土圖7-25中國(guó)雛形土剖面及其性狀圖(據(jù)龔子同，1999)火山灰土專指發(fā)育在火山噴發(fā)物質(zhì)和火山碎屑物上的土壤，其分布必然