第六章土壤学
第六章：土壤形成和发育(原7章)
生物因素1.—植物的作用
植物合成有机体，以 残枝落叶和根系凋落 物的方式提供土壤有 机质；
植物根系的穿插挤压 破碎并分泌有机酸， 促进土壤的形成和结 构的发展。
（右图为天然林）
生物因素1.—植物的作用
我国东部沿海由北向南 的森林分布规律为：
针叶林 针叶阔叶混 交林 落叶阔叶林 落叶+常绿阔叶林 常 绿阔叶林 雨林季雨 林
母质因素
1.概念：岩石风化物或堆积物
2.类型
冲积母质
残积母质 坡积母质 水 洪积母质
湖积母质 海积母质
运积母质 风 黄土母质
沙丘 冰川 冰积母质
地心引力 重积母质
成土母质的作用
成土母质对土壤形成和发育的影响是在母质被 风化、侵蚀、搬运和堆积的过程中对成土过程 施加影响。归纳为：
– 母质的机械组成直接影响土壤的机械组成、矿物组 成及其化学成分，从而影响土壤的物理化学性质、 土壤物质与能量的迁移转化过程。
6.1 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
6.2~6.6 土壤形成的气候、 对土壤发育 的影响
6.7 土壤形成的时间因素 6.8 土壤形成的人为因素
6.1 道库恰耶夫成土因素学说
德国科学家亚历山大封洪堡在《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。
土壤形成和发育
第1节 土壤形成因素学说
6.1 道库恰耶夫成土因素学说 6.2 土壤形成的气候因素 6.3 土壤形成的生物因素 6.6 土壤形成的母质因素 6.2 土壤形成的岩石圈(地形)因素 6.6 土壤形成的水圈(水文)因素 6.7 土壤形成的时间因素 6.8 土壤形成的人为因素
土壤学
土壤：地球陆地上具有一定肥力能够生长植物收获物的疏松表层。
主要有固液气相，固相包括矿物质，有机物，土壤生物。
液相为水分和溶解于水中的矿物质和有机物。
土壤肥力，土壤净化力和土壤自动调节能力，水肥气热。
土壤圈：土壤以不完全连续的状态存在于陆地的表面。
土壤科学：研究土壤的物质运动规律及其与环境间相互关系的学科。
土壤资源学：研究土壤的形成演变组成性质分类分布开发利用及其培肥改良的一门科学。
大气圈水圈生物圈为外圈，地壳地幔地核为内圈，矿物质土粒分为砾石沙粒粉粒粘粒，OSiAlFe占得比例最大，土壤质地：土壤中各粒级土粒的配合比例，或各粒级土粒占土壤重量的百分比组合。
或称土壤机械组成。
生产性状砂质土类1沙粒含量高2保蓄性差3土壤原生矿物以石英长石为主潜在养料含量少养分转化快4土温变幅大5耕性好6大孔隙多氧气充足7发小苗不发老苗，黏质土类1通透性差2保蓄性强3养分含量丰富4土温变幅小5耕性差6有毒物质多7发老苗不发小苗，壤质土类砂黏适中大小土粒孔隙比例分配较合适，保水保肥，养分含量充足，有机质转化快耕性好水肥气热及扎根条件协调，发小老苗，适应性广。
土壤质地层次性1母质本身层次性，2是成土过程中物质的淋溶和淀积3人为耕作管理活动。
不良土壤质地的改良1掺砂掺黏，客土调剂2翻淤压砂或翻砂压淤3引洪漫淤或引洪漫砂4增施有机肥，改良土性。
影响土壤酶的因素土壤物理性状1机械组成2土壤团聚体和容重3水汽热状况土壤化学状况1土壤有机质2氮磷硫3土壤ph值。
有机质的矿质化过程：土壤有机质在微生物的作用下，最终分解为简单化合物，同时释放矿质养料的过程。
腐殖化过程：在土壤微生物的作用下，把生物残体矿化过程中产生的简单有机化合物及中间产物转化成更为复杂的腐殖质过程。
腐殖质形成过程1产生构成腐殖质的基本组成的原始材料2合成阶段。
腐殖质存在1游离状态的2与矿物成分中强盐基化合成稳定的盐类。
3与含水三氧化物化合成复杂的凝胶体。
4与黏粒结合成有机无机复合体。
土壤学
1.土壤的概念：土壤是陆地表面由矿物质，有机质，水，空气和生物组成，具有肥力的，能生长植物的未固结层。
2.土壤肥力：土壤能够供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水，空气，热的能力。
第一章1.矿物：概念—矿物是指岩石圈中化学元素的原子或离子通过各种地质作用形成的，并在一定条件下相对稳定的自然产物。
分类—形成矿物的地质作用，主要矿物可分为三种成因类型：（1）岩浆矿物。
（2）表生矿物。
（3）变质矿物。
2.矿物的物理性质：颜色，条痕，光泽，解理，断口，硬度。
【任记四个】3.常见造岩矿物：石英SiO2、正长石KAlSi3O8、斜长石Na（AlSi3O8）•Ca(Al2Si2O8)、白云母、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石、蛇纹石。
【任记三个】4.地质作用：地质学上把引起地壳物质组成、地表形态和地球内部构造发生改变的作用，称为地质作用。
第二章：1.风化作用：风化作用是地球或近地球表面的岩石在大气圈中的物理、化学作用的变化。
石发生物理和化学的变化称为风化。
可分为物理风化，化学风化，生物风化。
2.土壤形成过程中的大小循环学说土壤形成不外乎是由土壤的有机质积累和地球化学两个基本过程组成的。
这两个基本过程则是土壤形成的实质（基本矛盾）。
土壤形成的实质是地质大循环和生物小循环的矛盾与统一。
土壤形成的过程也就是土壤肥力不断发展的过程。
3.土壤形成的因素：气候、母质、生物、地质、时间。
4.土壤剖面：（1）0层（A0）为枯落物层。
L层：分解较少的枯枝落叶层。
F层：分解较多的半分解的枯枝落叶层。
H层：分解强烈的枯枝落叶层，已失去其原有植物组织形态。
（2）A层：腐殖质层。
（3）B层：淀积层，里面含有由上层淋洗下来的物质，所以一般较坚实。
（4）C层：母质层5.耕作土壤剖面的形成：（1）表土层【可分为两层】1、耕作层：受耕作、施肥、灌溉影响最强烈的土壤层，厚度一般约20厘米左右。
耕作层易受生产活动和地表生物、气候条件的影响，一般疏松多孔，干湿交替频繁，温度变化大，通透性良好，物质转化快，含有效态养分多。
土壤学
名字解释土壤：覆盖于地球陆地表面，具有肥力特征的，能够生长绿色植物的疏松物质层。
土壤肥力：土壤在某处程度上能同时不断地供给和调节植物正常生长发育所必需的水分、养分、空气和热量的能力。
肥料：凡能直接供给植物生长发育所必需养分、改善土壤性状以提高植物产量和品质的物质。
原生矿物：风化过程中没有改变原来的化学组成和原始成岩矿物。
次生矿物：风化和成土过程中新生成的矿物。
土壤质地：根据机械组成的一定范围划分的土壤类型。
土壤粒级：根据矿质土粒（单粒）粒径大小及其性质上的变化，将其划分为若干组，称为土壤粒级（粒级）土壤有机质：存在于土壤中的所有含碳的有机物质。
矿质化过程：有机质被分解成简单的无机化合物，并释放出矿质营养的过程。
腐殖化过程：使简单的有机化合物形成新的、较稳定的有机化合物，使有机质及其养分保蓄起来的过程土壤密度：单位体积（不含空隙）干燥土粒的质量与同体积标准状况水的质量之比。
土壤容重：田间自然状态下单位容积（含土粒及空隙在内）干燥土壤的质量与标准状况同体积水的质量之比。
土壤孔隙度：土壤孔隙容积（包括大、小孔隙）占土壤容积（固相+孔隙）的百分数或单位体积土壤中，孔隙所占的体积百分数。
土壤结构体：很少以单粒的形式存在，大多都是一些在内外因素综合作用下形成的大小不一，形状各异、性质不同的团聚体（复粒）——土团、土块、土片等。
这些团聚体统称为土壤结构体。
土壤黏结性：土粒之间通过各种引力相互粘结在一起的性质。
土壤黏着性：土壤在一定含水情况下，土粒粘附在外物（农具等）上的性质。
土壤可塑性：一定含水状态的土壤在外力作用下的形变性质。
耕性：土壤在耕作时及耕作后一系列土壤物理性质及物理机械性的综合反映。
吸湿水：由土粒表面吸附力所保持的水分，其中最靠近土粒表面由范德华力保持的水称为吸湿水。
膜状水：被吸附在吸湿水层之外，定向排列为水膜，称为膜状水。
毛管水：靠毛管力保持在土壤毛管空隙中的水就称为毛管水。
重力水：不被土壤保持而受重力支配向下流动的水，称为重力水。
土壤学
土壤学1、土壤肥力：土壤从营养条件和环境条件方面供应和协调植物生产的能力。
2、土壤肥力：土壤具有供应与协调植物生长发育所需的水分、养分、空气和热量的能力3、土壤三相组成：固相、液相和气相4、根据岩石的成因分为：岩浆岩、沉积岩和变质岩5、岩浆岩又可根据二氧化硅的含量分为：酸性岩、中性盐、基性岩和超基性岩6、沉积岩占地壳重量5%，占大陆面积75%7、原生矿物：形成于高温高压下的矿物即岩浆熔融体或热液中形成的矿物，这部分矿物仅经物理机械作用、破碎变小，保留在土壤中。
8、次生矿物：原生矿物风化和成土过程中经化学变化，或由分解产物重新结合而成的矿物原生矿物9、风化作用：地表矿物、岩石由于温度变化、水、大气以及生物的作用而发生崩裂、粉碎、分解和产生新矿物的现象。
10、风化作用类型：1物理风化2化学风化溶解作用、水解作用、水化作用、氧化作用、碳酸化作用3生物风化土壤矿物质土壤颗粒组成又称土壤机械组成：土壤中不同粒径矿质颗粒的组合比例，一般以各粒级所占百分比表示。
土壤粒级：土粒大小的等级。
一般将土粒分为石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒四级。
土粒分级标准：国际制前苏联制中国制各粒级土粒的化学组成：砂粒和粉砂粒以石英和长石等原生矿物为主，二氧化硅含量较高；粘粒中，则以次生层状硅酸盐矿物为主，铁、钾、钙、镁等的含量较多。
4 土壤质地及其与土壤肥力的关系1. 土壤质地：土壤中各粒级土粒含量(质量) 百分率的组合,及其所表现的粘砂性质。
2.土壤质地分类：根据土壤中各粒级含量的百分率进行的土壤分类。
土壤质地与土壤肥力土壤质地是土壤的重要物理性质之一，对土壤肥力有重要的影响。
土壤质地常常是土壤通气、透水、保水、保肥、供肥、保温、导温和耕性等的决定性因素1）砂土类：a 粒间孔隙大，毛管作用弱，通气透水性强，内部排水通畅，不易积聚还原性有害物质，有机质分解快，易释放有效养分；b 矿物成分主要是石英，含养分少，要多施有机肥料；保肥性差，施肥后因灌水降雨而易淋失；c 含水量低，热容量较小，易增温也易降温；d 松散易耕，缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、板结、闭气（2）粘土类：a 粒间孔隙小，多为极细毛管孔隙和无效孔隙，通气透水性差，内部排水慢，易受渍害和积累还原性有毒物质，有机质分解慢，不易释放有效养分；b 粘土一般含养分较丰富，特别是钾、钙、镁等含量较多，保肥力强；c 含水量多、热容量较大，升温慢降温也慢；d 粘土干时紧实坚硬，温时泥烂，耕作费力，宜耕期短2）土壤质地的改良措施（1）增施有机肥料；（2）掺砂掺粘、客土调剂；（3）翻淤压砂、翻砂压淤；（4）引洪放淤、引洪漫沙；（5）根据不同质地采用不同的耕作管理措施。
自然地理学 第六章 土壤
四、土壤物质
• 土壤是由固相（矿物质、有机质）、液相（土壤 水分）、气相（土壤空气）等三相物质组成的， 它们之间是相互联系、相互转化、相互作用的有 机整体
（一）土壤矿物质
1. 原生矿物：土壤原生矿物是指各种岩石受到不同程 度的物理风化，而未经化学风化的碎屑物，其原来的 化学组成和结晶构造均未改变。 2. 次生矿物： 次生矿物是由原生矿物经风化后重新形 成的新矿物，其化学组成和构造都经过改变，而不同 于原来的原生矿物。
• 土壤有机质在土壤肥力中的作用
1. 土壤有机质是植物养料的源泉 2. 土壤有机质具有离子代换作用、络合作用和缓冲 作用 3. 土壤有机质能改善土壤物理性质 4. 土壤有机质是植物生长激素
（三）土壤水分
• 土壤水分（Soil moisture）是土壤的重要组成成分之 一。它不仅是植被生活不可缺少的生存因子，而且它 和可溶性盐构成土壤溶液，成为向植物供给养分的介 质。 1. 土壤水分的来源及其耗损 土壤水分主要来自大气 降水、灌溉水、地下水。此外，水汽的凝结也会增加 土壤水分的含量，但这种水分含量很少，不占重要地 位。土壤水分的消耗主要有土壤蒸发、植物吸收和蒸 腾，水分渗漏和径流损失等，其中地面蒸发和水分渗 漏最为重要。
式中П代表土壤；К代表气候；О代表生物；Г代表岩石；Р代表地形；Т 代表时间。
• 本世纪40年代美国土壤学者詹尼（H.Jenny）提出与道 库恰耶夫相似的函数关系式： 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。
(2)有机胶体：包括腐殖质、有机酸、蛋白质及其衍生物 等大分子有机化合物。
《土壤学》复习重点
环境土壤学重点第一章：1.土壤的重要性；①是农业生产的基本资料②是生态系统中不可缺少的环节③是调控环境质量的中心要素2.土壤的概念；是位于地球表面和浅水水域底部具有生命力、生产力的疏松而不均匀的层次，是地球系统的组成部分和调控环境质量的中心要素。
3.土壤肥力（四大肥力指标：水、肥、气、热）土壤具有供应和协调植物生长所需的营养条件（水分、养分）和环境条件（空气、温度）的能力。
4.土壤净化力；土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化等过程而使土壤污染物的浓度降低或消失的过程。
第二章：1.岩石（按成因分类：岩浆岩、沉积岩、变质岩及这三种岩石的特点）；岩浆岩：地下深处的高温熔融岩，在地表或地下冷却凝固而成的岩石沉积岩：在地表和接近地表的常温、常压条件下，地壳上先期存在的原始物质，经过侵蚀、搬运、沉积和石化等作用形成的岩石特点：层理、波痕、化石变质岩：经变质作用而形成的岩石2.成岩作用；①压实作用②胶结作用③重结晶作用第三章：1.岩石的风化作用（三种风化）（物理和化学风化的区别）；物理风化是地表岩石因温度变化和孔隙中水的冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。
化学风化是岩石在水和水溶液的作用下产生的破坏作用，其结果岩石破碎变小，化学成分发生变化，形成新矿物。
包括溶解作用、水化作用、氧化作用、碳酸盐化作用。
生物风化：指岩石由生物活动引起的岩石破坏作用，表现为物理和化学两种形式。
物理风化使岩石由大到小，化学性质不变；化学风化使岩石成分发生改变，形成新矿物2.风化的因素（1、2、3）环境条件：气候、地形岩石性质：岩石的矿物晶格构造、矿物成分、岩石的结构与构造、节理状况主要矿物和岩石的风化特征3.土壤形成因素：（1、2、3、4、5、6具体如何影响的）；成土母质：是建造土体的基本材料是土壤的骨架，是植物矿质养料元素的最初来源气候：决定着成图过程中的水热条件地形：母质物质的重新分配及水热条件的差异生物：营养物质的地质大循环和生物小循环。
第六章土壤圈
✓ 有机层(O) ✓ 腐殖质层(A) ✓ 淋溶层(E) ✓ 淀积层(B) ✓ 母质层(C) ✓ 母岩层(R)
第六章土壤圈
耕作土壤剖面
耕作土壤剖面主要层次：
耕作层(表土层)
灌淤表层 堆垫表层 肥熟表层
犁底层(亚表土层) 心土层(生土层) 底土层(死土层)
土壤剖面构造 土壤颜色 质地结构 结持性 孔隙度
研究意义：土壤形态成土过程的反映和外部表 现，也是区别各土壤类型的重要依据。土壤形 态学对于研究土壤的形成和发展，对土壤分类， 土壤特性，土壤资源评价都具有重要的意义。
第六章土壤圈
1、土壤剖面与土壤发生层次
➢ 土壤剖面的定义：是指从地表垂直向下 的土壤纵剖面，也可将土壤剖面理解为 完整的垂直土层序列。
土类
是亚纲的细分，根据反映主要成土过程 的强度或次要控制因素的表现性质划分。
第六章土壤圈
亚类
是土类的辅助级别，主要根据是否偏离 中心概念，是否具有附加过程的特性和 是否具有母质残留特性划分。
第六章土壤圈
中国的土壤系统分类
第六章土壤圈
主要土壤类型
盐成土
干旱土
均腐殖土
土
灰土
硅铝土
纲
铁硅铝土
铁铝土Biblioteka 第六章土壤圈土纲为最高级土壤分类级别，根据主要土壤 形成过程产生的或主要影响成土过程的 性质划分。
第六章土壤圈
亚纲
是土纲的辅助级别，主要根据控制现代 成土过程的性质或主要限制因子反映的 性质划分。
现代成土过程：指土纲按诊断层或诊断 特性划分时，按控制它们的因素，如气 候、成土母质等划分。
第六章土壤圈
➢ 垂直土层序列：由性质和形态各异的土 层重叠在一起构成的。土层大致呈水平 状，是土壤成土过程中物质发生淋溶、 淀积、迁移和转化形成的。
土壤学第六章总结
土壤学第六章总结第六章第一节土壤保肥性与供肥性的含义土壤保肥性：土壤吸持、保存植物养分的能力。
土壤供肥性：土壤向植物提供有效养分的能力第二节土壤胶体soil colloid及其基本特性一、土壤胶体的概念**土壤胶体：直径小于0.001mm的土壤固体颗粒二、类型1、土壤无机胶体：层状硅酸盐粘土矿物（1：1型如高岭石、2：1型如蒙脱石）、氧化物及其水合物土壤有机胶体：主要是腐殖质及其各种组分土壤有机矿质复合体2、高岭石：单位晶层由一层硅氧片和一层铝氧片构成。
故称1：1型矿物晶层之间以氢键连接，联结力强,分散度低，多出现于酸性土壤。
塑性、粘结性、粘着性、膨胀性很弱对水和阳离子的吸附力弱主要存在于风化程度较高的土壤中蒙脱石：两层硅氧片中间夹一层铝氧片构成蒙脱石晶层。
2：1型矿物。
晶层之间通过氧相连，联结力弱。
胀缩性、粘结性、可塑性很强。
对水和阳离子的吸附力强，CEC=60-100 Cmol(+)/kg。
主要存在于风化度低的北方土壤中。
3、粒径越小，比面积越大如高岭石比面积《蒙脱石4、由于表面的存在而产生的能量，叫做表面能。
物质的比面积越大，吸附能力也越强，由于土壤胶体具有巨大的表面积，因而具有巨大的表面能。
三、胶体带有电荷1、土壤胶体电荷的种类（1）永久电荷（2）可变电荷2、胶体带电的原因土壤胶体表面带有电荷是其最重要的胶体化学特性。
造成胶体带电的原因主要有以下三种：（1）同晶代换（2）断键（3）表面分子的解离3、永久电荷由于同晶代换的作用产生的电荷，叫永久负电荷。
4、可变电荷指胶体随土壤溶液pH值的变化而发生电荷数量、符号变化的那部分电荷。
原因有二：主要是由胶体表面分子的电离引起的，其次来自矿质胶体晶格的断键。
高岭石>蒙脱石四、土壤胶体凝聚与分散一种是胶体微粒相当充分的分散在介质中形成的一种外观颇似溶液的胶体溶液，称为溶胶。
另一种是在外因作用下，胶体微粒聚合在一起形成的处于凝聚状态的胶体，称为凝胶。
土壤地理学 第六章 土壤分类
土壤发生分类的不足表现在： ① 主观性与理论推理性强； ② 过分强调生物、气候等地带性因素； ③ 强调中心概念，但土类界限较模糊； ④ 发生分类缺乏定量指标。
中国土壤系统分类是以诊断层(diagnostic horizons)和诊断特性(diagnostic characteristics) 为基础的系统化、定量化土壤分类。中国土 壤系统分类为多级分类制，即土纲、亚纲、 土类、亚类、土族和土系6级，如表6-2所示。
中国近代土壤分类受美国早期土壤分类 影响较深，宋达泉(1950) 在《中国土壤分类 标准的商榷》中列举的中国土壤分类仍属美 国马伯特土壤分类。以土类为基本单元，以 土系为基层单元，分为显域、隐域和泛域土 3个土纲、7个亚纲、18个土类。
自20世纪中期至20世纪末期，苏联土壤 发生分类，特别地理发生学分类，对中国土 壤分类的影响较深，时间也较长。从1978年 始，中国开始第二次全国土壤普查，并随着 中国改革开放，国际交往的增加，美国土壤 分类系统和联合国世界土壤图图例单元逐渐 进入中国，对中国土壤发生分类系统产生了 一定程度的影响。
红壤：中亚热带湿润季风气候，生 物富集和脱硅富铁铝化作用下形成 的地带性铁铝土 。土壤红色或棕红
色，酸性，有机质含量较高，核块 状结构。
上图为红壤剖面
上图为红壤景观
土地利用：代表性天然植被是常绿阔叶林； 农业利用以稻麦棉为主，一年两熟或一年三 熟，并广泛栽培有毛竹、油茶、油桐、柑桔 等人工林，是重要的粮、棉、油、茶、柑枯 和蚕丝的生产基地。
知识结构
认识土壤分类原理依 据、方法与发展
6.1 土壤分类概述
掌握中国土壤分类体 系的特点
6.2 中国土壤分类
熟悉国际主要土壤分 类体系及其参比
土壤学土壤空气和热量状况
15 0.25 20.49 0.87 19.95 0.13 20.86 0.39 20.51
20 0.48 20.48 1.35 20.06 0.15 20.12 0.41 20.63
30 0.57 19.87 1.16 20.01 0.31 20.18 1.16 20.36
50 0.92 19.93 1.52 19.70 0.40 20.20 1.28 19.87
D=D0·S·l/le
D0—自由空气中的扩散系数； S—未被水分占据的孔隙度； l—土层厚度； le—气体分子扩散通过的实际长度。 l/le和S的值都小于1。
结构良好的土壤中，气体在团聚体间的大孔隙间 扩散，而团聚体内的小孔隙则较长时间保持或接近水饱 和状态，限制团聚体内部的通气性状。所以紧实的大团 块，即使周围大孔隙通气良好，在团块内部仍可能是缺 氧的。所以通气良好的旱地也会有厌气性的微环境。
六、土壤通气指标
1.土壤孔隙度 总孔隙度50～55%或60%，其中通气孔度要求
8～10%，最好15～20%。这样可以使土壤有一定 保水能力又可透水通气。 2.土壤呼吸强度(intensity of soil respiration)
覆膜
露地
05-01
07-29
05-01
07-29
CO2
O2
CO2
O2
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2
O2
CO2
O2
0
—
— 0.92 —
— 0.06 0.06
—
5 0.16 20.50 1.01 20.44 0.07 20.65 0.21 20.65
10 0.42 20.40 1.06 20.28 0.10 20.51 0.28 20.67
土壤学第6章
负 电 荷 表 面
扩散层
本体溶液
+ + －+ － + + － + － ++ + + + + － + ++ + －－
+ － + － +
扩散双电层的结构
四 、 土壤胶体的电荷
土壤电荷主要集中在胶体部分。 电荷数量和电荷密度来表示 来表示。 土壤电荷主要集中在胶体部分 。 以 电荷数量和电荷密度 来表示 。 土壤电 荷对离子吸附量、吸附牢固程度，离子移动，有机-无机复合体形成， 荷对离子吸附量、吸附牢固程度，离子移动，有机-无机复合体形成，土 壤分散与絮凝等有重要影响，是许多物理化学性质的基础。 壤分散与絮凝等有重要影响，是许多物理化学性质的基础。 粘土矿物晶格中离子同晶置换产生的， 粘土矿物晶格中离子同晶置换产生的，同晶置 换一般产生于结晶过程，一旦形成， 换一般产生于结晶过程，一旦形成，不受环境 的影响（ pH，电解质浓度等）。 2:1型矿物 ）。是 的影响（如pH，电解质浓度等）。是2:1型矿物 电荷的主要来源。 电荷的主要来源。 pH依变电荷。产生原因： pH依变电荷。产生原因：由于土壤固体表面从介 依变电荷 质中吸附离子或向介质中释放离子而引起， 质中吸附离子或向介质中释放离子而引起，其中 最常涉及的离子是H 离子和OH 离子。也可表叙为： 最常涉及的离子是H+离子和OH-离子。也可表叙为： 固体表面功能团对介质离子的吸附或表面功能团 的解离。电荷随pH的变化而发生变化， pH的变化而发生变化 的解离。电荷随pH的变化而发生变化，存在于层 状矿物边缘，氧化物表面，有机质胶体表面。 状矿物边缘，氧化物表面，有机质胶体表面。
土壤学
名词解释土壤：发育于地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔结构表层。
1.土壤肥力：肥力是土壤的基本属性和质的特征，是土壤从营养条件和环境条件方面，供应和协调植物生长的能力。
土壤肥力是土壤物理，化学和生物学性质的综合反映。
2.土壤生产力：土壤生产力和土壤肥力之间是两个既有联系又有区别的两个概念。
土壤生产力是由土壤本身的肥力属性和发挥肥力作用的外界条件所决定的，肥力只是生产力的基础，而不是生产力的全部。
3.同晶替代（同晶取代或同晶替换）：指组成矿物的中心离子被电性相同，大小相近的离子所替代而晶格构造保持不变的现象。
4.土壤腐殖质：Humus，指除未分解和半分解动，植物残体及微生物体以外的有机物质的总称。
土壤腐殖质由非腐殖物质（Non-humic substances）和腐殖物质（Humic substances）组成。
5.矿化作用或矿质化过程：(Mineralization)有机化合物在土壤微生物及其酶的作用下，分解成二氧化碳，水和能量，并释放其中的矿质养分的过程。
6.腐殖作用或腐殖化过程：(Humification)各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中的聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物的过程。
7.土壤密度：单位容积固体土粒的质量8.土壤容重：单位体积自然土壤的重量。
9.土粒：土壤的固体颗粒。
10.土壤质地：土壤颗粒的不同粒级所占的重量百分比组合，即粒级的组成比例。
11.土壤结构性：由土壤结构体的种类，数量及结构体内外的孔隙状况等产生的综合性质。
12.土壤结构体：或称结构单位，是土粒（单粒和复粒）互相排列和团聚成为一定形状和大小的土块或土团。
13.土壤总孔度：所有孔隙体积的总和占整个土壤体积的比例，简称总孔度或孔度。
14.土壤孔隙：土体中除去固相的部分15.土壤水：土壤水并非纯水，而是稀薄的溶液，不仅溶有各种溶质，而且还有胶体颗粒悬浮或分散于其中。
16.田间持水量：毛管悬着水达到最大量时土壤的含水量。
土壤学(第六章) 土壤空气和热量状况
三、土壤热量平衡(soil heat balance)
地面辐射平衡是土壤热量平衡的基础，但后者 对土壤热量状况的影响更显著。 当土面获得的太阳辐射能转换为热能时，其大 部分热量消耗于土壤水分蒸发和土壤与大气之间的 湍流热交换，一小部分被生物活动所消耗，只有很
少部分通过热交换传导至土壤下层。
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和状态，限制团聚体内部的通气性状。所以紧实的大团
块，即使周围大孔隙通气良好，在团块内部仍可能是缺 氧的。所以通气良好的旱地也会有厌气性的微环境。
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六、土壤通气指标
1.土壤孔隙度
总孔隙度50～55%或60%，其中通气孔度要求
8～10%，最好15～20%。这样可以使土壤有一定 保水能力又可透水通气。 2.土壤呼吸强度(intensity of soil respiration) 单位时间通过单位断面(或单位土重)的CO2数量 土壤呼吸强度不仅可作为土壤通气指标，而且是 反映土壤肥力状况的一个综合指标。
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土壤向大气释放温室气体，因此说土壤是大气痕
量温室气体的源。
土壤对大气中温室气体的吸收和消耗，称为汇。
五、土壤空气的运动
1.土壤空气的对流(convection) 土壤与大气间由总压力梯度推动的气体整体流动，
也称质流。对流由高压区流向低压区。
总压力梯度的产生：
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气压变化、温度梯度、土壤表层风力、降水或灌溉 等。 土壤对流公式：qv=-(k/η )▽p qv—空气的容积对流量（单位时间通过单位横截 面积的空气容积）；
k—通气孔隙通气率；
自然地理学 第六章 土壤圈
中国汉字里的 “土”，实际上就反
映了土壤在自然地理
环境中的位置和作用。 “二”代表了土壤的 位置是在岩石面以上， 地面以下，处在大地 的表层；“｜”则是 表示土壤能够生长植 物。
（1）岩屑—大块岩石破坏后的残屑，但仍然是一种矿物质 集合体；在土壤中它们是最粗大的成分，通常以砾石和粗 砂的形式出现。 （2）原生矿物—岩屑进一步分解破坏、矿物集合体分散后 的产物；在形态上它们是单独的矿物晶体，但在成分上和 结构上与原始母岩中的矿物一致，没有产生性质的变化。 原生矿物多是一些抗风化能力较强的矿物，如石英和某些 长石类矿物。原生矿物的晶体相对较大，在土壤中多以砂 粒和粉砂的形式出现。 （3）次生矿物——原生矿物化学风化或蚀变后的新型矿物， 是在疏松母质发育和土壤形成作用进行时，由不稳定的原 生矿物风化形成的，多属粘粒一级，如铝硅酸盐粘粒（高 岭石、蒙脱石、伊利石等）和铁、铝的氧化物等。
（一）土壤矿物质和有机质
1、土壤矿物质 土壤矿物质——土壤中的无机物质，源于岩石
的风化作用，它在大小和组成上都是多变的。从起 源来说，土壤矿物质包括：岩石碎屑（detritus）、 原生矿物（primary mineral）、次生矿物 （secondary mineral）三个部分。
土壤发育阶段示意图
２、土壤有机质
(1) 含量 在矿质土壤的表层有机质一般仅占1%~5%，但其作用
和对土壤理化性质的影响能力却远远超过其重量的比例。 (2) 分类
土壤中的有机质包括两大类: A、非特殊性有机质；B、 土壤腐殖质（humus）
(3) 原始来源 土壤有机质的原始来源是植物的死亡组织和一部分动
土壤学第六章
第一节 土壤形成与分布
一、土壤形成因素
自然成土因素：母质、生物、气候、地形、时间 成土因素：五大自然成土因素、人为因素 （一）母质 1.母质的机械组成直接影响土壤的机械组成
花岗岩风化发育而成的土壤质地偏砂； 基性岩发育形成的土壤较粘重。
2.母质影响土壤矿物质组成和性质
母质堆积类型的影响：残积物（粗、薄、瘦）
物质的分解与合成及物质积累和淋失； 二是控制植物生长和微生物的活动，影响有机质
的积累和分解，决定养料物质循环的速度。 1.湿度因子对土壤形成的影响 （1）影响土壤中物质的迁移 （2）影响土壤中物质的分解、合成和转化
2. 温度对土壤形成的影响 温度状况将影响矿物和有机物质的风化与合成。一
般来说，每增加10℃温度，反应速率可成倍增加。温 度从0℃增长到50℃时，化合物的解离度可增加7倍。
3. 微生物在成土过程中的作用 （1）分解有机质，释放各种养分，为植物吸收 利用； （2）合成土壤腐殖质，发展土壤胶体性能； （3）固定大气中的氮素，增加土壤含氮量； （4）促进土壤物质的溶解和迁移，增加矿质养 分的有效度（如硅酸盐细菌能促进土壤中磷钾 溶解移动）。
（四）地形
1. 地形与水热条件的关系
把分散在母质、水体和大气中的营养元素有选择 地吸收起来，同时伴随着矿质营养元素的有效化。
（3）促进土壤形成及结构体的发展 植物根系可分泌有机酸，通过溶解和根系的挤
压作用破坏矿物晶格，改变矿物的性质，促进土壤 的形成；并通过根系活动，促进土壤结构的发展。
（4）自然植被和水热条件的演变，引起土壤类型的演 变
二郎山
泥巴山
天全
泸淀 荥经
汉源
年均温（℃） 15.1
15.4
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2.1土壤的形态
土壤单体形态
• 土壤剖面（soil profile）：土壤剖面是指从 地面垂直向下至母质的土壤纵断面，土壤 剖面的立体化就构成了土壤单体（pedon）。
• 原生矿物：直接来源于母岩，特别是岩浆 岩的矿物。其中包括铝硅酸盐类、长石类 矿物、云母类矿物、橄榄石矿物、辉石与 角闪石类矿物、氧化物类、硫化物类和磷 灰石类。原生矿物的风化过程不仅在时间 上有阶段性，在空间上也有地带性。
• 次生矿物由原生矿物经过风化后重新形成 的新矿物。土壤次生矿物分为三类：简单 盐类、次生氧化物和次生硅铝酸盐类。
土壤质地
2.2土壤的固相组成
• 2.2.1土壤的矿物质 • 2.2.2土壤的有机质 • 2.2.3土壤的固相诊断特征
• 土壤矿物：土壤矿物主要来自成土母质或 母岩，是土壤的主要组成物质。土壤矿物 构成了土壤的“骨骼”，它对土壤组成、形状 和功能具有巨大影响。按照发生类型可将 土壤矿物划分为原生矿物、次生矿物、可 溶性矿物三大类。
• 土壤水分：水分是土壤的重要组成部分之 一，土壤水分含量对于土壤形成发育过程 及肥力水平高低有重要的影响作用。
土壤水分状况，不仅影响土壤中物质能量的 迁移转化，还影响土壤形成发育的方向和 性质。根据成土环境及其土壤特征，可以 将土壤水分状况划分为以下类型：淋溶型 与周期淋溶型，非淋溶型、渗出型、停滞 型，冻结型。
孔隙结构进行物理循环和能量转换的疏松 表层。是独立的历史自然体，是地理环境 的重要组成部分。 • 特征：有生物活性、孔隙结构 • 功能：有肥力及生产性能，缓冲和净化功 能
1.1土壤与土壤圈的概念
• 土壤圈 • 土壤圈是覆盖于地球陆地表面和浅水域底
部的土壤所构成的一种连续体或覆盖层， 犹如地球的地膜，通过它与其他圈层之间 进行物质能量交换。
养分、温度、空气等影响条件，以此向人 类和陆生动物提供食物、纤维物质。 • （2）土壤形成发育过程可以分解、净化各 种污染物，是人类生存环境的净化器。
1.4土壤地理学
• 土壤地理学是自然地理学与土壤学之间的 边缘科学，它是以土壤与地理环境之间的 特殊矛盾为对象，研究土壤的发生、发育、 分异和分布规律的科学。
长白山1702年火山喷发
长白山1199年火山喷发
第二节土壤的形成和分类
• 1、土壤的形成因素 • 2、土壤的形成过程 • 3、土壤的分类体系
土壤的固相形态特征
• 土壤固相形态特征：土壤固相组成的物理 诊断特征主要包括土壤结构、密度、孔隙 度、土壤颜色和土壤质地，这是土壤发生 的重要标志，也是影响土壤与环境间热量、 水分、养分和气体交换，以及土壤中物质 迁移转化的重要因素，因此成为土壤分类 和土壤资源开发利用的重要依据。
• 土壤颜色：土壤最重要的形态特征之一。 与土壤中的腐殖质含量、水分含量、暗色 矿物（如氧化铁、氧化锰、黑云母等）含 量、浅色矿物（如二氧化硅、氧化铝、碳 酸钙等）含量密切相关。因此，土壤颜色 是土壤物质组成及其性质的反映，也是判 断和研究成土环境、土壤类型及其肥力特 征的重要依据
• 3、土壤微生物对有机质转化的作用
• 土壤中的细菌、放线菌、真菌、藻类和原 生动物等是土壤的有机转化的主要动力。
• 土壤有机质的作用下，土壤在自然要素的 循环中扮演着重要的角色。
2.3、土壤的流体组成
• 2.3.1土壤空气运动 • 2.3.2土壤水分特性
• 2.3.1土壤空气
2.3.2土壤水分特性
2.2土壤的有机质
• 1、土壤有机物的化学组成
• 包括腐殖质和其他有机质。主要来源于生 长于土壤之上的植物。
• 包括碳水化合物含氮化合物、木质素、含 硫和含，磷的化合物。
• 2、土壤腐殖质：是土壤特异有机质，也是 土壤有机质的主要组分，约占有机质总量 的50%-65%。它是一种结构复杂、亢奋捷 星强的棕色或暗棕色无定形胶体物，是土 壤微生物利用植物残体及其分解产物重新 合成的高分子化合物。
1.2土壤圈与地球环境
• 土壤圈是地球表层系统的组成部分，处于 地球表层不同圈层界面及其相互作用的交 叉带，是联系有机界和无机界的中心环节， 也是结合地理环境各组成要素的纽带。
• 土壤圈物质循环是指土壤圈内部物质迁移 转化过程及其与地理其他圈层之间的物质 交换过程。
1.3土壤圈与人类社会
• 土壤对人类社会发展的直接影响包括： • （1）土壤为植物光合作用提供并协调水分、
• 是土壤矿物中最细小的部分，具有活动的 晶格，呈现高度分散性，并具有强烈的吸 附代换性能、能吸收水分和膨胀，因而具 有明显的交替特征，又称为粘土矿物。
• 植物在生长发育过程中需要不断从土壤中 吸取大量矿质元素，如C H O N P K S Mg ca Fe等，需要量较小的元素有Mn、Zn Cu Mo等，还有一些元素是生物生长发育不需 要的如，Pb Hg Cd等
• 土壤结构：土壤固相颗粒很少呈单粒存在， 他们经常是在相互作用而聚积成大小不同、 形状个异的团聚体，这些团聚体的组合排 列称为土壤结构。土壤结构是成土过程的 产物，不同土壤及其发生层都具有一定的 土壤结构。
• 土壤质地：自然土壤矿物是由大小不同的 土粒组成，各个粒级在土壤中山所占的质 量百分数，称为土壤质地。土壤质地分类 及划分标准世界各国不一，当今国际土壤 学界常用的是美国土壤质地分类标准。
第六章 土壤圈
• 本章重点： • 土壤的组成 • 土壤的形成（成土因素与成土过程） • 土壤的分布
第一节 土壤的概念和组成
1、土壤与土壤圈
• 1.1土壤与土壤圈概念 • 1.2土壤圈与地球环境 • 1.3土壤圈与人类社会 • 1.4土壤地理学
1.1土壤与土壤圈的概念
• 1.1土壤与土壤圈的概念 • 土壤：是发育于陆地表面具有生物活性和