第二章 土壤的形成

第二章
土壤形成
第1节 成土因素学说
一、建立
• 德国科学家亚历山大· 冯· 洪堡在《亚洲 地质学和气候学片断》中，揭示了欧亚 大陆中西部气候与植被的规律性变化； 现代土壤地理学奠基人道库恰耶夫，19 世纪末在科学调查的基础上，将广阔地 域土壤与其自然条件联系起来，创立了 成土因素学说。
道库恰耶夫(1881年) 首次建立了 П＝f(К, О, Г, Б) 表示土壤与成土因素之间的发生关系。式 中：П表示土壤；К, О, Г, Б分别表示气 候、生物、母质和时间因素。道库恰耶 夫认为地形只对“隐域土”有重要意义， 故未将地形因子列入。他还提出土壤是 一个独立自然体，成为现代土壤科学及 土壤地理学的独特研究对象。
由于成土条件组合的多样性，造成了成土 过程的复杂性。在每一块土壤中都发生着 一个以上的成土过程，其中有一个起主导 作用的成土过程决定着土壤发展的大方向， 其他辅助成土过程对土壤也起到程度不同 的影响。各种土壤类型正是在不同的成土 条件组合下，通过一个主导成土过程加上 其他辅助成土过程作用下形成的。不同的 土壤有不同的主导成土过程。成土过程的 多样性形成了众多的土壤类型。
所有成土因素始终是同时和不可分割的影
响着土壤的发生和发展，他们同等重要并
且不可替代的参加了土壤的形成过程，土
壤具有地带性规律
二、发展
• 威廉斯：土壤统一形成过程学说，强调 了土壤形成中生物因素的主导作用和人 类活动对土壤的影响。 • 美国土壤学家H.詹尼(Jenny H) 对土壤 与成土因素进行了深入研究，詹尼认为 在成土过程中的生物主导并不是千篇一 律的现象，在不同地区、不同类型的土 壤往往有某一因素占优势

1、植被类型影响土壤中有机质的数量和 分布

（1）草原土壤的有机质含量约为 森林土壤的两倍。 （2）有机质在土壤中的分布状况

是：森林土壤的有机质集中于地表，
并且随深度锐减；而草原土壤的有
机质含量则随深度增加逐渐减少
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、植被类型影响土壤营养元素和 土壤酸度 草本植物进入土壤的有机残体的 灰分和氮素含量则大大超过木本 植物 草原植被的残体与森林植被的残 体比较，前者含碱金属和碱土金 属比后者高；因此，前者的pH值 也较后者高
次生盐化：由于不合理灌溉而抬高了地下 水位所引起的土壤盐化，称为次生盐化。
脱盐过程：是指盐化土壤或盐土中易溶性 盐的淋失过程。
（七）碱化和脱碱化过程

碱化过程： 指钠离子在土壤胶体上的 累积，使土壤呈强碱性反应，并形成物 理性质恶化的碱化层。
脱碱化：是指碱化土和碱土的碱化度 和总碱度以及 pH降低的过程。碱土用 含有石膏的灌溉水淋洗改良， 即为人 工脱碱化。
（一）母质质地影响土壤的性状
1、影响土壤质地 土壤质地指土壤中颗粒粗细的情况。 一般分为砂土、壤土、粘土等。 细质地母质上发育来的土壤比那些从 粗质地母质上形成的土壤，一般有机 质含量高 2、影响土壤的渗透性、淋溶速度和胶体 的迁移
（二）母质层理影响土壤发育

母质质地有明显变化，即层理明 显的情况下，不仅直接造成土壤 剖面的质地分布变化，而且影响 水分垂直运动，从而影响土壤中 物质迁移的不均一性。
五、时间因素在成土过程中的作用
绝对年龄应当从该土壤由新鲜风化层或 新母质上开始发育的时候算起； 相对年龄则由个体土壤的发育程度来判 断。 对于两个相对年龄相同或发育程度相同 的土壤来说，绝对年龄大的土壤较绝对 年龄小的土壤发育速度慢； 对于两个绝对年龄相同的土壤来说，相 对年龄小的土壤发育速度较相对年龄大 的土壤发育速度慢。
（三）气候影响土壤化学性质

1、温度影响化学过程 2、降水量影响土壤中离子的含量
（四）气候变化影响土壤形成

不仅目前大陆上由于气候带的不同发生 不同的土壤类型，而且在整个地质历史 时期，随着气候的变化，土壤的形成方 向和速度以及形成的土壤类型也不断发 生着变化。
三、生物因素的成土作用分析
（一）植物的影响
（二）地形影响土壤形成过程中的 物质再分配
1、在山区，坡上部的表土不断被剥蚀，土体薄、 有机质含量低。坡麓地带或山谷低洼部位， 常接受由上部侵蚀搬运来的沉积物，产生了 土体深厚、整个土体有机质含量较高 2、在河谷地貌中，不同地貌部位上可构成

水成土壤（河漫滩，潜水位较高） 半水成土壤（低阶地，土壤仍受潜水的一定影响） 地带性土壤（高阶地，不受潜水影响）发生系列
（四）脱硅富铝化过程
在热带、亚热带高温高湿条件下，铝硅 酸盐矿物强烈分解，释放出大量的盐 基 ，并形成游离硅酸和铁、铝氧化物； 盐基和硅酸均可移动而遭到淋溶，而难 移动的铁、铝氧化物则相对富集起来， 甚至形成铁盘或聚铁网纹层。 这种因 脱硅引起的铁、铝相对富集过程，称为 脱硅富铝化过程。
(五) 钙化过程 碳酸盐在土壤中淋溶、淀积的过程。

六、内动力地质作用对土壤发 生的影响
（一）新构造运动对土壤发生的影响


1、地形上升地区，由于侵蚀基准面的下切， 土壤的不稳定性增加。土壤受到剥蚀而改变了 原来的状态，或者是剥掉了腐殖质层，或者是 剥掉了整个土体，在新的条件下开始新的成土 过程 2、在地形下降区，侵蚀停止，堆积作用开始， 原来的土壤可能由于被埋藏到深处不再与外界 条件作用，停止了原先进行的成土过程，而成 为埋藏土壤；新覆盖层则开始了它与外在成土 条件相吻合的成土过程
三、成土因素学说的现状
• 提出了土壤形成的深部因素和人
为作用对土壤发生发展的影响
第2节 土壤形成因素分析
一、 母质因素的成土作用分析

母质的定义 是地壳表面的岩石经风化作用 所产生的矿物细碎颗粒。
残积母质是指残存于原地未经迁移
的成土母质； 运积母质是指经过外力搬运后，沉 积于其他地区的成土母质；
（二）动物的影响

1、动物残体是土壤有机质的一种来 源 2、参与有机残体的分解、破碎 3、疏松土壤和搬运土壤


（三）微生物的影响
1、分解有机质，使其中蕴藏的 能量和养分释放出来，供生物再 吸收利用 2、某些特定微生物可增加土壤 养分

四、地形因素的成土作用分析

（一）地形通过影响降水和辐射的 再分配而影响土壤发生
（三）母质组成影响土壤性质
1、如果它含有大量的易风化的矿物，这 些矿物在合适的水热条件下迅速风化， 产生大量粘粒，使土壤质地粘重。 如果母质几乎完全由抗风化的矿物（如 石英）组成，形成的粘粒极少，产生粗 质地的土壤 2、由各种矿物成分组成的母质与由单一 矿物组成的母质相比，前者的土壤发育 较后者迅速。
3、植被类型影响土壤淋溶速度
淋溶指土壤中较细的土粒，化学元 素随土壤水分由土壤表层向下层 （或底层）移动的作用 相同的气候条件下，如果相邻生长 的森林和草原具有类似的地面坡度 和母质，森林土壤的淋溶强度大

森林土壤每年归还到土壤表面的碱金
属与碱土金属盐基离子较少。 森林的水分消耗主要是蒸腾，降水进 入土壤中的比例较大，水的淋溶效率 较高。
二、 基本成土过程
（一） 原始成土过程 这是岩石风化或成土过程的起始 阶段，一 般是在低等植物参与下进 行的。在高山寒冻条件下的寒冻土， 便是原始成土过程的产物。
（二） 有机质积累过程
即是有机质在土体中的聚积过程，是生物因 素在土壤中发展的结果。主要形式： 1．腐殖化过程
即指土壤中有机物质转化为腐殖质的过程。
潴育层或氧化还原层： 潴育化过程在土壤剖面中形成 的铁锰斑纹层。
（十）白浆化过程
四川多称白鳝化过程或漂洗过程，指土体
上层周期性滞水引起还原离铁、离锰作用而
使土壤颜色变浅发白的过程。
（十一）灰化过程
指在土体上部，特别是在亚表层中二氧 化硅的相对富集，而在土体下部三、二氧化 物相对富集的过程 形成灰化层和淀积层：灰化层由于铁、 锰的淋失而呈灰白色，质地较轻，呈强酸性 反应；淀积层呈棕色、暗棕色，富含腐殖质 和游离铁、铝，且以络合态较多。两者既有 上、下层位关系，又有铁、铝和腐殖质转移 的共轭关系。
2．泥炭化过程 排水不良地方的有机质的厚层聚集产生于 高寒湿润和地下水位高或地表积水的过湿条件 下。
（三） 粘化过程 是指土壤中粘粒的形成和聚积过程。 残积粘化：残积粘化系指矿物风 化生成粘粒，未经移动而在原地积累， 又称原生粘化。
淋淀粘化：淋淀粘化或淀积粘化， 即上部土层的粘粒经机械淋溶而在下部 土层聚积。
现代 农业 机械 对土 壤的 影响
第三节 土壤形成过程
一、土壤形成过程的基本规律

地质大循环和生物小循环过程矛盾的 统一。
（一）地质大循环和生物小循环过程
（二）二者之间的关系
两者是同时并存、相互联系、相互作用 的。 生物小循环是在地质大循环基础上发展 起来的。地质大循环使营养元素不断向 下淋失，而生物小循环却从地质大循环 中不断的积累生物所必需的营养元素， 在这一对矛盾相互作用、不断发展的过 程中，逐渐形成了土壤。
（二）火山喷发作用对土壤发生的 影响 火山喷发物的覆盖层足够厚，则原 来土壤中进行着的土壤过程中断， 该土壤成为埋藏土壤，而在新鲜的 火山喷发物上开始新的成土过程
七、人类活动对土壤发生发展的影响
1、人为影响是快速的，并随着人类社会生产力 和技术水平的提高，其影响的速度、强度都将 加快。 2、人为影响是在各自然因素仍在发生作用的基 础上进行的，各自然因素对土壤发生的继续影 响的程度主要取决于人为影响的措施类型 3、人为活动的影响有两重性，可以产生正效应 （土壤熟化），也可能产生破坏性的负效应 （土壤退化）。 4、人类活动作为一个成土因素，对土壤的影响 与其他自然因素有着本质上的不同，这个不同 就在于人类活动是有意识有目的的。
二、气候因素的成土作用分析
（一）气候影响土壤的水热状况 水热状况影响土壤形成过程中的 方向和强度 （二）气候影响土壤有机质的含量 1、降水量和其他条件保持不变时， 温带地区土壤的有机质含量随着 温度的增加而减少 2、 当温度保持不变，其他条件类 似的情况下，随着降水量的减少， 土壤有机质含量降低。
（十二）熟化过程 指在人为耕作、施肥、灌溉和改 良等措施影响下，土壤肥力上升的发 展过程 熟化过程形成熟化层，耕作层即为 最基本的熟化层。 （十三）退化过程 因自然环境的不利因素和人为开发利 用不当而引起的土壤物质流失、土壤 性状和土壤质量恶化以及土壤肥力下 降，作物生长条件恶化和土壤生产力 减退的过程。

（八）潜育化过程
土壤在长期处于水分饱和、缺氧的条
件下，有机物质进行嫌气分解，产生还原
性有机物，并使铁、锰等无机氧化物还原 成低价态(Fe2+、Mn2+)，土壤颜色也随之转
变为蓝灰色或青灰色。这一还原过程即为
潜育化过程；
（九）潴育化或氧化还原过程 实质上是土壤干、湿交替所引起的氧化与还原交替的 过程。 在地下水位升降层段： 雨季：地下水位上升期，土壤水分饱和，铁、锰发 生还原、溶解、移动； A 旱季：地水位下降期， 铁、锰 地下 W 又氧化沉淀，在结构面、孔隙壁上 水升 降区 形成锈色斑纹，甚至出现铁锰结核。
在较干旱的气候下，土壤中的碳酸钙只在
土体上部进行，而淋移到下部的重碳酸钙，由
于干 燥脱水而重新转变为难溶性的碳酸钙而 淀积下来，形成具有粉霜状、菌丝状、膜状、 结核状和石灰盘等淀积特征的钙积层。这种淀 积过程称为钙积或积钙过程。
（六）盐化和脱盐化过程
盐化过程：是指土壤中易溶性盐的积累过 程。常发生干旱、半干旱地区，以及滨海地区。 盐化土壤或盐土：易溶性盐积累的浓度达 到致害作物的土壤，称为盐化土壤或盐土。