《土壤地理學(xué)》復(fù)習(xí)

第1章緒論：土壤：是地球陸地表面具有肥力能夠生長植物的疏松層。土壤質(zhì)量：是土壤生態(tài)界面內(nèi)維持植物生產(chǎn)力、保障環(huán)境質(zhì)量、促進動物與人類健康行為的能力?；蛟谧匀换蛉斯ど鷳B(tài)系統(tǒng)中，土壤具有動植物生產(chǎn)持續(xù)性、保持和提高水質(zhì)、空氣質(zhì)量以及支撐人類健康生活的能力。影響土壤形成發(fā)育的因素有母質(zhì)、氣候、生物、地形及時間，通稱為五大成土因素。土壤剖面是指從地面垂直向下至母質(zhì)的土壤縱斷面；土壤剖面中與地面大致平行的物質(zhì)及形狀相對均勻的的各層土壤，稱為土壤發(fā)生層，簡稱土層，是土壤剖面的基本組成單元土壤剖面之中土層的數(shù)目、排列組合形式和厚度，統(tǒng)稱為土壤剖面構(gòu)造或土壤構(gòu)型。土壤剖面的立體化就構(gòu)成了單個土體。在空間上相鄰、物質(zhì)組成和性狀上相近的多個單個土體便組成聚合土體2：土壤系統(tǒng)簡析：土壤發(fā)育的兩個原因：（1）土壤是一個復(fù)雜的物質(zhì)與能量系統(tǒng)，土壤是由固定物質(zhì)、液體、氣體等多相物質(zhì)和多土層結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜并具有“活性”的物質(zhì)與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。在系統(tǒng)范圍內(nèi)多相物質(zhì)和各土層之間不斷地進行物質(zhì)與能量的遷移、轉(zhuǎn)化與交換，這是推動土壤發(fā)育與變化的內(nèi)因和動力。（2）土壤系統(tǒng)與大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈和人類智慧圈之間不斷地進行物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化與能量交換，這是推動土壤形成和演變的外驅(qū)動力。土壤系統(tǒng)具有高度非線性和可變性特征，是自然界最為復(fù)雜的系統(tǒng)之一。它包含著復(fù)雜多樣的物理、化學(xué)和生物過程，這使得土壤系統(tǒng)永遠不能處于靜止的平衡狀態(tài)。土壤系統(tǒng)界面具有兩個特點：一是土壤系統(tǒng)在地表與大氣圈、水圈、地上生物群落之間的界面比較清楚；二是在地表以下，土壤系統(tǒng)與非土壤系統(tǒng)的界面也即土壤與松散母質(zhì)的界限是逐漸過渡的。土壤圈與全球變化土壤圈：是覆蓋于地球陸地表面和淺水域底部的土壤所構(gòu)成的一種連續(xù)體或覆蓋層，猶如地球的地膜，其在一定程度上類似于生物體的生物膜，通過它與其他圈層之間進行物質(zhì)能量交換。土壤圈是地球表層系統(tǒng)的組成部分，它處于地球表層不同圈層界面及其相互作用的交叉帶，是聯(lián)系有機界與無機界的中心環(huán)節(jié)，也是結(jié)合地理環(huán)境各組成要素的紐帶。（土壤圈的地位）土壤圈物質(zhì)循環(huán)：是指土壤圈內(nèi)部的物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程及其與地球其他圈層之間的物質(zhì)交換過程，如圖1-2所示。（作用）略土壤圈演化與人類社會的發(fā)展土壤對人類社會發(fā)展的直接影響包括：一、土壤為植物光合作用提供并協(xié)調(diào)水分、養(yǎng)分、溫度、空氣等營養(yǎng)條件，以此向人類和陸生動物提供食物、纖維物質(zhì)；二、土壤形成發(fā)育過程可以分解、凈化各種污染物，是人類生存環(huán)境的凈化器。土壤肥力土壤肥力：是指土壤為植物生長發(fā)育供應(yīng)、協(xié)調(diào)營養(yǎng)因素（水分和養(yǎng)分）和環(huán)境條件（溫度和空氣）的能力。自然土和耕種土：一般來說開墾之前的土壤是在自然因素綜合作用下形成的，稱為自然土壤;人類通過有意識地改變土壤與地理環(huán)境要素之間的物質(zhì)能量遷移轉(zhuǎn)化過程，直接參與了土壤的發(fā)育過程，使自然土壤發(fā)育為耕種土壤。土壤自凈能力：土壤自凈能力：是指土壤對進入土壤中的污染物通過復(fù)雜多樣的物理、化學(xué)及生物化學(xué)過程，使其濃度降低、毒性減輕或者消失的性能。土壤的自凈能力包括：（1）物理自凈（2）化學(xué)自凈（3）物理化學(xué)自凈土壤地理學(xué)的研究對象、內(nèi)容及方法土壤地理學(xué)：是以土壤及其與地理環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)系為研究對象，它是研究土壤的發(fā)生發(fā)育、土壤分類及時空分異規(guī)律，進而為調(diào)控、改造和利用土壤資源提供依據(jù)的學(xué)科。土壤地理學(xué)的研究內(nèi)容：）土壤發(fā)生發(fā)育、診斷特性與系統(tǒng)分類。凡用于鑒別土壤類別的，在性質(zhì)上有一系列定量規(guī)定的土層稱為診斷層。凡用于鑒別土壤類別的，具有定量規(guī)定的土壤性質(zhì)（形態(tài)的、物理的、化學(xué)的）稱為診斷特性。）土被結(jié)構(gòu)和全球土壤-地形數(shù)字化數(shù)據(jù)庫（SOTER）3）土壤調(diào)查、制圖和土壤資源評價的研究4）地理環(huán)境、人類活動與土壤圈相互作用5）土壤資源保護及被污染土壤的修復(fù)技術(shù)。土壤資源保護研究的內(nèi)容包括土壤侵蝕、土壤沙化、土壤肥力退化、土壤鹽堿化、土壤酸化、土壤性狀惡化等的防治。土壤修復(fù)技術(shù)是使遭受污染的土壤恢復(fù)正常功能的技術(shù)措施。土壤地理學(xué)的研究方法1）土壤野外調(diào)查與定位研究法；成土環(huán)境、土壤剖面及其診斷特性進行觀察；定位檢測土壤動態(tài)變化。2）實驗室化驗分析與實驗?zāi)M研究方法；如模擬水分、污染物等遷移。3）遙感技術(shù)在土壤調(diào)查中的應(yīng)用；4）數(shù)理統(tǒng)計與SGIS在土壤研究中的應(yīng)用；SGIS：區(qū)域土壤地理信息系統(tǒng)5）土壤歷史發(fā)生研究法。利用地層分析法、同位素測年法、孢子分析、古土壤以及特性分析來研究土壤發(fā)育歷史的變化。第2章土壤固相組成及其診斷特性土壤的組成：土壤是由固相、液相、氣相和土壤生物體四部分組成。土壤礦物:土壤礦物主要來自成土母質(zhì)或母巖，是土壤的主要組成物質(zhì)。土壤礦物構(gòu)成了土壤的“骨骼”，它對土壤組成、性狀和功能具有巨大的影響。按照發(fā)生類型可將土壤礦物劃分為原生礦物、次生礦物、可溶性礦物三大類。原生礦物:直接來源于母巖特別是巖漿巖，它只是受不同程度的物理風(fēng)化作用，而其化學(xué)成分和結(jié)晶構(gòu)造并未改變。硅酸鹽以及鋁硅酸鹽類礦物是土壤中最主要的原始礦物。1：長石類礦物：其占地殼重量的50%~60%，占土壤圈重量的10%~15%。是廣泛存在于土壤中的較穩(wěn)定的原生礦物，多集中于土壤的粗粒之中。2、云母類礦物：云母類礦物占地殼重量的3.8%，按其顏色可以分為白云母、金云母和黑云母。在土壤中白云母不易風(fēng)化，而黑云母極易風(fēng)化分解，故在土壤中細砂或粉粒中常有云母碎片，云母風(fēng)化是植物鉀素的最重要來源。3、橄欖石類礦物：是基性和超基性巖漿巖的重要造巖礦物，在土壤中極易被風(fēng)化為蛇紋石。因含鐵多少顏色可由淺黃綠至深綠。5、氧化物類石英在地殼的含量僅次于長石，占地殼重量的12%。是許多巖漿巖、沉積物和土壤中最常見的礦物。在土壤中石英顆粒表面常被黃棕色的氧化鐵、氧化錳膠膜所包裹，而呈現(xiàn)黃棕色。6、硫化物類土壤中常見的原生硫化物主要是黃鐵礦和白鐵礦，兩者為同質(zhì)異構(gòu)物，分子式為FeS2。黃鐵礦是地殼中常見的硫化物，在各類巖石中都可出現(xiàn)。在土壤中黃鐵礦易于被風(fēng)化為褐鐵礦，并釋放大量硫素供給植物生長發(fā)育之需要。7、磷灰石類磷灰石常以微小晶粒散布于巖漿巖之中，在風(fēng)化與成土過程中磷灰石的分解會逐漸釋放磷化物，這事土壤中植物生長發(fā)育所需磷素的重要來源。2.1.2土壤礦物的形成與轉(zhuǎn)化土壤礦物的風(fēng)化過程：物理風(fēng)化：是指礦物發(fā)生機械破碎，而沒有化學(xué)成分及結(jié)晶構(gòu)造變化的作用。礦物發(fā)生機械破碎主要是由溫度變化及由此產(chǎn)生的水分凍結(jié)與融化等作用所引起的。化學(xué)風(fēng)化：是指礦物在水分、氧氣、二氧化碳等作用下發(fā)生的化學(xué)分解作用?；瘜W(xué)風(fēng)化不僅使礦物的成分、結(jié)晶構(gòu)造、性質(zhì)等發(fā)生改變，而且會產(chǎn)生新的礦物。礦物化學(xué)風(fēng)化表現(xiàn)最突出的是溶解、水化和水解。：溶解：衡量礦物溶解程度的指標有溶解度和溶度積。溶解度：是指在一定溫度下，礦物在100g溶劑中達到飽和狀態(tài)時所能溶解的克數(shù)。溶度積;是指在一定條件下飽和溶液中各離子摩爾濃度或活度的乘積，水化作用:是指礦物晶體表面離子與水化合形成結(jié)構(gòu)不同、易碎散的礦物，這作用有利于礦物的進一步分解。水解作用：是指水電解離出的H+寸礦物的分解作用，它是化學(xué)分解的主要過程，可使礦物徹底分解。影響土壤礦物風(fēng)化的因素土壤礦物的組成、結(jié)晶構(gòu)造及其理化性質(zhì)是影響其風(fēng)化過程和程度的內(nèi)在因素。在地理環(huán)境中水分和溫度，以及環(huán)境介質(zhì)的pH值和Eh值是影響礦物風(fēng)化過程的主要外在因素。一般隨著溫度、濕度和酸度的增加，礦物的化學(xué)風(fēng)化程度亦隨之增強。環(huán)境介質(zhì)的Eh值主要影響含有變價元素的礦物的風(fēng)化過程，如Fe,Mn氧化物在Eh值較高的氧化條件下呈惰性，而在Eh值較低的還原條件下則是可溶化合物。生物對礦物風(fēng)化的影響可歸結(jié)為：植物根系的穿插可加速礦物的機械破碎；生物體所分泌的有機酸，可極大地促進礦物的溶解水解過程。土壤礦物風(fēng)化強度指數(shù)土壤學(xué)中采用土體中某些化學(xué)元素被淋溶的程度來定量刻畫土壤礦物的風(fēng)化程度，常用的有硅鐵鋁率、遷移系數(shù)和風(fēng)化指數(shù)等。硅鐵鋁率:是土體或土壤黏粒部分中的SiO2/R2O3的摩爾數(shù)比率。2.1.3土壤次生礦物原生礦物在風(fēng)化和成土過程中新形成的礦物稱為次生礦物，它包括簡單鹽類、次生氧化物和鋁硅酸鹽類。與原生礦物不同，許多次生礦物具有活動的晶格、呈現(xiàn)高度分散性，并具有強烈的吸附代換性能、能吸收水分和膨脹，因而具有明顯的膠體特性，又稱為黏土礦物。次生礦物的形成過程許多次生礦物是在原生礦物分解過程中，因晶體結(jié)構(gòu)尚未完全解體而降解形成的新礦物。不同的原生礦物在不同環(huán)境中，具體分解過程及其產(chǎn)物是不相同的。還有一些次生礦物是原生礦物晶體徹底分解后，再由其分解產(chǎn)物重新合成、再結(jié)晶形成的新的次生礦物。如硅、鐵、鋁的氧化物凝膠共同沉淀可形成水鋁英石，或單獨結(jié)晶為各種次生氧化物。在沉積巖、冰磧物，黃土母質(zhì)上發(fā)育的土壤可以直接從母巖或母質(zhì)中集成一部分次生礦物。次生礦物的類型:易溶鹽類:由原生礦物脫鹽基過程或土壤溶液中易溶鹽離子析出而形成次生氧化物類:二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵及氧化錳等二氧化硅:主要由土壤溶液中溶解的SiO2在酸性介質(zhì)中發(fā)生聚合凝膠而成，以氧化硅凝膠和蛋白石氧化鋁：是鋁硅酸鹽在高濕高溫條件下高度風(fēng)化的產(chǎn)物，是土壤中極為穩(wěn)定的礦物，其中主要包括三水鋁石(A12O3?3H2O)和一水鋁石(A12O3?H2O>氧化鐵：是原生礦物在高濕、高溫條件下高度風(fēng)化或者在潴水條件下氧化還原的產(chǎn)物。氧化錳：是原生礦物在高濕、高溫條件下高度風(fēng)化或者在潴水條件下氧化還原的產(chǎn)物。次生鋁硅酸鹽次生鋁硅酸鹽是原生礦物化學(xué)風(fēng)化過程中的重要產(chǎn)物，也是土壤中化學(xué)元素組成和結(jié)晶構(gòu)造極為復(fù)雜的次生黏土礦物。次生鋁硅酸鹽類礦物晶體的基本結(jié)構(gòu)單元是若干硅氧四面體連接形成的硅氧片和若干鋁氧八面體連接形成的水鋁片構(gòu)成。蒙脫石類礦物蒙脫石、綠泥石、拜來石等。(5)水云母類礦物：水云母、伊利石等。特點：晶體構(gòu)造屬于2：1型礦物；硅鐵鋁率為4；晶架普遍存在同晶替代，主要產(chǎn)生在硅氧片一般以A13+代Si4+,也有在水鋁片以Mg2卡Fe3+代A13+,保肥能力在蒙脫石與高嶺石之間，伊利石主要吸附的陽離子主要為鉀；不易漲縮，吸濕能性介于蒙脫石與高嶺石之間。3.次生礦物分布的地帶性土壤黏土礦物或來源于成土母質(zhì)，或產(chǎn)生于成土過程。因此，土壤黏土礦物的類型組合隨土壤類型的不同而異，在同一生物氣候條件下，即使成土母質(zhì)不同，土壤中的主要黏土礦物類型仍然大體相同，而伴生礦物會有所不同。但是在一個土壤剖面內(nèi)各個發(fā)生土層的主要黏土礦物會有明顯差異。在中國次生礦物分布的地帶性表現(xiàn)為：新疆、甘肅西部和內(nèi)蒙古西部為水云母地帶；內(nèi)蒙中部、黃土高原北部和東北西部為水云母-蒙脫石地帶；華北大部和東北平原為水云母—蛭石地帶；北亞熱帶濕潤區(qū)為水云母-蛭石-高嶺石地帶；江南丘陵、四川盆地及云貴高原為高嶺石-水云母地帶；華南及云南南部為高嶺石-二三氧化物地帶。2.1.4土壤質(zhì)地1礦物顆粒粒級的劃分土壤礦物質(zhì)是由風(fēng)化與成土過程中形成的不同大小的礦物顆粒組成。其直徑相差很大，從10-1~10-9m不等，不同大小土粒的化學(xué)組成、理化性質(zhì)差異巨大。據(jù)此可將粒徑大小相近、性質(zhì)相似的土粒歸為一類，稱為粒級。世界各國對土壤粒級的劃分標準不盡一致。土壤顆粒分級均采用五大類別：石塊、礫石、砂粒、粉粒和黏粒。隨著粒徑的減小，孔隙度、吸濕量、持水量、比表面面積、膨脹潛能、吸附性能、塑性和粘結(jié)性將增加，而土壤通氣性、透水性、密度將降低。土壤質(zhì)地的劃分自然土壤的礦物是由大小不同的土粒組成的，各個粒級在土壤中所占的質(zhì)量百分數(shù)，稱為土壤質(zhì)地，也稱為土壤的機械組成。土壤質(zhì)地分類及劃分標準世界各國不一。土壤質(zhì)地的劃分國際制和美國制將土壤劃分為砂土、壤土、黏壤土和黏土4類12級；威廉斯-卡慶斯基制將土壤分為砂土、壤土和黏土3類9級；中國將土壤分為砂土、壤土、黏土3類11級。土壤質(zhì)地的適宜性—三種質(zhì)地土壤的性質(zhì)比較：砂土：通氣性、透水性強，保水蓄水保肥性能弱。熱容量小又稱暖性土，土壤有機質(zhì)不易積累，土壤貧瘠，但易耕作，適宜性強，供肥快。黏土：通氣性、透水性差，保水蓄水保肥性能強。熱容量大又稱冷性土，土壤有機質(zhì)易積累，土壤養(yǎng)分含量豐富，但不易耕作，其地表易造成超滲徑流，造成嚴重的水土流失。壤土：居中。（1）大家思考下：什么樣質(zhì)地的土壤最適宜于農(nóng)業(yè)耕種？答：一般來說上砂下黏的土壤有利于耕作、發(fā)苗，又托水保肥，被稱為“蒙金地”。相反上黏下砂，不便耕作，又漏水漏肥。2.2土壤有機質(zhì)：1：定義：土壤有機質(zhì)包括土壤中各種動、植物殘體，微生物及其分解和合成的有機物質(zhì)。2、土壤有機質(zhì)的分類土壤有機質(zhì)可分為兩大類：非特異性土壤有機質(zhì)和土壤腐殖質(zhì)。前者是有機化學(xué)中已知的普通有機化合物，主要來源于動植物和土壤生物的殘體，人類通過使用有機肥也會增加非特異性土壤有機質(zhì)的數(shù)量；后者屬于土壤所特有的、結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜的高分子有機化合物。（1）土壤腐殖質(zhì)的定義與分類定義：腐殖質(zhì)是一種分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗分解性強的棕色或暗棕色無定形膠體物，是土壤微生物利用植物殘體及其分解產(chǎn)物重新合成的一類高分子化合物。土壤腐殖質(zhì)的組成：土壤腐殖質(zhì)主要是由C、H、O、N、S、P等營養(yǎng)元素組成，從化學(xué)元素的含量來看，胡敏酸含C、N、S較富里酸高，而O含量較富里酸低。3土壤有機質(zhì)的來源1）土壤非特異性有機質(zhì)：土壤非特異有機質(zhì)的原始是植物組織。如樹木、灌叢、草類、苔蘚、地衣和藻類；土壤動物如螞蟻、蚯蚓、蜈蚣、鼠類等和土壤微生物是土壤有機質(zhì)的第二個來源，它們分解各種原始植物組織，為土壤提供排泄物和死亡后的尸體。2）土壤特異性有機質(zhì)腐殖質(zhì)是一種分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗分解性強的棕色或暗棕色無定形膠體物，是土壤微生物利用植物殘體及其分解產(chǎn)物重新合成的一類高分子化合物。4土壤有機質(zhì)的作用1）增加土壤的養(yǎng)分含量2）改善土壤顆粒結(jié)構(gòu)，促進團聚體的形成3）為土壤微生物的活動提供大量的養(yǎng)分，提高微生物活性4）改善土壤的保水蓄水性能5）改善土壤內(nèi)部的通氣和溫度狀況6）其他思考：土壤有機質(zhì)中的營養(yǎng)元素如何被植物利用呢？1、土壤有機質(zhì)中含有全面的植物營養(yǎng)元素，在礦化分解過程中，這些營養(yǎng)元素釋放出來供作物吸收利用。2、土壤有機質(zhì)中還含有其他植物和微生物所需的各種營養(yǎng)元素，經(jīng)過微生物的分解可以轉(zhuǎn)化為可被植物吸收利用的無機化合物。3、土壤有機質(zhì)在分解轉(zhuǎn)化過程中，產(chǎn)生的有機酸和腐殖酸對土壤礦物部分有一定的溶解能力，可以促進礦物風(fēng)化，有利于某些養(yǎng)分的有效化。5土壤有機質(zhì)的礦化土壤動植物殘體及土壤腐殖質(zhì)在微生物作用下，分解成簡單有機化合物，以致最終被徹底分解成無機化合物的過程，稱為土壤有機質(zhì)礦化過程。碳水化合物的分解：碳水化合物在好氣條件下產(chǎn)生二氧化碳和水，在嫌氣條件下產(chǎn)生二氧化碳、甲烷和水。氮有機物的分解：土壤中含氮有機物主要為蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)、生物堿等，它們大多數(shù)在土壤中呈非揮發(fā)性、水溶性或膠體狀態(tài)。在測定土壤中不同形態(tài)的氮素時，一般按Bremner法分為殘渣氮、氨態(tài)氮、氨基酸態(tài)氮、氨基糖態(tài)氮和酸解未鑒別氮等。在各種含氮有機物中，結(jié)合態(tài)氨基酸、氨基糖是土壤中已知的主要含氮有機化合物。土壤中含氮有機物轉(zhuǎn)化主要有三個相連而又各異的過程，即氨化、硝化和反硝化過程1）脫氨過程：土壤中含氮有機物無論通過水解、氧化或還原，都可以使氨基酸分解產(chǎn)生氨。2）硝化過程：土壤中產(chǎn)生的氨在亞硝化細菌和硝化細菌的作用下，被氧化成亞硝酸和硝酸。3）反硝化過程：反硝化過程是指硝酸鹽、亞硝酸鹽在無氧條件下被微生物還原成亞硝酸和氮氣的過程。當(dāng)土壤的通氣狀況不良，如土壤淹水或土體緊實而透氣較差時，則發(fā)生反硝化過程。6影響土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素1）土壤有機質(zhì)的類型：A土壤有機質(zhì)的種類、組成及其堆積方式是影響有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要因素。B簡單有機質(zhì)像單糖、有機酸容易分解，而復(fù)雜有機質(zhì)如纖維素和木質(zhì)素則分解緩慢。C另外土壤有機質(zhì)的C/N比值也是影響其轉(zhuǎn)化的重要因素，因為微生物在分解有機質(zhì)時最適宜的C/N比值是25。土壤環(huán)境條件土壤通氣狀況：土壤通氣狀況通過影響微生物種群及其活動來決定有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的速度和方向。如當(dāng)土壤狀況通氣不良時，有機質(zhì)則發(fā)生嫌氣分解，其速度緩慢且分解也不徹底，常產(chǎn)生還原態(tài)產(chǎn)物如甲烷、硫化氫、一氧化碳、氨氣，并伴隨低價態(tài)鐵、錳等有毒有害物的形成，最終制約有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化并危害植物生長。反之，有機質(zhì)分解迅速而徹底，對有效態(tài)養(yǎng)分供應(yīng)有利，但不利于土壤有機質(zhì)的積累并可引起土壤養(yǎng)分流失。土壤水熱狀況：土壤溫度在0~35℃范圍時，隨著溫度的升高微生物活動明顯增強，但溫度高到40℃時，其活動即受到抑制，當(dāng)溫度為30℃，土壤濕度保持在田間持水量的60%~80%時，有機質(zhì)分解強度最大。土壤pH：土壤pH值通過調(diào)節(jié)微生物活動而影響有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化，如在土壤pH值小于6.5時，土壤中真菌活動得到加強，其活動的產(chǎn)物主要以富里酸為多。如在土壤pH值大于6.5時，則適宜于細菌和放線菌活動，其活動的產(chǎn)物主要以胡敏酸為多。2.3土壤固相的物理診斷特性：土壤固相組成的物理診斷特性主要包括土壤結(jié)構(gòu)、密度、孔隙度、土壤顏色和土壤質(zhì)地。土壤結(jié)構(gòu)：土壤固相顆粒很少呈單粒存在，它們經(jīng)常是相互作用而聚積形成大小不同、形狀各異的團聚體，這些團聚體的組合排列稱為土壤結(jié)構(gòu)。土壤結(jié)構(gòu)是成土過程的產(chǎn)物，故不同的土壤及其發(fā)生層都具有一定的土壤結(jié)構(gòu)。土壤結(jié)構(gòu)類型：根據(jù)土壤團聚體（或結(jié)構(gòu)體）的大小及其幾何形態(tài)，可將土壤結(jié)構(gòu)劃分為單粒狀、粒狀、塊狀、柱狀、片狀和大塊狀等類型。單粒狀：指由松散的、未膠結(jié)的土壤顆粒組成粒狀結(jié)構(gòu)：土壤團聚體的三軸等距伸展且呈球狀，并具有平的或彎曲的表面，棱角不明顯。團粒狀結(jié)構(gòu)多出現(xiàn)在土壤表層即A層。包括團粒和微團粒。團粒指的是近似球形的較疏松的多孔小土團，其直徑在0.25-10mm。粒徑在0.25mm以下的則稱為微團粒片狀結(jié)構(gòu)：土壤團聚體沿水平二軸伸展，縱軸極不發(fā)育。常見于干旱土壤的亞表層、耕作土壤的犁底層和受凍融作用影響土壤的底土層。塊狀結(jié)構(gòu)：土壤團聚體三軸平均發(fā)展，外形不規(guī)則，邊面不明顯，多形成于壤質(zhì)的心土層。柱狀結(jié)構(gòu)：土壤團聚體沿縱軸伸展，水平方向的二軸較短且均等。多形成于干旱地區(qū)土壤的底土層和堿土的心土層。棱角不顯的叫柱狀結(jié)構(gòu)體，棱角明顯的叫棱柱狀結(jié)構(gòu)體。大塊狀結(jié)構(gòu)：土壤團聚體三軸平均發(fā)展，外形不規(guī)則，邊面較為明顯且結(jié)構(gòu)體巨大（>20mm）。常見于半干旱半濕潤地區(qū)具有明顯的碳酸鈣淀積土壤的心土層或底土層，以及亞熱帶具有明顯黏粒聚積土壤的心土層。.土壤結(jié)構(gòu)的形成：土壤結(jié)構(gòu)形成的機理：土壤結(jié)構(gòu)形成的基本條件是具有膠結(jié)物質(zhì)和促使土壤顆粒膠結(jié)的作用力，其形成過程包括兩個階段：A土壤黏土礦物、腐殖質(zhì)顆粒之間通過氫鍵、或靜電引力、或表面吸附力、或植物根系擠壓力或凍融擠壓力而相互黏結(jié)、凝聚成原生團聚體（直徑<0.25mm）；原生團聚體在上述力作用下進一步凝聚成團聚體，此時的團聚體由于沒有膠結(jié)物質(zhì)其凝聚，膠結(jié)是不穩(wěn)定的；B團聚體再通過黏粒、或碳酸鈣、或鐵錳膠膜、腐殖質(zhì)、菌絲體、土壤動物代謝等的固結(jié)而成為水穩(wěn)性的團聚體。衡量土壤結(jié)構(gòu)狀況的指標是土壤團聚體的穩(wěn)定性和空隙性。其中穩(wěn)定性一方面是指團聚體對機械壓力的穩(wěn)定程度，另一方面是指團聚體遇水浸泡后的穩(wěn)定性。團粒結(jié)構(gòu)在土壤肥力中的作用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上最有價值的土壤結(jié)構(gòu)型是水穩(wěn)性的團粒結(jié)構(gòu)，其主要原因有：（1）具有團粒結(jié)構(gòu)的土壤的總空隙可以高達55%，其中毛管孔隙度為40%，非毛管孔隙度為60%，空隙的比例較為適宜，而且在土壤的分布均勻，大小相間分布；2）由于有團粒結(jié)構(gòu)的土壤較好地解決了土壤水分和空氣同時存在的矛盾，因而就能夠較好地調(diào)節(jié)土壤導(dǎo)熱性、熱容量狀況，使土壤溫度變化較為穩(wěn)定和適度；3）具有團粒結(jié)構(gòu)的土壤，有機質(zhì)和各種養(yǎng)分的含量都比較豐富；4）黏著性、粘結(jié)性和可塑性較小，有利于耕作。土壤密度：土壤密度，傳統(tǒng)土壤學(xué)中又稱為土壤容重，是指單位容積原狀土壤的質(zhì)量（風(fēng)干），常用pb表示，單位是g/cm3。土壤孔隙度：由于土壤固相是由大小、形狀不同的顆粒、微團聚體以及結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的分散系，它們之間的組合是通過點或面相互間的接觸關(guān)系，因而就形成了大小不同、外形不規(guī)則和數(shù)量不等的空隙，即土壤空隙，它們通常被土壤溶液和土壤空氣所占據(jù)。土壤孔隙度（Porosity）是指單位原狀容積土壤中孔隙所占容積的百分數(shù)，常用①（％）表示。土壤磁性：是土壤各組分磁性綜合反映。常以磁化率、飽和磁化率、剩余磁化率表示。土壤顏色：是土壤物質(zhì)成分和內(nèi)在性質(zhì)的外部反映，是土壤發(fā)生層次外表形態(tài)表征最顯著的標志。土壤圈物質(zhì)循環(huán)土壤圈物質(zhì)循環(huán)主要是指土壤圈內(nèi)部的物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程，以及土壤圈與地球其他圈層之間的物質(zhì)交換過程。其中土壤營養(yǎng)兀索1氮素循環(huán)氮是所有活有機體主要營養(yǎng)元素之一，氮素的生物學(xué)效應(yīng)表現(xiàn)在：通氮素是構(gòu)成植物葉綠素的成分之一；存氮素是構(gòu)成生物體內(nèi)各種氨基酸的基本成分，也是合成蛋白質(zhì)的基本元素；存植物通過光合作用合成碳水化合物時需要利用氮素；存氮素也是形成生物體內(nèi)酵酶素的基本成分；存土壤中的氮素能刺激植物根的生長、促進根系對其他營養(yǎng)元素的吸收和利用。大量氮素被投入農(nóng)田，容易引起富營養(yǎng)化、農(nóng)產(chǎn)品和飲用水中硝態(tài)氮濃度提高，臭氧層破壞等。a土壤氮素輸入：進入土壤中氮素的天然來源是大氣圈，其通過兩個主要途徑進入土壤：1大氣圈中雷電作用、光化學(xué)作用、火山活動、森林火災(zāi)所形成的硝態(tài)氮通過干濕沉降過程；2固氮微生物吸收并固定大氣圈中的氮氣合成有機物，并以有機氮或NH4珞氮素方式輸入土壤。b氮素的存留與轉(zhuǎn)化c生物吸收d生物歸還e氮素失散2碳素循環(huán)3磷素循環(huán)4硫素循環(huán)第二章課后作業(yè).影響土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素？答1)土壤有機質(zhì)的類型：A土壤有機質(zhì)的種類、組成及其堆積方式是影響有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要因素。B簡單有機質(zhì)像單糖、有機酸容易分解，而復(fù)雜有機質(zhì)如纖維素和木質(zhì)素則分解緩慢。C另外土壤有機質(zhì)的C/N比值也是影響其轉(zhuǎn)化的重要因素，因為微生物在分解有機質(zhì)時最適宜的C/N比值是25。2)土壤環(huán)境條件：a土壤通氣狀況：b土壤水熱狀況：.簡述土壤質(zhì)地對肥力的影響，那種質(zhì)地對肥力更有利？土壤質(zhì)地是根據(jù)土壤的顆粒組成劃分的土壤類型。土壤質(zhì)地一般分為砂土、壤土和粘土三類，其類別和特點，主要是繼承了成土母質(zhì)的類型和特點,又受到耕作、施肥、排灌、平整土地等人為因素的影響，是土壤的一種十分穩(wěn)定的自然屬性，對土壤肥力有很大影響。其中，砂土抗旱能力弱，易漏水漏肥，因此土壤養(yǎng)分少，加之缺少粘粒和有機質(zhì)，故保肥性能弱，速效肥料易隨雨水和灌溉水流失，而且施用速效肥料效猛而不穩(wěn)長，因此，砂土上要強調(diào)增施有機肥，適時追肥，并掌握勤澆薄施的原則；粘土含土壤養(yǎng)分豐富，而且有機質(zhì)含量較高，因此，大多土壤養(yǎng)分不易被雨水和灌溉水淋失，故保肥性能好，但由于遇雨或灌溉時，往往水分在土體中難以下滲而導(dǎo)致排水困難，影響農(nóng)作物根系的生長，阻礙了根系對土壤養(yǎng)分的吸收。對此類土壤，在生產(chǎn)上要注意開溝排水，降低地下水位，以避免或減輕澇害，并選擇在適宜的土壤含水條件下精耕細作，以改善土壤結(jié)構(gòu)性和耕性，以促進土壤養(yǎng)分的釋放；壤土兼有砂土和粘土的優(yōu)點，是較理想的土壤，其耕性優(yōu)良，適種的農(nóng)作物種類多。.簡述土壤結(jié)構(gòu)類型，為什么說團粒結(jié)構(gòu)是好的結(jié)構(gòu)？A單粒狀b粒狀結(jié)構(gòu)c片狀結(jié)構(gòu)d塊狀Z§構(gòu)e柱狀結(jié)構(gòu)土壤團粒結(jié)構(gòu)是由若干土壤單粒粘結(jié)在一起形成為團聚體的一種土壤結(jié)構(gòu)。因為單粒間形成小還、團聚體間形成大孔隙，所以與單粒結(jié)構(gòu)相比較，其總孔隙度較大。小孔隙能保持水分，大孔隙則保持通氣，團粒結(jié)構(gòu)土壤能保證植物根的良好生長，適于作物栽培。團粒是由多種微生物分泌的多糖醛酸黃、粘粒礦物以及鐵、鉛的氫氧化物和腐殖質(zhì)等膠結(jié)而成的。總之土壤團粒結(jié)構(gòu)是通過干濕交替、溫度變化等物理過程，化學(xué)分解和合成等化學(xué)過程，高等植物根、土壤動物和菌類的活動等生物過程以及人為耕作等農(nóng)業(yè)措施因素而形成的，其中以人類耕作等農(nóng)業(yè)措施對土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成影響最大。第3章土壤流體組成及其診斷特性土壤空氣及其運動土壤空氣的來源和組成：土壤空氣是土壤的重要組成成分，它和土壤水分共同存在于土壤孔隙之中，是影響土壤肥力與土壤自凈能力的因素之一。土壤空氣的組成與大氣層中空氣的組成有明顯的不同。來源：土壤空氣來源于近地大氣層，經(jīng)過土壤微生物的改造，即土壤微生物及有機質(zhì)分解過程消耗了O2而釋放CO2雖然與土壤空氣仍有近似之處，但已經(jīng)有明顯的區(qū)別。土壤空氣的成分很大程度上取決于土壤有效孔隙的數(shù)量、土體中生物化學(xué)反應(yīng)速度和氣體交換速度。土壤空氣的成分對生物活動的影響：土壤通氣狀況不良對土壤微生物活動影響強烈，只有嫌氣性和兼性微生物能在通氣不良條件下進行正?；顒?，它們能夠利用化合態(tài)的氧，最終會在土壤中產(chǎn)生Fe2+、Mn2太H2sCH4等還原性物質(zhì)，這些物質(zhì)對高等植物常常是有毒的：2:土壤通氣不良會對高等植物活動帶來許多危害。如制約植物特別是植物根系的生長、阻礙植物根系對水分和養(yǎng)分的吸收。土壤氣體的交換過程：土壤中不斷進行的動植物呼吸作用和微生物對有機質(zhì)物的生物化學(xué)分解作用，使得土壤空氣中O2不斷消耗和CO2逐漸累積，其結(jié)果是土壤空氣中02、CO2濃度與近地層大氣中02CO2濃度之間差異的擴大，這樣必然引起02、C04體分子擴散的發(fā)生。土壤與近地大氣之間02和C02的擴散過程稱為土壤呼吸作用。土壤與近地大氣層之間氣體交換應(yīng)具備兩個基本條件：一、土壤固相物質(zhì)部分有足夠的空隙，容許氣體的進入與排除；二、必須具備促使氣體進入或排除這些孔隙的原動力，即土壤空氣與近地大氣層之間不同氣體的濃度梯度、近地大氣層空氣的湍流運動。影響土壤氣體交換過程的因素有：1近地大氣層的氣壓、風(fēng)速、溫度和土壤溫度的變化；2土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和土壤空隙狀況3氣層間氣土壤水分狀況直接影響土壤中容許空氣進出孔隙的多少，影響土壤和大體交換的速度4土壤有機質(zhì)含量及使用有機肥狀況，會消耗土體內(nèi)氧氣的總量，并增加土體內(nèi)二氧化碳的總量，加大二者的濃度梯度，從而加速土壤氣體交換。土壤熱量狀況土壤熱量狀況是土壤的重要物理性狀之一。影響土壤熱量狀況的主要因素有：①土壤吸收的凈熱量；②使土壤溫度變化所需熱量；③土壤水相態(tài)轉(zhuǎn)化及其擴散所需熱量；④土壤物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化所消耗或釋放的熱量。土壤熱量來源與熱量平衡土壤熱量來源于太陽輻射、地?zé)?、土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程所釋放的化學(xué)能以及人們在耕作過程中所施加的化學(xué)能等。對自然土壤而言，太陽輻射能是土壤熱量的最主要來源，其余途徑提供的能源對土壤熱量貢獻作用很少。土壤熱學(xué)性質(zhì)土壤熱容量包括質(zhì)量熱容量和容積熱容量土壤質(zhì)量熱容量是指單位質(zhì)量的土壤溫度每升高或者降低1開氏度所吸收或

釋放的熱量。土壤容積熱容量則是指單位體積的原狀土壤溫度每升高或降低1開氏度所吸收或釋放的熱量。土壤水分含量腐殖質(zhì)含量是決定土壤熱容量的主要因素干燥的砂質(zhì)土壤溫度變化劇烈，故稱之為“暖性土”，而水分含量高的泥炭土及黏土溫度升降相對緩慢，稱之為“冷性土”因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，針對春季過濕的土壤常采用排水、耕作散墑的方法以降低土壤熱容量，盡快提高土壤溫度。土壤導(dǎo)熱率：是指在單位截面、垂直截面的單位距離土壤溫度相差1開氏度、單位時間內(nèi)所傳導(dǎo)的熱量（影響土壤導(dǎo)熱率的主要因素有土壤緊實度、土壤孔隙狀況和土壤水分含量。土壤越緊實、孔隙度越小、水分含量越高其導(dǎo)熱率越高。）土壤熱擴散率：土壤熱擴散率是指給土壤施加一定的熱量，并通過擴散形式傳送熱量至土壤其他部分，所引起的土壤溫度隨時間的變化速率（對于干燥土壤，其水分含量開始增加時，土壤熱擴散率因為其導(dǎo)熱率增高而變大；當(dāng)土壤水分含量增加到一定程度后，雖然土壤導(dǎo)熱率可能還在增高，但這時土壤容積熱容量亦急劇增大，其結(jié)果導(dǎo)致土壤熱擴散率降低）.2.3土壤溫度狀況：土壤溫度變化：白天：略黑夜：表土接受大氣逆輻射小于表土發(fā)送的長波輻射時，表土將出現(xiàn)熱量虧損，心土層和底土層的熱量將向表層傳遞，這就引起了不同深度土壤層次土壤溫度的日變化。（土壤日變化與時間氣溫、土壤含水量、質(zhì)地、孔隙狀況等密切相關(guān)。）土壤溫度狀況：土壤溫度狀況不僅決定著土壤中物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程、土壤肥力特征，而且，對于區(qū)域水分循環(huán)過程也具有重要的影響。思考：您所知道的提升土壤溫度的農(nóng)業(yè)措施有哪些？答：排水，是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，針對春季過濕的土壤常采用排水、耕作散墑的方法以降低土壤熱容量，盡快提高土壤溫度。.3土壤水分及其特性：水分是土壤的重要組成部分之一，土壤水分含量對土壤形成發(fā)育過程及肥力水平高低都有重要的影響作用。土壤水分狀況及其運動規(guī)律是土壤地理學(xué)、資源環(huán)境科學(xué)的重要研究內(nèi)容之一。幾個概念：1一般將水汽在地表和土壤空隙中或作物枝葉上遇冷凝結(jié)所形成的水稱為凝結(jié)水。2壤中流：沿土壤中相對不透水層界面流動的水流。主要發(fā)生在不同層次土壤或有機質(zhì)的不連續(xù)界面上。3土壤包氣帶：地面以下潛水面以上的地帶。也稱非飽和帶。4潛水：埋藏于地表以下第一個穩(wěn)定隔水層之上具有自由水面的重力水。3.3.2土壤水類型：固態(tài)水3.3.2土壤水類型：固態(tài)水—土壤水凍結(jié)時形成的冰晶。構(gòu)水。）汽態(tài)水— 存在于土壤空氣中的水蒸汽。束縛水— 又分為吸濕水（緊束縛水）和膜狀水（松束縛水）達到最大量，此時土壤的含水量稱為最大吸濕量或吸濕系數(shù)依據(jù)土壤顆粒表面力和水分子引力而吸附和保持的水層，稱為（土壤在水汽相對飽和的環(huán)境中（相對濕度100%）吸持水分子可）薄膜水、或松束縛水。自由水—又分為毛管水、重力水和地下水。1:毛管水就是指借助于毛管力（勢），吸持和保存土壤孔隙系統(tǒng)中的液態(tài)水,又分為懸著水和支持毛管水。2:借助重力作用下能在土壤的非毛管孔隙中移動或沿坡向側(cè)滲的水稱為重力水。2土壤或母質(zhì)中有不透水層存在時，向下滲漏的重力水會在其上的土壤孔隙中聚積起來，形成一定厚度的水分飽和層，其中的水可以流動，稱為地下水。2土壤水分的有效性:土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其難易程度。不能被植物吸收利用的水稱為無效水,能被植物吸收利用的水稱為有效水。常用的土壤含水量的測試技術(shù)：1.烘干法2.中子法（核技術(shù)法）3.TDR法（電磁技術(shù)法）3.3.3土水勢是指單位水量從一平衡的土-水系統(tǒng)移動到與它同溫度而處于參比狀態(tài)的水池時所作的功。土水勢包括：基質(zhì)勢壓力勢滲透勢重力勢總水勢3土壤持水曲線土壤含水量和基質(zhì)勢之間的關(guān)系是重要的土壤物理特性，土壤水的基質(zhì)勢（水吸力）是隨土壤含水量而變化的，其關(guān)系做成相關(guān)的曲線就是土壤水分特征曲線，又稱為土壤持水曲線。（不同質(zhì)地的土壤，其土壤的持水曲線各不相同。）1:土壤持水曲線還受土壤結(jié)構(gòu)的影響2溫度對于土壤持水曲線也有影響注意：從飽和點土壤水吸力最小時起始，逐漸增加土壤水吸力，使土壤含水量不斷減少所得到的曲線，與由干燥點起始不斷增加土壤水含量、減少土壤水吸力所得到的曲線是不重合的，這就是滯后現(xiàn)象。土壤持水曲線表示了土壤的基本特征，有重要的使用價值：可以利用它進行土壤水吸力和含水率之間的換算；土壤持水曲線還可以間接地反映出土壤孔隙大小的分布；土壤持水曲線可以用來分析不同質(zhì)地土壤持水性和土壤水分的有效性；應(yīng)用數(shù)學(xué)物理方法對土壤中的水分運動進行定量分析時，土壤持水曲線是重要的參數(shù)。3.3.4土壤水分狀況周年內(nèi)土壤剖面中各土層的含水量及其變化過程，是土壤水分循環(huán)過程的集中表現(xiàn)，它是土壤水量平衡和土壤水文過程共同作用的結(jié)果，稱之為土壤水分狀況。3.4土壤分散系及其特征3.4.1土壤分散系的概念及分類1土壤分散系的概念1在復(fù)雜綜合體的科學(xué)研究上，常選取復(fù)雜綜合體的一部分作為研究的對象，稱之為體系。2如果一個體系中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的任何均勻部分，且同其他部分有一定的界面分隔開來的叫做一個相，只含有一個相的體系稱為均勻體系或單相體系。3自然土壤中一般均包含多個相，且相與相之間都有界面分開，這種體系叫做不均勻體系或多相體系。4當(dāng)某種土壤物質(zhì)微粒子（如陰陽離子、單分子、對分子或多分子聚合體）分布在土壤液態(tài)水之中，就構(gòu)成了土壤分散系。其中被分散的土壤微粒子稱為分散質(zhì)，起分散作用的土壤液態(tài)水稱為分散劑。3.4.2土壤膠體的類型及性質(zhì)①土壤礦質(zhì)膠體②有機膠體③有機-無機復(fù)合膠體。土壤比表面積面積是指單位質(zhì)量土壤顆粒所有表面面積的總和2土壤膠體內(nèi)部的分子在各方向上都與它相同的分子相接觸，受到的吸引力各方向相等；而處于土壤膠體表面的分子所受到內(nèi)部相同分子的引力，與其受到介質(zhì)分子的引力不相同，從而使膠體表面分子具有一定的自由能，即表面能。3土壤膠體的凝聚-分散性，因土壤膠體比表面面積和表面能較大，膠體微粒之間就有相互吸引、凝聚的趨勢，這就是土壤膠體的凝聚性。但是在土壤溶液中，膠體微粒常常帶有負電荷，故膠體微粒之間又因帶相同的電荷而相互排斥。土壤膠體的離子交換吸附在土壤膠體雙電層的擴散層中，補償離子可以和介質(zhì)溶液中相同電荷的離子以離子價為依據(jù)進行等價交換，稱為離子交換。離子交換作用包括陽離子交換吸附作用和陰離子交換吸附作用。水化作用是物質(zhì)與水發(fā)生化合的反應(yīng),又稱水合作用，一般指分子或離子的水合作用。其中當(dāng)鹽類溶于水中生成電解質(zhì)溶液時，離子的靜電力破壞了原來的水結(jié)構(gòu)，在其周圍形成一定的水分子層，稱為水化。注意：植物吸收的最大特點是具有生物放大的功能，即植物能夠逆濃度梯度攝取和累積化學(xué)元素。土壤的酸度按照土壤中H+eA13+的存在形式和測定方法的不同，可將土壤酸度分為活性酸度和潛在酸度兩類。3.5.1土壤肥力的系統(tǒng)分析土壤肥力是指土壤為植物正常生長發(fā)育提供并協(xié)調(diào)營養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境條件的能力。它是土壤

的綜合屬性和基本功能。土壤中植物養(yǎng)分、水熱的輸入、輸出與儲存之間的相互作用，是土壤肥力的核心所在。作業(yè)：1.土壤水的類型答：固態(tài)水一土壤水凍結(jié)時形成的冰晶。（固態(tài)水包括化學(xué)結(jié)合水和冰，其中化學(xué)結(jié)合水又分為結(jié)晶水和組構(gòu)水。）汽態(tài)水一存在于土壤空氣中的水蒸汽。束縛水一又分為吸濕水（緊束縛水）和膜狀水（松束縛水）汽態(tài)水一存在于土壤空氣中的水蒸汽。束縛水一又分為吸濕水（緊束縛水）和膜狀水（松束縛水）達到最大量，此時土壤的含水量稱為最大吸濕量或吸濕系數(shù)依據(jù)土壤顆粒表面力和水分子引力而吸附和保持的水層，稱為。（土壤在水汽相對飽和的環(huán)境中（相對濕度 100%吸持水分子可）薄膜水、或松束縛水。.土壤酸度的表示方法。答：土壤溶液中氫離子濃度的直接反映，又稱為有效酸度，通常用pH表示..土壤緩沖性及其形成原成。答；‘土壤緩沖性能是指土壤具有緩和其酸堿度發(fā)生激烈變化的能力，它可以保持土壤反應(yīng)的相對穩(wěn)定，為植物生長和土壤生物的活動創(chuàng)造比較穩(wěn)定的生活環(huán)境，所以土壤的緩沖性能是土壤的重要性質(zhì)之一。原因：1、土壤膠體的代換性能土壤膠體上吸收的鹽基離子多，則土壤對酸的緩沖能力強；當(dāng)吸附的陽離子主要為氫離子時，對堿的緩沖能力強。2、土壤中有多種弱酸及其鹽類弱酸種類如：碳酸、重碳酸、硅酸和各種有機酸。3、兩性有機物質(zhì)氨基酸是兩性化合物，氨基可中和酸，竣基可中和堿。4、兩性無機物質(zhì).影響土壤氧化還原狀況的因素。答：影響土壤氧化還原電位的主要因素有：（1）土壤通氣性。（2）土壤水分狀況。（3）植物根系的代謝作用。（4）土壤中易分解的有機質(zhì)含量。思考：1.試闡述土壤呼吸過程的機制，并指出土壤呼吸與生物呼吸的差異何在。答：土壤呼吸是指是指土壤釋放二氧化碳的過程，包括三個生物學(xué)過程（即土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤動物呼吸）和一個非生物學(xué)過程，即含碳礦物質(zhì)的化學(xué)氧化作用。.從系統(tǒng)觀點分析土壤肥力各因子間的關(guān)系。答：土壤肥力受到生物、氣候、母質(zhì)、地形、時間和人為因素的影響，是土壤的物理、化學(xué)和生物特征的綜合表現(xiàn)。土壤水分一般是肥力因素的關(guān)鍵因素或主導(dǎo)因素，土壤水分不僅為作物生長發(fā)育之必需，而且還可以通過控制土壤水分狀況來使肥、氣、熱關(guān)系協(xié)調(diào)。但事物的變化是復(fù)雜的，水、肥、氣、熱肥力因素是互相影響的、相互制約的。在不同的條件下，肥力的主導(dǎo)因素也有不同。土壤空氣對土壤微生物活動和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化有密切關(guān)系，對作物根系發(fā)育亦有影響。另外，土壤空氣狀況影響土壤微生物的活動和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，土壤通氣不良，有利于病菌滋生，引起作物感染病害，影響作物生長，降低產(chǎn)量。土壤溫度對作物生育和土壤中微生物活動以及各種養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、土壤水分蒸發(fā)和運動都有很大影響，土溫過低，微生物活動減弱,甚至完全停止，有機質(zhì)難于分解，有效養(yǎng)分缺乏。8、土壤微生物在土壤中作用。第四章：作業(yè)：1簡述土壤發(fā)生學(xué)理論的基本觀點。答：強調(diào)土壤與成土因素和地理景觀之間的相互關(guān)系，以成土因素及其對土壤的影響作為土壤分類的理論基礎(chǔ)，同時也結(jié)合成土過程和土壤屬性作為土壤分類的依據(jù)。論述1試論述六大成土因素在土壤形成過程的作用。答：氣候影響土壤形成方向和強度的基本因素之一。氣候直接影響土壤的水熱狀況；影響土壤中礦物質(zhì)、有機質(zhì)及其產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化、遷移，淋溶和淀積過程。不同的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。生物影響土壤發(fā)生、發(fā)育最活躍的因素。包括植物、動物和土壤中的微生物。①植物。能有選擇地吸收分散于母質(zhì)、水圈和大氣中的營養(yǎng)元素，利用太陽能制造有機質(zhì)。陸地上植物每年形成的生物量約為4.5X1011噸。不同植物類型每年吸收和釋放的各種礦物不同，冰沼地、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，一般說來亞熱帶常綠闊葉林多于溫帶夏綠闊葉林，溫帶夏綠闊葉林又多于寒帶針葉林，草甸多于草甸草原，草甸草原多于干草原，干草原多于半荒漠和荒漠。大部分植物有機質(zhì)集中于土壤表層，但也有相當(dāng)數(shù)量的生物有機質(zhì)集中于土壤的30?50厘米處。在總植物量中，根部有機質(zhì)占20?30%左右。②微生物。能充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，是土壤物質(zhì)生物循環(huán)的重要一環(huán)，改造了母質(zhì)，推動了成土過程。③動物。土壤動物的種類、數(shù)量繁多，動物的有機殘體也是土壤有機質(zhì)來源，參與了土壤腐殖質(zhì)的形成過程。此外，動物對土壤的組成、形態(tài)特征也有很大作用。例如，每公頃土壤中蚯蚓數(shù)量可由25萬到100萬條以上，一年內(nèi)平均翻東土壤約20噸/公頃，并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，改善了土壤結(jié)構(gòu)，提高了肥力。土壤中動物的挖掘活動造成許多大小不同的孔穴，增強了土壤的透水性、通氣性和松緊度。俄國土壤學(xué)家B。Po威廉斯繼承和發(fā)展了道庫恰耶夫土壤形成因素學(xué)說，認為生物是土壤形成的主導(dǎo)因素，并指出土壤的本質(zhì)特性是肥力，而肥力是土壤形成過程中由生物（主要指綠色植物和微生物）創(chuàng)造的。母質(zhì)形成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，在氣候和生物的作用下，由母質(zhì)表層開始逐漸形成土壤。母質(zhì)的礦物、化學(xué)組成，對土壤的形成、性狀和肥力有一定影響，尤其是對風(fēng)化和成土過程處于初級階段的土壤，可加速或延緩?fù)寥赖男纬蛇^程，如石灰?guī)r上發(fā)育的石灰土（見初育土）。不同成土母質(zhì)形成的土壤，養(yǎng)分含量不同，如鉀長石風(fēng)化所形成的土壤有較多的鉀。母質(zhì)的機械組成直接影響土壤的質(zhì)地。非均質(zhì)母質(zhì)造成水分在土壤中運行狀況不均一性，影響土壤中物質(zhì)的淋溶和淀積過程。地形①與母質(zhì)的關(guān)系。不同的地形部位可有不同類型的成土母質(zhì)，如山地上部或臺地上，母質(zhì)主要是殘積物；坡地和山麓的母質(zhì)多為坡積物；山前平原的沖積錐或洪積扇，成土母質(zhì)為洪積物；在河流階地、泛濫平原、沖積平原、湖泊周圍和海濱附近地區(qū)，相應(yīng)的母質(zhì)為沖積物、湖積物和海積物。②和水熱條件的關(guān)系。地形影響水熱狀況和物質(zhì)的再分配。在坡度較陡的山地，降水大部分成為地表徑流，從高處流向低處，土壤遭受侵蝕；在地勢平坦或低洼處，降水多滲入土壤，常發(fā)生物質(zhì)堆積。不同地形部位，對太陽輻射的吸收不同和地面輻射也不同，影響地表溫度差異。③和土壤發(fā)育、地理分布的關(guān)系。以山地影響最明顯。由于山地地勢高、坡度大，特殊的水熱狀況形成了與平地不同的土壤類型。隨河谷地貌的演化，在不同地形部位上，經(jīng)常依次構(gòu)成水成土（潛水位較高）、半水成土（受潛水的一定影響）和不受潛水影響的土壤。時間決定土壤形成的母質(zhì)、氣候、生物和地形等因素作用的強弱受時間因素的制約。土壤的年齡分為絕對年齡與相對年齡。①土壤的絕對年齡。從在當(dāng)?shù)匦嘛L(fēng)化的母質(zhì)或新沉積物上開始發(fā)育的時候算起。一般認為現(xiàn)存最古老的土壤出現(xiàn)于第三紀，絕對年齡達數(shù)千萬年，但是為數(shù)不多。絕大部分現(xiàn)代土壤的年齡為數(shù)千年。歐美大陸在第四紀時曾出現(xiàn)大陸冰蓋，那里的土壤大都在第四紀冰期后才發(fā)育形成。中國和澳大利亞古陸在第四紀時僅出現(xiàn)山岳冰川（見冰川），沒有大陸冰蓋，土壤的絕對年齡比較老。最古老的土壤見于低緯地區(qū)，那里沒有受冰川作用，如果未受破壞和侵蝕，其土壤年齡可達數(shù)十萬年或數(shù)百萬年或更遠。古地理學(xué)家從地球化學(xué)方面研究，認為在加拿大古陸震旦紀地層中還分布著古土壤。②土壤的相對年齡。一般由土壤剖面分異程度來確定。土壤剖面發(fā)生層次明顯、剖面構(gòu)型完整和層次厚度較大的，其發(fā)育程度較高。而剖面分異不明顯，剖面構(gòu)型簡單土層較薄的，則相對年齡較短。一般說，土壤的絕對年齡大，相對年齡也大。但有的土壤雖經(jīng)歷時間很長，由于某種原因，其發(fā)育程度仍停留在較低階段。人為成土因素人類對土壤的影響具有雙向性。人既是土壤的改良者，又是破壞者?？赏ㄟ^改變某一成土因素或各因素間的對比關(guān)系，來控制土壤發(fā)育的方向，強化或抑制成土過程。如灌溉和排水可改變自然土壤的水熱條件，從而改變土壤中物質(zhì)的運動過程。此外，通過耕作、施肥（包括施用有機六肥、無機肥和多種農(nóng)藥）和灌溉等農(nóng)業(yè)措施，可直接影響土壤發(fā)育、組成和特性的變化。合理的利用管理土壤，可保持和提高土壤肥力；反之，將導(dǎo)致土壤退化，肥力下降，甚至形成沙化、次生鹽漬化或沼澤化。因此有人認為，人類的生產(chǎn)活動應(yīng)列為第成土因素。根據(jù)土壤的最新研究成果，BoAo科夫達還提出新構(gòu)造運動、火山活動和地震活動是影響土壤形成的深部因素。第五章：作業(yè)：1簡述地表物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的主要形式。答：與成土過程相關(guān)的地表元素遷移轉(zhuǎn)化過程歸并為：溶解遷移、還原遷移、配合遷移、懸浮遷移和生物遷移5種主要形式。溶解遷移是指地表風(fēng)化殼或土體中的物質(zhì)與水相互作用形成真溶液，并隨水溶液遷移的過程。還原遷移是指在地表漬水的情況下，風(fēng)化殼及土壤與大氣之間的氣體交換受阻，微生物活動又不斷消耗地表水中的溶解氧而形成的還原條件，致使某些可變價態(tài)元素被還原而隨水遷移的形式。配合遷移是指金屬離子與電子給予體的離子或分子之間通過配位鍵形成的配合物隨水遷移的過程。懸浮遷移是指次生鋁硅酸鹽黏粒分散于水體中所形成的懸浮液隨滲漏水下移或測流。生物遷移是指化學(xué)元素被生物有機體吸收、不斷地向有機體集中并形成有機化合物在地表遷移與積累，以及有機體被微生物分解并重新返回地理環(huán)境的過程。2影響地表物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程的因素有哪些？答：太陽輻射能是驅(qū)動表生作用的主要原動力，影響地球表層系統(tǒng)中化學(xué)元素遷移轉(zhuǎn)化的內(nèi)在因素是原子結(jié)構(gòu)及其化合物的性質(zhì)，環(huán)境條件如氣候條件、水文地質(zhì)條件、土壤有機質(zhì)含量、地表水系統(tǒng)的物質(zhì)組成及其介質(zhì)的PH值、Eh值、電導(dǎo)率等也對地表元素遷移轉(zhuǎn)化過程具有重要的影響。2土壤形成過程的實質(zhì)是什么？答：土壤形成過程實質(zhì)上是生物積累過程和地球化學(xué)過程的對立和統(tǒng)一。土壤的基本形成過程有哪些？.畫圖說明土壤剖面構(gòu)型的一般綜合圖式。第4章土壤形成因素學(xué)說第4章土壤形成因素學(xué)說2成土因素學(xué)說的基本原理：土壤是成土因素綜合作用的產(chǎn)物隱域土又稱非地帶性土壤，是美國及我國早期土壤分類的土綱之一。指在地區(qū)性因素（母質(zhì)、地形、水文地質(zhì)等）作用下，呈斑塊狀散布于地帶性土壤之中的土壤。成土因素的同等重要性和不可替代性：程。成土因素學(xué)說認為，所有的成土因素始終是同時地、不可分割地影響著土壤的發(fā)生和發(fā)育，它們同等重要地和不可替代地參與了土壤的形成過（討論在土壤形成過程中那一個因素起著最重要的作用是無益的。）成土因素的時空分異與土壤演化：成土因素學(xué)說認為土壤是永遠發(fā)展變化的，即隨著成土因素的變化土壤也在不斷變化，土壤有時進化，有時退化甚至消亡，這取決于成土因素的變化特征。隨著時間和空間的不同，成土因素及其組合方式也會有所改變，故土壤也跟著不斷地發(fā)生變化，這樣就肯定了土壤是一個動態(tài)的自然體，也是一個有生有滅的自然體。B.B.波雷諾夫和B.A.柯夫達提出的土壤歷史發(fā)生學(xué)認為，自然界各種土壤都有一定的歷史發(fā)生規(guī)律。第一時期，風(fēng)化物喪失氯和硫的化合物；第二時期，風(fēng)化物散失了堿金屬和堿土金屬元素的鹽離子；第三時期，是殘積黏土?xí)r期即硅鋁化時期；最后是富鋁化時期，大量積累鐵鋁氧化水化物。按土壤地球化學(xué)風(fēng)化演化階段，將土壤劃分為鹽漬土、碳酸鹽土、硅鋁土和富鋁土等不同類型。庫比納依據(jù)土壤剖面形態(tài)發(fā)育階段劃分土壤類型，也屬于土壤歷史發(fā)生學(xué)范疇，與側(cè)重從地理成土因子研究土壤形成過程的觀點（土壤地理發(fā)生學(xué)）不同，而被稱為土壤形態(tài)發(fā)生學(xué)。4.1.3現(xiàn)代土壤發(fā)生學(xué)：1母質(zhì)是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物，是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，母質(zhì)的組成和性狀都直接影響土壤發(fā)生過程的速度和方向，這種作用在初期愈加明顯，且母質(zhì)的某些性質(zhì)往往被土壤繼承下來；2生物因素。它們將太陽能變?yōu)榛瘜W(xué)能，是有機質(zhì)的分解者，又是腐殖質(zhì)的生產(chǎn)者，促使土壤發(fā)生發(fā)展；3氣候因素決定著土壤發(fā)生過程的方向和強度的基本因素，是土壤發(fā)生發(fā)育的能量源泉；4地形因素，它與土壤之間并未進行物質(zhì)與能量的交換，只是通過對地表物質(zhì)和能量進行再分配來影響土壤的發(fā)生過程。5時間因素。其他所有成土因素對土壤發(fā)生發(fā)育的綜合作用是隨時間的增長而加強的；6人類活動。一是改變成土條件，而是改變土壤組成和性狀來影響土壤發(fā)生發(fā)育過程。柯夫達1973年提出了地球深部因素諸如火山噴發(fā)、地震、地質(zhì)構(gòu)造運動、深層地下水及其他地球化學(xué)過程等地球內(nèi)生性地質(zhì)現(xiàn)象，以及礦體和石油礦床局部地質(zhì)地貌變化都會影響土壤的形成和發(fā)育。我國土壤地質(zhì)學(xué)家陸景岡1994年指出，土壤形成中雖以五大成土因素等外力作用為特征，卻受以新構(gòu)造運動為代表的內(nèi)力作用所控制，是內(nèi)力和外力共同作用的結(jié)果。（這對土壤形成因素學(xué)說是一個重要的進展和補充。）4.2土壤形成的氣候因素：大氣圈是包圍地球外部氣層的統(tǒng)稱。大氣圈與土壤圈之間經(jīng)常進行著物質(zhì)與能量的交換。氣候是土壤形成的能量源泉。土壤與大氣之間經(jīng)常進行水分和熱量的交換。氣候直接影響著土壤的水熱狀況、土壤中物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化過程，并決定著母巖風(fēng)化與土壤形成過程的方向和強度。氣溫對土壤形成的作用①由于土壤的熱學(xué)特性與近地大氣之間的巨大差異，以及土壤本身物質(zhì)組成及蒸散過程的變異，與近地大氣層溫度狀況相比較，土壤溫度狀況無論在局部地區(qū)或廣闊的地帶都具有更大的差異；②土壤年均溫度略微高于大氣年均溫度。1高緯度地區(qū)土壤表面的雪被阻礙了土壤的強烈冷卻；2土壤有機質(zhì)的生物化學(xué)氧化釋放出的熱量也是提高土壤溫度的重要因素；3土壤表面的有機覆蓋層和土壤水分對于提高土壤溫度也具有一定作用。③一般隨著海拔高度的增加，土壤溫度與大氣溫度之差越大。2氣溫對成土過程的作用1氣溫及其變化對土壤礦物體的物理崩解、土壤有機物與無機物的化學(xué)反應(yīng)速率具有明顯作用；2氣溫及其變化對土壤水分的蒸散、土壤礦物的溶解與沉淀、有機質(zhì)的分解與腐殖質(zhì)的合成都有重要的影響，從而制約土壤中元素遷移轉(zhuǎn)化的能力和方式；3溫度的快速劇烈變化會導(dǎo)致母巖中不同礦物晶體熱脹冷縮的差異，并使相鄰晶體彼此分離；4溫度在冰點附近的頻繁變化也會引起母巖裂隙中水-冰相互轉(zhuǎn)化，即冰劈作用加速母巖的崩解，使母巖轉(zhuǎn)化為碎屑狀成土母2大氣降水對成土過程的影響1水分是許多礦物風(fēng)化過程與成土過程的媒介與載體；P1282年降水量及其季節(jié)分配還決定著土壤中淋溶-淀積過程；3水分是生物體及其生理代謝過程的主要成分，是植物根系吸收養(yǎng)分、體內(nèi)傳送養(yǎng)分、生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中養(yǎng)分傳遞的介質(zhì)和載體；4土壤水分狀況還通過影響土壤通氣狀況來制約土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的強度與方向；5酸雨還能增強土壤溶液對礦物的溶蝕作用，增加有毒有害元素的濃度及其活性。4.2.3風(fēng)對成土過程的作用1風(fēng)力導(dǎo)致土壤表層粉粒大量流失，即土壤風(fēng)蝕沙化；2風(fēng)力堆積作用常造成土壤物質(zhì)組成的變化。（如在中國溫帶地區(qū)，多數(shù)成土母質(zhì)是第四紀風(fēng)力堆積的黃土，這些由風(fēng)成粉砂和粉粒組成的厚層黃土對土壤形成發(fā)育具有重要的影響。）土壤形成的生物因素生物圈：是地球上的生物及其所生活的環(huán)境的總稱。作用表現(xiàn)為生物將太陽輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能引入成土過程，并合成土壤腐殖質(zhì)。在土壤中生活著有數(shù)百萬種植物、動物和微生物，它們的生理代謝過程構(gòu)成了地表營養(yǎng)元素的生物小循環(huán)，使得養(yǎng)分在土壤中保持與富集，從而促使了土壤的發(fā)生與發(fā)展。植物群落原生演替與土壤起源在生物學(xué)中，植物劃分為隱花植物和顯花植物，其中隱花植物包括藻類植物、菌類植物、苔群植物和蕨類植物，顯花植物包括裸子植物和被子植物。1隱花植物與土壤起潮福的螢毓四現(xiàn)在原生裸巖表面的是藻類和地衣等隱花植物。藻類與地衣將薄層植物體覆貼在巖石表面，在太陽光照下，它們破慢代審的微量養(yǎng)分合成有機質(zhì)，同時其假根或像匹登謝期酸以隔宣巖石表面，加速巖石表面的風(fēng)施埃禾船潮地膽成了微觀狀忠陽峨地農(nóng)?口瞥出枕、力皿化2顯花植物與土壤發(fā)育：土壤形成加快，草本生長量較高，覆蓋度增加，提供了大量的生物殘體和根系；動物和微生物大量繁生，肥力空前提高，為木本植物著生創(chuàng)造條件。植物在土壤形成過程中的作用：1植物在土壤有機質(zhì)積累中的作用植物在成土過程中最重要的作用就是將分散在母質(zhì)、水圈和大氣圈中的營養(yǎng)元素選擇性地吸收起來，利用太陽輻射能合成有機質(zhì)，從而將太陽輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)潛能并引入成土過程之中。a：不同植被向土壤提供的有機質(zhì)量也差異巨大，這導(dǎo)致土壤中腐殖質(zhì)含量、理化特性的不同。b：由于不同類型的生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的有機質(zhì)的數(shù)量、組成和向土壤歸還方式的不同，它們在成土過程中的作用不同。2植物對土壤礦質(zhì)養(yǎng)分及性狀的影響：植物的代謝產(chǎn)物和殘體又歸還土壤，但不同類型殘體所含的礦質(zhì)養(yǎng)分差異較大。動物在土壤形成過程中的作用：1在成土過程中，動物參與了土壤有機質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化過程。動物通過吞食粗大的有機質(zhì)，通過動物體內(nèi)消化之后排出的代謝物質(zhì)，再由微生物進行分解并合并成土壤腐殖質(zhì)。2動物的活動促進有機質(zhì)的積累以提高養(yǎng)分的有效性，而且也改善了土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤通透性、增強了土壤保水保肥能力。有機質(zhì)可以作為蚯蚓的食料，某些礦質(zhì)成分也受到蚯蚓體研磨和消化酶的作用，其結(jié)果使得土壤中細菌數(shù)量、有機質(zhì)含量、全氮含量、交換性鈣、鎂離子含量、有效態(tài)磷含量、鹽基飽和度等明顯提高。微生物在土壤形成過程中的作用微生物在成土過程中的主要作用歸結(jié)如下：分解復(fù)雜有機質(zhì)促使其礦質(zhì)化及營養(yǎng)元素的釋放；合成腐殖質(zhì)；加速無機物的轉(zhuǎn)化。如土壤中的豆科植物根瘤菌和其他自氧性固氮細菌，可以直接吸收大氣和土壤空氣的氮氣，合成含氮有機化合物以組建自身身體，待死亡后經(jīng)腐解作用形成可供植物利用的氮素；加速土壤碳酸鈣的溶解淋溶及Fe、Mn的轉(zhuǎn)化速度。土壤形成的巖石圈（母質(zhì)）因素成土母質(zhì)的概念巖石圈是地球上地幔軟流圈以上的堅硬巖石部分，它是土壤形成發(fā)育的物質(zhì)來源和載體，通常把與土壤有直接發(fā)生聯(lián)系的母巖風(fēng)化物或堆積物稱為母質(zhì)成土母質(zhì)的作用母質(zhì)對成土過程的主要影響可歸納如下：母質(zhì)的機械組成直接影響到土壤的機械組成、礦物組成及其化學(xué)成分，從而影響土壤的物理化學(xué)性質(zhì)、土壤物質(zhì)與能量的遷移轉(zhuǎn)化過程；非均質(zhì)的母質(zhì)對土壤形成的影響較勻質(zhì)母質(zhì)更為復(fù)雜，它不僅直接導(dǎo)致土體的機械組成和化學(xué)組成不均一性，而且還會造成地表水分運行狀況與物質(zhì)能量遷移的不均一性（p140）；母巖種類、母質(zhì)的礦物與化學(xué)元素組成，不僅直接影響到土壤的礦物、元素組成和物理化學(xué)特性，而且對土壤形成發(fā)育的方向和速率也有決定性的影響；在中國境內(nèi)的成土母質(zhì)可歸結(jié)為5個主要類型：碎屑狀成土母質(zhì)，主要是分布在青藏高原和其他高山地區(qū)；富含易溶鹽的成土母質(zhì)，集中分布在新疆、甘肅、柴達木盆地、內(nèi)蒙古西部等干旱地區(qū)；富含碳酸鹽的成土母質(zhì)，多分布于華北及西北丘陵山區(qū)，與黃土、次生黃土、石灰?guī)r、石灰質(zhì)灰?guī)r等碳酸鹽類巖石的分布區(qū)一致；硅鋁酸巖的成土母質(zhì)，主要分布在東北、華北的山區(qū)，這類母質(zhì)中的易溶鹽和碳酸鹽已經(jīng)基本淋失；富鐵鋁成土母質(zhì)，集中在華南廣大地區(qū)，這類母質(zhì)中可溶性鹽、堿金屬和堿土金屬元素比較缺乏，而富含鐵鋁氧化物，在沒有遭到侵蝕的情況下，這類成土母質(zhì)一般具有質(zhì)地細膩、層次深厚等特點。在其他成土因素相同或類似的情況下，母巖或母質(zhì)起主導(dǎo)作用形成的土壤稱為巖成土壤或巖成土系列。4.5土壤形成的巖石圈（地形）因素巖石圈表面形態(tài)即地形，它是土壤形成發(fā)育的空間條件，對成土過程的作用與母質(zhì)、氣候、生物等不同，地形因素與土壤之間并沒有物質(zhì)和能量的交換。它通過影響地表物質(zhì)能量的再分配，從而影響成土過程。新構(gòu)造運動及地形演變更是影響土壤發(fā)生發(fā)育的重要因素。地形決定土壤水熱狀況與物質(zhì)分異地形決定著土壤水分狀況：地形分配著地表徑流、土內(nèi)徑流、排水情況，因而在不同的地形部分會有不同土壤水分狀況類型。地形不僅控制著近地表的土壤過程，而且還影響著成土作用的強度和土壤特性，以及成土過程的方向和土鏈的形成與發(fā)育。地形與物質(zhì)地球化學(xué)分異:由于地形影響地下水、熱條件的再分配，從而也影響著地表物質(zhì)組成和地球化學(xué)分異過程。一般來說，正地形區(qū)是物質(zhì)與能量的分散地，負地形區(qū)是物質(zhì)與能量的聚集區(qū)。.5.2地形發(fā)育與土壤演變地形發(fā)育對于土壤演變具有極為深刻的影響，由于新構(gòu)造運動造成的地殼的上升或者下降，或由于局部侵蝕基準面的變化，不但會影響土壤侵蝕與堆積過程和地表年齡，還會引發(fā)地表水文狀況及植物等一系列自然因素的變化，從而使土壤形成過程逐漸轉(zhuǎn)向，使土壤類型依次發(fā)生演變。在河流階地的形成與演化過程中：在河漫灘上形成水成土壤（潛水位較高）；隨著河漫灘發(fā)育為高河漫灘，使土壤也演變?yōu)榘胨赏寥溃ㄍ寥廊允軡撍囊欢ㄓ绊懀?；隨著高河漫灘發(fā)育為河灘階地，半水成土壤也逐漸發(fā)育成地帶性土壤（不受潛水影響）。4.6土壤形成的水圈（水文）因素水文因素在成土過程中的重要性（自學(xué)）水圈是地球表面和接近地球表面各種形態(tài)水的總稱。水分參與了土壤形成中的物質(zhì)與能量的遷移轉(zhuǎn)換和交換過程。水文因素在土壤形成中的主要作用水分在母巖崩裂過程中的作用在高寒地帶或者溫帶季風(fēng)氣候，由于氣溫變化常使地表母巖裂隙及土壤孔隙中的水分在一日或者一年之內(nèi)發(fā)生凍融交替現(xiàn)象，由于水分在凍結(jié)成冰的過程中其體積會膨脹9%左右，因冰塊會對母巖的裂隙壁施加巨大壓力，加速母巖的破碎；當(dāng)冰塊融化時水分在重力作用下進一步滲入到母巖內(nèi)部，并再次被凍結(jié)形成冰楔。這樣頻繁地凍融交替使母巖不斷破碎分解，最后形成具有較好通透性的成土母質(zhì)；如果母巖中富含易溶鹽分時，母巖裂隙中的水分會溶解大量鹽分，一旦水分被蒸干，鹽分便再次結(jié)晶，使體積增大，也會對母巖裂縫壁產(chǎn)生膨脹壓力，促使母巖崩裂。高寒區(qū)土壤上部凍結(jié)的過程中，土壤層次中的礫石會被抬起，在礫石底部便出現(xiàn)孔隙，同時這個孔隙便被尚未凍結(jié)的疏松土壤物質(zhì)所填塞；當(dāng)夏季融化時，地表面下陷，但礫石因底部孔隙已被填充，不能再回到原來的位置。在水平方向上由于地表具有網(wǎng)狀裂隙，且含水較多的細土常會集中到裂隙網(wǎng)眼附近，這樣在凍結(jié)時產(chǎn)生了不均勻的膨脹擠壓力，使礫石與細土在水平方向上發(fā)生分離。這樣長期不斷地凍融交替，使細粒土集中在中心，粗粒在外緣并形成石環(huán)，從而使土壤發(fā)生發(fā)育過程在小空間尺度上發(fā)生明顯分異。水分在土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中的作用水分是自然地理環(huán)境中物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的重要介質(zhì)，以水分為介質(zhì)或載體的物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程是土壤發(fā)生發(fā)育的重要組成部分。從土壤發(fā)生發(fā)育的共性來看，土壤形成過程可歸結(jié)為四類不同的過程：物質(zhì)消耗過程，包括溶解、分解與水解、淋溶等；營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)過程，包括植物對土壤、地下水、母質(zhì)和大氣中營養(yǎng)元素的選擇性吸收和積累、生物代謝產(chǎn)物被土壤微生物的分解與合成過程。無機物質(zhì)在土壤剖面中的遷移過程，包括物質(zhì)分離與混合、淋移與淀積等。水分在土壤形態(tài)形成中的作用在干旱地區(qū)，干旱土表土層、龜裂層、片狀土層的形成，以及堿積鹽成土中柱狀結(jié)構(gòu)土層的形成均和其土壤水分狀況的劇烈變化有關(guān)。.7土壤形成時間因素的作用時間和空間是一切事物存在的基本形式。氣候、生物、母質(zhì)、水文和地形都是土壤形成的空間因素。時間作為成土因素則是闡明土壤形成發(fā)展的歷史動態(tài)過程。母質(zhì)、氣候、生物、水文和地形等對成土過程的作用隨著時間延續(xù)而加強，具有不同年齡、不同發(fā)生歷史的土壤，在其他因素相同條件下，必定屬于不同類型的土壤。土壤的絕對年齡和相對年齡所謂土壤年齡即指土壤發(fā)生發(fā)育的時間長短。土壤絕對年齡應(yīng)該從該土壤在當(dāng)?shù)匦嘛L(fēng)化層或新母質(zhì)上開始發(fā)育的時刻算起。土壤相對年齡則可由個體土壤的發(fā)育程度或發(fā)育階段來確定，而不是由土壤發(fā)育的實際年齡來確定。時間因素在土壤與土壤圈形成與演變中的作用時間因素對成土過程的作用，不僅涉及土壤發(fā)育的年齡問題，更重要的還體現(xiàn)在土壤的系統(tǒng)發(fā)育或土壤圈隨同整個地球表層系統(tǒng)一起形成、發(fā)展與演變的歷史。一般來說，土壤年齡愈大，土壤發(fā)育經(jīng)歷的時間也就愈長，其成土環(huán)境條件的變化也愈復(fù)雜，其不僅具有反映現(xiàn)代自然景觀的土壤特性，而且也具有反映過去景觀條件的性狀，有些過去的土壤性質(zhì)還會被繼承并留存在現(xiàn)代土壤之中。過去景觀條件下形成的而仍保持下來的土壤性質(zhì)，稱為土壤的殘遺特性。一般將具有殘遺特性的土壤稱為多元發(fā)生型土壤。古土壤是地球表面系統(tǒng)與土壤圈發(fā)生發(fā)展復(fù)雜歷史的最好見證，所謂古土壤（paleosol）是指過去景觀條件下形成的土壤。根據(jù)古土壤的賦存形態(tài)，可以將古土壤劃分為：埋藏土，被地質(zhì)沉積物或巖體所覆蓋、埋藏于地下的古土壤層。其性質(zhì)與上覆土層的性質(zhì)截然不同。如：中國黃土高原黃土剖面中呈紅色條帶狀分布的古土壤層最為典型。化石土壤，土壤年齡古老，埋藏很深，其土壤發(fā)育早已停止。并遭受地質(zhì)成巖作用而形成的古土壤層。如柯夫達認為烏克蘭高嶺土礦是泥盆紀前最古老的熱帶古土壤與風(fēng)化殼的產(chǎn)物。其他煤礦，褐煤礦也均屬于化石土壤。殘遺土，在新疆塔里木盆地洪沖積平原和塔里木河的古沖積平原地區(qū)，在古水成環(huán)境條件下形成的地表土水成土（古鹽漬土、古泥炭沼澤土）均屬于殘余土?；寥劳寥滥挲g古老，埋藏很深，其土壤發(fā)育早已停止。并遭受地質(zhì)成巖作用而形成的古土壤層。如柯夫達認為烏克蘭高嶺土礦是泥盆紀前最古老的熱帶古土壤與風(fēng)化殼的產(chǎn)物。其他煤礦，褐煤礦也均屬于化石土壤。4.8土壤形成的智慧圈（人為）因素人為活動作用的特點:智慧圈是生物圈中受人類智力活動強烈影響的部分。智慧圈對土壤影響的性質(zhì)與其他自然因素有著本質(zhì)的不同：人為活動對土壤的影響是有意識的，有目的的，在生產(chǎn)實踐活動中，人們在逐步認識土壤發(fā)生發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上，可以利用和改造土壤，并定向地培育土壤，最終形成了具有不同熟化程度的耕種土壤；人為活動是社會性的，它對土壤形成發(fā)育的影響也受著社會制度、社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的制約，在不同社會制度和不同生產(chǎn)力水平條件下，人為活動對土壤的影響有很大的不同；人為活動對土壤發(fā)生發(fā)育的影響具有雙向性，即可通過合理利用土壤，使土壤朝向良性循環(huán)的方向發(fā)展，也可由于不合理利用引起土壤退化。人為活動對土壤形成與演變的控制人為活動對土壤的影響極為深刻，人們通過改變某一成土因素或各因素之間的對比關(guān)系來控制土壤的發(fā)育方向。消滅自然植被，以人工栽培作物或人工植被代之；灌溉和排水；耕作、施肥、施石灰、摻加客土等農(nóng)業(yè)措施。第5章土壤形成過程土壤形成過程的概念地表物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化與土壤形成過程:土壤形成過程是指在土體中進行的物質(zhì)與能量遷移轉(zhuǎn)化的總體過程，它也是地球表面系統(tǒng)物質(zhì)能量遷移轉(zhuǎn)化總過程的重要組成部分。影響地表物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程的因素巖石風(fēng)化和成土過程是地球表層系統(tǒng)中主要的物質(zhì)運動過程，它們是巖石圈與大氣圈、生物圈、水圈、智慧圈界面復(fù)雜物理、化學(xué)和生物過程的綜合。太陽輻射能是驅(qū)動表生作用的主要源動力。地表物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的主要形式與土壤形成發(fā)育密切相關(guān)的元素遷移轉(zhuǎn)化過程，就是在上述內(nèi)因和外因共同作用的結(jié)果?，F(xiàn)將與成土過程相關(guān)的地表元素遷移轉(zhuǎn)化過程歸并為：溶解遷移、還原遷移、配合遷移、懸浮遷移和生物遷移5種主要形式。溶解遷移：溶解遷移是指地表風(fēng)化殼或土體中的物質(zhì)與水相互作用形成真溶液，并隨水溶液遷移的過程。還原遷移:還原遷移是指地表漬水的情況下，風(fēng)化殼及土壤與大氣之間的氣體交換受阻，微生物活動又不斷消耗地表水中的溶解氧而形成還原條件，致使某些可變價態(tài)元素被還原而隨水遷移的形式。配合遷移：配合遷移是指金屬離子與電子給予體的離子或分子之間通過配位鍵形成的配合物隨水遷移的過程。懸浮遷移：懸浮遷移是指次生鋁硅酸鹽黏粒分散于土體中所形成的懸浮液隨滲漏下移或測流。生物遷移：生物遷移是指化學(xué)元素被生物有機體吸收、不斷地向有機體集中并形成有機化合物在地表遷移和積累，以及有機物被微生物分解并重新返回地理環(huán)境的過程。生物遷移是指化學(xué)元素被生物有機體吸收、不斷地向有機體集中并形成有機化合物在地表遷移和積累，以及有機物被微生物分解并重新返回地理環(huán)境的過程。土壤形成過程的實質(zhì)土壤的本質(zhì)特征是具有肥力和自凈能力，因而，從土壤發(fā)生學(xué)角度來看，土壤形成過程的實質(zhì)上是生物積累和地球化學(xué)過程的對立和統(tǒng)一。土壤形成有兩個重要標志：含腐殖質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次的出現(xiàn)；土體中的有機-無機復(fù)合體的形成。土壤發(fā)生學(xué)認為，土壤形成過程實質(zhì)上是生物積累過程和地球化學(xué)過程的對立和統(tǒng)一。成土過程的特征成土過程是一個循序漸進的自然演化過程。無論是土壤個體發(fā)育，還是土壤圈的系統(tǒng)發(fā)育過程都是隨時間而進行的，從無到有、從無序到有序、由簡單到復(fù)雜、由幼年到成熟、從低級到高級的漸進的建造過程。它不是簡單的封閉式循環(huán)而是一個復(fù)雜的螺旋式上升過程。土壤成土過程是在一定的空間條件下進行的（p162）土壤形成過程是個動態(tài)系統(tǒng)土壤是個遠離平衡、復(fù)雜的開放系統(tǒng)土壤形成過程的實質(zhì)，就是在一定的時間、空間條件下，大氣、生物和巖石圈表層之間相互作用下，在土體內(nèi)部組成、土層之間所進行的物質(zhì)與能量遷移轉(zhuǎn)化、互動與耦合、“自組織性”和“組織性”過程的總體。.2基本土壤形成過程5.2.1土壤有機物質(zhì)合成、分解與轉(zhuǎn)化過程腐殖質(zhì)化過程：土壤形成中的腐殖質(zhì)化過程是指各種動物殘體在微生物作用下，通過一系列的生物化學(xué)和化學(xué)作用變?yōu)楦迟|(zhì)，并且這些腐殖質(zhì)能夠在土體表面積累的過程。（A層）泥炭化過程;土壤形成中的泥炭化過程，即指有機質(zhì)以不同分解程度的植物殘體形式在土壤上層不斷累積的過程。主要發(fā)生于地下水較高，或地表有積水的沼澤地段，特別是在低溫潮濕環(huán)境中，濕生植物的殘體在嫌氣條件下不能被徹底分解與轉(zhuǎn)化，而是以未分解、半分解狀態(tài)的有機物形式累積于地表，形成一個暗灰色的泥炭層（有機層H）的過程。礦質(zhì)化過程:土壤形成中有機物的礦質(zhì)化過程是指在微生物作用下，有機態(tài)物質(zhì)中所含有的碳、氮、磷、硫等元素被分解、氧化、轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機態(tài)物質(zhì)的過程。5.2.2土壤礦物遷移與轉(zhuǎn)化的過程土壤礦物遷移與轉(zhuǎn)化是成土過程的主體，它是影響土體分異、土壤剖面構(gòu)型和土壤類型多樣化的主要因素。它包含以下主要過程：在土壤普遍存在的礦物遷移轉(zhuǎn)化過程。如淋溶作用、淀積作用；具有一定專屬性的礦物遷移轉(zhuǎn)化過程，如灰化作用、富鋁化或鐵鋁化作用；以土體中礦物的分解與遷移為特征的礦物遷移轉(zhuǎn)化過程，如脫鹽基作用、脫硅作用；以土壤中可溶鹽類的遷移與聚積為特征的礦物遷移轉(zhuǎn)化過程，如鹽化與脫鹽化作用、堿化與脫堿化作用、鈣化作用。腐殖化過程：條件：草原及草甸植被；物質(zhì)遷移特征：土層上部積累大量有機質(zhì)；結(jié)果：形成腐殖質(zhì)層。泥炭化過程：條件：排水不良，過濕，嫌氣環(huán)境；物質(zhì)遷移特征：土層上部積累大量有機質(zhì)，部分有機殘體未完全分解；結(jié)果：形成泥炭層灰化過程:條件：寒溫帶，針葉林植被；物質(zhì)遷移特征：土體上部的堿金屬和堿土金屬淋失，硅鋁鐵分離，鐵鋁膠體絡(luò)合淋溶淀積于下部，二氧化硅殘留在土體上部；結(jié)果：形成灰白色灰化淋溶表層，F(xiàn)e、Al絡(luò)合物聚積的灰化淀積層。黏化過程:條件：溫帶和暖溫帶半濕潤半干旱地區(qū)；物質(zhì)遷移特征：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。結(jié)果：形成粘化層。富鐵鋁化過程；條件：中亞，南亞熱帶和熱帶；常綠闊葉林、季雨林和熱帶雨林（濕熱、一定的干濕季節(jié)交替）。物質(zhì)遷移特征：原生礦物強烈分解，鹽基離子和硅酸大量淋失，鐵、鋁、錳在次生粘土礦物中形成氧化物而相對積累；結(jié)果：土體呈紅色，甚至出現(xiàn)大量鐵結(jié)核或鐵磐層。鈣化過程和脫鈣過程：條件：草原、荒漠的干旱、半干旱氣候物質(zhì)遷移特征：易溶性鹽類被淋失，硅鐵鋁等不發(fā)生移動，鈣鎂發(fā)生淋溶、淀積結(jié)果：中、下部形成一個鈣積層鹽漬化過程：條件：干旱少雨氣候帶及高山寒漠帶。物質(zhì)遷移特征和結(jié)果：易溶性鹽類在土體上部聚積。潛育化過程：條件：終年積水；結(jié)果：潛育