第九章第2节土壤的形成和发育
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二节 土壤的形成和发育
一、形成土壤的两个基本作用
即风化作用与疏松层的形成过程和生物作用对母 质的改造过程。 1、风化作用与疏松层的形成 在自然界外力作用下，岩石由大块破碎为碎屑 母质的过程叫风化作用。 风化过程起着两方面的作用： ①致密岩石的破坏； ②营养元素的释放。 风化作用主要有物理风化和化学风化两种基本形 式。
6、人为因素
人类生产活动主要表现在通过改变成土因素作用 于土壤的形成与演化。 举例：人类以水稻、小麦、玉米、大豆等一年生草本农 作物替代天然植被，由于人工栽培的植物群落结构单 一，必须大量输入物质、能量及精心管理才能获得高 产。 ①人类通过耕耘改变土壤的结构、保水性、通气性； 通过灌溉改变土壤的水分、温度状况； ②通过农作物的收获将本应归还土壤的部分有机质剥 夺，改变土壤的养分循环状况；
5、时间因素
在适宜的条件下，成土母质首先在生物作用下 进入幼年土壤发育阶段，剖面分化为A层和C层，土 壤的性质在很大程度上还保留着母质的特征； 随着B层形成和发育，土壤进入成熟阶段，这一 阶段有机质积累旺盛，易风化矿物质强烈分解，在 淀积层中粘粒大量积聚，土壤肥力和自然生产力达 到最高水平。 经过相当长的时间以后，成熟土壤出现强烈的 剖面分化，出现E层，并使A层和B层的特征发生显著 差异，有机质累积过程减弱，矿物质分解进入最后 阶段，只有抗风化最强的矿物残留在土体中，淀积 层中粘粒积聚形成粘盘，土壤进入老年阶段，这一 阶段土壤的肥力和自然生产力都明显降低。
（2）气候对土壤形成的间接影响： 通过影响岩石风化过程以及植被类型间 接地影响土壤的形成和发育。 举例：从干燥的荒漠地带或低温的苔原 地带到高温多雨的热带雨林地带，随着温度、 降水、蒸发以及不同植被生产力的变化，有 机残体归还逐渐增多，化学与生物风化逐渐 增强，风化壳逐渐加厚 。
4、地形因素
地形对土壤形成的影响主要是通过引起物 质、能量的再分配而间接地作用于土壤的。 举例：在山区，由于温度、降水随着地势升高 的垂直变化，形成不同的气候和植被带，导致 土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直 地带分化。
腐殖质层
2 泥炭化过程 （paludization）
有机质以植物残体形式在土 体上部积聚的过程
地下水位较高， 不矿化、不腐殖 或地表积水的 质化 沼泽地带
形成泥炭
泥炭层
3 灰化过程 podzolization
土壤表层氧化物及腐殖质淋 溶、淀积而SiO2残留的过程
寒温带针叶林
酸性淋溶强烈
铁铝胶体络合 灰白色淋 淋溶淀积下部， 溶层 SiO2残留上部 （SiO2 ）
四、土壤的主要成土过程
土壤物质的运动和转化的四个基本 过程： （1）输入
（2）输出
（3）转移
（4）转化
成土过程
概念
生境
特点
结果
诊断
1 腐殖化过程 （humification）
进入土壤的有机质残体转化 为腐殖质物质并在土壤表层 积累的过程
草原及草甸植 被条件下
冷湿草原和草甸 植被下的腐殖质 层较厚，颜色暗
深色（暗色）矿物；
酸性岩母质的土壤：石英、正长石、白云母等浅
色矿物；
基性岩母质：铁、锰、镁、钙含量较高； 酸性岩母质：硅、钠、钾含量较高；
2、生物因素
生物是土壤有机质的来源和土壤形成过程中最 活跃的因素； 首先，岩石表面在适宜的日照和湿度条件下滋 生出苔藓类生物，它们依靠雨水中溶解的微量岩石 矿物质得以生长，同时产生大量分泌物对岩石进行 化学、生物风化；
概念
Hale Waihona Puke Baidu生境
特点 季节性淋溶使易 溶性盐类大部分 淋失
结果 硅铝铁等氧 化物基本不 移动，钙镁 淋溶，淀积
诊断 钙积层或 石膏层
在弱淋溶条件下，易溶性盐大 干旱、半干 部分被淋失，硅铁铝氧化物基 旱气候区 本未移动，钙、镁等盐类就地 累积或沿剖面移动并发生淀积， 生成石灰层或石膏层的过程 土壤中粘粒的生成或淋溶、淀 积而导致粘粒含量增加的过程 温带、暖温 带半湿润半 干旱地区
终年积水
由于铁、 锰还原脱 色，上层 颜色变为 蓝灰色或 青灰色 强烈的蒸发 作用使硫酸 盐、氯化物 在地表聚集 盐结壳
8 盐渍化过程 salinization
地表水、地下水和母质中所含 易溶性盐分，在强烈蒸发下， 于地表或土体中聚积形成盐化 层的过程
干旱少雨气 候带、高山 寒漠带、暖 温带荒漠带
排水不畅的低平 地区或凹地
（2）母质与土壤的关系
① 母质是土壤形成的物质基础和植物矿 质养分元素（氮除外）的最初来源； ② 母质代表土壤的初始状态，在气候与 生物的作用下，经过上千年的时间，才 逐渐转变成可生长植物的土壤；
③ 母质对土壤的物理性状和化学组成均 产生重要的作用； ④ 随着成土过程进行得愈久，母质与土 壤间性质的差别也愈大；
（3）母质类型与土壤质地的关系
不同造岩矿物抗风化能力不同
石英>白云母>钾长石>黑云母>钠长石>角闪石>辉石 >钙长石>橄榄石 基性岩母质的土壤质地较细，粉砂、黏粒较多，砂 粒较少
酸性岩母质的土壤质地较粗，砂粒较多，粉砂、黏 粒较少
土壤矿物组成、化学组成与土壤母质的关系：
基性岩母质的土壤：含角闪石、辉石、黑云母等
6 粘化过程 argilication
水热条件比较稳 定，发生较强烈 的原生矿物的分 解和次生粘土矿 物的形成 厌氧微生物分解 有机质的同时， 高价铁、锰被还 原为低价态
土体的中、 下层有明显 的粘粒聚集
粘化层
7 潜育化过程 （gleization）
长期水分过饱和，铁锰化合物 在嫌气条件下还原，使土壤形 成灰蓝色至青灰色层次或具红 棕色锈斑、锈纹和铁锰结核层
图9.16 土壤发育阶段示意图
三、土壤形成的影响因素：
影响土壤的因素有六种，即： 1. 母质因素 2. 生物因素 3. 气候因素 4. 地形因素 5. 时间因素 6. 人为因素
1、母质因素
（1）常见的几种母质类型
土壤母质：风化作用使岩石破碎，理化性质改变， 形成结构疏松的风化壳。 残积母质：风化壳保留在原地形成的残积物； 运积母质：在重力、流水、风力、冰川等作用下风 化物质被迁移形成崩积物、海积物、湖积物、冰碛 物和风积物；
动物除以排泄物、分泌物和残体的形式为 土壤提供有机质，并通过啃食和搬运促进有机 残体的转化外，有些动物如蚯蚓、白蚁还可通 过对土体的搅动，改变土壤结构、孔隙度和土 层排列等。 微生物在成土过程中的主要功能是有机残 体的分解、转化和腐殖质的合成。。
3、气候因素 （1）气候对土壤形成的直接影响： 通过土壤与大气之间经常进行的水分和 热量交换，对土壤水、热状况和土壤中物理、 化学过程的性质与强度的影响。 举例： 在寒冷的气候条件下，一年中土壤冻结 达几个月之久，微生物分解作用非常缓慢， 使有机质积累起来；而在常年温暖湿润的气 候条件下，微生物活动旺盛，全年都能分解 有机质，使有机质含量趋于减少。
坡度和坡向也可改变水、热条件和植被状况， 从而影响土壤的发育。
举例：在陡峭的山坡上，由于重力作用和地表 径流的侵蚀力往往加速疏松地表物质的迁移，所 以很难发育成深厚的土壤；而在平坦的地形部位， 地表疏松物质的侵蚀速率较慢，使成土母质得以 在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚的 土壤。
阳坡由于接受太阳辐射能多于阴坡，温度状 况比阴坡好，但水分状况比阴坡差，植被的覆盖 度一般是阳坡低于阴坡，从而导致土壤中物理、 化学和生物过程的差异。
随着苔藓类的大量繁殖，生物与岩石之间的相 互作用日益加强，岩石表面慢慢地形成了土壤；
最后，一些高等植物在年幼的土壤上逐渐发展 起来，形成土体的明显分化。
在生物因素中，植物起着最为重要的作用 （为什么？）。植物有选择地吸收母质、水体和大 气中的养分元素，并通过光合作用制造有机质，然 后以枯枝落叶和残体的形式将有机养分归还土壤。
二、土壤剖面及其变化
1、土壤剖面模式
O：有机层
A：淋溶层 E：漂白淋溶 层 B：淀积层 C：母质层 R：母岩
2、土壤剖面的变化
3、土壤的演进
土壤演进指土壤剖面的发育随成土时间进程 的变化而变化的过程。土壤发育的四个阶段: 原始阶段：原始母质 幼年阶段：幼年土壤（A-C型土壤） 壮年阶段：成熟土壤（A-B-C型土壤） 老年阶段：老年土壤（局部出现E层）
2、生物作用对母质的改造
生物的改造作用也有两个方面：①有机质的加入； ②养分元素的富积。腐殖质是一种暗色无定形的胶 体物质。 生物改造作用的另一 显著影响，是植物对养分 元素的富积过程。植物根 系能有选择地吸收那些对 植物生长有用的营养成分， 暂时储存在生物体内，并 通过残落物的分解用释放 至土壤的表层。
③通过施用化肥和有机肥补充养分的损失，从而改变 土壤的营养元素组成、数量和微生物活动等。
土壤形成因素在土壤形成过程中的作用： （即指：母质、生物、气候、地形、成长时间五 大自然因素），根据土壤成因学说，可将土壤的 形成因素归纳如下：
母质 动物 草本 成土因素 生物 植物 木本 空间因素 气候 微生物 自然因素 成土条件 地形 土壤形成因素 时间因素--------成土年龄(成土时间) 人为因素 ---------------------------- 人类的作用
4 富铁铝化过程 allitication
原生矿物强烈分解，硅、 气候湿热 铁、铝发生分离，盐基离 子和硅酸移动并大量淋失， 铁铝物质残留或聚集
伴随着硅以硅 使上体呈鲜红 酸的形式淋失， 色，甚至形成 亦称脱硅富铝 结核或铁盘层 化过程
铁结核、 铁磐层
成土过程 5 钙化过程 calcification
一、形成土壤的两个基本作用
即风化作用与疏松层的形成过程和生物作用对母 质的改造过程。 1、风化作用与疏松层的形成 在自然界外力作用下，岩石由大块破碎为碎屑 母质的过程叫风化作用。 风化过程起着两方面的作用： ①致密岩石的破坏； ②营养元素的释放。 风化作用主要有物理风化和化学风化两种基本形 式。
6、人为因素
人类生产活动主要表现在通过改变成土因素作用 于土壤的形成与演化。 举例：人类以水稻、小麦、玉米、大豆等一年生草本农 作物替代天然植被，由于人工栽培的植物群落结构单 一，必须大量输入物质、能量及精心管理才能获得高 产。 ①人类通过耕耘改变土壤的结构、保水性、通气性； 通过灌溉改变土壤的水分、温度状况； ②通过农作物的收获将本应归还土壤的部分有机质剥 夺，改变土壤的养分循环状况；
5、时间因素
在适宜的条件下，成土母质首先在生物作用下 进入幼年土壤发育阶段，剖面分化为A层和C层，土 壤的性质在很大程度上还保留着母质的特征； 随着B层形成和发育，土壤进入成熟阶段，这一 阶段有机质积累旺盛，易风化矿物质强烈分解，在 淀积层中粘粒大量积聚，土壤肥力和自然生产力达 到最高水平。 经过相当长的时间以后，成熟土壤出现强烈的 剖面分化，出现E层，并使A层和B层的特征发生显著 差异，有机质累积过程减弱，矿物质分解进入最后 阶段，只有抗风化最强的矿物残留在土体中，淀积 层中粘粒积聚形成粘盘，土壤进入老年阶段，这一 阶段土壤的肥力和自然生产力都明显降低。
（2）气候对土壤形成的间接影响： 通过影响岩石风化过程以及植被类型间 接地影响土壤的形成和发育。 举例：从干燥的荒漠地带或低温的苔原 地带到高温多雨的热带雨林地带，随着温度、 降水、蒸发以及不同植被生产力的变化，有 机残体归还逐渐增多，化学与生物风化逐渐 增强，风化壳逐渐加厚 。
4、地形因素
地形对土壤形成的影响主要是通过引起物 质、能量的再分配而间接地作用于土壤的。 举例：在山区，由于温度、降水随着地势升高 的垂直变化，形成不同的气候和植被带，导致 土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直 地带分化。
腐殖质层
2 泥炭化过程 （paludization）
有机质以植物残体形式在土 体上部积聚的过程
地下水位较高， 不矿化、不腐殖 或地表积水的 质化 沼泽地带
形成泥炭
泥炭层
3 灰化过程 podzolization
土壤表层氧化物及腐殖质淋 溶、淀积而SiO2残留的过程
寒温带针叶林
酸性淋溶强烈
铁铝胶体络合 灰白色淋 淋溶淀积下部， 溶层 SiO2残留上部 （SiO2 ）
四、土壤的主要成土过程
土壤物质的运动和转化的四个基本 过程： （1）输入
（2）输出
（3）转移
（4）转化
成土过程
概念
生境
特点
结果
诊断
1 腐殖化过程 （humification）
进入土壤的有机质残体转化 为腐殖质物质并在土壤表层 积累的过程
草原及草甸植 被条件下
冷湿草原和草甸 植被下的腐殖质 层较厚，颜色暗
深色（暗色）矿物；
酸性岩母质的土壤：石英、正长石、白云母等浅
色矿物；
基性岩母质：铁、锰、镁、钙含量较高； 酸性岩母质：硅、钠、钾含量较高；
2、生物因素
生物是土壤有机质的来源和土壤形成过程中最 活跃的因素； 首先，岩石表面在适宜的日照和湿度条件下滋 生出苔藓类生物，它们依靠雨水中溶解的微量岩石 矿物质得以生长，同时产生大量分泌物对岩石进行 化学、生物风化；
概念
Hale Waihona Puke Baidu生境
特点 季节性淋溶使易 溶性盐类大部分 淋失
结果 硅铝铁等氧 化物基本不 移动，钙镁 淋溶，淀积
诊断 钙积层或 石膏层
在弱淋溶条件下，易溶性盐大 干旱、半干 部分被淋失，硅铁铝氧化物基 旱气候区 本未移动，钙、镁等盐类就地 累积或沿剖面移动并发生淀积， 生成石灰层或石膏层的过程 土壤中粘粒的生成或淋溶、淀 积而导致粘粒含量增加的过程 温带、暖温 带半湿润半 干旱地区
终年积水
由于铁、 锰还原脱 色，上层 颜色变为 蓝灰色或 青灰色 强烈的蒸发 作用使硫酸 盐、氯化物 在地表聚集 盐结壳
8 盐渍化过程 salinization
地表水、地下水和母质中所含 易溶性盐分，在强烈蒸发下， 于地表或土体中聚积形成盐化 层的过程
干旱少雨气 候带、高山 寒漠带、暖 温带荒漠带
排水不畅的低平 地区或凹地
（2）母质与土壤的关系
① 母质是土壤形成的物质基础和植物矿 质养分元素（氮除外）的最初来源； ② 母质代表土壤的初始状态，在气候与 生物的作用下，经过上千年的时间，才 逐渐转变成可生长植物的土壤；
③ 母质对土壤的物理性状和化学组成均 产生重要的作用； ④ 随着成土过程进行得愈久，母质与土 壤间性质的差别也愈大；
（3）母质类型与土壤质地的关系
不同造岩矿物抗风化能力不同
石英>白云母>钾长石>黑云母>钠长石>角闪石>辉石 >钙长石>橄榄石 基性岩母质的土壤质地较细，粉砂、黏粒较多，砂 粒较少
酸性岩母质的土壤质地较粗，砂粒较多，粉砂、黏 粒较少
土壤矿物组成、化学组成与土壤母质的关系：
基性岩母质的土壤：含角闪石、辉石、黑云母等
6 粘化过程 argilication
水热条件比较稳 定，发生较强烈 的原生矿物的分 解和次生粘土矿 物的形成 厌氧微生物分解 有机质的同时， 高价铁、锰被还 原为低价态
土体的中、 下层有明显 的粘粒聚集
粘化层
7 潜育化过程 （gleization）
长期水分过饱和，铁锰化合物 在嫌气条件下还原，使土壤形 成灰蓝色至青灰色层次或具红 棕色锈斑、锈纹和铁锰结核层
图9.16 土壤发育阶段示意图
三、土壤形成的影响因素：
影响土壤的因素有六种，即： 1. 母质因素 2. 生物因素 3. 气候因素 4. 地形因素 5. 时间因素 6. 人为因素
1、母质因素
（1）常见的几种母质类型
土壤母质：风化作用使岩石破碎，理化性质改变， 形成结构疏松的风化壳。 残积母质：风化壳保留在原地形成的残积物； 运积母质：在重力、流水、风力、冰川等作用下风 化物质被迁移形成崩积物、海积物、湖积物、冰碛 物和风积物；
动物除以排泄物、分泌物和残体的形式为 土壤提供有机质，并通过啃食和搬运促进有机 残体的转化外，有些动物如蚯蚓、白蚁还可通 过对土体的搅动，改变土壤结构、孔隙度和土 层排列等。 微生物在成土过程中的主要功能是有机残 体的分解、转化和腐殖质的合成。。
3、气候因素 （1）气候对土壤形成的直接影响： 通过土壤与大气之间经常进行的水分和 热量交换，对土壤水、热状况和土壤中物理、 化学过程的性质与强度的影响。 举例： 在寒冷的气候条件下，一年中土壤冻结 达几个月之久，微生物分解作用非常缓慢， 使有机质积累起来；而在常年温暖湿润的气 候条件下，微生物活动旺盛，全年都能分解 有机质，使有机质含量趋于减少。
坡度和坡向也可改变水、热条件和植被状况， 从而影响土壤的发育。
举例：在陡峭的山坡上，由于重力作用和地表 径流的侵蚀力往往加速疏松地表物质的迁移，所 以很难发育成深厚的土壤；而在平坦的地形部位， 地表疏松物质的侵蚀速率较慢，使成土母质得以 在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚的 土壤。
阳坡由于接受太阳辐射能多于阴坡，温度状 况比阴坡好，但水分状况比阴坡差，植被的覆盖 度一般是阳坡低于阴坡，从而导致土壤中物理、 化学和生物过程的差异。
随着苔藓类的大量繁殖，生物与岩石之间的相 互作用日益加强，岩石表面慢慢地形成了土壤；
最后，一些高等植物在年幼的土壤上逐渐发展 起来，形成土体的明显分化。
在生物因素中，植物起着最为重要的作用 （为什么？）。植物有选择地吸收母质、水体和大 气中的养分元素，并通过光合作用制造有机质，然 后以枯枝落叶和残体的形式将有机养分归还土壤。
二、土壤剖面及其变化
1、土壤剖面模式
O：有机层
A：淋溶层 E：漂白淋溶 层 B：淀积层 C：母质层 R：母岩
2、土壤剖面的变化
3、土壤的演进
土壤演进指土壤剖面的发育随成土时间进程 的变化而变化的过程。土壤发育的四个阶段: 原始阶段：原始母质 幼年阶段：幼年土壤（A-C型土壤） 壮年阶段：成熟土壤（A-B-C型土壤） 老年阶段：老年土壤（局部出现E层）
2、生物作用对母质的改造
生物的改造作用也有两个方面：①有机质的加入； ②养分元素的富积。腐殖质是一种暗色无定形的胶 体物质。 生物改造作用的另一 显著影响，是植物对养分 元素的富积过程。植物根 系能有选择地吸收那些对 植物生长有用的营养成分， 暂时储存在生物体内，并 通过残落物的分解用释放 至土壤的表层。
③通过施用化肥和有机肥补充养分的损失，从而改变 土壤的营养元素组成、数量和微生物活动等。
土壤形成因素在土壤形成过程中的作用： （即指：母质、生物、气候、地形、成长时间五 大自然因素），根据土壤成因学说，可将土壤的 形成因素归纳如下：
母质 动物 草本 成土因素 生物 植物 木本 空间因素 气候 微生物 自然因素 成土条件 地形 土壤形成因素 时间因素--------成土年龄(成土时间) 人为因素 ---------------------------- 人类的作用
4 富铁铝化过程 allitication
原生矿物强烈分解，硅、 气候湿热 铁、铝发生分离，盐基离 子和硅酸移动并大量淋失， 铁铝物质残留或聚集
伴随着硅以硅 使上体呈鲜红 酸的形式淋失， 色，甚至形成 亦称脱硅富铝 结核或铁盘层 化过程
铁结核、 铁磐层
成土过程 5 钙化过程 calcification