土壤形成與地理環(huán)境的關(guān)系課件

第二節(jié)土壤形成與地理環(huán)境的關(guān)系第二節(jié)土壤形成與地理環(huán)境的關(guān)系1土壤是成土母質(zhì)在一定水熱條件和生物作用下，經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)和生物化學(xué)過程形成的。母質(zhì)與環(huán)境之間發(fā)生頻繁的物質(zhì)能量交換和轉(zhuǎn)化，形成土壤腐殖質(zhì)和粘土礦物，發(fā)育了層次分明的土壤剖面，也出現(xiàn)了具有肥力的土壤。土壤形成與地理環(huán)境的關(guān)系課件2一成土因素學(xué)說道庫恰耶夫的土壤形成因素學(xué)說函數(shù)關(guān)系方程

∏=f(K,O,Γ,P)T

∏為土壤；K為氣候；Γ為巖石；P為地形；T為時(shí)間；O為生物

一成土因素學(xué)說道庫恰耶夫的土壤形成因素學(xué)說3基本觀點(diǎn)1土壤是母質(zhì)、氣候、生物、地形和時(shí)間五大自然因素綜合作用的產(chǎn)物。2所有的成土因素始終同時(shí)存在并同等重要和相互不可替代地參與了土壤形成過程。3土壤永遠(yuǎn)受制于成土因素的發(fā)展變化而不斷地形成演化；土壤是一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的和有生有滅或有進(jìn)有退的自然體。4土壤形成因素存在著地理分布規(guī)律，特別是有由極地經(jīng)溫帶至赤道的地帶性規(guī)律。基本觀點(diǎn)4二成土因素對(duì)土壤形成的作用(一)母質(zhì)因素巖石風(fēng)化的產(chǎn)物稱成土母質(zhì)，簡(jiǎn)稱母質(zhì)，它是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。多數(shù)土壤的屬性均繼承了母質(zhì)的特性。具有不同質(zhì)地層的母質(zhì)，可影響土壤的物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程不同母質(zhì)對(duì)土壤的次生礦物有影響不同母質(zhì)所形成的土壤養(yǎng)分狀況不相同成土母質(zhì)影響土壤的質(zhì)地二成土因素對(duì)土壤形成的作用(一)母質(zhì)因5灰?guī)r風(fēng)化殘積風(fēng)化形成紅色土壤（茅山）四川紫紅砂巖紫色土灰?guī)r風(fēng)化殘積風(fēng)化四川紫紅砂巖紫色土6（二）氣候因素氣候影響次生礦物的形成氣候影響巖石礦物風(fēng)化強(qiáng)度氣候?qū)ν寥烙袡C(jī)質(zhì)的積累和分解起重要作用氣候影響土壤微生物的數(shù)量和種類氣候影響土壤的地帶性分布規(guī)律（二）氣候因素氣候影響次生礦物的形成7

氣候是影響土壤形成方向和強(qiáng)度的基本因素之一，它直接影響土壤的水、熱狀況，從而又直接或間接地影響風(fēng)化過程、植物生長、微生物活動(dòng)，以及有機(jī)質(zhì)的合成與分解。不同氣候帶中水熱狀況及其配比不同，決定土壤具有不同的物理、化學(xué)和生物的作用過程及其變化。因此，氣候是影響土壤地理分布的基本因素。

土壤類型及其分布與氣候帶有十分密切的關(guān)系（據(jù)A.Strahler，1999）氣候與土壤發(fā)育

氣候是影響土壤形成方向和強(qiáng)度的基本因素之一，它直8

氣候?qū)ν寥烙袡C(jī)的積累和分解起著重要的作用。過度濕潤和長期冰凍有利于土壤有機(jī)質(zhì)的積累，而干旱和高溫，好氣微生物比較活躍，有機(jī)質(zhì)易于礦化，不利于有機(jī)質(zhì)積累。例如黑土地區(qū)冷濕，腐殖質(zhì)含量高，而棕鈣土，灰鈣土地區(qū)干旱，腐殖質(zhì)含量低。

氣候?qū)ν寥烙袡C(jī)的積累和分解起著重要的作用。過度濕9（三）生物因素土壤形成的生物因素包括植物、土壤微生物和土壤動(dòng)物，它們是土壤有機(jī)質(zhì)的制造者和分解者，是土壤發(fā)生發(fā)展過程中最活躍的因素。（三）生物因素土壤形成的生物因素包括101.綠色植物利用太陽能進(jìn)行光合作用制造成活體有機(jī)質(zhì)，再以有機(jī)生物殘?bào)w形式聚集于母質(zhì)表層，推動(dòng)土壤的形成和演化。2.土壤微生物分解動(dòng)植物有機(jī)殘?bào)w，釋放其中潛藏的能量和養(yǎng)分供生物再吸收利用，促進(jìn)土壤肥力不斷發(fā)展；還參與土壤腐殖質(zhì)的形成。3.土壤中的原生動(dòng)物、各種昆蟲等的殘?bào)w也是土壤有機(jī)質(zhì)來源之一，它們參與土壤有機(jī)殘?bào)w的分解、破碎及翻動(dòng)、攪拌疏松土壤和搬運(yùn)土壤。1.綠色植物利用太陽能進(jìn)行光合作用制造成活體有機(jī)質(zhì)，再以有機(jī)11

植物能有選擇地吸收分散于母質(zhì)、水體和大氣中的營養(yǎng)元素，利用太陽能制造有機(jī)質(zhì)。不同植物類型每年吸收和釋放的各種礦物不同，冰沼地和森林冰沼地的針葉林灰分含量最低，鹽生植被最高。有機(jī)殘?bào)w數(shù)量也各不相同，大部分植物有機(jī)質(zhì)集中于土壤表層，根部有機(jī)質(zhì)占20－30%左右。

例如中國海南島南端熱帶季雨林，發(fā)育紅壤

植物能有選擇地吸收分散于母質(zhì)、水體和大氣中的營養(yǎng)元素，12植被類型和土壤類型的關(guān)系植被類型和土壤類型的關(guān)系13

土壤動(dòng)物的種類、數(shù)量繁多，其有機(jī)殘?bào)w也是土壤有機(jī)質(zhì)的來源，參與土壤腐殖質(zhì)的形成過程。同時(shí)，動(dòng)物對(duì)土壤的組成、形態(tài)特征也有很大的作用。如土壤中的蚯蚓，既可以翻動(dòng)土壤，又可以通過它們的消化系統(tǒng)，使土壤中一些復(fù)雜的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單而有效的營養(yǎng)物質(zhì)，然后排泄到土壤中，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，同時(shí)其挖掘活動(dòng)又可以增強(qiáng)土壤的透水性、通氣性和松散度。

土壤微生物能充分地分解動(dòng)植物的有機(jī)體，合成土壤腐殖質(zhì)，其后再進(jìn)行分解，它是土壤生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)生物循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，推動(dòng)了土壤形成過程。

由此可見，生物在成土過程中起著積極的作用。有了生物活動(dòng)才有土壤的發(fā)生；不同的生物群落下的土壤性質(zhì)和類型不同。從這種意義上說，生物是土壤形成的主導(dǎo)因素。

土壤動(dòng)物的種類、數(shù)量繁多，其有機(jī)殘?bào)w也是土壤有機(jī)質(zhì)的來14（四）地形因素地形影響地表水熱條件的重新分配。

主要表現(xiàn)在不同高度坡度和坡向等對(duì)太陽輻射的吸收和地面輻射的差異。地形支配著地表徑流地形影響成土母質(zhì)的分配地形影響土壤的發(fā)育過程（四）地形因素地形影響地表水熱條件的重15

地形是影響土壤與環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的一個(gè)重要條件。它是通過其它成土因素對(duì)土壤起作用。美洲西海岸山地與土壤類型

地形是影響土壤與環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的一個(gè)重要條16

地形對(duì)土壤發(fā)育、地理分布有著深刻的影響。由于山地地勢(shì)高，坡度大，特殊的水熱狀況的垂直分異，發(fā)育不同的土壤類型，垂直分布明顯。由此可見，在各種土壤帶或地區(qū)的不同地形部位上，所分布的不同的土壤類型之間是有規(guī)律和聯(lián)系的，并形成一定的空間構(gòu)型。中國西南地形與土壤類型

地形對(duì)土壤發(fā)育、地理分布有著深刻的影響。由于山地地勢(shì)高17地形與土壤發(fā)育江蘇茅山丘頂丘麓土壤層厚度和發(fā)育程度的差別地形與土壤發(fā)育江蘇茅山丘頂丘18（五）時(shí)間因素土壤發(fā)育的時(shí)間（成土年齡）可說明土壤在歷史進(jìn)程中發(fā)生發(fā)展和演變的動(dòng)態(tài)過程，是研究土壤特性和發(fā)生分類的重要基礎(chǔ)。（五）時(shí)間因素土壤發(fā)育的時(shí)間（成土年19土壤的絕對(duì)年齡和相對(duì)年齡

絕對(duì)年齡是指土壤在當(dāng)前新風(fēng)化層或新的母質(zhì)上開始發(fā)育時(shí)起直到目前所經(jīng)歷的時(shí)間。

相對(duì)年齡是指土壤發(fā)育的階段或發(fā)育的程度。土壤的絕對(duì)年齡和相對(duì)年齡20

(六)人為因素

人類生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)土壤形成和性質(zhì)的影響是有意識(shí)有目的的，是在認(rèn)識(shí)土壤客觀性質(zhì)的基礎(chǔ)上對(duì)土壤進(jìn)行利用改造定向施肥，創(chuàng)造不同熟化程度的耕作土壤。(六)人為因素人21

三土壤形成的基本規(guī)律

自然土壤形成的基本規(guī)律是地質(zhì)大循環(huán)與生物小循環(huán)過程矛盾的統(tǒng)一。三土壤形成的基本規(guī)律自然土壤形成22土壤形成與地理環(huán)境的關(guān)系課件23地質(zhì)大循環(huán)，是指結(jié)晶巖石礦物在外力作用下發(fā)生風(fēng)化變成細(xì)碎而可溶的物質(zhì)，被流水搬運(yùn)遷移到海洋經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代變成沉積巖，當(dāng)?shù)貧ど仙练e巖又露出海面成為陸地，再次受到風(fēng)化淋溶。地質(zhì)大循環(huán)，是指結(jié)晶巖石礦物在外力作用下發(fā)生風(fēng)化變成細(xì)碎而可24生物小循環(huán)，是指植物吸收利用大循環(huán)釋放出來的可溶性養(yǎng)分，通過生理活動(dòng)制造成植物的活有機(jī)體，當(dāng)植物有機(jī)體死亡之后，在微生物的分解作用下，又重新變?yōu)榭杀恢参镂绽玫目扇苄杂袡C(jī)物。生物小循環(huán)，是指植物吸收利用大循環(huán)釋放出來的可溶性養(yǎng)分，通25

四主要成土過程1.原始成土過程

在裸露的巖石表面或薄層巖石風(fēng)化物上著生細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物，隨后生長藻類，再后生長地衣、苔蘚，它們開始積累有機(jī)物并為高等植物生長創(chuàng)造條件。湖北初育土四主要成土過程1.原始成土過程在裸露的巖石表面或26在強(qiáng)酸性淋溶作用下，土壤礦物遭受破壞。鐵、鋁和有機(jī)質(zhì)發(fā)生化學(xué)遷移形成淀積層，二氧化硅在表層殘留，形成灰白色的淋溶層（稱灰化層）和鐵、鋁氧化物的淀積層。2.灰化過程在強(qiáng)酸性淋溶作用下，土壤礦物遭受破壞。鐵、鋁和有機(jī)質(zhì)27灰化過程灰化土剖面灰化過程28一定深度土層粘粒的生成或淋溶、淀積而導(dǎo)致粘粒含量增加的過程。尤其在溫帶、暖溫帶的半濕潤、半干旱地區(qū)，土體中的水熱條件較穩(wěn)定，發(fā)生強(qiáng)烈的原生礦物分解和次生粘土礦物的形成，或表層粘粒向下機(jī)械淋洗而淀積，形成粘粒明顯聚積的粘化層。

茅山黃棕壤3.粘化過程一定深度土層粘粒的生成或淋溶、淀積而導(dǎo)致粘粒含量增加的過程。29在濕熱氣候條件下，土壤中原生礦物遭受強(qiáng)烈分解，鹽基離子和硅酸移動(dòng)并大量淋失，鐵、鋁、錳在次生粘土礦物中不斷形成氧化物在相對(duì)聚積，使土體呈鮮紅色。這種鐵、鋁的富集過程由于伴隨著硅以硅酸形成的淋失，亦稱為脫硅富鋁化過程。

（據(jù)A.Strahler，1999）4.富鋁化過程在濕熱氣候條件下，土壤中原生礦物遭受強(qiáng)烈分解，鹽基離子和硅酸30在干旱和半干旱弱淋溶條件下，易溶性鹽大部分被淋失，硅鋁鐵氧化物基本不發(fā)生移動(dòng)，而鈣、鎂等鹽類就地累積或在土體中發(fā)生淋溶、淀積，并在土體中、下部形成一個(gè)鈣積層。5.鈣化過程在干旱和半干旱弱淋溶條件下，易溶性鹽大部分被淋失，硅鋁鐵氧化31在干旱及高山寒漠地區(qū)，地表水、地下水及母質(zhì)所含易溶性鹽分，在蒸發(fā)作用下于地表或土體中聚積形成鹽化層。

6.鹽漬化過程在干旱及高山寒漠地區(qū)，地表水、地下水及母質(zhì)所含易溶性鹽分，在32在季節(jié)性積鹽和脫鹽頻繁交替作用下，土壤吸收復(fù)合體上鈉的飽和度很高，水解后，釋放堿質(zhì)，其PH值可高達(dá)9以上，呈強(qiáng)堿性反應(yīng)，并引起土壤物理性質(zhì)惡化的過程。

7.堿化過程在季節(jié)性積鹽和脫鹽頻繁交替作用下，土壤吸收復(fù)合體上鈉的飽和度33土壤長期水分過飽和，鐵錳化合物在嫌氣條件下被還原為低價(jià)鐵、錳。使上層顏色變?yōu)榛宜{(lán)色或青灰色的潛育層；同時(shí)，低價(jià)鐵、錳流動(dòng)性強(qiáng)，極易流失，即發(fā)生所謂“潛水離鐵作用”，使?jié)撚龑诱沉２糠值墓桎X率和硅鐵率都較高。潛育紅壤（美國弗吉尼亞）8.潛育化過程土壤長期水分過飽和，鐵錳化合物在嫌氣條件下被還原為低價(jià)鐵、錳349.潴育化過程

系指土壤形成中的氧化—還原過程。主要發(fā)生在直接受到地下水漫潤的土層中。由于地下水位的季節(jié)性變化，使該土層干濕交替，從而引起鐵、錳化合物發(fā)生移動(dòng)或局部淀積，在土體中形成銹紋、銹斑以及含有鐵錳結(jié)核的土層，稱為潴育層。

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10.白漿化過程

土壤表層由于季節(jié)性上層滯水，引起土壤表層鐵錳還原，并隨水側(cè)向流失或向下淀積，部分則在干季就地形成鐵錳結(jié)核，使腐殖質(zhì)層下的土層逐漸脫色，形成粉砂含量高，鐵、錳貧乏的淡色白漿層。

10.白漿化過程36有機(jī)質(zhì)在土壤表層聚積，形成暗色腐殖質(zhì)層。這種土壤的腐殖化過程主要地發(fā)生在草原和草甸土中，同時(shí)也廣泛發(fā)生于自然界其它土壤中。

自然界中，各種土壤是某種主要成土過程和某些附加成土過程相疊加的產(chǎn)物。研究成土過程可以為土壤的