第二節(jié)-土壤形成與地理環(huán)境的關(guān)系

1、第二節(jié) 土壤形成與地理環(huán)境的關(guān)系n 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。n 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。 一 成土因素學(xué)說n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,P )T 為土壤； K為氣候； 為巖石； P為地形； T為時間； O為生物 基本觀點 1 土壤是母質(zhì)、氣候、生物、地形和時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 土壤永遠受制于成土因素的發(fā)展變化而不斷地

2、形成演化；土壤是一個運動著的和有生有滅或有進有退的自然體。 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。 二 成土因素對土壤形成的作用 (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。n 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n 不同母質(zhì)對土壤的次生礦物有影響n 不同母質(zhì)所形成的土壤養(yǎng)分狀況不相同n 成土母質(zhì)影響土壤的質(zhì)地（二）氣候因素n 氣候影響次生礦物的形成氣候影響巖石礦物風(fēng)化強度氣候?qū)ν寥烙袡C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)律是影響土

3、壤形成方向和強度的基本因素之一，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，以及有機質(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。 氣候與土壤發(fā)育氣候與土壤發(fā)育 氣候?qū)ν寥烙袡C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質(zhì)的積累，而干旱和高溫，好氣微生物比較活躍，有機質(zhì)易于礦化，不利于有機質(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 。 我我國國幾幾種種土土壤壤類類型型中中C Ca a、M Mg g、A Al

4、l、F Fe e及及腐腐殖殖質(zhì)質(zhì)等等的的含含量量及及其其相相對對豐豐度度* Ca Mg Fe Al 腐殖質(zhì) 全氮 土壤類型 含量 （%） 相對 豐度 含量 （%） 相對 豐度 含量 （%） 相對 豐度 含量 （%） 相對 豐度 含量（%） 含量（%） PH值 紅壤 0.08 0.06 0.34 0.68 3.78 0.99 8.89 1.25 黃壤 0.12 0.09 0.42 0.84 3.22 0.85 7.38 1.04 棕壤 0.70 0.51 0.79 1.58 2.89 0.76 6.38 0.90 黑鈣土 1.81 1.32 0.88 1.76 2.65 0.70 5.48 0.

5、77 (020cm)7.95 (020cm)0.39 7.0 栗鈣土 3.34 2.44 0.98 1.96 2.55 0.67 5.58 0.79 (015cm)2.31 (015cm)0.18 7.2 灰棕漠土 4.52 3.30 1.28 2.56 2.91 0.77 6.41 0.90 (110cm)0.36 (110cm)0.04 8.33 棕漠土 7.68 5.61 1.39 2.78 2.42 0.64 5.21 0.73 (08cm)0.19 (08cm) 8.01 絕對豐度（%） 1.37 0.50 3.80 7.10 *根據(jù)中國土壤元素背景值 （中國環(huán)境監(jiān)測總站，1990）

6、資料計算，其中含量指算術(shù)平均值。 （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物，它們是土壤有機質(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。1.綠色植物利用太陽能進行光合作用制造成活體有機質(zhì)，再以有機生物殘體形式聚集于母質(zhì)表層，推動土壤的形成和演化。2. 土壤微生物分解動植物有機殘體，釋放其中潛藏的能量和養(yǎng)分供生物再吸收利用，促進土壤肥力不斷發(fā)展；還參與土壤腐殖質(zhì)的形成。3. 土壤中的原生動物、各種昆蟲等的殘體也是土壤有機質(zhì)來源之一，它們參與土壤有機殘體的分解、破碎及翻動、攪拌疏松土壤和搬運土壤 。 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，利用太陽能制

7、造有機質(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。有機殘體數(shù)量也各不相同，大部分植物有機質(zhì)集中于土壤表層，根部有機質(zhì)占2030%左右。 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 土壤動物的種類、數(shù)量繁多，其有機殘體也是土壤有機質(zhì)的來源，參與土壤腐殖質(zhì)的形成過程。同時，動物對土壤的組成、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)雜的有機質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵味行У臓I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，同時其挖掘活動又可以增強土壤的透水性、通氣性和松散度。 土壤微生物能充

8、分地分解動植物的有機體，合成土壤腐殖質(zhì)，其后再進行分解，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。 （四）地形因素n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太陽輻射的吸收和地面輻射的差異。n地形支配著地表徑流n地形影響成土母質(zhì)的分配n地形影響土壤的發(fā)育過程 地形地形是影響土壤與環(huán)境之間進行物質(zhì)和能量交換的一個重要條件。它是通過其它成土因素對土壤起作用。美洲西海岸山地與土壤類型美洲西海岸山地與土壤類型

9、有著深刻的影響。由于山地地勢高，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。中國西南地形中國西南地形 與土壤類型與土壤類型 地形與土壤發(fā)育地形與土壤發(fā)育江蘇茅山丘頂江蘇茅山丘頂丘麓土壤層厚丘麓土壤層厚度和發(fā)育程度度和發(fā)育程度的差別的差別（五）時間因素 土壤發(fā)育的時間（成土年齡）可說明土壤在歷史進程中發(fā)生發(fā)展和演變的動態(tài)過程，是研究土壤特性和發(fā)生分類的重要基礎(chǔ)。n土壤的絕對年齡和相對年齡n 絕對年齡是指土壤在當(dāng)前新風(fēng)化層或新的母質(zhì)上開始發(fā)育時起直到目前所經(jīng)歷的時

10、間。n 相對年齡是指土壤發(fā)育的階段或發(fā)育的程度。 (六) 人為因素 人類生產(chǎn)活動對土壤形成和性質(zhì)的影響是有意識有目的的，是在認識土壤客觀性質(zhì)的基礎(chǔ)上對土壤進行利用改造定向施肥，創(chuàng)造不同熟化程度的耕作土壤 。 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。 n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)化變成細碎而可溶的物質(zhì)，被流水搬運遷移到海洋經(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 。n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，通過生理活動制造成植物的活有機體，當(dāng)植物有機體死亡之后，在微生物

11、的分解作用下，又重新變?yōu)榭杀恢参镂绽玫目扇苄杂袡C物。 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，它們開始積累有機物并為高等植物生長創(chuàng)造條件。 在強酸性淋溶作用下，土壤礦物遭受破壞。鐵、鋁和有機質(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，或表層粘粒向下機械淋洗而淀積

12、，形成粘粒明顯聚積的粘化層。 茅山黃棕壤3. 粘化過程在濕熱氣候條件下，土壤中原生礦物遭受強烈分解，鹽基離子和硅酸移動并大量淋失，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，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、下部形成一個鈣積層。5. 鈣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，在蒸發(fā)作用下于地表或土體中聚積形成鹽化層。 6

13、. 鹽漬化過程在季節(jié)性積鹽和脫鹽頻繁交替作用下，土壤吸收復(fù)合體上鈉的飽和度很高，水解后，釋放堿質(zhì)，其PH值可高達9以上，呈強堿性反應(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鐵、錳。使上層顏色變?yōu)榛宜{色或青灰色的潛育層；同時，低價鐵、錳流動性強，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。8. 潛育化過程9. 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。 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。 有機質(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，同時也廣泛發(fā)生于自然界其它土壤中。 自然界中