2012土壤形成第二章

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相对年龄则是指土壤的发育阶段或土壤的发 育程度。
蓬莱剖面光释光年代
土壤形成因素的关系及作用
母质——物质基础
土壤形成
气候 ——水热状况
物质和能量
重新分配
生物——主导因素 地形
时间——强度因子——发育程度
土壤发育的影响因素
1、母质因素(不同岩石风化壳,冲积土) 2、生物因素(植被类型,草地与森林) 3、气候因素(影响风化,控制植被生长) 4、地形因素(影响物质与能量的分配) 5、时间因素(控制土壤发育进程) 母质 气候 水热 生物
道库恰耶夫对土壤地理学的贡献
1)创立了成土因素学说 2)发现了土壤分布的地带性规律 3)拟定了土壤地理调查和编制土壤图的方法
4)创立了以发生学观点来认识土壤的发生学派
• 突出之处: • 1)科学的方法论——辨证唯物主义和历史唯 物主义; • 2)创新精神——土壤地理学的奠基人。 • 不足: • 1)未抓住土壤本身; • 2)未强调人类活动的影响;
• 函数关系方程
∏=f(K,O,E,P )T
∏为土壤; K为气候; E为岩石; P为地形; T为时间; O为生物
• 基本观点 • 1 土壤是母质、气候、生物、地形和时间 五大自然因素综合作用的产物。 • 2 所有的成土因素始终同时存在并同等 重要和相互不可替代地参与了土壤形成过程。 • 3 土壤永远受制于成土因素的发展变化 而不断地形成演化;土壤是一个运动着的和有 生有灭或有进有退的自然体。 • 4 土壤形成因素存在着地理分布规律, 特别是有由极地经温带至赤道的地带性规律。
3. 认识时间与土壤发育之间的相互关系
4. 理解人类活动对土壤发育的影响。
关键词
成土因素(soil-forming factor) 母质(parent material) 土壤发生(soil genesis)
风化壳 (weathering crust)
土壤发育序列(soil development sequence)
棕壤
(Brown earths )
• 沂山棕壤景观
褐土
(Cinnamon soils)
• 费县褐土景观
(二)气候在土壤形成中的作用
气候是土壤形成的能量源泉。土壤与 大气之间经常进行水分和热量的交换。气 候直接影响着土壤的水热状况、土壤中物
质的迁移转化过程,并决定着母岩风化与
土壤形成过程的方向和强度。气候要素如 气温、降水及风力对土壤形成发育具有重 要的影响。
土壤地形序列(soil toposequence)
土壤年代序列(soil chronosequence)
知识结构
认识土壤发生学说
道库恰耶夫成土因素学说
掌握土壤与生物气 候、土壤水运动特 征,土壤水热状况
土壤形成的母质、 气候、生物、 地形与水文因素
土壤形成的时间因素 土壤形成的人为因素
熟悉土壤时间发育序 列及人类对土壤发育 的影响
(六) 人类生产活动
• 人类生产活动对土壤形成和性质的影响是 有意识有目的的,是在认识土壤客观性质 的基础上对土壤进行利用改造定向施肥, 创造不同熟化程度的耕作土壤 。
土壤发育与人类活动的关系
• 人类对土壤的影响广泛而深刻 • 人类活动改变自然环境条件,如修筑梯田、灌排 工程等; • 人类活动改变土壤内在组成,加速土壤形成过程, 改变发展方向,如施肥、灌溉排水等; • • 人类对土壤影响具两面性; • 人类的活动具社会性。
土壤剖面
O层 A层
B层
◆指土壤由上而下,显示土层序 列及组合状况的垂直切面。 ◆根据土壤层的性质及其在土壤 剖面中的位置划分土层类型。发 育成熟的土壤可分为如下四层: 1、O层:有机质层; 2、A层:腐殖质层; 3、B层:淀积层; 4、C层:母质层。
C层


” 的含义
一、成土因素学说
• 土壤是成土母质在一定水热条件和生物作 用下,并经过一系列的物理、化学和生物 化学过程形成的。母质层与环境之间发生 了频繁的物质能量交换和转化形成土壤腐 殖质和粘土矿物,发育了层次分明的土壤 剖面,也出现了具有肥力的土壤。
二、成土因素对土壤形成的作用
土壤形成因素的关系及作用
母质——物质基础
土壤形成
气候 ——水热状况
物质和能量
重新分配
生物——主导因素 地形
时间——强度因子——发育程度
(一) 母质在成土工程中的作用
• 岩石风化的产物称成土母质,简称母 质。 • 母质是土壤形成的物质基础。与土壤 之间存在“血缘”关系。
例如,随着河谷地形的演化,在不同地形部位上, 可构成水成土(河漫滩) → 半水成土(低级阶地) → 地带性土(高级阶地)的发生系列。
(五)成土时间对土壤发育的影响 土壤年龄 土壤年龄是指土壤发生发育时间的长短,通 常把土壤年龄分为绝对年龄和相对年龄。
绝对年龄是指该土壤在当地新鲜风化层或新 母质上开始发育时算起迄今所经历的时间, 通常用年表示;
母质类型
• • • • 残积物 坡积物 冲积物 洪积物 湖积物 浅海沉积物 风积物 冰碛物
母质在土壤形成中的 作用
首先,直接影响着成 土过程的速度、性质和方 向。
其次,母质对土壤理 化性质有很大的影响。
一般地说,成土过程进 行得愈久,母质与土壤的 性质差别就愈大。但母质 的某些性质却仍会顽强地 保留在土壤中。
植被类型和土壤类型的关系 (据Bridges: World Soils)
土壤动物作用
• 1)自身是土壤有机质的来源之一; • 2)对土体物质迁移、转化,土壤的组成、 性质与形态结构等作用。
土壤微生物对土壤的影响
• 分解动植物有机残体,释放能量和养分, 供生物再吸收利用,使生物能世代延续; • 参与土壤腐殖质形成; • 某些特种微生物,如固氮菌能增加土壤氮 素养分。
不同温度带风化壳分异图式 (据Gerrard J, 2000年资料改编)
美国中部土壤碳酸钙层出现深度与年降水量关系图
(据Jenny, 1983)
气候变化与土壤形成
由于气候带、植被和土壤之间存在明显的关 系,许多土壤学家非常重视气候在土壤形成中 的作用,并提出了土壤地带性的概念 。 在中国温带,自西向东大气湿度递增,依次出现: 棕漠土、灰棕漠土、灰漠土、棕钙土(灰钙土)、栗钙 土、黑钙土和黑土。 在中国温带东部湿润区,由北而南热量递增,土壤分 布依次为:
河谷地形发育对土壤形成、演化的影响示意图
总之,地形制约着地表物质和能量的再 分配,地形的发育支配着土壤的演替,在不 同的地形形态上,就形成不同土壤类型。
地形与土壤发生的关系
1、地形与母质的关系
坡积物
冲积物 洪积物
残积物
(二)地形与水热条件的关系 2、地形对土壤水分状况的影响
3、地形与土壤发育的关系
3、母质部分性质直接影响成土 过程的速度和方向
• • 石灰岩和紫色砂岩、页岩含大量碳酸钙, 阻滞和延缓富铝化作用,——石灰土和紫 色土。
4、母质影响土壤自然肥力
• 钾长石风化后形成的土壤有较多的钾; • 斜长石风化后形成的土壤有较多的钙; • 辉石和角闪石风化后形成的土壤有较多铁、 镁、钙; • 含磷量多的石灰岩母质风化后形成的土壤 有较多磷。
五大自然成土因素:
19世纪未,俄国土壤学家B.B.道库恰耶夫 (Dokuchaev,1846-1903)通过对俄罗斯大草原土壤的 调查,提出土壤的五大成土因素,即
母质-parent material
气候-climate
生物-biology
地形-topography
时间-time
• 道库恰耶夫的土壤因素学说
土壤地理学
主讲教师:徐树建 (Shujian Xu)
临沂大学 资源环境学院
2012.03
第二章 土壤形成
• 土壤形成因素学说
• 土壤形成因素
• 土壤形成过程ห้องสมุดไป่ตู้基本矛盾
• 土壤形成过程
• 土体分异——土壤剖面
教学重点
1. 掌握土壤地理发生学的基本理论
2. 掌握生物气候、母质、地质水文因素
对土壤形成发育的影响
(三)土壤发育与生物的关系
• 土壤形成的生物因素包括植物、土 壤微生物和土壤动物,它们是土壤 有机质的制造者和分解者,是土壤 发生发展过程中最活跃的因素。

1、不同植被类型形成的有机质数量 不同
• 提供有机残体绝对数量:木本植物>草本植 物; • 热带常绿阔叶林>温带夏绿阔叶林>寒带 针叶林; • 草甸植物>草甸草原植物>干草原植物>半 荒漠和荒漠植物。
2.、气候影响土壤的形成过程
• (1)通过水热条件,制约土壤中有机质的 转化、矿物质的风化、迁移以及土壤水分 动态,从而直接影响土壤形成、发育。 • (2)通过光、热、水分条件的影响生物, 特别是植物生长、繁殖和种群组成等,从 而间接通过植物群落制约成土过程。 • ( 3)气候控制土壤形成方向及其地理分布, 尤其地带性分布规律
有机质 矿物质
提 供 物 质 与 能 量 土 壤 性 质
地 形
时 间
(六)人类活动对土壤发生演化的影响
1、人类活动对土壤的影响是有意识、有目的的、定 向的。在农业生产实践中,在逐渐认识土壤发生发展客 观规律的基础上,利用和改造土壤、培肥土壤,它的影 响可以是较快的。 2、人类活动是社会性的,它受着社会制度和社会生 产力的影响,在不同的社会制度和不同的生产力水平下, 人类活动对土壤的影响及其效果有很大的差别。 3、人类活动的影响可通过改变各自然因素而起作用, 并可分为有利和有害两个方面。人类对土壤的影响也具 有两重性,利用合理,有助于土壤肥力的提高;利用不 当会破坏土壤,如我国不同地区的土壤退化主要是由于 人类不合理地利用土壤引起的。
• “酶”
(四)地形因素对土壤形成的影响
岩石圈表面形态即地形,它是土壤形成
发育的空间条件,对成土过程的作用与母质、
气候、生物等不同,它通过影响地表物质能
量的再分配,从而影响成土过程。新构造运
动及地形演变更是影响土壤发生发育的重要 因素。
祁连山、居延海间含盐风化壳盐分地球化学分异图 (据熊毅,1986)
1、母质影响土壤原生矿物
• 酸性岩母质含抗风化力强的浅色矿物较 多——酸性粗质土; • 基性岩母质含抗风化力弱的深色矿物较 多——较厚的粘质土壤。
• 土壤发育与母质——母质是土壤形成的物 质基础
2、成土母质影响土壤的质地
• 质地粗的母质——土壤质地较粗; • 质地细的母质——土壤质地较细。 • • 例1:发育在残积物上的土壤含石块较多; • 发育在坡积物上的土壤质地较细; • 发育在洪积物上的土壤,其上下层质地变化较大,同一沉 积层次质地比较均一。 • 例2:南方的红壤、黄壤、砖红壤, • 石灰岩、玄武岩和红色风化壳上发育的土壤质地较粘重;花岗岩 及砂页岩上发育的土壤质地居中; • 在砂岩、片岩及砂质沉积物上发育的土壤质地最轻。
暗棕壤、棕壤(褐土)、黄棕壤、黄壤、红壤和砖红壤。
气候因素对土壤形成主要是通过温度、 湿度、降水和蒸发等因素起作用,即水热 条件及其动态的组合。
1.气候直接影响土壤的水热状况
• 温度:制约土壤元素迁移转化的能力和方 式。 • 水分:媒介与载体等。 • 风:土壤侵蚀、风力堆积造成土壤物质成 分的变化。
• 威廉斯成土思想 • 1)土壤形成中,生物起重要作用,这样才 会具有肥力; • 2)土壤既是劳动对象,又是劳动产物。
• 詹尼成土函数关系式 • s =f(cl,o,r,p,t…) • 式中s代表土壤;cl代表气候;o代表生物; r代表地形;P代表母质;t代表时间;点号 代表尚未确定的其他因素。 • ——生物并非唯一主导因素。
主要的人为土
• • • • 水稻土 灌淤土(绿洲土) 塿土(朱显谟 院士、八百里秦川) 菜园土
三、土壤形成的基本规律
• 自然土壤形成的基本规律是地质大循 环与生物小循环过程矛盾的统一
• 地质大循环,是指结晶岩石矿物在外力 作用下发生风化变成细碎而可溶物质, 被流水搬运迁移到海洋经过漫长的地质 年代变成沉积岩,当地壳上升,沉积岩 又露出海面成为陆地,再次受到风化淋 溶。 •
2、不同植被类型有机质积累方式不同
• 木本植物:枝叶以凋落物形式堆积于表层 • ——剖面中腐殖质自表层向下急剧 减少; • 草本植物:根系比例大 • ——剖面中腐殖质自表层向下逐渐 减少。
3、植被类型不同,形成的有机质性 质不同
• 提供灰分含量:草本植物>木本植物; • 草本植物: • 干旱的荒漠向湿润的草甸,灰分含量有规律地减少 • 草本植物——中性或微碱性——利于腐殖质形成和 积累,+发达须根+胡敏酸钙为主的胶结作用——利 于形成团粒结构。 • 木本植物: • 针叶林——富里酸为主——强烈的酸性淋溶; • 阔叶林——胡敏酸为主——淋溶弱,盐基饱和度高。
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