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文檔簡(jiǎn)介

1、森林土壤學(xué)第一章第一章緒論第一節(jié)我國(guó)土地資源概況土壤是綠色生命的源泉,是人類賴以生產(chǎn)、生活和生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類衣食住行需要的物質(zhì),主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和林業(yè)生產(chǎn),而土壤是農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),是農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)的基本生產(chǎn)資料。植物生產(chǎn)、動(dòng)物生產(chǎn)和士壤管理是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的3個(gè)主要的組成環(huán)節(jié)。植物生產(chǎn)主要是通過綠色植物的光合作用,把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,貯藏在有機(jī)質(zhì)中,直接供給人類植物食品和衣物原料。動(dòng)物生產(chǎn)是人類將植物生產(chǎn)中一部分有機(jī)物喂養(yǎng)動(dòng)物,以供給人類動(dòng)物食品及衣物原料。土壤管理是人類把不能直接利用的動(dòng)、植物產(chǎn)品,作為肥料返還給土壤,為植物再生產(chǎn)提供原料。一、我國(guó)土壤資源簡(jiǎn)況土壤是相對(duì)不可再生的自然資源,

2、也是不可代替的自然資源。我國(guó)土壤資源豐富,國(guó)土面積960萬(wàn)km2,但是我國(guó)是個(gè)多山的國(guó)家,各種山地丘陵地面積占全部土地面積的65%,平原區(qū)土地僅占35。我國(guó)人均耕地面積為0.13hm2,不到世界人均耕地的1/3。人均林地面積0.11hm2,占世界人均林地面積的1/9。人均草地面積0.28hm2,不到世界人均草地面積的1/2。二、全球土壤退化概況當(dāng)前人類面臨著世界性土壤退化的威脅。土壤退化指因自然環(huán)境因素不佳和人為利用不當(dāng)引起的土壤肥力下降,植物生長(zhǎng)條件惡化和土壤生產(chǎn)力減退的過程。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球土壤退化面積已達(dá)I960萬(wàn)km2。全世界每年因土壤侵蝕所損失的土壤養(yǎng)分幾乎等于世界商品肥料的生產(chǎn)量,每年

3、土壤流失達(dá)750億t,相當(dāng)于4000億美元的損失。在土壤退化總面積中約有7600萬(wàn)hm2受鹽堿土的影響,占退化土壤總面積的4%。受各種有毒化合物污染影響的面積2200萬(wàn)hm2,占退化總面積的1.1%。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)目前水土流失面積達(dá)367萬(wàn)km2,占國(guó)土總面積的38.2%。其中水蝕面積已發(fā)展至179.4萬(wàn)km2,占國(guó)土面積的18.6%,每年流失表土約60億t。耕地中有667萬(wàn)800萬(wàn)hm2,已發(fā)生次生鹽化,有1.0億hm2草地退化。我國(guó)現(xiàn)已有重金屬污染耕地2000萬(wàn)hm2,農(nóng)藥污染耕地1300萬(wàn)1600萬(wàn)hm2,受酸雨危害的耕地達(dá)267萬(wàn)hm2。作為林業(yè)或園林綠化工作者,應(yīng)了解我國(guó)土壤資源基本狀

4、況,密切關(guān)注我國(guó)及全球土壤資源發(fā)展趨勢(shì),珍視每一寸土地,做好生態(tài)環(huán)境建設(shè)工作,為治理土壤退化貢獻(xiàn)一份力量。三、21世紀(jì)土壤科學(xué)發(fā)展的總趨向土壤學(xué)是研究土壤的形成、分類、分布、制圖和土壤的物理、化學(xué)、生物學(xué)特性、肥力特征以及土壤利用和管理的科學(xué)。據(jù)預(yù)測(cè)21世紀(jì)世界人口將達(dá)到65億。發(fā)展中國(guó)家缺糧將達(dá)到2億t。我國(guó)20世紀(jì)末人口達(dá)到13億,人均糧食不到400kg。同時(shí)全世界每年有2億hm2耕地被侵占,我國(guó)每年減少耕地46.6萬(wàn)66.7萬(wàn)hm2,21世紀(jì)初我國(guó)人均耕地將約降至0.1hm2。21世紀(jì)土壤科學(xué)發(fā)展的總趨向是:研究土壤與地球生命作用、生物圈與人類生存條件、生物圈與自然環(huán)境、土壤圈與全球變化

5、、土壤物質(zhì)的組成、性質(zhì)等。第二節(jié)地球的外圈和土壤的位置地球由若干個(gè)不同狀態(tài)和不同物質(zhì)的同心圈所組成。地球表面的一個(gè)圈層,主要由富含硅、鋁的硅酸鹽巖石組成,稱為地殼,又稱巖石圈。在地殼的表面和外圍是大氣圈、水圈和生物圈。大氣圈是環(huán)繞地球最外層的氣體圈層。水圈包括地球上的海洋、江河、湖泊等,它是一個(gè)連續(xù)而不規(guī)則的圈層。生物圈是地球上有生命物質(zhì)的部位和空間,它可以深入到整個(gè)水圈,以及大氣圈和巖石圈的一部分。上至海平面十多公里,下至海平面下十公里以及地表下幾百米都有生命活動(dòng),都是生物圈的范圍。地殼表層的巖石受到太陽(yáng)幅射熱以及大氣圈、水圈、生物圈中水、氧、二氧化碳和生物的共同作用,逐漸風(fēng)化破碎,形成了一

6、個(gè)疏松的外殼,叫做風(fēng)化殼。風(fēng)化殼的表層生物活動(dòng)強(qiáng)烈,生物(包括植物、動(dòng)物、微生物)比較集中,積累了較多的有機(jī)質(zhì)。這個(gè)風(fēng)化殼的表層就是土壤。從土壤在地球上的位置可見,它在自然界不是孤立存在的。土壤和巖石、大氣、水、生物處在永恒的相互作用中,這種相互作用表現(xiàn)在它們之間不斷地進(jìn)行著物質(zhì)與能量的循環(huán)和轉(zhuǎn)化,從上到下可以分為三層:第一層是來自宇宙的能流(光、熱)和來自大氣的物質(zhì)流(H2O、co2o2n2等),其中部分為生物固定,形成生物物質(zhì),部分又經(jīng)生物呼吸、蒸發(fā)蒸騰和吹揚(yáng)又進(jìn)入大氣;第二層是生物與土壤間以及同大氣、水圈之間的物質(zhì)、能量的交換。綠色植物利用光能與來自土壤的水分和養(yǎng)分制造有機(jī)物質(zhì),這些物質(zhì)

7、在土壤中經(jīng)微生物的分解,部分歸還大氣,部分進(jìn)入巖層,部分殘留于土壤中進(jìn)行再循環(huán);第三層是土壤與巖石或巖石風(fēng)化體之間的物質(zhì)與能量交換,例如水分、熱量進(jìn)入巖石圈,促進(jìn)巖石風(fēng)化,而巖石的風(fēng)化又第三節(jié)土壤和土壤肥力的概念一、土壤的概念什么是土壤?這是一個(gè)較為復(fù)雜的問題。我們已經(jīng)知道土壤與每個(gè)人都息息相關(guān),但是真正給土壤定一個(gè)確切的概念,是不容易的。歷史上在土壤學(xué)中存在著不同的土壤概念,這是因?yàn)槿藗儚牟煌某霭l(fā)點(diǎn)來研究土壤,概括土壤概念的角度不同,所以就產(chǎn)生了不同的土壤概念。我國(guó)勞動(dòng)人民在數(shù)千年前對(duì)土壤就有了樸素的認(rèn)識(shí)。公元121年前我國(guó)古書說文解字中就記載著:“土,地之吐生萬(wàn)物者也?!薄叭溃嵬烈?,無(wú)

8、塊曰壤。”。古代土同吐,壤同月襄,月襄肥肉也,即肥沃的土稱之為壤。地質(zhì)學(xué)家從巖石風(fēng)化的地質(zhì)學(xué)觀點(diǎn)來認(rèn)識(shí)土壤,認(rèn)為土壤就是破碎了的陳舊巖石?;蛘J(rèn)為土壤是堅(jiān)實(shí)地殼最表面的風(fēng)化層。將土壤僅作為巖石的變態(tài)來認(rèn)識(shí)。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家認(rèn)為土壤是植物養(yǎng)料的貯存庫(kù)。認(rèn)為土壤是能生長(zhǎng)植物的那一部分地殼?;蛘J(rèn)為土壤僅是陸地植物生長(zhǎng)的自然介質(zhì)。19世紀(jì)7080年代俄羅斯學(xué)者,土壤發(fā)生學(xué)派創(chuàng)始人道庫(kù)卡耶夫(BBflokynaeb)把土壤作為獨(dú)立的自然體,認(rèn)為土壤是五大成土因素一生物、母質(zhì)、氣候、地形和時(shí)間綜合作用的產(chǎn)物。這是從土壤發(fā)生學(xué)觀點(diǎn)來認(rèn)識(shí)土壤,在土壤學(xué)界得到廣泛的認(rèn)同。近代美國(guó)和西歐對(duì)土壤下的定義反映在一些有代表性

9、的著作中如美國(guó)學(xué)者N.C.Brady認(rèn)為:“含有風(fēng)化破碎的礦物和腐解的有機(jī)質(zhì)的不同的混合物構(gòu)成剖面形式的自然體的集合,它在陸地上呈薄層覆蓋,并在含有適量空氣和水分時(shí)能為植物提機(jī)械支撐和營(yíng)養(yǎng)?!泵绹?guó)土壤學(xué)名詞解釋對(duì)土壤的定義是:地陸地表面,由礦物、有機(jī)質(zhì)和生物所組成的能生長(zhǎng)植物的一個(gè)動(dòng)態(tài)自然體。占據(jù)部分地球表面的一些自然體的集合,它能支撐植物并具有由一定地形、氣候和生物,通過不同時(shí)間對(duì)母質(zhì)所起的綜合作用而發(fā)生的性狀?;蛞钥闯鏊麄兒茏⒁獍淹寥琅c其它自然因素聯(lián)系起來,強(qiáng)調(diào)土壤能夠長(zhǎng)植物,進(jìn)行植物生產(chǎn)這一根本特性。全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)1998年公布的土壤定義為:土壤是陸地表面由礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水

10、、空氣和生物組成,具有肥力,能生長(zhǎng)植物的未固結(jié)層。森林土壤:是在森林植被條件下發(fā)育的土壤,是發(fā)展林業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),相對(duì)于其它土壤有其特殊性。關(guān)于森林土壤將在后面用一章專門講述。二、土壤的組成土壤由固體、液體和氣體三相物質(zhì)組成。固體部分包括礦物質(zhì)土粒和土壤有機(jī)質(zhì)以及生活在土壤中的微生物和動(dòng)物。土壤礦物質(zhì)約占固體部分的95以上,有機(jī)物質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)一般不到5。有機(jī)質(zhì)常包被在礦物質(zhì)土粒外面。固體部分含有植物需要的各種養(yǎng)分并構(gòu)成支持植物的骨架。土壤液體和氣體共同存在于土壤孔隙中。土壤液體是土壤水分,因溶解著多種養(yǎng)分物質(zhì),實(shí)際上是稀薄的土壤溶液。氣體是土壤空氣。土壤三相物質(zhì)的體積比因環(huán)境條件的差異有所不同

11、。一般情況下土壤固體占50;液體和氣體占50,氣體和液體不穩(wěn)定,其比例為氣體占15%35%。三、土壤肥力的概念土壤最基本的特性是具有土壤肥力。關(guān)于肥力的概念,不同的學(xué)者,不同的時(shí)代對(duì)土壤肥力有不同的解釋:20世紀(jì)30年代,蘇聯(lián)土壤學(xué)家威廉斯認(rèn)為:“土壤肥力就是土壤在植物生活的全部過程中,同時(shí)而且不間斷地供給植物以最大限度的有效養(yǎng)分及水分的能力”。這種能力是其它自然體所沒有的。但現(xiàn)在看來威廉斯理論已不夠全面和完整,其原因是影響植物生長(zhǎng)的因素是多方面的,不僅僅是水分和養(yǎng)分,還包括溫度、通氣狀況等。沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)土壤學(xué):土壤肥力是諸因素綜合性狀的具體表現(xiàn)。南京土壤所:土壤肥力是土壤為植物生長(zhǎng)供應(yīng)和協(xié)調(diào)營(yíng)養(yǎng)

12、條件和環(huán)境條件的能力。侯光炯先生:土壤肥力就是土壤的體質(zhì)和生命。我國(guó)目前較公認(rèn)的土壤肥力的概念為:土壤能供應(yīng)與協(xié)調(diào)植物正常生長(zhǎng)發(fā)育所需要的養(yǎng)分和水、空氣、熱的能力。土壤肥力可分為自然肥力和人為肥力。自然肥力是由自然因素形成的土壤具有的肥力,如森林土壤、草原土壤等,自然肥力的高低決定于成土過程中諸成土因素的相互作用,特別是生物的作用。我國(guó)廣大林區(qū)主要是充分利用土壤的自然肥力,來達(dá)到林木速生和豐產(chǎn)。人為肥力是由耕作、施肥、灌溉、改土等人為因素形成的土壤所具有的肥力。人為肥力的高低,受多種因素的影響。耕作土壤、果園土壤等已開發(fā)的土壤既有自然肥力又有人為肥力,兩者的關(guān)系是自然肥力為基礎(chǔ),人為肥力為主導(dǎo)

13、。社會(huì)科學(xué)技術(shù)水平的高低,直接影響土壤肥力的高低。經(jīng)濟(jì)肥力,由于受環(huán)境條件和管理水平的限制,土壤肥力往往只有部分表現(xiàn)出來,這部分肥力稱為“有效肥力”,又稱“經(jīng)濟(jì)肥力”,即在一定農(nóng)業(yè)技術(shù)措施下反映土壤生產(chǎn)能力的那部分肥力,亦稱自然肥力與人為肥力的總和。在林業(yè)生產(chǎn)中,具有經(jīng)濟(jì)肥力的土壤,主要是苗圃地、母樹林地、種籽園地、經(jīng)濟(jì)林木園地和必須進(jìn)行改良才能營(yíng)造森林的土壤。尤其是苗圃地、種子園地和經(jīng)濟(jì)林木園地的土壤,其面積雖然有限,但在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中以及在擴(kuò)大人工林面積的過程中,所起的作用卻是巨大的潛在肥力,另一部分肥力則沒有直接表現(xiàn)出來稱“潛在肥力”,指受環(huán)境條件和科技水平限制不能被植物利用,但在一定生產(chǎn)條

14、件下可轉(zhuǎn)化為有效肥力的那部分肥力。第四節(jié)土壤在生態(tài)系統(tǒng)中的作用及與林業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系一、一、土壤在生態(tài)系統(tǒng)中的作用無(wú)論是全球生態(tài)圈或較小范圍內(nèi)的森林生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)等,土壤都是重要的環(huán)境因素,它是生物與非生物環(huán)境的分界面,生物與非生物體進(jìn)行物質(zhì)與能量移動(dòng)和轉(zhuǎn)化的重要介質(zhì)。人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響很多是直接或間接通過土壤進(jìn)行的。這些影響有的有利于人類的生產(chǎn)和生活。例如,沙漠通過綜合治理變?yōu)榫G洲;寸草不生的鹽堿灘涂通過排水洗鹽,種植綠肥、施用有機(jī)肥等改造為良田。但有些活動(dòng)如毀林開荒、陡坡開墾耕地、過度放牧等,使水土流失、洪澇干旱災(zāi)害頻繁??梢娙祟惖纳a(chǎn)措施不能僅著眼于短期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)效益,而且要考慮其對(duì)

15、生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期效果。土壤是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一,對(duì)土壤的開發(fā)利用,不能破壞生態(tài)平衡和自然環(huán)境,而應(yīng)有利于維護(hù)和建立良好的生態(tài)系統(tǒng)和自然環(huán)境。根據(jù)土壤與其它自然因素的特點(diǎn),因地制宜,宜林則林、宜農(nóng)則農(nóng)、宜牧則牧,既要有利于發(fā)展生產(chǎn)和提高經(jīng)濟(jì)收益,又要防止生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)和得天獨(dú)厚環(huán)境的破壞。值得注意的是土壤生產(chǎn)植物產(chǎn)量(生物產(chǎn)量)的高低是由土壤和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。因除土壤外,大氣、溫度、降水、日照、污染等因素也會(huì)不同程度地影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。另外,即使在相同的環(huán)境條件下,不同植物對(duì)土壤提供的條件吸收利用的能力也是不同的。同一肥力的土壤可表現(xiàn)出兩種不同的有效肥力水平。對(duì)于生態(tài)上適宜某種土壤

16、的植物表現(xiàn)出有效肥力高,對(duì)于不適宜的植物,則表現(xiàn)出有效肥力低。例如能使側(cè)柏生長(zhǎng)良好的石灰性土壤,如栽種松樹則會(huì)發(fā)生生長(zhǎng)不良的現(xiàn)象。這就是土壤肥力的生態(tài)相對(duì)性。再如,在一些水濕的甚至是積水的泥炭沼澤土上,赤楊生長(zhǎng)良好,而其他樹種則不能良好地生長(zhǎng)。所以只有把樹種的生態(tài)要求和土壤的生態(tài)性很好地結(jié)合起來,土壤的肥力才能得到充分利用,這就是生產(chǎn)實(shí)踐中強(qiáng)調(diào)的“適地適樹”。在我國(guó)造林工作中,有時(shí)因樹種選擇不當(dāng),造成林木生長(zhǎng)不良或死亡,其原因不是由于土壤中不存在或?yàn)榱帜疚绽玫奈镔|(zhì)或能量,而是土壤中不具有該樹種所必需的物質(zhì)或能量。因此在造林工作中進(jìn)行樹種選擇時(shí),土壤因素是其中最重要的因素之一,有時(shí)甚至是決定

17、性的因素。第四節(jié)林土壤的地位和種類)第四節(jié)林土壤的地位和種類)一、土壤在園林綠化中的地位土壤對(duì)城市居民的生活有多方面的影響。樓房及一切建筑物、道路等都以土壤為基礎(chǔ),對(duì)城市污染來說,土壤是一個(gè)凈化系統(tǒng),城市綠化更是離不開土壤。園林綠化中最主要的材料是園林植物。植物的生長(zhǎng)發(fā)育都以土壤為基礎(chǔ)。植物生長(zhǎng)發(fā)育需要的水分、養(yǎng)分、空氣等都是土壤供給的。園林植物的成活率、生長(zhǎng)發(fā)育狀況,能否顯示出品種的優(yōu)良性能,首先取決于土壤條件。園林植物種類繁多,對(duì)土壤條件的要求差異很大。如雪松等松屬植物。要求疏松的微酸性土壤。垂柳等樹種雖然能在低洼潮濕的河邊生長(zhǎng),但不耐鹽堿。泡桐能耐鹽堿,但不耐水濕。在花卉植物中,杜鵑、茶

18、花等適宜在微酸性土壤中生長(zhǎng)。菊花、牡丹等則喜在石灰性土壤中生長(zhǎng)??傊趫@林綠化工作中只有做到“適地適樹”才能達(dá)到預(yù)期的效果。對(duì)園林植物來說,真正做到“適地適樹”是有較大難度的。為了達(dá)到園林設(shè)計(jì)的美學(xué)要求,還必須使園林樹木、花卉等表現(xiàn)出品種優(yōu)勢(shì)。這就要求園林工作者不但要全面了解園林土壤的特性,還要掌握?qǐng)@林土壤的改良措施。只有具備較全面的土壤知識(shí),才能真正把園林工作做好,給城鎮(zhèn)居民創(chuàng)造更加美好的生活環(huán)境。對(duì)園林植物的種植工作來說,除應(yīng)注意土壤肥力狀況及土壤肥力的相對(duì)生態(tài)性外,還必須掌握一定的施肥理論及施肥技術(shù)。因?yàn)榉柿夏芙o植物提供正常生長(zhǎng)發(fā)育需要的養(yǎng)分物質(zhì),還能改善土壤理化性質(zhì),使土壤能按園林植

19、物的需要改變有關(guān)的性質(zhì)和肥力狀況。肥料學(xué)的發(fā)展初期是以有機(jī)物作為肥料的。1840年德國(guó)化學(xué)家李比西批判了腐殖質(zhì)營(yíng)養(yǎng)論,提出了礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說,即土壤中的礦物質(zhì)是一切綠色植物惟一的養(yǎng)料。有機(jī)肥料對(duì)植物起的作用不是其中的有機(jī)質(zhì),而是由于有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的礦物質(zhì)。從此為現(xiàn)代肥料工業(yè)奠定了理論基礎(chǔ)。園林樹木和花卉的施肥要注意有機(jī)肥料和無(wú)機(jī)肥料的配合。因有機(jī)肥料具有無(wú)機(jī)肥料所不能替代的特殊作用。同時(shí)不同的園林植物對(duì)肥料的元素含量及性質(zhì)的要求也是不同的。這就要求園林工作者要熟悉肥料的性質(zhì)及施用技術(shù)??傊?,土壤肥料在園林綠化中的作用是很重要的。即園林植物的生長(zhǎng)發(fā)育狀況主要是由土壤性質(zhì)、肥力狀況決定的,而土壤性質(zhì)及

20、肥力狀況又受施肥的影響。二、園林土壤的特性及其種類在園林綠化中,對(duì)土壤的利用應(yīng)根據(jù)園林植物生物學(xué)特性所要求的土壤條件,把園林植物種植在適宜其生長(zhǎng)的土壤中,同時(shí)對(duì)已生長(zhǎng)園林植物的土壤,應(yīng)根據(jù)園林植物對(duì)土壤條件的需要,人為地調(diào)節(jié)和改良土壤肥力因素,以滿足園林植物需要的土壤條件。使樹和花卉按照預(yù)期的目的生長(zhǎng)發(fā)育。從土壤的形成過程來講,可分為自然土壤(自然植被下形成的未受人為活動(dòng)干擾的土壤)和耕作土壤(人為耕耘、管理?xiàng)l件下穩(wěn)定種植農(nóng)作物的土壤)。由于生產(chǎn)不斷地發(fā)展,人民的生活水平不斷改善,對(duì)土壤的利用也向多方面發(fā)展,如栽種果樹的果園土壤、園林綠化用的城市綠地、苗圃地等。因?yàn)楦淖兞嗽瓉淼某赏翖l件,果園土

21、壤不再存在耕作層、犁底層。城市綠地原來土層遭到不同程度的破壞,填充物變成了主體,加上管理的差異、不同植物的影響、污染的輕重等因素,又形成了既不同于自然土壤又不同于耕作土壤的另一類型的土壤園林土壤園林土壤可分為3種類型:城市綠地土壤、保護(hù)地土壤和盆栽土壤。城市綠地土壤主要有公園、苗圃及專用綠地的土壤。這類土壤受城市自然因素的影響較大,降水量、氣溫等對(duì)土壤有一定的影響。同時(shí)還受人為因素的干擾,如:熟土層的移動(dòng)、建筑、堆積、踐踏、挖掘等,打破了原來的成土過程,原來的土層分布已無(wú)規(guī)律可循,土壤三相比例發(fā)生變化、侵入體增加,土壤肥力遭到不同程度的破壞。保護(hù)地土壤指溫室和塑料大棚下的土壤。這種土壤溫度高,

22、蒸發(fā)量大,沒有天然降水的淋溶作用。常造成表土鹽化等不利植物生長(zhǎng)的因素。盆栽土壤指盆栽花卉和盆栽盆景用的栽培土。實(shí)際上盆栽土壤是人工配制的土壤。因盆栽土層薄、土體小、干濕變化、土溫變化頻繁,對(duì)水、肥、氣、熱都有較高的要求。三、園林土壤學(xué)的教學(xué)目的土壤肥料學(xué)是園林、經(jīng)濟(jì)林、果樹等專業(yè)的基礎(chǔ)課,其教學(xué)目的是:通過理論講授、課堂實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié),掌握土壤肥料學(xué)的基本理論知識(shí)、基本操作技能;能夠利用所學(xué)的土壤肥料知識(shí)發(fā)現(xiàn)并解決園林綠化工作和花卉生產(chǎn)過程中有關(guān)土壤肥料方面的問題。要學(xué)好土壤肥料學(xué),首先要有明確的目的,即使自己能成為一個(gè)優(yōu)秀的園林綠化工作者。培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng),認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)

23、、實(shí)習(xí)任務(wù),積極參加有關(guān)的課外活動(dòng)。同時(shí)要學(xué)好與土壤學(xué)有關(guān)的課程,如物理學(xué)、化學(xué)、氣象學(xué)、植物生理學(xué)及園林植物栽培學(xué)、花卉栽培學(xué)、園林生態(tài)學(xué)等。以擴(kuò)展知識(shí)面,擴(kuò)展土壤肥料學(xué)知識(shí)的深度和廣度,使學(xué)科之間的知識(shí)相互貫通,達(dá)到學(xué)而至用。在學(xué)習(xí)活動(dòng)中還應(yīng)不斷學(xué)習(xí)我國(guó)各地園林綠化和花卉生產(chǎn)中有關(guān)土壤肥料方面的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)要積極吸收國(guó)外先進(jìn)的土壤肥料技術(shù)。在學(xué)習(xí)過程中要關(guān)注土壤科學(xué)和肥料科學(xué)出現(xiàn)的新理論、新概念、新領(lǐng)域及新技術(shù),以豐富土壤肥料方面的知識(shí),更好地服務(wù)于社會(huì),促進(jìn)園林綠化事業(yè)的現(xiàn)代化。第五節(jié)學(xué)習(xí)土壤學(xué)的要求和任務(wù)土壤學(xué)是林業(yè)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程內(nèi)容涉及面較廣泛,但應(yīng)以土壤內(nèi)容為主。學(xué)

24、習(xí)土壤學(xué)的目的,在于為掌握森林培育和森林經(jīng)營(yíng)管理的先進(jìn)理論和技術(shù),解決林業(yè)生產(chǎn)中的土壤問題。通過土壤學(xué)課程的學(xué)習(xí)、實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)和期末教學(xué)實(shí)習(xí),要求學(xué)生達(dá)到下列幾方面的要求。要求學(xué)生系統(tǒng)掌握土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì),能分析各種肥力性狀之間的相互關(guān)系;掌握主要上類的分布規(guī)律、形成條件、剖面特征、基本理化性狀和利用改良;掌握常用肥料的性質(zhì)及其施用的原理和方法。要求能鑒別主要的巖石、母質(zhì)類型和地形地勢(shì),獨(dú)立進(jìn)行土壤剖面觀察、識(shí)別土壤類型,并能進(jìn)行林業(yè)生產(chǎn)有關(guān)的土壤資源調(diào)查工作。要求掌握土壤的常規(guī)分析方法,并能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和應(yīng)用。造林工作在我國(guó)具有特別重要的意義,在完成大面積造林事業(yè)中,應(yīng)用所學(xué)的土壤學(xué)

25、知識(shí)去解決造林工作中的上壤問題,是林業(yè)工作者面臨的重要任務(wù)之一。造林工作中所涉及的上壤問題,主要有兩方面:一方面是土壤的合理區(qū)劃和利用問題,另一方面是土壤肥力的保持和提高問題。造林工作中合理區(qū)劃土壤和利用土壤的問題,如苗圃、種子園、母樹林和經(jīng)濟(jì)林土壤的選擇、區(qū)劃和利用中的土壤問題;造林立地條件類型區(qū)劃中的上壤問題;造林適地適樹中的土壤問題;撫育采伐中最適宜的土壤營(yíng)養(yǎng)面積問題;森林更新方式中的土壤問題等等。關(guān)于土壤肥力的保持和提高的問題,如苗圃、種子園、母樹林和經(jīng)濟(jì)林土壤的耕作、施肥和灌溉問題;營(yíng)養(yǎng)缽育苗中營(yíng)養(yǎng)士問題;采用樹種混交改善人工林土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化和改善土壤營(yíng)養(yǎng)狀況的問題;非森林地區(qū)營(yíng)林

26、活動(dòng)中的土壤改良問題等等。我國(guó)森林土壤的分布地區(qū)是我國(guó)木材和木本糧油生產(chǎn)的廣大基地。有關(guān)森林土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)方面的研究,以及我國(guó)各種森林土壤類型的發(fā)生和分類等,均是進(jìn)一步研究的基本問題。復(fù)習(xí)題1名詞解釋:土壤、土壤肥力、有效肥力、潛在肥力。2土壤與人類的密切關(guān)系主要表現(xiàn)在哪些方面?3什么是土壤肥力生態(tài)的相對(duì)性?4按土壤形成過程可分為哪些土壤?第二章地學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)造巖礦物土壤是由巖石轉(zhuǎn)化而來的。從大塊的堅(jiān)硬巖石到疏松而具有肥力的土壤要經(jīng)過漫長(zhǎng)而復(fù)雜的變化過程。在這一過程中可概括為兩個(gè)階段,即巖石的風(fēng)化作用和土壤的形成過程。因?yàn)椴煌囊蛩貙?duì)土壤的形成有直接或間接的影響,所以形成的土

27、壤既有共性又有差異,我們首先討論各種因素在土壤形成中的作用。礦物質(zhì)是構(gòu)成土壤的基本物質(zhì),又是植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的源泉,是全面影響土壤肥力高低的一個(gè)重要因素。土壤中的礦物質(zhì)來自巖石的風(fēng)化物。而巖石又是由礦物組成的,不同的礦物構(gòu)成不同的巖石。不同的巖石經(jīng)過風(fēng)化作用,形成土壤中的礦物質(zhì)。所以礦物能影響土壤的理化性質(zhì)和大壤養(yǎng)分狀況。一、礦物的概念礦物是地殼中的化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下形成的自然產(chǎn)物,是巖石的組成單位。礦物可以是單一元素組成的,也可以是幾種元素的化合物。礦物都具有一定的化學(xué)成分和物理性質(zhì)。形成巖石的礦物稱為造巖礦物。礦物是地殼中的化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下形成的自然產(chǎn)物,礦物可以是單一元素所組成

28、的,也可以是幾種元素組成的化合物。礦物的化學(xué)成分和內(nèi)部構(gòu)造都是比較均一的,因而具有一定的物理和化學(xué)性質(zhì),并以各種形態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))存在于自然界中。自然界的礦物絕大多數(shù)是固態(tài),少數(shù)為液態(tài)或膠體狀態(tài)。(一)原生礦物和次生礦物礦物按成因可分為原生礦物和次生礦物。1原生礦物由地殼深處熔融狀態(tài)的巖漿冷凝固結(jié)而形成的礦物稱原生礦物。如石英、長(zhǎng)石、云母、輝石、角閃石等。2次生礦物原生礦物經(jīng)物理、化學(xué)風(fēng)化作用,組成和性質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化,形成的新礦物稱次生礦物。如方解石、高嶺石等。(二)結(jié)晶礦物和非結(jié)晶礦物固體礦物按其內(nèi)部構(gòu)造不同,分為結(jié)晶質(zhì)和非結(jié)晶質(zhì)兩種。1結(jié)晶礦物結(jié)晶礦物指各種原子在三維空間有序地重復(fù)排

29、列的礦物。絕大多數(shù)礦物是結(jié)晶礦物。2非結(jié)晶礦物非結(jié)晶礦物又稱無(wú)定形礦物。原子作無(wú)序或短程有序排列,無(wú)法用X射線或電子衍射檢測(cè)其晶體結(jié)構(gòu)的礦物或其他固態(tài)物質(zhì)。如蛋白石等。已發(fā)現(xiàn)的礦物有3000多種,而構(gòu)成巖石的礦物僅二三十種,在巖石中常見的礦物只有IO多種。從土壤學(xué)要求識(shí)別巖石中的礦物來看,掌握礦物主要的物理性質(zhì)是很重要的。二、礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)是多方面的,其中最具有鑒定意義的有:顏色、條痕、光澤、解理、斷口、硬度等,此外,尚有透明度、彈性、比重等。(一)顏色礦物的顏色最容易引起人們的注意,有些礦物就是按其顏色來命名的,如黃銅礦、赤鐵礦等,所以,顏色是鑒定礦物的重要特征之一。根據(jù)礦物呈

30、色的原因,分為自色、他色和假色三種。自色是礦物本身所固有的顏色,它與礦物的成分和構(gòu)造有關(guān),如磁鐵礦的鐵黑色,孔雀石的翠綠色等。他色是由于外來的帶色雜質(zhì)、氣泡等色體所引起的,與礦物本身的化學(xué)成分及構(gòu)造無(wú)關(guān),易變化而不穩(wěn)定,如無(wú)色透明的水晶可被染成紫色、玫瑰色、黑色等便是很好的例子。假色是由于礦物內(nèi)部解理面、表面氧化膜等所引起的光線干涉作用的呈色現(xiàn)象,如方解石內(nèi)部微細(xì)解理面所呈之暈色,斑銅礦表面的藍(lán)、紫色就是氧化薄膜造成的。(二)條痕條痕就是礦物粉末的顏色,將礦物在未上釉的瓷板上進(jìn)行刻劃,其留下的粉末痕跡就是條痕,條痕色可以消去假色,減弱他色,保存自色,所以條痕比礦物本身呈現(xiàn)的顏色更為固定,因而更

31、具有鑒定意義。如黃鐵礦是淡黃色的。條痕卻是黑色。黃銅礦是銅黃色的,而條痕卻是綠黑色。鑒定條痕,只限于硬度比瓷板小的礦物,因硬度比瓷板大的礦物,刻劃后所得之份末則是瓷板的粉末了(三)光澤光澤是礦物表面對(duì)光線反射所呈現(xiàn)的光亮。礦物的光澤可分為金屬光澤、半金屬光澤和非金屬光澤金屬光澤是具有金屬的光亮,如黃鐵礦、黃銅礦等。一般具金屬光澤的礦物,條痕為黑色或深色,不透明的礦物常具金屬光澤。透明和半透明的淺色礦物,通常不具金屬光澤,稱為非全屬光澤。界于金屬光澤和非金屬光澤之間的稱為半金屬光澤,如赤鐵礦即具有半金屬光澤。非金屬光澤又分為金剛光澤、玻璃光澤、脂肪光澤、珍珠光澤和絲絹光澤。金剛光澤的光亮很強(qiáng),如

32、金剛石,玻璃光澤的光亮似玻璃的斷口所具的光亮;透明礦物如方解石、板狀石膏常具有玻璃光澤,石英的斷口具脂肪光澤;云母、滑石等具有珍珠光澤;纖維石膏、石棉等具有絲絹光譯。(四)硬度礦物抵抗外力摩擦或刻劃的能力稱為硬度。一般采用摩氏硬度計(jì)來確定礦物的相對(duì)硬度。摩氏硬度計(jì)是以十種硬度不同的礦物作標(biāo)準(zhǔn),用相互比較的方法來確定某種礦物的相對(duì)硬度。表2-1摩氏硬度表硬度12345678910礦物滑石石膏方解石螢石磷灰石正長(zhǎng)石石英黃玉剛玉金剛石在野外為了便于測(cè)定礦物硬度,可用指甲25、銅板30、小刀55、玻璃片55、鋼挫65等作為測(cè)定硬度的代替工具。(五)解理和斷口礦物受外力作用后,沿著一定方向的平行面裂開,

33、這種現(xiàn)象稱為解理,而裂開后形成的光滑平面則稱為解理面。如礦物受外力作用后,不沿一定的方向裂開,而是破裂成不平坦、不規(guī)則的斷面,則稱之為斷口。解理按其完善程度分為:極完全解理礦物極易裂成薄片狀,可用手剝開,解理面完整而光滑,斷口極難看見,如云母、綠泥石等。完全解理受力后易沿解理面裂成小塊,解理面亦光滑,斷口少見,如方解石、方鉛礦等。中等解理在破裂面上可以大致地看到平整的解理面,但亦經(jīng)??梢姅嗫?,如長(zhǎng)石、輝石等。不完全解理解理面不清晰,難以發(fā)現(xiàn),如磷灰石、錫石等。極不完全解理實(shí)際上是沒有解理,常具貝殼狀斷口,如石英。斷口可按形狀分為:貝殼狀、鋸齒狀(纖維石膏)、參差狀(黃鐵礦)、土狀(高嶺石)及平

34、坦?fàn)睿ㄉ呒y石)斷口。上述的一些礦物性質(zhì),不一定對(duì)每種礦物都需應(yīng)用,因?yàn)橛性S多礦物只有某幾種性質(zhì)顯著,常常根據(jù)一、二種性質(zhì)就可以鑒定其為某種礦物。也有一些礦物,根據(jù)以上的性質(zhì)不易確定,尚需用光學(xué)和化學(xué)方法來鑒定。三、主要的造巖礦物及其特性(一)石英SiO石英一般白色透2明,含有雜質(zhì)時(shí)呈其他顏色,含有機(jī)質(zhì)呈煙灰色,含鐵時(shí)呈紅色,含錳時(shí)呈紫色。玻璃光澤、油脂光澤,硬度70。純石英稱水晶,具有多種顏色的同心條帶狀構(gòu)造的隱晶質(zhì)石英(石髓)稱瑪淄。石英是最主要的造巖礦物,分布最廣,為酸性巖漿的主要成分,在沉積巖和變質(zhì)巖中也常見。石英在巖石中常呈不透明或半透明晶粒狀,煙灰色,油脂光澤。石英的伴生礦物是云母、

35、長(zhǎng)石。石英硬度大,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易風(fēng)化,巖石風(fēng)化后,石英形成砂粒,含砂粒多的土壤,含鹽基少,形成的母質(zhì)養(yǎng)分一般貧乏,酸性也較強(qiáng)。(二)長(zhǎng)石類長(zhǎng)石類是鉀、鈉、鈣的鋁硅酸鹽,也是地殼中分布最廣的礦物。長(zhǎng)石因化學(xué)成分不同,又分成正長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石兩大類。正長(zhǎng)石KalSiO又稱鉀長(zhǎng)石,晶體短柱狀,肉紅色、淺黃色、淺黃紅色38等,玻璃光澤,完全解理,硬度6.0。正長(zhǎng)石多存在于淺色巖漿巖中,如花崗巖、正長(zhǎng)巖。正長(zhǎng)石在巖石中呈晶粒,長(zhǎng)方形的小板狀,板面具有玻璃光澤。伴生礦物為石英、云母等。正長(zhǎng)石易風(fēng)化,風(fēng)化后形成粘土礦物高嶺石等,可為土壤提供大量K養(yǎng)分。正長(zhǎng)石類礦物一般含氧化鉀16.9。斜長(zhǎng)石Na(AlSiO

36、)Ca(AlSiO)斜長(zhǎng)石是由鈉長(zhǎng)石和鈣長(zhǎng)石以不同比例混合而成。斜長(zhǎng)石常3呈8板狀和柱狀2晶2體8。白色或灰白色。玻璃光澤,完全解理,硬度6.06.5。斜長(zhǎng)石在自然界分布極廣,主要存在于閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖及變質(zhì)巖中。在巖石中多呈晶粒,長(zhǎng)方形板狀,白色或灰白色,玻璃光澤。伴生礦物主要是輝石和角閃石。斜長(zhǎng)石比正長(zhǎng)石容易風(fēng)化,風(fēng)化產(chǎn)物主要是粘土礦物,能為土壤提供K、Na、Ca等礦物養(yǎng)分。(三)云母類云母類因化學(xué)成分不同而分為白云母和黑云母。白云母KHAlSiO常見片狀、鱗片狀。白云母無(wú)色透明或淺色(淺黃、23312淺綠)透明。極完全解理,薄片具有彈性,珍珠光澤,硬度2.03.0。白云母是許多巖漿巖和變質(zhì)

37、巖的主要礦物,在偉晶巖中常形成大晶體。伴生礦物為石英等。白云母較難風(fēng)化,風(fēng)化產(chǎn)物為細(xì)小的鱗片狀,強(qiáng)烈風(fēng)化后能形成高嶺石等粘土礦物。黑云母KH(Mg,Fe)AlSiO深褐色或黑色,其他性質(zhì)同白云母。黑云母主要分2布在花崗巖3、片麻3巖12和結(jié)晶片巖中,伴生礦物是石英、正長(zhǎng)石等。黑云母較白云母易于風(fēng)化,風(fēng)化物為碎片狀。白云母和黑云母均含K,是土壤K的重要來源之一。(四)普通角閃石Ca(Mg,F(xiàn)e)SiO角閃石呈細(xì)長(zhǎng)柱狀,深綠至黑色,3玻璃41光2澤,完全解理,硬度5.06.0,角閃石主要分布在巖漿巖和變質(zhì)巖中的片麻巖和片巖中。在巖石中呈針狀或纖維狀。伴生礦物為正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石和輝石,角閃石易風(fēng)化,風(fēng)

38、化產(chǎn)物為粘土礦物。(五)輝石Ca(Mg,Fe)SiO呈短柱狀、致密塊狀,棕至暗26黑色,條痕灰色,中等解理,硬度5.5。輝長(zhǎng)巖和玄武巖中,在巖石中多呈晶粒狀。伴生礦物為角閃石、斜長(zhǎng)石、輝石等,較角閃石難風(fēng)化,風(fēng)化物為粘土礦物,富含F(xiàn)e。(六)橄攬石(Mg,F(xiàn)e)SiO、蛇紋石HMgSiO244329橄欖石呈粒狀集合體出現(xiàn),橄欖綠色,玻璃光澤或油脂光澤。橄欖石為超基性巖的主要組成礦物,伴生礦物為斜長(zhǎng)石、輝石,不與石英共生,易風(fēng)化,風(fēng)化產(chǎn)物有蛇紋石、滑石等。蛇紋石呈污綠色,玻璃光澤或油脂光澤,斷口上有時(shí)呈蠟狀光澤,比重2.5,硬度2.04.0。(七)綠泥石(Mg,F(xiàn)e)Al(AlSiO)(OH)綠

39、泥石種類多,成分變化5大,結(jié)晶體31呈0片狀、8板狀,一般呈鱗片狀存在。暗綠色至綠黑色。完全解理,玻璃光澤至珍珠光澤。綠泥石由黑云母、角閃石、輝石變質(zhì)而成。存在于變質(zhì)巖中,如綠泥石片巖。較難風(fēng)化,風(fēng)化物為細(xì)粒。(八)方解石CaCO3方解石為次生礦物,呈菱形,半透明,乳白色,含雜質(zhì)時(shí)呈灰色、黃色、紅色等,完全解理,玻璃光澤。與稀鹽酸反應(yīng)生成CO氣泡。無(wú)色透明者稱冰洲石。2方解石分布很廣,是大理巖、石灰?guī)r的主要礦物,常為砂巖、礫巖的膠結(jié)物,也可在基性噴出巖氣孔中出現(xiàn)。方解石的風(fēng)化主要是受含CO的水的溶解作用,形2成重碳酸鹽隨水流失,石灰?guī)r地區(qū)的溶洞就是這樣形成的。(九)白云石CaCOMgCO33白

40、云石是由方解石、菱美礦結(jié)合而成,呈彎曲的馬鞍狀、粒狀、致密塊狀等,灰白色,有時(shí)帶微黃色,玻璃光澤,性質(zhì)與方解石相似,但較穩(wěn)定,與冷鹽酸反應(yīng)微弱,只能與熱鹽酸反應(yīng),粉末遇稀鹽酸起反應(yīng),這是與方解石的主要區(qū)別。白云石是組成白云巖的主要礦物,也存在于石灰?guī)r中。風(fēng)化物是土壤Ca、Mg養(yǎng)分的主要來源。(十)磷灰石Ca(PO)(F,Cl)543磷灰石呈致密塊狀、土狀等?;野?、黃綠、黃褐等色,不完全解理,硬度5.0。在礦物上加鉬酸銨,再加一滴硝酸即有黃色沉淀生成,這是鑒別磷灰石的主要方法。磷灰石以次要礦物存在于巖漿巖和變質(zhì)巖中。較難風(fēng)化,風(fēng)化產(chǎn)物是土壤磷養(yǎng)分的重要來源。(-一)石膏CaSO2HO石膏呈板狀、

41、塊狀、4無(wú)色2或8白色。玻璃光澤或絲絹光澤。硬度20,是干旱炎熱氣候條件下的鹽湖沉積。常作土壤改良劑。(十二)氧化鐵類氧化鐵包括赤鐵礦(FeOs)、褐鐵礦(2Fe2Os3出0),磁鐵礦(/彳。)和黃鐵礦(FeS?)等。赤鐵礦常將土壤染成紅色,褐鐵礦為含水氧化鐵,褐色或深褐色,可把土壤染成黃褐色。磁鐵礦為黑色,有磁性,風(fēng)化后成赤鐵礦。黃鐵礦金黃色似金屬銅。(十三)粘土礦物粘土礦物是隱晶質(zhì)或非晶質(zhì)含鋁(或鎂)硅酸鹽礦物的總稱。土壤中常見的次生粘土礦有:高嶺石,是底面間距約0.72nm的1:1型層狀硅酸鋁礦物,層間沒有陽(yáng)離子和水分子,相鄰單元晶層間通過氫鍵聯(lián)結(jié),無(wú)脹縮性,晶型較完整,典型的呈六方片狀

42、。高嶺石呈致密土狀,白色,含雜質(zhì)時(shí)呈雜色,有泥土味和滑感。蒙脫石,曾稱“微晶高嶺石”,二八面體蒙托石系列中富鎂的礦物。層電荷主要來自八面體內(nèi),Mg2+置換A13+。為細(xì)小的鱗片狀,致密塊狀,白色帶淺灰色。伊利石,是常見于泥質(zhì)沉積物中的二八面體水云母,單元晶層間常具局部脹縮性。呈片狀,。由云母風(fēng)化而成。(十四)含水氧化鋁AOnHO含水氧化鋁即鋁土礦,土狀或塊狀白色或灰色,含鐵時(shí)呈黃褐色或淡紅色,鋁硅酸鹽在濕熱氣候條件下,徹底分解而產(chǎn)生的,我國(guó)紅壤、黃壤含量較多。第二節(jié)成土巖石巖石是一種或幾種礦物組合而成的自然集合體。巖石都有一定的礦物組成,結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。自然界的巖石按成因可分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)

43、巖三大類。一、巖漿巖(一)巖漿巖的形成和類型巖漿巖是地球內(nèi)部巖漿侵入地殼或噴出地表冷凝形成的巖石。巖漿上升并噴出地表,凝固而成的巖漿巖稱噴出巖。巖漿上升并未穿出地表,在一定的深度凝固而成的巖漿巖稱侵入巖。侵入巖又分為兩種:在地殼相當(dāng)深處凝固而成的叫深成巖,在接近地表面形成的叫淺成巖。(二)巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖漿巖的結(jié)構(gòu)巖漿巖的結(jié)構(gòu)指巖石中礦物的顆粒大小、結(jié)晶程度與結(jié)合方式。巖漿巖的主要結(jié)構(gòu)有:(1)全晶質(zhì)等粒結(jié)構(gòu)巖石中的礦物全部為顯晶質(zhì),顆粒大小大致相同。又可分粗粒(顆粒直徑大于5mm)、中粒(5lmm)和細(xì)粒(l.00.2mm)3種。(2)斑狀結(jié)構(gòu)巖石中礦物顆粒顯著不等,大者稱斑晶,小者稱基

44、質(zhì)(或石基)?;|(zhì)一般為非晶質(zhì)或隱晶質(zhì),如果為顯晶質(zhì),則稱似斑狀結(jié)構(gòu)。(3)隱晶質(zhì)(致密狀)結(jié)構(gòu)肉眼不能看見的結(jié)晶(在顯微鏡下才能看到的結(jié)晶)。(4)玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)巖石面像玻璃表面的結(jié)構(gòu),即使在顯微鏡下也不能分辨出晶體。巖漿巖的構(gòu)造指巖石各組成礦物的排列方式和填充方式所賦予巖石的外貌特征。主要構(gòu)造有:(1)塊狀構(gòu)造礦物排列完全沒有次序和方向,好像性質(zhì)均一的大塊體,如花崗巖。(2)流紋狀構(gòu)造礦物呈似平行條狀排列,形似流紋,如流紋巖。(3)氣孔狀構(gòu)造巖石有氣孔孔隙,如玄武巖。(4)杏仁狀構(gòu)造有氣孔狀構(gòu)造的巖石,氣孔被次生礦物填充后形成的構(gòu)造。風(fēng)化物同閃長(zhǎng)巖的風(fēng)化物。(三)主要的巖漿巖酸性巖SiO含量在

45、65%以上。2(1)花崗巖為酸性深成巖,全晶質(zhì)中到粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。組成礦物為正長(zhǎng)石、石英、黑云母、角閃石、磷灰石等,顏色為肉紅色或淺灰色。風(fēng)化時(shí)石英難風(fēng)化形成砂粒。長(zhǎng)石、云母形成粘粒。風(fēng)化物砂粘適中,物理性質(zhì)良好。(2)流紋巖與花崗巖成分相當(dāng)?shù)膰姵鰩r?;壹t或灰色,流紋狀構(gòu)造,斑晶為長(zhǎng)石。石英,基質(zhì)隱晶質(zhì)。較花崗巖難風(fēng)化,風(fēng)化物酸度大。中性巖SiO含量52%65%。2(1)閃長(zhǎng)巖中性深成巖,全晶質(zhì)中至粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物是斜長(zhǎng)石和角閃石,含少量云母和輝石。呈灰白色或灰綠色。較易風(fēng)化,風(fēng)化后產(chǎn)生粘粒較多,能提供較多的Ca、Mg養(yǎng)分。(2)安山巖與閃長(zhǎng)巖成分相當(dāng)?shù)膰姵鰩r?;疑⒒液稚?、灰

46、綠色。斑狀結(jié)構(gòu)。斑晶為斜長(zhǎng)石?;螂[晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。塊狀或氣孔、杏仁狀構(gòu)造。風(fēng)化物同閃長(zhǎng)巖的風(fēng)化物。(3)正長(zhǎng)巖中性深成巖。全晶質(zhì)中至粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要組成礦物為正長(zhǎng)石和角閃石。多為淡紅色、灰色或淺黃色。易風(fēng)化,風(fēng)化后產(chǎn)生大量粘土礦物,可釋放大量K、Ca等元素。(4)粗面巖礦物成分與正長(zhǎng)巖成分相當(dāng)?shù)膰姵鰩r。常呈淺灰、淺黃、淺紅等色。斑狀結(jié)構(gòu),斑晶為透明的正長(zhǎng)石。基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)。塊狀構(gòu)造,也有杏仁或氣孔狀構(gòu)造。風(fēng)化物同正長(zhǎng)巖的風(fēng)化物?;詭rSiO含量45%52%。2(1)輝長(zhǎng)巖基性深成巖,全晶質(zhì)中至粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要組成礦物是輝石和斜長(zhǎng)石,其次是角閃石和黑云母。深灰色或綠灰色。易風(fēng)化,

47、風(fēng)化產(chǎn)物多為粘土礦物,產(chǎn)生的氧化鐵、錳等使土壤呈黃棕色或紅色。(2)玄武巖與輝長(zhǎng)巖成分相當(dāng)?shù)膰姵鰩r。斑狀或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),氣孔狀或杏仁狀構(gòu)造。深灰或黑色。風(fēng)化物似輝長(zhǎng)巖的風(fēng)化物。超基性巖SiO含量小于45%。主要是橄欖巖,組成礦物是橄欖石,深2成巖,全晶質(zhì)結(jié)構(gòu),深綠、綠褐或黑色,易風(fēng)化,風(fēng)化物鐵銹色,含較多的Fe、Ca、Mg等元素。5脈巖在原深成巖的裂隙中,由巖漿填充而形成的巖石。常呈脈狀,故稱脈巖。脈巖實(shí)際上是一種淺成侵入巖。在巖石中的脈巖稱巖脈。常見的脈巖是偉晶巖,由石英、長(zhǎng)石、云母等淺色礦物組成,結(jié)晶顆粒粗大。顆粒細(xì)者稱細(xì)晶巖。由輝石、角閃石等深色礦物組成的脈巖為深色脈巖,以煌斑巖為代表。二

48、、沉積巖(一)沉積巖的形成和分類沉積巖是由地殼表面早期形成的巖石經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積、壓實(shí)、膠結(jié)硬化而形成的巖石。一般分為機(jī)械沉積巖、化學(xué)沉積巖和生物沉積巖三類。(二)沉積巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造11沉積巖的結(jié)構(gòu)指沉積顆粒的大小和形狀。(1)以顆粒大小分按顆粒大小劃分為以下類型。如表22。(2)以顆粒的形狀分分為角礫狀結(jié)構(gòu),顆粒有棱角,如角礫巖,圓滾狀結(jié)構(gòu),顆粒無(wú)棱角,如礫巖。表2-2沉積巖結(jié)鉤按顆粒大小劃分顆粒直徑(mm)結(jié)一構(gòu)巖2.0礫狀結(jié)構(gòu)礫巖.01.0粗粒狀結(jié)構(gòu)沙巖1.00.25中粒狀結(jié)構(gòu)沙巖0.250.1細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)沙巖0.10.01粉粒狀結(jié)構(gòu)粉沙巖5,0001,000強(qiáng)烈切割的1,000高山中等

49、切割的3,5005,005001,000輕微切割的100500強(qiáng)烈切割的1,000中山中等切割的1,000-3,5005001,000輕微切割的100500低山中等切割的500-1,0005001,000輕微切割的100500丘陵V100二、地質(zhì)外力作用和地形地質(zhì)的外力作用是向著與內(nèi)力作用相反的方向進(jìn)行,各種外營(yíng)力均在雕刻著地表,侵蝕著和破壞著地勢(shì)高低的基本形態(tài)和地殼構(gòu)造。外力作用的總的趨勢(shì)是要削平大山和高原,并且將破壞它們所產(chǎn)生的物質(zhì),搬到低的地方堆積起來,以消彌地球表面高低崎嶇的地形。外力作用主要是通過流水、冰川、風(fēng)和海流等作用進(jìn)行的。(一)流水的地質(zhì)作用和地形由地表流水所形成的各種地形,

50、統(tǒng)稱為流水地形。地表流水是最主要的形成地形形態(tài)的作用力之一。它在流動(dòng)過程中,不僅能侵蝕地表,形成各種侵蝕溝谷,同時(shí)又把被侵蝕的物質(zhì)沿途堆積,形成各種各樣的堆積地形。地表流水主要來自大氣降水。此外,地下水、溶雪或溶冰等也能補(bǔ)給。在不同的氣候條件下,由大氣降水的性質(zhì)所決定的流水特性不同,再加以復(fù)雜的基底地形的影響,就造成了流水地形的多樣性。1、斜坡水流的侵蝕作用和地形降雨或溶雪以后,常形成沿斜坡流動(dòng)的水流,根據(jù)其流動(dòng)的形式可分為片狀水流及股流。(1)片狀水流主要分布在斜坡上部,雨水或溶雪水沿自然坡面向下流動(dòng),一般沒有固定的流路,具有片狀漫流的性質(zhì),可視為大致均勻分布在坡面上的一個(gè)薄層水流。片狀水流

51、在斜坡上流動(dòng)的過程中,可使斜坡的上部發(fā)生片狀侵蝕,或稱面蝕。片蝕通常不易為肉眼所察覺,但其作用的范圍十分廣泛,侵蝕量也并不小,是一種很強(qiáng)烈的侵蝕作用。片蝕可使山地和丘陵斜坡上的土壤表層受到嚴(yán)重地流失,以致使心土裸露,使土壤肥力降低,直接影響林木生長(zhǎng)。(2)股流片流向下流動(dòng),在地形的影響下,部分水流逐漸匯集,形成沿低凹地形流動(dòng)的股流,出現(xiàn)了細(xì)小的侵蝕溝。水流的集中,增強(qiáng)了沖刷能力,使侵蝕溝逐漸擴(kuò)大。其中,溝形小而淺,形態(tài)和位置均不固定,雨后不能長(zhǎng)期保存,很快就自然地被夷平而消失者,稱為細(xì)溝。溝形較深,具有穩(wěn)定位置的稱為沖溝。細(xì)溝一小沖溝侵蝕常以較集中的沖刷為其特征,往往使自然坡被改造成波狀起伏的

52、地形。在斜坡中下部發(fā)生細(xì)溝一小沖溝狀侵蝕的部位,稱為細(xì)溝一小沖溝侵蝕帶。片蝕和細(xì)溝一小沖溝侵蝕,不僅嚴(yán)重地造成水土流失,沖毀或掩埋農(nóng)田、道路等,而且還會(huì)大量地增加河流的含砂量,使河床易于淤高,導(dǎo)致漫溢決口、淤塞水庫(kù),則直接危害工農(nóng)業(yè)建設(shè)。坡面水流沿斜坡的堆積物稱為坡積物。坡積物披蓋在斜坡上,形成了平緩傾斜的坡積裾。坡積物的成分由坡地上的母巖成分所決定,組成較單一,分選性和磨圓度差,具有與坡面傾斜一致的不清晰層理。在坡積裾的頂部,首先堆積下來的坡積物最粗,往下漸變細(xì),但因每次的堆積情況不同,從垂直剖面中可見粗細(xì)顆粒的互層,這種特征在坡積裾的中部表現(xiàn)的更為明顯。坡積物的結(jié)構(gòu)疏松,常蓄有性質(zhì)良好的潛

53、水,可供飲水或灌溉之用。2暫時(shí)洪流的侵蝕作用和地形在干枯無(wú)水的溝谷中,僅暴雨或大量積雪迅速溶化后,于轉(zhuǎn)瞬間方有洪流通過,此種水流即稱為暫時(shí)洪流。暫時(shí)洪流具有巨大的侵蝕和搬運(yùn)能力,能夠夾帶大量泥砂、巖屑和石塊,甚至近似一種半固體徑流。暫時(shí)洪流在流出山口和溝口之后,由于地勢(shì)突然增寬,坡度急劇減緩,水流發(fā)主分散,則水流的流速及夾帶砂石的能力降低,因而在洪流中所夾帶的砂石則發(fā)生沉降和堆積,堆積體呈扇狀,稱為洪積扇。相鄰近的洪積扇有時(shí)可以彼此相連,組成復(fù)合洪積扇或傾斜的山前洪積平原。在匯入山間河谷的支溝溝口所生成的洪積扇,或稱為沖出錐。3地表暫時(shí)性水流和侵蝕溝地表暫時(shí)性水流即在降雨和溶雪、溶冰后于地表形

54、成的水流。地表水流沿斜坡低凹地形匯集流動(dòng)時(shí),則水流的流量增大,流速加快,侵蝕、破壞能力加強(qiáng),結(jié)果在坡地上便形成了無(wú)數(shù)的小溝。在小溝中再匯集大量流水時(shí),在水流的不斷侵蝕作用下,溝底要逐漸加深、加寬,溝身要不斷地伸長(zhǎng),則小溝就發(fā)展成較大的沖溝。地表流水的這種侵蝕作用,又可稱之為沖刷作用,它是一種線狀破壞作用,線狀沖刷在松散物質(zhì)形成的坡地上進(jìn)行得特別強(qiáng)烈。地表暫時(shí)性水流所沖蝕成的大小沖溝通稱為侵蝕溝,侵蝕溝可生成在所有的地形和氣候帶內(nèi),只要地形有一定的坡度,并有低凹處便于集中地表水流均可發(fā)生。但是以多暴雨的氣候和松散土層的條件下更易形成,所以在干旱和半于旱區(qū)更常見,如在我國(guó)西北和華北的黃土地區(qū)4河流

55、的地質(zhì)作用和地形(二)河流的概念及其侵蝕作用經(jīng)常性的流水沿著地表的線狀凹地流動(dòng)者稱為河流河流普遍地分布于不同的自然地帶,是改造地表地形的最主要的地質(zhì)營(yíng)力。河流所經(jīng)過的線狀凹地稱為河谷,河谷通常包括以下的地形組成部分:河床平水期河水所占據(jù)的谷底,或稱河槽。河漫灘洪水期方能淹沒的淺灘。其中,一般洪水均可淹沒者稱低河漫灘,較大洪水方可淹沒者稱高河漫灘,分布在河流兩側(cè)的稱邊灘,位于河心者稱心灘。谷坡河谷兩側(cè)的岸坡。砂洲由松散沉積物構(gòu)成,常年出露在河水之上的河心洲島。階地古河谷底部所構(gòu)成的沿河平臺(tái),常年性的洪水巳不能淹沒,階地常成層分布是其中的位置最低者,偶爾可被數(shù)十年或上百年一遇的特大洪水所暫時(shí)局部浸

56、漫。河流對(duì)河谷和河床的侵蝕作用,主要是運(yùn)動(dòng)著的流水及其夾帶著的巖石碎屑沖刷河床,從而導(dǎo)致河谷的改造。其次,流水對(duì)河谷及河床的巖石具有一定程度的溶解力,尤其當(dāng)河谷由可溶性巖石組成時(shí),這一作用則比較明顯。河流的侵蝕作用是通過下切侵蝕、向源侵蝕及側(cè)方侵蝕作用三個(gè)方向進(jìn)行的。下切侵蝕作用下切侵蝕作用是流水侵蝕、沖刷谷底、床底,踉加深的作用。當(dāng)整個(gè)河流通過下蝕作用而降低其坡降時(shí),其總的河床坡降是向海平面靠近的,如果真正和海平面一致,則河流水流停止,下蝕作用即行消失,這種下切侵蝕作用的極限稱為侵蝕基準(zhǔn)面。侵蝕基準(zhǔn)面只是一個(gè)相對(duì)的概念,因河床的坡降會(huì)受到近期地殼運(yùn)動(dòng)的影響而發(fā)生變化,所以河流要完全達(dá)到侵蝕基

57、準(zhǔn)面是不可能的。向源侵蝕作用向源侵蝕作用就是使河流向源頭方向加長(zhǎng)的侵蝕作用設(shè)想流水沿著原始地面流動(dòng),此時(shí)均一的斜坡上其各段的流速應(yīng)該相同,但是斜面下段的流量比上段、中段要大,因此這里流水的能量最大,下蝕的最快,則首先形成侵蝕凹地。在凹地的上源形成一個(gè)陡坡,使流水的流速增大,下蝕的能力加強(qiáng),這樣就使凹地的坡源逐漸后退。依此類推,河谷便不斷地向源頭方向伸長(zhǎng),這就是向源侵蝕作用的基本過程。側(cè)方侵蝕作用側(cè)方侵蝕作用就是河流破壞兩岸的侵蝕作用。流水侵蝕力最大的主流線不是處于河床中央,而是偏于凹岸,沖擊凹岸。當(dāng)流水以一個(gè)角度沖擊凹岸以后,又會(huì)以同一角度反折向下,去沖擊下一個(gè)凹岸,依此類推。由于凹岸的沖刷與

58、凸岸的堆積,使彎河道的曲度不斷增大。(2)平原河流地形及沖積物平原常為新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的下沉地區(qū),平原河流多以堆積作用為主,河流在其自身堆積的松散沖積層中發(fā)育,水流得以自由擺動(dòng)以塑成適應(yīng)其水力和泥沙條件的河床形態(tài)。不同的河型演變規(guī)律不同,從河流的平面形態(tài)和演變形式,可以分彎曲型(或稱婉蜒型)、微彎型和游蕩型等類型。同一條河流的上、下游各段可為不同河型組成。下面只介紹常見的彎曲型及游蕩型河流。彎曲型河流彎曲型河流也稱自由曲流,是在沖積平原上發(fā)生的曲流外形婉蜒彎曲。微彎型河流微彎型河流的河床通常寬而淺,微有彎曲,兩岸有犬牙交錯(cuò)的邊灘。邊灘向下游移動(dòng)的速度遠(yuǎn)大于凹岸向后退的速度,凹岸受到一些沖刷以后,很快

59、就為上游推移下來的邊灘所掩護(hù),使彎道不致發(fā)展得太大。游蕩型河流游蕩型河流的河道寬而淺,江心多淺灘和沙洲,水流散亂,河道和廢河床密布,主河槽位置極不穩(wěn)定,河漫灘上多縱橫交錯(cuò)的串溝,但就河道總的平面形態(tài)而言,則比較順直,沒有顯著的彎道。(3)山地河流地形及沖積物在山地和丘陵地區(qū),由于復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和堅(jiān)硬的巖層的影響,河床的演變不再單純地由水流和泥沙因素所控制。河谷的形態(tài)主要由地質(zhì)因素所決定,河流的走向墻本上是受構(gòu)造線所制約的,河流不能象在平原地區(qū)那樣,可以在松散的沖積層內(nèi)任意地發(fā)展。河谷地形寬谷與峽谷寬谷與峽谷是山間河谷的主要形態(tài)特征之一,二者于沿河是呈交替狀態(tài)分布的。峽谷往往形成于巖性比較堅(jiān)硬的

60、河段,河谷緊束,邊坡陡峭,谷內(nèi)的河漫灘和階地堆積不發(fā)育,甚至河床堆積物也不多。寬谷往往形成于巖性比較松軟的河段,河谷開闊,有河漫灘和階地分布。不對(duì)稱河谷不對(duì)稱河谷就是河谷的兩岸,其緩陡不一或沖刷擴(kuò)展情況不一,所構(gòu)成的河谷。不對(duì)稱河谷的形成也主要是受地質(zhì)因素所控制。如果河谷一側(cè)的巖性較堅(jiān)硬,另一側(cè)松軟,由于侵蝕強(qiáng)度的差異,易于向松軟巖岸沖刷擴(kuò)展,則形成不對(duì)稱河谷。山間河流的沖積物在一些水流較緩的寬谷段,沖積物具有二元結(jié)構(gòu),其上部的河漫灘常是砂土,具水平層理和斜層理,下部的河床常是礫石層,礫石層中往往含有砂土的夾層或透境體。在流速特大的情況下,缺乏河漫灘沖積物,細(xì)小的淤泥質(zhì)只能在礫石層中滲流,停積

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