土壤學第六章

第六章土壤資源與利用1

第一節(jié)土壤形成與分布一、土壤形成因素自然成土因素：母質、生物、氣候、地形、時間成土因素：五大自然成土因素、人為因素（一）母質

1.母質的機械組成直接影響土壤的機械組成花崗巖風化發(fā)育而成的土壤質地偏砂；基性巖發(fā)育形成的土壤較粘重。2

2.母質影響土壤礦物質組成和性質母質堆積類型的影響：殘積物（粗、薄、瘦）坡積物（細、厚、肥）母質類型的影響：四川盆地廣泛分布紫色巖砂巖易發(fā)生淋溶酸化3.母質影響土壤養(yǎng)分巖漿巖(magmaticrock)：花崗巖形成的土壤富鉀而缺磷；玄武巖形成的土壤缺鉀而富磷；3沉積巖(sedimentaryrock)：砂巖形成的土壤鹽基養(yǎng)分較貧乏；頁巖形成的土壤鹽基養(yǎng)分較豐富。4.母質對土壤礦物組成的影響5.母質對土壤發(fā)育和形態(tài)特征的影響總之，成土過程進行得愈久，母質與土壤的性質差別就愈大。但母質的某些性質卻仍會頑強地保留在土壤中。例如分布在我國華南的磚紅壤是我國境內風化強度最深、成土時間最長的一類土壤，但母質對磚紅壤的性質仍有深刻的影響。4（二）氣候(水熱條件)氣候對土壤形成的影響主要體現在兩個方面：一是直接參與母質的風化，水熱狀況直接影響礦物質的分解與合成及物質積累和淋失；二是控制植物生長和微生物的活動，影響有機質的積累和分解，決定養(yǎng)料物質循環(huán)的速度。

1.濕度因子對土壤形成的影響

（1）影響土壤中物質的遷移（2）影響土壤中物質的分解、合成和轉化52.溫度對土壤形成的影響溫度狀況將影響礦物和有機物質的風化與合成。一般來說，每增加10℃溫度，反應速率可成倍增加。溫度從0℃增長到50℃時，化合物的解離度可增加7倍。3.溫度和濕度的共同影響在熱帶地區(qū)，只有在充足的水分條件下,高溫才能促進原生礦物的深度風化，形成磚紅壤，而在缺少水分的條件下，風化強度較弱，土壤向燥紅土方向發(fā)展。61.植物在成土過程中的作用（1）能量轉化及有機質形成利用太陽輻射能，合成有機質；（2）富集作用及有效化把分散在母質、水體和大氣中的營養(yǎng)元素有選擇地吸收起來，同時伴隨著礦質營養(yǎng)元素的有效化。（三）生物生物在土壤形成過程中起主導作用。7（3）促進土壤形成及結構體的發(fā)展植物根系可分泌有機酸，通過溶解和根系的擠壓作用破壞礦物晶格，改變礦物的性質，促進土壤的形成；并通過根系活動，促進土壤結構的發(fā)展。

（4）自然植被和水熱條件的演變，引起土壤類型的演變由東北往華南的森林植被和土壤的分布依次為：針葉林(棕色針葉林土)→針闊混交林(暗棕壤)→落葉闊葉林(棕壤)→落葉常綠闊葉林(黃棕壤)→常綠闊葉林(紅壤、黃壤、赤紅壤)→雨林、季雨林(磚紅壤)。82.土壤動物在成土過程中的作用（1）參與了土壤腐殖質的形成和養(yǎng)分的轉化。（2）動物的活動可疏松土壤，促進團聚結構的形成。（3）土壤動物種類的組成和數量在一定程度上是土壤類型和土壤性質的標志，可作為土壤肥力的指標。93.微生物在成土過程中的作用（1）分解有機質，釋放各種養(yǎng)分，為植物吸收利用；（2）合成土壤腐殖質，發(fā)展土壤膠體性能；（3）固定大氣中的氮素，增加土壤含氮量；（4）促進土壤物質的溶解和遷移，增加礦質養(yǎng)分的有效度（如硅酸鹽細菌能促進土壤中磷鉀溶解移動）。

10（四）地形1.地形與水熱條件的關系二郎山泥巴山天全瀘淀滎經漢源年均溫（℃）15.115.415.217.9年降雨量(mm)1735.5639.81237.8730.8陰坡：冷、濕；陽坡：干、熱11二郎山東坡二郎山西坡12泥巴山北坡泥巴山南坡13（1）地形支配著地表徑流，影響水分的重新分配，很大程度上決定著地下水的活動情況。

①較高的地形部位，土壤中的物質易遭淋失；

②地形低洼處，土壤中的物質不易淋溶，腐殖質較易積累，土壤剖面的形態(tài)也有相應的變化。（2）坡面的形態(tài)對水分狀況影響很大①凸坡和光滑的坡面不易保存水分，而凹坡與粗糙坡面水分較充足。14

②

平原地區(qū)因地下水位較高，因此微地形的差異會引起土壤水分狀況很大的差別。（3）地形的差別還可導致地形雨（4）地形對水分狀況的影響，在濕潤地區(qū)尤為重要；而在干旱地區(qū)則相對較小（5）地形也影響著地表溫度不同的海撥高度、坡度和方位對太陽輻射能吸收和地面散射不同，例如南坡常較北坡溫度高。152.地形與母質的關系地形對母質起著重新分配的作用，不同的地形部位常分布有不同的母質：（1）山地上部或臺地上，主要是殘積母質；（2）坡地和山麓地帶的母質多為坡積物；（3）在山前平原的沖積扇地區(qū)，成土母質多為洪積物；（4）河流階地、泛濫地和沖積平原、湖泊周圍、濱海附近地區(qū)，相應的母質為沖積物、湖積物和海積物。163.地形與土壤發(fā)育的關系（1）地形對土壤發(fā)育的影響，在山地表現尤為明顯（2）地形發(fā)育也對土壤發(fā)育帶來深刻的影響由于地殼的上升或下降，影響土壤的侵蝕與堆積過程及氣候和植被狀況，使土壤形成過程、土壤和土被發(fā)生演變。隨著河谷地形的演化，在不同地形部位上，可構成水成土(河漫灘)→半水成土(低級階地)→地帶性土(高級階地)的發(fā)生系列17（五）時間1.土壤年齡土壤年齡是指土壤發(fā)生發(fā)育時間的長短，通常把土壤年齡分為絕對年齡和相對年齡。（1）絕對年齡指該土壤在當地新鮮風化層或新母質上開始發(fā)育時算起迄今所經歷的時間，通常用年表示；（2）相對年齡指土壤的發(fā)育階段或土壤的發(fā)育程度。18

通常說的土壤年齡是指土壤的發(fā)育程度，而不是年數，亦即通常所謂的相對年齡。2.土壤形成速率和所需的時間（1）母質和環(huán)境條件的差異會影響風化作用和土壤形成的速率（2）土壤發(fā)育速率與自然界許多過程一樣，隨時間的變化而變化（3）不同地區(qū)、類型的土壤，形成的時間有很大的差異19（六）人為因素

1.人類活動對土壤的影響是有意識、有目的、定向的2.人類活動是社會性的，它受著社會制度和社會生產力的影響，在不同的社會制度和不同的生產力水平下，人類活動對土壤的影響及其效果有很大的差別

3.人類活動的影響可通過改變各自然因素而起作用，并可分為有利和有害兩個方面4.人類對土壤的影響也具有兩重性，利用合理，有助于土壤肥力的提高；利用不當會破壞土壤20二、成土過程（一）土壤形成實質

土壤形成是一個綜合性的過程，它是物質的地質大循環(huán)與生物小循環(huán)矛盾統(tǒng)一的結果。1.地質大循環(huán)(macro-geologicalcycle)指地面巖石的風化、風化產物的淋溶與搬運、堆積，進而產生成巖作用，這是地球表面恒定的周而復始的大循環(huán)。212.生物小循環(huán)(micro-biologicalcycle)植物營養(yǎng)元素在生物體與土壤之間的循環(huán)。3.地質大循環(huán)和生物小循環(huán)的特點（1）地質大循環(huán)涉及空間大，時間長，植物養(yǎng)分元素不積累；（2）生物小循環(huán)涉及空間小，時間短，可促進植物養(yǎng)料元素的積累，使土壤中有限的養(yǎng)分元素發(fā)揮作用。22

4.地質大循環(huán)和生物小循環(huán)的關系macro-geologicalcyclemicro-biologicalcyclesoil23（二）主要的成土過程1.原始成土過程從巖石露出地表著生微生物和低等植物開始到高等植物定居之前形成的土壤過程。分為三個階段：“巖漆”、“地衣”和“苔蘚”階段2.腐殖化過程在木本或草本植被下,腐殖質在土體中，特別是在土體上部積累的過程。243.粘化過程土壤剖面中粘粒形成和積累的過程?？煞譃闅埛e粘化和淀積粘化。4.鈣化過程干旱、半干旱地區(qū)土壤鈣的碳酸鹽移動積累的過程。5.鹽化與脫鹽過程鹽化過程是指地表水、地下水以及母質中含有的鹽分，在強烈的蒸發(fā)作用下，通過土壤水的垂直和水平移動，逐漸向地表積聚。脫鹽過程是土壤中可溶性鹽通過降水或人為灌溉洗鹽、開溝排水，降低地下水位，遷移到下層或排出土體256.灰化過程在酸性條件下，不易被酸溶解的硅酸殘留在土體表層（或亞表層），而鐵、鋁、錳等鹽基被淋洗至下層而淀積的過程。7.白漿化過程土體上層潛水而發(fā)生的還原離鐵、離錳作用而使土層漂白的過程。268.堿化與脫堿過程堿化過程是交換性鈉或交換性鎂不斷進入土壤吸收復合體的過程。

脫堿過程是指通過淋洗和化學改良，使土壤堿化層中鈉離子及易溶性鹽類減少，膠體的鈉飽和度降低。9.富鋁化過程（脫硅富鋁化過程）指在濕熱氣候條件下，土壤中礦物發(fā)生強烈化學風化，鋁、硅、鐵和鹽基物質發(fā)生分離，硅和鹽基物質被大量淋失，鋁和鐵在土壤中發(fā)生相對富積。2710.潛育化和潴育化過程潛育化過程是土壤長期漬水，受到有機質嫌氣分解，而鐵錳強烈還原，形成灰蘭－灰綠色土體的過程。潴育化過程是土壤漬水帶經常處于上下移動，土體中干濕交替比較明顯，使土壤中氧化還原反復交替，結果在土體內出現銹紋、銹斑、鐵錳結核和紅色膠膜等物質。28

11.熟化過程通過耕作、培肥與改良，促進水肥氣熱諸因素不斷諧調，使土壤向有利于作物高產方面轉化的過程。12.退化過程因自然環(huán)境不利因素和人為利用不當引起土壤肥力下降，植物生長條件惡化和土壤生產力減退的過程。土壤物理退化（堅實硬化、鐵質硬化、侵蝕、沙化）、土壤化學退化（酸化、堿化、肥力減退、化學污染）、土壤生物退化（有機質、動植物區(qū)系減少）。土壤學29三、土壤發(fā)育

土壤發(fā)育是指地殼表面的巖石風化體及其再積體，接受其所處的環(huán)境因素的作用，而形成具有一定剖面形態(tài)和肥力特性的土壤。（一）土壤的個體發(fā)育土壤的個體發(fā)育是指具體的土壤從巖石風化產物或其它新的母質上開始發(fā)育的時起，直到目前狀態(tài)真實土壤的具體歷程。它只涉及到土壤的個體（即具體的個別土壤）。30（二）土壤的系統(tǒng)發(fā)育土壤系統(tǒng)發(fā)育指土壤發(fā)生類型在漫長地質時期內的發(fā)生和發(fā)展過程。土壤既是一個獨立的歷史自然體，同時也是整個地表的一個自然要素。它是獨立的而不是孤立的，它與其它歷史自然體一樣，具有自已特殊的發(fā)生規(guī)律，但這種發(fā)展不是孤立地進行的，而是與周圍的外在環(huán)境條件相互發(fā)生作用，辯證地發(fā)展著。311.土壤剖面(soilprofile)———土壤的主要形態(tài)特征是從地面向下直到土壤母質的垂直切面，具有若干個大體與地面平行的土層。土壤剖面是土壤內在性質的外部表現，是成土因素長期作用的歷史記錄，是認土、用土、改土的主要依據之一。（三）土壤剖面和土體構型32中國土壤主要種類剖面圖譜33darkbrownsoil(darkbrownforestsoil)34Alpinemeadowsoil35Cinnamonsoil36Phaeozem(blacksoil)37chernozem38Redsoil39fluvo-aquicsoil40Yellowsoil41Yellow-brownsoil42Podzolicsoil43Limestone

soil44latosol45Purplesoil46Brownsoil(brownforestsoil)472.土壤發(fā)生層（土層）土壤在成土過程中分化形成的層次。發(fā)生層的區(qū)分：主要根據顏色、質地、結構、松緊度、新生體、石灰性和酸堿性等形態(tài)特征。1.自然土壤發(fā)生層(naturalsoilhorizon)（1）枯枝落葉層(litterhorizon)（A0）分解、半分解的有機物質積累的層次，木本植被下的森林土壤最為明顯。48A0A1A2B自然土壤發(fā)生層（2）淋溶層(eluvialhorizon)（A）

腐殖質層(humushorizon)(A1)由于腐殖質的累積，腐殖質和礦質養(yǎng)料含量豐富，且結合緊密，多呈良好的團粒結構，土色較深。

淋溶層(eluvialhorizon)

(A2)由于雨水的淋洗作用，土體中易溶性鹽類及鐵、鋁水化物、腐殖質膠體受到淋失，向下移動，使該層腐殖質及養(yǎng)分含量減少，土色較淺。49（3）淀積層(illuvialhorizon)

(B)A層淋溶下移物質淀積而成，礦質養(yǎng)分含量豐富。（4）母質層(parentmaterialhorizon)

（C）位于淀積層之下，是未受淋溶和淀積作用，發(fā)育程度很低或未發(fā)育的巖石風化層。（5）母巖層(parentrock)

（D）

土壤學50ABABCD旱地土壤發(fā)生層2.旱地土壤發(fā)生層(uplandsoilhorizon)（1）耕作層(surfacesoillayer)（A）受人為耕作、施肥、灌溉等影響，OM含量豐富，顏色較深，疏松多孔，結構良好。（20cm左右）（2）犁底層(plowsolelayer)（P）耕作層之下，由于長期受耕犁、機械擠壓，粘粒下移，較緊實、粘重，起托水托肥作用。（6—8cm)51（3）心土層(subsoillayer)（B）犁底層之下，起保水保肥作用，對作物后期生長有一定影響作用。（20—30cm）（4）底土層(substratum)（C）未受耕作影響，保持母質或自然土壤淀積層原來面貌。52四、土壤分布53（一）土壤的地帶性

原因：成土條件在地球上分布有規(guī)律。主要是氣候和生物→地帶性土壤；地形、母質→非地帶性土壤（二）土壤水平地帶性平原地區(qū)與緯度或經度相平行的土壤帶狀分布規(guī)律。1.土壤緯度地帶性地帶性土類大致與緯度平行，呈帶狀分布規(guī)律。（沿東西方向延伸，南北方向逐漸更替）

54N：棕色針葉林土(針葉林)→暗棕壤(針闊混交林)→棕壤(落葉闊葉林)→黃棕壤(常綠落葉、闊葉混交林)→紅黃壤(常綠闊葉林)→磚紅壤(熱帶雨林)

S

2.土壤經度地帶性地帶性土類大致呈帶狀，與經度平行，南北延伸，東西逐漸更替。溫帶E：暗棕壤→黑土→黑鈣土→粟鈣土→棕鈣土→灰漠土→灰棕漠土W

暖溫帶E:棕壤→褐土→黑壚土→灰鈣土→棕漠土W55（三）土壤垂直地帶性56山地土壤，隨著海拔高度變化，土壤也呈帶狀變化（變化規(guī)律同水平地帶性由北而南）。汶川映秀——臥龍——四姑娘山頂黃壤(800-1500m)→黃棕壤[1500-1800(2000)m]→棕壤[1800-3000(3200)m]→暗棕壤[3000-3400(3500)]→棕色針葉林土[3400-3800(4000)m]→亞高山草甸土(3800-4200m)→高山草甸土[4200-4400(4500)m]→高山寒漠土(4000-5000m)。57（四）土壤的區(qū)域性指在土壤緯度帶內，由于地形、母質、水文等自然條件不同，其土壤類型有別于地帶性土壤類型，因而顯出土壤的區(qū)域性。如紫色土、潮土、濱海鹽土等。58第二節(jié)土壤分類土壤分類目的在于將外部形態(tài)和內在性質相同或相近的土壤并入相應的分類單元，納入一定的分類系統(tǒng)，以反映它們的肥力和利用價值，為合理利用土壤、改造土壤和提高肥力提供依據。一、土壤分類的基本概念（一）基本概念1.土壤分類學（soiltaxonomy）研究和描述土壤和它們之間的差別，探討這種差別的因果關系，并運用所掌握的資料建立某個土壤分類系統(tǒng)的學科。592.土壤分類（soilclassification）3.土壤鑒定4.土壤分類單元5.單個土體6.土壤個體7.聚合土體（三）土壤分類的理論基礎土壤分類應以土壤發(fā)生學理論為基礎。但土壤分類必須根據土壤特性進行，不能根據成土條件的差別和推斷的成土過程來分類。60（三）土壤分類的依據

土壤分類的依據可歸納為以下三個方面：

1.分析成土因素對土壤形成的影響和作用；

2.研究成土過程的特性特征；

3.研究土壤屬性的差別，土壤屬性是土壤分類的最終依據。（四）土壤分類的要求（P219-220）二、美國土壤系統(tǒng)分類三、中國土壤系統(tǒng)分類1.土壤分類的原則61土綱(soilorder)→亞綱(suborder)→土類(soilgroup)→亞類(subgroup)→土屬(soilgenus)→土種(soillocaltype)→變種(soilvariety)，其中土綱、亞綱、土類、亞類屬高級分類單元，土屬為中級分類單元，土種為基層分類的基本單元，以土類、土種最為重要。

2.《中國土壤分類系統(tǒng)》

12個土綱，28個亞綱，61個土類，233個亞類（詳見P226－228表7-3、表7-4）6263第三節(jié)土壤退化與防治一、土壤（地）退化(soildegradation)的概念

土地（壤）退化指的是數量減少和質量降低。數量減少可以表現為表土喪失，或整個土體的毀失，或土地被非農業(yè)占用。質量降低表現在土壤物理、化學、生物學方面的質量下降。

64（1）土壤（地）退化是一個非常復雜的問題，它是由自然因素和人為因素共同作用的結果。（2）土壤（地）資源從數量上是無再生能力的，因而具有土壤（地）數量有限性的特點，但從質量上，可以改良培肥土壤，保持“地力常新”。

（3）耕地土壤是人類賴以生存最珍貴的土壤（地）資源，是農業(yè)生產最基本的生產資料。65二、土壤退化主要類型及其防治（一）土壤沙化和土地沙漠化1.土壤（地）沙化和沙漠化的類型（1）干旱荒漠地區(qū)的土壤沙化（2）半干旱地區(qū)土壤沙化（3）半濕潤地區(qū)土壤沙化2.影響土壤沙化的因素3.土壤沙化的危害664.土壤沙化的防治（1）營造防沙林帶，實施生態(tài)工程，建立生態(tài)復合經營模式（2）合理開發(fā)水資源（3）控制農墾（4）完善法制，嚴格控制破壞草地（二）土壤流失1.土壤流失的類型及其表征土壤流失主要類型：流水侵蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕侵蝕模數：每年每平方公里土壤流失量。672.土壤流失的主要因素（1）植被破壞（2）坡耕地墾植（3）季風氣候的影響3.土壤流失對農業(yè)生產及生態(tài)環(huán)境的影響（1）土壤薄層化（2）土壤質量下降（3）生態(tài)環(huán)境進一步惡化4.土壤流失的防治（1）樹立保護土壤、保護生態(tài)環(huán)境的全民意識（2）防治兼顧，標本兼治68（三）土壤鹽漬化及次生鹽漬化1.土壤鹽漬化及類型指易溶性鹽分在土壤表層積累的現象或過程，主要發(fā)生在干旱、半干旱和半濕潤地區(qū)。（1）現代鹽漬化（2）殘余鹽漬化（3）潛在鹽漬化2.土壤次生鹽漬化及其成因土壤次生鹽漬化是指由于不恰當的利用，使?jié)撛邴}漬化土壤中鹽分趨向于表層積聚的過程。69（1）自流灌溉導致地下水位上升使地下水和土體中鹽分隨土壤毛管水通過地面蒸發(fā)而聚于表土；（2）利用礦化水灌溉時導致鹽分積累于表土；（3）開墾利用心底土積鹽層過程中，過量灌溉的下滲水流溶解活化積鹽層中的鹽分，隨蒸發(fā)而表聚。3.土壤鹽漬化的防治（1）合理利用水資源，發(fā)展節(jié)水農業(yè)（2）因地制宜地建立生態(tài)農業(yè)結構（3）精耕細作（四）土壤潛育化與次生潛育化（自學）70第四節(jié)土壤污染與防治一、土壤污染的概念與污染類型（一）土壤背景值1.概念土壤背景值即嚴格按照土壤背景值研究方法所獲得的盡可能不受或少受人類活動影響的土壤化學元素的原始含量。2.應用農田施肥、土壤污染評價、土壤環(huán)境容量、環(huán)境醫(yī)學、食品衛(wèi)生71（二）土壤環(huán)境容量1.環(huán)境容量指在一定條件下環(huán)境對污染物最大容納量。2.土壤環(huán)境容量指土壤環(huán)境單元一定時限內遵循環(huán)境質量標準，既保證農產品產量和生物學質量，同時也不使環(huán)境污染時，土壤所能允許承納的污染物的最大數量或負荷量。

土壤環(huán)境容量實際上是土壤污染物的起始值和最大負荷量之差。72（三）土壤自凈作用指進入土壤的污染物，在土壤礦物質、有機質和土壤微生物的作用下，經過一系列的物理、化學及生物化學反應過程，降低其濃度或改變其形態(tài)，從而消除污染物毒性的現象。1.物理自凈作用2.化學和物理化學自凈作用3.生物化學凈化作用73（四）土壤污染1.土壤污染的概念人類活動產生的污染物進入土壤并積累到一定程度，引起土壤質量惡化的現象。土壤被污染的程度主要決定于進入土壤的污染物的數量、強度和土壤自身的凈化能力大小，當進入量超過凈化力，就將導致土壤污染。2.土壤污染特性（1）土壤污染的隱蔽性（2）土壤污染的持久性（3）土壤污染的間接有害性74（五）土壤的主要污染源和污染物1.土壤的主要污染源土壤中污染物的來源具有多源性，主要是工業(yè)廢氣、廢水、廢渣，以及化肥、農藥、城市污泥、垃圾，偶爾還有原子武器散落的放射性微粒等。2.土壤的主要污染物（1）重金屬污染物在當前環(huán)境污染研究中，重金屬主要指汞、鎘、鉛、鉻、銅、鋅。類金屬砷和非金屬