土壤學(xué)第五章土壤的形成發(fā)育過程ppt

土壤學(xué)第五章土壤的形成發(fā)育過程ppt第1頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程學(xué)習(xí)目標(biāo)

掌握土壤形成的因素(母質(zhì)、氣候、生物、地形、時間)及其在土壤發(fā)生中的作用，以及土壤的形成過程(大小循環(huán)、物質(zhì)轉(zhuǎn)化和遷移)及其發(fā)育模式(個體發(fā)育、系統(tǒng)發(fā)育、土體發(fā)生層)；了解土壤發(fā)生與診斷層的形成。2023/4/52第2頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四

§5土壤的形成發(fā)育過程

§5-1土壤形成因素及其在土壤發(fā)生中的作用一、土壤形成的因素

二、母質(zhì)對土壤發(fā)生的作用

三、氣候與土壤發(fā)生的關(guān)系四、生物因素在土壤發(fā)生中的作用五、地形與土壤發(fā)生的關(guān)系六、成土?xí)r間對土壤發(fā)育的影響

七、人類活動對土壤發(fā)生演化的影響§5-2土壤形成過程一、土壤形成過程中的大小循環(huán)

二、土壤形成過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和遷移三、基本土壤成土過程四、人為活動作用下的成土過程§5-3土壤發(fā)育

一、土壤的個體發(fā)育二、土壤的系統(tǒng)發(fā)育

三、土壤剖面、發(fā)生層和土體構(gòu)型

四、反映土壤風(fēng)化發(fā)育的指標(biāo)§5-4土壤發(fā)生與診斷層的形成2023/4/53第3頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程§5-1土壤形成因素及其在土壤發(fā)生中的作用一、土壤形成的因素

土壤形成因素又稱成土因素,是影響土壤形成和發(fā)育的基本因素。土壤發(fā)生學(xué)說:認(rèn)為土壤是在各種自然和人為因素的影響下由巖石風(fēng)化成母質(zhì)，再由母質(zhì)演化成土壤的。五大成土因素:

19世紀(jì)未，俄國土壤學(xué)家B.B.道庫恰耶夫(1846-1903)通過對俄羅斯大草原土壤的調(diào)查,提出土壤的五大成土因素，即(cl，o，r，p，t)

氣候-cl;生物-o;地形-r;母質(zhì)-p;時間-t2023/4/54第4頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四

§5土壤的形成發(fā)育過程

①強調(diào)土壤與成土條件之間的聯(lián)系，即土壤是母質(zhì)、氣候、生物、地形和時間等五種自然成土因素綜合作用的產(chǎn)物；②各成土因素所起的作用具同等重要性和相互不可替代性；③成土因素的發(fā)展變化制約著土壤的形成和演化；④成土因素是有地理分布規(guī)律的，成土因素綜合作用所形成的土壤亦具有地理分布規(guī)律。⑤人類活動對土壤形成過程起著推動或阻礙作用?；居^點：2023/4/55第5頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

“土壤形成因素－函數(shù)”的概念：

20世紀(jì)40年代，美國著名土壤學(xué)家漢斯·詹尼(HansJenny)提出了“土壤形成因素－函數(shù)”的概念：S=f(cl,o,r,p,t……)

式中:S為土壤;cl指氣候;o指生物;r指地形;p指母質(zhì);t代表時間;點號代表尚未確定的其他因素,f指函數(shù)。氣候函數(shù)或氣候系列：s=f(cl,o,r,p,t,…)生物函數(shù)或生物系列：s=f(o,cl,r,p,t,…)地形函數(shù)或地形系列：s=f(r,cl,o,p,t,…)母質(zhì)函數(shù)或母質(zhì)系列：s=f(p,cl,o,r,t,…)時間函數(shù)或時間系列：s=f(t,cl,o,r,p,…)其他函數(shù)或其他系列：s=f(…,cl,o,r,p,t)2023/4/56第6頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四

§5土壤的形成發(fā)育過程

二、母質(zhì)對土壤發(fā)生的作用(一)母質(zhì)的概念

地殼表層的巖石經(jīng)過風(fēng)化，變?yōu)槭杷傻亩逊e物，這種物質(zhì)叫風(fēng)化殼，它們在地球陸地上有廣泛的分布。母質(zhì)是風(fēng)化殼的表層，是指原生基巖經(jīng)過風(fēng)化、搬運、堆積等過程于地表形成的一層疏松、最年輕的地質(zhì)礦物質(zhì)層，它是形成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，是土壤的前身。(二)母質(zhì)的類型母質(zhì)類型按成因可分為殘積母質(zhì)和運積母質(zhì)兩大類。殘積母質(zhì)是指巖石風(fēng)化后，基本上未經(jīng)動力搬運而殘留在原地的風(fēng)化物；運積母質(zhì)是指母質(zhì)經(jīng)外力，如水、風(fēng)、冰川和地心引力等作用而遷移到其他地區(qū)的物質(zhì)。2023/4/57第7頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

2023/4/58第8頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四

§5土壤的形成發(fā)育過程

(三)母質(zhì)在土壤形成中的作用首先，直接影響著成土過程的速度、性質(zhì)和方向。其次，母質(zhì)對土壤理化性質(zhì)有很大的影響。一般地說，成土過程進(jìn)行得愈久，母質(zhì)與土壤的性質(zhì)差別就愈大。但母質(zhì)的某些性質(zhì)卻仍會頑強地保留在土壤中。2023/4/59第9頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四

§5土壤的形成發(fā)育過程

三、氣候與土壤發(fā)生的關(guān)系氣候?qū)ν寥佬纬傻挠绊懼饕w現(xiàn)在兩個方面：一是直接參與母質(zhì)的風(fēng)化，水熱狀況直接影響礦物質(zhì)的分解與合成及物質(zhì)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(zhì)的積累和分解，決定養(yǎng)料物質(zhì)循環(huán)的速度。(一)濕度因子對土壤形成的影響

D=ET/PD-干燥度；ET-年可能蒸發(fā)量；P-年降水量ET=fE0；E0-水分年蒸發(fā)量；f-隨季節(jié)而異的系數(shù)。2023/4/510第10頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程中國氣候分區(qū)2023/4/511第11頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程濕度對土壤形成作用的主要表現(xiàn)：1.影響土壤中物質(zhì)的遷移根據(jù)土壤中水分收支情況對物質(zhì)運移的影響，可分以下幾種土壤水分類型：

(1)淋溶型水分狀況：由于土壤水分運動的方向以下行為主，物質(zhì)遭到淋溶，因此這種土壤常具有鹽基飽和度(土壤吸附交換性鹽基總量的程度)低、酸性強等特點。

(2)非淋溶型水分狀況：其特點是蒸發(fā)量略大于降水量，因此這類土壤常具有中性至微堿性反應(yīng)、鹽基飽和度高的特點，剖面中常有鈣積層。

(3)上升水型水分狀況：其特點是蒸發(fā)、蒸騰總量大大超過降水量，其差額由地下水補充，如果地下水礦化度高，則會導(dǎo)致鹽漬化；如果地下水達(dá)不到地表，而只能達(dá)到剖面中部，則稱為“半上升水型”水分狀況。

(4)停滯型水分狀況：其特點是地表經(jīng)常積水，沼澤化土壤即屬此類型。2023/4/512第12頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程2.影響土壤中物質(zhì)的分解、合成和轉(zhuǎn)化表土有機質(zhì)含量常隨大氣濕度的增加而增加；濕潤地區(qū)的土壤風(fēng)化度較高，而在干旱地區(qū)則較弱。隨著濕度增加，土壤中赤鐵礦(Fe2O3)含量趨向減小，針鐵礦(Fe2O3·H2O)含量則增加，土壤顏色也由紅轉(zhuǎn)黃。土壤屬性隨降水量變化的相對趨勢2023/4/513第13頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(二)溫度對土壤形成的影響

溫度狀況將影響礦物的風(fēng)化和合成、有機質(zhì)的合成與分解。一般來說，每增加10℃溫度，反應(yīng)速率可成倍增加?；◢弾r風(fēng)化殼在廣東可厚達(dá)30～40米，浙江一般在5～6米，而青海高原常不足1米。風(fēng)化因子=風(fēng)化天數(shù)×水解離度(表5-3)(三)溫度和濕度的共同影響

詹尼曾對美國大平原的土壤研究，發(fā)現(xiàn)全氮含量與土壤溫度和濕度密切相關(guān)，并可用下式表示：上式中N表示土壤全氮，T為年均溫度,m為濕度因素。2023/4/514第14頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四

§5土壤的形成發(fā)育過程2023/4/515第15頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(四)氣候變化與土壤形成由于氣候帶、植被和土壤之間存在明顯的關(guān)系，許多土壤學(xué)家非常重視氣候在土壤形成中的作用，并提出了土壤地帶性的概念。在中國溫帶，自西向東大氣濕度遞增，依次出現(xiàn)：棕漠土、灰棕漠土、灰漠土、棕鈣土（灰鈣土）、栗鈣土、黑鈣土和黑土。在中國溫帶東部濕潤區(qū)，由北而南熱量遞增，土壤分布依次為：暗棕壤、棕壤(褐土)、黃棕壤、黃壤、紅壤和磚紅壤2023/4/516第16頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程2023/4/517第17頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程四、生物因素在土壤發(fā)生中的作用土壤形成的生物因素包括植物、土壤動物和土壤微生物。(一)植物在成土過程中的作用植物在土壤形成中最重要的作用是利用太陽輻射能合成有機質(zhì)，把分散的母質(zhì)、水體和大氣中的營養(yǎng)元素有選擇地吸收富集，同時伴隨著礦質(zhì)營養(yǎng)元素的有效化。在陸地植物每年形成的生物量約為3.5×1010噸,相當(dāng)于2.13×1017千卡的能量。大部分的植物有機質(zhì)集中于土壤表面,但每年也有相當(dāng)數(shù)量的新鮮有機質(zhì)形成于根系，60～70%的根系通常集中于土壤上部30～50厘米的土層。在總的植物量中，根部有機質(zhì)占20～30％至90%(表5-5)。2023/4/518第18頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程2023/4/519第19頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(二)動物在成土過程中的作用

土壤動物區(qū)系的種類多、數(shù)量大，其殘體作為土壤有機質(zhì)的來源，參與了土壤腐殖質(zhì)的形成和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。動物的活動可疏松土壤，促進(jìn)團聚結(jié)構(gòu)的形成，如蚯蚓將吃進(jìn)的有機質(zhì)和礦物質(zhì)混合后，形成粒狀化的土壤結(jié)構(gòu)，促使土壤肥沃(肥沃土壤中蚯蚓的糞便可達(dá)30噸/公頃)。非洲象牙海岸的白蟻可筑起直徑15米，高2～6米的堅固豎立土墩，直接影響土壤的發(fā)育和形態(tài)。土壤動物種類的組成和數(shù)量在一定程度上是土壤類型和土壤性質(zhì)的標(biāo)志，可作為土壤肥力的指標(biāo)。2023/4/520第20頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(三)微生物在成土過程中的作用

微生物對土壤形成的作用可概括為：(1)分解有機質(zhì)，釋放各種養(yǎng)料，為植物吸收利用；(2)合成土壤腐殖質(zhì)，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(jìn)土壤物質(zhì)的溶解和遷移，增加礦質(zhì)養(yǎng)分的有效度(如鐵細(xì)菌能促進(jìn)土壤中鐵溶解移動)。

棲息于土壤中的各類植物、動物和微生物與地理環(huán)境之間，經(jīng)常保持相互作用關(guān)系，這種相互作用的關(guān)系從根本上改變了土壤母質(zhì)的物理學(xué)、化學(xué)和生物化學(xué)的性質(zhì)，并促使土壤母質(zhì)成為土壤。

2023/4/521第21頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程五、地形與土壤發(fā)生的關(guān)系

在成土過程中，地形是影響土壤和環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)、能量交換的一個重要條件，它與母質(zhì)、生物、氣候等因素的作用不同，不提供任何新的物質(zhì)。其主要通過影響其他成土因素對土壤形成起作用。(一)地形與母質(zhì)的關(guān)系

地形對母質(zhì)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(zhì)：如山地上部或臺地上，主要是殘積母質(zhì)；坡地和山麓地帶的母質(zhì)多為坡積物；在山前平原的沖積扇地區(qū)，成土母質(zhì)多為洪積物；而河流階地、泛濫地和沖積平原、湖泊周圍、濱海附近地區(qū)，相應(yīng)的母質(zhì)為沖積物、湖積物和海積物。2023/4/522第22頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(二)地形與水熱條件的關(guān)系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。在較高的地形部位，部分降水受徑流的影響，從高處流向低處，部分水分補給地下水源，土壤中的物質(zhì)易遭淋失；在地形低洼處，土壤獲得額外的水量，物質(zhì)不易淋溶，腐殖質(zhì)較易積累，土壤剖面的形態(tài)也有相應(yīng)的變化。

2023/4/523第23頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

地形對水分狀況的影響在濕潤地區(qū)尤為重要，因為濕潤地區(qū)降水豐富，地下水位較高；而在干旱地區(qū)，因降水少、且地下水位較深，由地形引起的水分狀況差異較小。

地形也影響著地表溫度的差異，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。(三)地形與土壤發(fā)育的關(guān)系

地形對土壤發(fā)育的影響，在山地表現(xiàn)尤為明顯。山地地勢高、坡度大，切割強烈，水熱狀況和植被變化大，因此山地土壤有垂直分布的特點。

地形發(fā)育(即地形受地質(zhì)營力-地質(zhì)作用力的作用不斷變化的過程)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。例如，隨著河谷地形的演化，在不同地形部位上，可構(gòu)成水成土(河漫灘-河流因側(cè)向侵蝕,不斷展寬,凸岸邊灘不斷變寬、加高、增長且面積越來越大,形成雛形河漫灘)→半水成土(低級階地)→地帶性土(高級階地)的發(fā)生系列。

通常把在相同氣候、母質(zhì)、成土年齡下，由于地形和排水條件上差異引起的具有不同特征的一系列土壤稱為土鏈。2023/4/524第24頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程2023/4/525第25頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程六、成土?xí)r間對土壤發(fā)育的影響

時間因素對土壤形成沒有直接的影響，但時間因素可體現(xiàn)土壤的不斷發(fā)展。成土?xí)r間長，受氣候作用持久，土壤剖面發(fā)育完整，與母質(zhì)差別大；成土?xí)r間短，受氣候作用短暫，土壤剖面發(fā)育差，與母質(zhì)差別小。(一)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。絕對年齡是指該土壤在當(dāng)?shù)匦迈r風(fēng)化層或新母質(zhì)上開始發(fā)育時算起迄今所經(jīng)歷的時間，通常用年表示；相對年齡則是指土壤的發(fā)育階段或土壤的發(fā)育程度。土壤剖面發(fā)育明顯，土壤厚度大，發(fā)育度高，相對年齡大；反之相對年齡小。

通常說的土壤年齡是指土壤的發(fā)育程度，而不是年數(shù)，亦即通常所謂的相對年齡。2023/4/526第26頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(二)土壤形成速率和所需的時間

地表的巖石轉(zhuǎn)變?yōu)槟纲|(zhì)，形成土壤都需要一定的時間。但母質(zhì)和環(huán)境條件的差異又會影響風(fēng)化作用和土壤形成的速率。在濕潤氣候下，石灰?guī)r只需100年就可產(chǎn)生剝蝕，而抗蝕性較強的砂巖經(jīng)過200年才可看出風(fēng)化的痕跡。我國南方的紫色砂巖經(jīng)十余年的風(fēng)化成土就可形成較肥沃的土壤。在俄羅斯平原上，3000年便可形成40厘米厚的黑鈣土，形成速率達(dá)0.2毫米/年。土壤處于幼年階段時，土壤的特性隨時間變化很快，但隨著成土年齡的增加，速率漸漸轉(zhuǎn)慢。

(三)土壤發(fā)育過程的階段性

土壤發(fā)育過程大體上可分為5個階段：

1.初期：為未風(fēng)化的母質(zhì)；

2.青少年期：風(fēng)化已經(jīng)開始，但許多母質(zhì)物質(zhì)仍保留在土壤中；

3.壯年期：易風(fēng)化的礦物大部分已分解，粘粒明顯增加；

4.老年期：礦物分解已處于最后階段,只有少數(shù)強抗風(fēng)化的原生礦物被保存；

5.最后階段：土壤發(fā)育已完成，原生礦物基本上徹底風(fēng)化。2023/4/527第27頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

①初期：為未風(fēng)化的母質(zhì)；②青少年期：風(fēng)化已經(jīng)開始，但許多母質(zhì)物質(zhì)仍保留在土壤中；③壯年期：易風(fēng)化的礦物大部分已分解，粘粒明顯增加；④老年期：礦物分解已處于最后階段,只有少數(shù)強抗風(fēng)化的原生礦物被保存；⑤最后階段：土壤發(fā)育已完成，原生礦物基本上徹底風(fēng)化。2023/4/528第28頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

七、人類活動對土壤發(fā)生演化的影響(一)目的性在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，當(dāng)人們了解掌握了土壤發(fā)生發(fā)展規(guī)律，就可以有意識地、有目的地采取一定措施，對土壤進(jìn)行利用改良和定向培育，使土壤向肥力增高的方向發(fā)展。(二)社會性社會性是指在不同的社會制度和生產(chǎn)力水平下，人類活動對土壤的影響程度和效果是不同的?！吨腥A人民共和國土地管理法》－1987年1月(三)深刻性

人類為了達(dá)到某種目的在很大程度上改變自然成土因素對土壤形成的影響。2023/4/529第29頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程2023/4/530第30頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

§5-2土壤形成過程一、土壤形成過程中的大小循環(huán)

土壤形成是一個綜合性的過程，它是物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán)與生物小循環(huán)矛盾統(tǒng)一的結(jié)果。地質(zhì)大循環(huán)是指地面巖石的風(fēng)化、風(fēng)化產(chǎn)物的淋溶與搬運、堆積，進(jìn)而產(chǎn)生成巖作用.生物小循環(huán)是植物營養(yǎng)元素在生物體與土壤之間的循環(huán)：植物從土壤中吸收養(yǎng)分，形成植物體，后者供動物生長，而動植物殘體回到土壤中，在微生物的作用下轉(zhuǎn)化為植物需要的養(yǎng)分，促進(jìn)土壤肥力的形成和發(fā)展。二者關(guān)系：地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)的共同作用是土壤發(fā)生的基礎(chǔ)，無地質(zhì)大循環(huán),生物小循環(huán)就不能進(jìn)行;無生物小循環(huán),僅地質(zhì)大循環(huán),土壤就難以形成。

2023/4/531第31頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

土壤形成過程中大小循環(huán)的關(guān)系簡圖2023/4/532第32頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程二、土壤形成過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和遷移

土壤發(fā)生中普遍存在的基本成土作用主要有:有機質(zhì)的形成和分解、原生礦物的分解和粘粒礦物的形成及物質(zhì)的遷移等。(一)原生礦物的風(fēng)化和粘粒礦物的形成1.原生礦物的風(fēng)化(1)物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化巖漿巖中礦物的離子價態(tài)和晶體結(jié)構(gòu)對巖石形成時的環(huán)境和條件來說是穩(wěn)定的，但是對地表的物理化學(xué)條件來說并不穩(wěn)定。風(fēng)化作用就是這些礦物為了適應(yīng)地表條件而向熱力學(xué)上較穩(wěn)定的狀態(tài)緩慢轉(zhuǎn)變的過程。物理風(fēng)化產(chǎn)生碎屑，但化學(xué)組成保持不變，而化學(xué)風(fēng)化由于水化、水解、離子交換、絡(luò)合、氧化還原等作用，引起晶體結(jié)構(gòu)的局部解體或轉(zhuǎn)變，甚至結(jié)構(gòu)的徹底分解。物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化常同時發(fā)生，相互促進(jìn)，物理風(fēng)化可使巖石和礦物的比面增大，加速化學(xué)風(fēng)化的進(jìn)程；而化學(xué)風(fēng)化則可在某種程度上減輕物理風(fēng)化的阻力。2023/4/533第33頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(2)生物風(fēng)化有機體對礦物顆粒的粘著、穿插和剝落，可加速礦物的分解；有機體吸收營養(yǎng)元素，打破了土壤溶液中的離子平衡，也促使了礦物的不斷分解；生物體代謝產(chǎn)生有機物質(zhì)可增加對礦物的溶解和絡(luò)合淋溶作用。(3)原生礦物的穩(wěn)定性原生礦物一般都不適應(yīng)地表風(fēng)化帶或土壤環(huán)境，遲早都會向新的狀態(tài)改變。影響這些礦物轉(zhuǎn)化的因素有溫度、透水狀況、風(fēng)化帶的氧化還原狀態(tài)、暴露巖石碎屑的表面積及礦物類型。在風(fēng)化初期形成的幼年土壤,主要為漠區(qū)土壤,由于受水分限制,化學(xué)風(fēng)化作用極為微弱。在風(fēng)化中等程度的土壤中，常有較多的石英、伊利石、蛭石、蒙脫石。在濕熱區(qū)高風(fēng)化強淋溶土壤,細(xì)土部分的原生礦物基本風(fēng)化消失,土壤粘粒礦物主要為高嶺石、三水鋁石和氧化鐵礦物。

2023/4/534第34頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

2.粘粒礦物的形成(1)形成方式

轉(zhuǎn)變:

同一結(jié)構(gòu)類型的層狀硅酸鹽礦物之間的互變，也包括2:1型向1:1型礦物的改變；

新生:

晶體結(jié)構(gòu)瓦解后再從溶液中合成出另一種礦物的作用。轉(zhuǎn)變作用在云母的風(fēng)化過程中表現(xiàn)得最為突出。在淋洗作用占優(yōu)勢的條件下,云母層間脫鉀而轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N具有脹縮性晶層的礦物或經(jīng)固相反應(yīng)而變?yōu)楦邘X類礦物的作用是典型的降解轉(zhuǎn)變;新生作用則比較普遍，層狀硅酸鹽分解(水解溶蝕)時產(chǎn)生的可溶性成分及橄欖石、輝石、角閃石、長石等非層狀硅酸鹽的風(fēng)化產(chǎn)物，都經(jīng)過這一方式變?yōu)檎沉５V物。(2)形成條件粘粒礦物的形成大多數(shù)在水溶液中進(jìn)行的。土壤溶液中各種離子,特別是硅鐵鋁等化合物的組成和相平衡，直接控制著粘粒礦物的形成種類。除此之外，還受土壤的淋洗速率、土壤體系的pH值及鹽基含量的影響。(3)粘粒礦物的風(fēng)化順序(略)2023/4/535第35頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

(二)物質(zhì)遷移

土體內(nèi)物質(zhì)的移動可概括為兩大方向：(1)向下淋溶及其淀積以及被徹底淋出土體的物質(zhì)移動；(2)向上遷移的養(yǎng)分元素的生物富集作用，易溶性鹽類、還原性鐵錳等隨毛管上升而在表土積聚的作用。物質(zhì)遷移機理：1.溶遷作用溶遷作用是指土體內(nèi)的物質(zhì)形成真溶液后隨土壤滲漏水或毛管水的遷移。一般以向下淋溶遷移為主,也包括易溶鹽類隨毛管水上遷的移動,被遷移的物質(zhì)主要是Na+、K+、Ca2+、Mg2+等鹽基離子及Cl-、SO42-、NO3-、HCO3-等陰離子。2.還原遷移還原遷移是水成土和半水成土中物質(zhì)遷移的重要形式。土壤中的還原作用起始于微生物對分子氧的耗竭，此后嫌氣及兼嫌氣微生物對土壤有機質(zhì)進(jìn)行分解,并給土壤中可還原物質(zhì)以電子,使之還原為低價離子或化合物。

2023/4/536第36頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

3.螯遷作用螯遷作用是指土體內(nèi)的金屬離子以螯合物和絡(luò)合物的形態(tài)進(jìn)行的遷移。巖石礦物風(fēng)化釋放的以及因土壤污染而接受的重金屬離子，在通常pH條件下均呈為不溶性，因此,它們在土體中的溶解遷移可以忽略的。但由于有機質(zhì)的絡(luò)合作用，F(xiàn)e3+和Al3+的移動性大大增加。4.懸遷作用

懸遷作用又稱為粘粒的懸浮遷移作用,它是指土體內(nèi)的硅酸鹽粘粒分散于水中形成的懸液的遷移。這種懸液可隨滲漏水下移或側(cè)流,或隨毛管水上升。降水充足、懸遷作用充分發(fā)展時,可造成土壤中上部某個土層的“粘粒貧竭”和“砂化”5.生物遷移植物的龐大根系從土體中吸收養(yǎng)料元素形成植物的有機體，并以其有機殘落物及死亡根系殘留在表土，礦化后補償了土壤礦質(zhì)成分的淋溶損失,且有所積累。這就是土壤物質(zhì)的生物遷移作用，長期作用可使肥力得到發(fā)展，成為土壤發(fā)育中至關(guān)重要的過程。

2023/4/537第37頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(一)原始成土過程(二)有機質(zhì)積聚過程(三)粘化過程(四)鈣積與脫鈣過程

(五)鹽化脫鹽過程(六)堿化與脫堿過程(七)富鋁化過程(八)灰化、隱灰化和漂灰化過程(九)潛育化和潴育化過程

(十)白漿化過程(十一)熟化過程(十二)退化過程物理過程生物過程化學(xué)過程︸三、基本土壤成土過程2023/4/538第38頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(一)原始成土過程原始成土過程是成土過程的起始階段，巖石礦物開始風(fēng)化，只有低等的植物和低等微生物參與成土過程。三個階段：“巖漆(原始成土過程

)”階段-自養(yǎng)型微生物；“地衣(多年生植物，是由1種真菌和1種藻組合的復(fù)合有機體

)”階段-異養(yǎng)型微生物－原始微生物群落；“苔蘚”階段-生物風(fēng)化與成土過程速度升高(二)有機質(zhì)聚積過程有機質(zhì)的聚積過程是指在各種植物和水、熱等成土因素的綜合作用下,在土體中特別是土層上部大量積累有機物的過程.1.草氈有機質(zhì)聚積過程-有機質(zhì)合成量少，分解度弱，常成氈狀草皮層，覆蓋土壤表層，而顯示干泥炭化。2.斑氈有機質(zhì)聚積過程-森林植被下有機質(zhì)聚積過程。3.草甸腐殖質(zhì)聚積過程-濕潤草甸植被下腐殖質(zhì)聚積過程。4.草原腐殖質(zhì)聚積過程-半干旱、干旱草原植被下腐殖質(zhì)聚積過程。5.沼澤泥炭化過程-在沼澤植被下有機質(zhì)聚積過程。2023/4/539第39頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(三)粘化成土過程指礦物顆粒由粗變細(xì)形成粘粒的過程,或粘粒在土體中淀積使粘粒含量增加的過程.粘粒的形成可通過物理性破碎和化學(xué)分解,使顆粒逐漸變小成為粘粒,也可由礦物的化學(xué)分解產(chǎn)物再合成。粘化過程包括兩方面的含義：一是土層中粘粒受水的機械淋溶淀積過程為淀積粘化過程；二是指土體中的礦物未經(jīng)遷移就地風(fēng)化形成粘粒,稱為殘積粘化過程。(四)鹽化成土過程鹽化成土過程是在干旱、半干旱的氣候條件下，地下水中的鹽分通過毛管蒸發(fā)而在表土層累積的過程。鹽化成土過程，在干旱少雨蒸發(fā)量大、地下水位高、

礦化度大的地方經(jīng)常發(fā)生，此時含鹽的地下水通過毛管作用上升至地表，水分蒸發(fā)后,隨水分上來的鹽分則殘留在地表的土壤中,使表土鹽分愈積愈多，當(dāng)含鹽量達(dá)到0.2%以上開始危害作物生長時，就形成鹽土。2023/4/540第40頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

(五)堿化成土過程堿化過程指土壤膠體中有較多的交換性Na＋離子,使土壤呈堿性反應(yīng),并引起土壤物理性質(zhì)惡化的過程。

堿化過程通過土壤中Na2CO3的形成而發(fā)生的，較多的鈉離子把土壤膠體上的交換性鈣

鎂離子代換下來，使其與CO32-結(jié)合成難溶的CaCO3和MgCO3，隨著交換作用的不斷進(jìn)行，當(dāng)鈉離子飽和度達(dá)20%以上，pH>9時，土壤便發(fā)育成堿土.通常堿土的表層含鹽量較低，鹽分主要集中于表土層以下柱狀不透水的堿化層中。堿土與鹽土相同分布。(六)白漿化成土過程白漿化成土過程指在還原條件下,土壤亞表層中鐵、錳的還原淋失和粘粒的機械淋溶相結(jié)合的過程，使土體中出現(xiàn)一個粉沙量高，F(xiàn)eMn缺乏的白色淋溶層。

形成過程的實質(zhì)是地表周期性滯水，并在有機質(zhì)參與的還原條件下，亞表層中以膠膜狀態(tài)包被于土粒表面上的鐵錳被還原，并沿緩坡隨側(cè)向水流或垂直水流不斷淋失。隨著膠膜的消失，原來被膠結(jié)的土粒或結(jié)構(gòu)體便分散成粘粒，懸浮于水中，后粘粒隨水下移并在土層中淀積，結(jié)果使亞表層粘粒減少，粉沙增多，土色進(jìn)一步變白，形成下層因鐵、錳和粘粒的淀積而粘化，并不同程度地形成鐵錳膠膜及結(jié)核。2023/4/541第41頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(七)灰化成土過程灰化成土過程是在寒溫帶、寒帶針葉林植被和濕潤條件下，土壤中的鐵鋁與有機酸性物質(zhì)螯合淋溶淀積過程。在這樣的成土條件下，針葉林殘落物富含單寧、樹脂等酚類物質(zhì)分解后產(chǎn)生酸性很強的富里酸及其他有機酸作為有機絡(luò)合劑使表層土壤中的礦物質(zhì)蝕變分解，且與金屬離子結(jié)合為絡(luò)合物，使鐵鋁等發(fā)生強烈的螯遷，到達(dá)B層，使亞表層脫色，只留下極耐酸的硅酸呈灰白色土層(灰化層)，在剖面下部形成較密實的棕褐色腐殖質(zhì)鐵鋁淀積層。(八)脫硅富鋁化成土過程鋁硅酸鹽類礦物發(fā)生強烈的水解，釋放了鹽基及游離硅酸，并發(fā)生強烈的淋失，而鐵、鋁氧化物淋溶作用較弱，在土層中相對的富積。(九)潛育化成土過程在指土壤長期受水浸漬，在土體內(nèi)所發(fā)生的還原過程。該過程的實質(zhì)是土壤處于靜水封閉中，因長期缺氧，加上分解有機質(zhì)的參與，便形成低價化合物狀態(tài)。若以低價鐵為主，土壤呈蘭青或黑色，若以低價錳為主，土壤則呈紅棕色或稍帶紫色。總之，潛育化是土壤長期浸沒于不流動的地下水或托水層中發(fā)育的，潛育性土壤pH值一般在7左右，且往往含較多的易溶性磷。2023/4/542第42頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(十)潴育化成土過程指土體處于季節(jié)性積水，在土體中交替發(fā)生的氧化還原過程。形成實質(zhì)是土壤浸水經(jīng)常移動，干濕交替導(dǎo)致氧化還原過程交替進(jìn)行,變價的鐵錳被還原成低價狀態(tài)，并溶解在水中隨水遷移，在土壤干燥時，這些已被還原的物質(zhì)又被氧化形成高價氧化物并在土壤中淀積。在這種干濕交替下，潴育化土體中可出現(xiàn)銹紋、銹斑、黑色鐵錳結(jié)核，紅色鐵錳膠膜及鱔魚斑等新生體。(十一)熟化成土過程指人類定向培育土壤肥力的過程。熟化成土過程兼受自然因素和人為因素的綜合影響，其中人為因素占主導(dǎo)地位。熟化成土過程可分旱耕熟化過程(旱作條件下熟化成土過程)和水耕熟化過程(水田條件下熟化成土過程)。1.旱耕熟化過程該過程為旱作條件下土壤的熟化過程，大致可分為二個階段：一是改土階段；二是培肥階段。2.水耕熟化階段該過程為在平整畦田的基礎(chǔ)上，通過灌排、耕作、施肥等措施，定向培育高度肥沃水稻土的過程。(十二)退化過程(由自然環(huán)境、人為利用不當(dāng)?shù)纫蛩匾?2023/4/543第43頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程I物理過程1.粘粒淋溶淀積過程粘粒從土壤上部移至下部。該過程有粘粒的機械移動，也有凝膠和溶膠轉(zhuǎn)化。在土壤中往往形成粘粒淀積層(粘化層Bt).2.鹽化—脫鹽化過程易溶性鹽淋洗出土壤表層和在大團粒表層聚集的兩種相反過程。土壤鹽分向上運動，在土壤表層聚集為鹽化過程；土壤鹽分向下移動移出土體，為脫鹽過程。2023/4/544第44頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程

II生物過程

包括氮的固定，有機質(zhì)轉(zhuǎn)化等過程。2023/4/545第45頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程III化學(xué)過程該過程有兩個特征：一是土壤形成中某些元素的化合價發(fā)生變化；二是有新的化學(xué)組分形成。1.化學(xué)風(fēng)化---土壤礦物的持變過程(1)脫硅富鋁化原生礦物分解，合成高嶺石及Fe2O3、Al2O3等次生物質(zhì)紅黃色Fe、Al層(2)粘化部分原生礦物分解，合成不同粘土礦物Bt層2.化學(xué)淋溶---由于新化學(xué)組分的產(chǎn)生導(dǎo)致淋溶(淋溶作用，是指一種透過天然下滲雨水，或人工灌溉，將上方土層中之某些礦物鹽類或有機物質(zhì)溶解，而將之移往較下方土層中之作用)發(fā)生。(1)灰化Fe、Mn有機絡(luò)合、螯合物形成，導(dǎo)致Fe、Mn淋溶，伴有原生礦物灰白色層，促進(jìn)次生礦物的分解、合成。 灰化層2023/4/546第46頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程(2)脫鈣－積鈣脫鈣積鈣

CaCO3(淀積)＋CO2+H2O＝Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2形成引起脫鈣，CaCO3形成導(dǎo)致積鈣。黑鈣土鈣積層2023/4/547第47頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程3.化合價變化(氧化－還原)

由于化合物變化引起物質(zhì)形態(tài)、性質(zhì)變化。(1)潛育化-靜水浸泡強還原

Fe3+(紅、棕色)Fe2+(蘭灰色)

(2)潴育化水位上升：還原；水位下降：氧化

Fe3+、Mn4+Fe2+、Mn2+

水位下降后出現(xiàn)“紅棕色銹層”

水位上升后形成“藍(lán)灰色層”(3)白漿化滯水還原

Fe3+、Mn4+

Fe2+、Mn2+(淋失)

白色脫Fe、Mn層(高價難溶)(低價可溶)

Fe、Mn元素在土壤形成中表現(xiàn)十分活躍，對土壤剖面形態(tài)影響很大。酸性淋溶脫Fe、Mn灰白層(灰化)Fe、Mn淋失；滯水還原脫Fe、Mn灰白層(白漿化)。2023/4/548第48頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程2023/4/549第49頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程潛育化潴育化水稻土2023/4/550第50頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程4.物理化學(xué)過程四、人為活動下的成土過程(一)熟化過程(二)壓實過程(三)人為的土壤擾動過程(四)堆積過程(五)人為“復(fù)鈣”與酸化過程2023/4/551第51頁，共58頁，2023年，2月20日，星期四§5土壤的形成發(fā)育過程§5-3土壤發(fā)育地殼表面的巖石風(fēng)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，稱為土壤發(fā)育。一、土壤個體發(fā)育二、土