土壤地理学课件第一讲

土壤地理学
第一讲
2019.9.6
chenzuozhongyahoo
2.土壤学基础 1）土壤，土壤学及其分支学科
土壤学的意义
土壤学是认知土壤的发生过程、空间分 布规律和人类高度利用造成土壤各种功 能变化的化学、物理和生物学机理，为 土壤资源合理利用和管理提供科学依据 的独立学科。注重土壤内部物质循环及 其与生物的相互作用，强调土壤环境与 土壤质量的变化研究
态水的部分
毛管悬着水（capillary suspending water):
土体中与地下水位无联系的毛管水
毛管支持水（capillary supporting water):
土体中与地下水位有联系的毛管水 重力水（gravitational water): 受重力作用的土壤水 吸湿水（hygroscopic water): 干土从空气中吸着水汽所保持的水
醌基、酮基、甲氧基等
2）土壤物理学
1. 土粒密度(soil particle density):
2.
单位容积固体土粒的质量 (g. /
ｃｍ3) 曾称土壤比重。
2. 土壤容重(soil bulk density)（土壤密度） （soil density)：
1)田间自然垒结状态下单位容积土体 的质量或重量（克／厘米3）
薄膜水与薄膜水运动
薄膜水（film water): 由土壤颗粒表面吸附所保持的水层，
其厚度达几个或者百个以上的水分子层
触点水（pendular water): 在颗粒接触处由弯月面力所持的水分
毛管水（capillary water)； 由毛管力所持的水分
毛管凝结水（capillary condensation): 由于温度下降毛管中气态水转化为液
2.基于环境同位素技术的红壤坡地土壤 水分运移规律研究， 孟薇， 2019 - 中 国科学院亚热带农业生态研究所
3.晋西黄土区土壤水分时空变化规律研 究，李笑吟， 2019 - 北京林业大学
土壤空气（soil air)
特点 1.CO2 高于大气 2.O2 低于大气 3.水汽含量一般高于大气 4.有较多还原气体 (CH4 等）
关于土壤的组成
1.土壤固相(矿物质、有机质） 2.土壤液相(水与溶液) 3.土壤气相 4.土壤生物有机体
土壤矿物（soil mineral)
土壤中具有特征结构和一定化学式的各 种天然无机固态物质 来自母质、 土壤的“骨骼”
1. 原生矿物－直接由岩浆中结晶出来的矿 物
2. 长石类 、石英、角闪石、辉石、橄 榄石等
土壤热(soil heat)与土壤温度
(soil temperature)
1.土壤热容量(soil heat cabacity,soil
thermal capacity):
单位质量或容积的土壤每升高(或
降低) 1oC 所需要(或放出)的热量
用 C 代表.单位ｊ/（g.oC)
2. 土壤温度
土壤呼吸（soil respiration)
②腐殖物质－土壤微生物作用、新形成、 非晶形、高分子有机化合物
土壤腐殖质的形成
1，木质素学说：微生物对木质素进行不 完全分解，其残余物构成土壤腐殖质的 一部分。
2，多元酚学说：木质素在微生物作用下 先分解成低分子量的有机化合物，通过 缩合和聚合形成大分子的腐殖质。
土壤腐殖酸的组成
1，元素组成：C H O N S 等 2，含氧官能团：羧基、酚羟基、醇羟基、
萎蔫含水量（wilting point): 植物凋萎并不能复原时的土壤含水量
2. 有效性－ （1）有效水(available water)（介于田间
持水量和萎蔫系数 之间）
（2）无效水
各阶段土壤水有效性图解
土壤水（分）特征曲线（soil water characteristic curve):
受环境条件和科技水平限制还不能被 植物利用，但在一定条件下可转化成为 有效的那部分肥力
有效肥力（effective fertility):
在一定的农业技术条件下反映土壤生 产能力的那部分肥力
土壤肥力高低决定于土壤的组成、土壤
的物理性状、土壤的化学性质和土壤的 生物学特征。
新书
沈善敏主编，中国土壤肥力， 中国农业出版社，2019
化学转化过程的土壤学分支学科
6，土壤生态学（soil ecology；pedecology): 研究土壤环境与生物间相互关系，以及 生态系统内部结构，功能，平衡与演变 规律的分支学科
7，土壤形态学（soil micromorphology): 研究土壤显微形态特征的分支学科
8，土壤分析化学（soil analytical chemistry):
矿物的风化
1，物理风化： 岩石、矿物在冰冻作用、膨胀收缩作用与温
度等因素影响下的破碎 2，化学风化： 延伸与矿物在大气和水的作用下发生的化
学成分和矿物组成的变化 3，生物风化： 岩石和矿物在生物影响下发生的物理和化学
变化
２．次生矿物－
原生矿物经风化变质作用后而形成的新 矿物。包括易溶盐类、次生氧化物类、 次生铝硅酸盐类（高岭石、蒙脱石类、 水云母类）
1.静态气室法可通过碱液吸收(KOH或NaOH)二 氧化碳。 标定一定时间间隙内的土壤呼吸量， 也可利用密闭气室收集土壤表面产生的气样， 通过气相色谱法进行测定。
2.动态气室法通过一个密闭的或气流交 换式的采样系统联接红外线气体分析仪 (IRGA)对气室中产生的二氧化碳进行连 续测定 。近年来，一些大气物理学家设 计 一种新的土壤碳流量测定方法— — 微气象学法，也称为涡度法。
积
通气孔隙度（air porosity):
一定水势或者含水量条件下，单位 土壤总容积中空气占的孔隙容积
持水孔隙度（water-holding porosity):
一定水势或者含水量条件下，单位 土壤总容积中水占的孔隙容积
1。降雨过程中典型红壤孔隙时空变化规 律研究 ， 郭磊， 2019 - 华中农业大 学
最大吸湿量（maximum hygroscopicity): 干土在近于水汽饱和的大气中吸附水
汽，并在土粒表面凝结成液态水的数量
饱和含水量（saturated water content): 土壤中孔隙都充满水时的含水量。
田间持水量（field capacity):
田间水饱和后，在防止蒸发条件下2--3天内自由水排除至可忽略不计时的含 水量
2)单位容积土壤的质量
3. 土壤成分（养分、有机质等）储量计算： 容重X土层厚度X面积
5. 土壤质地（soil texture): 按土壤中不同粒径颗粒相对含量的
组成而区分的粗细度
土壤颗粒（soil particle)： 简称“土粒”。土壤中各种粒径的固
相颗粒
土粒有效直径（effective diameter of soil
自然肥力(natural fertility)---
1)在成土因素影响下 形成的肥力; 2)由自然因素形成的土壤所具有的肥
力
人为肥力（anthropogenic fertility)---
1)在人类长期耕作、施肥、灌溉和其 他农事活动影响下形成的肥力
潜在肥力（potential fertility)；
2.组成成分及颗粒粒径对基质孔隙特性 的影响研究， 李斗争， 2019 - 山东农 业大学
3.土壤孔隙三维构建与特征表达，相方 园， 2019 - 华中农业大学
土壤水（分）（soil water)
土壤中各种形态（或者能态）水的统称 束缚水（confined water):
土壤颗粒表面吸附力所保持的水分
关于土壤学及分支学科
1. 土壤学（soil science): 2. 研究土壤的形成、分类、分布、制
图和土壤的物理、化学、生物学特性， 肥力特征以及土壤利用，改良和管理的 科学
土壤物理学(soil physics)
研究土壤中物理现象与过程的土壤学 分支
2. 土壤化学(soil chemistry)
是指土壤释放二氧化碳的过程，严格意义上讲 是指未扰动土壤中产生二氧化碳的所有代谢作 用，包括三个生物学过程（即土壤微生物呼吸、 根系呼吸、土壤动物呼吸）和一个非生物学过 程。即含碳矿物质的化学氧化作用等几个生物 学和非生物学过程。
土壤呼吸动态变化对全球碳平衡产生深远 的影响。
土壤呼吸的测定
土壤呼吸量通常是通过直接测定从土壤表面释 出的二氧化碳量来确定的测定土壤呼吸量的方 法和技术有许多种，并且在不断完善。
particle):
又称“当量直径”（equivalent diameter).由沉降法，筛分法或者显微镜 法测出的颗粒直径
土壤质地：三种方法
土壤结构(soil structure)： 土粒的排列、组合形式
土壤孔隙(soil pore space): 土壤总容积中除固相部分
以外的空间
土壤孔隙度（soil porosity): 单位土壤容积中的孔隙容
扰与影响的土壤
人为土壤（anthropogenic soil): 在人类生产活动影响下形成的土壤
农业土壤（agricultural soil):
自然土壤经人类农业生产活动的影响 和改造而形成的适于农作物生长的土壤
土壤圈（pedosphere):
地球表面与大气圈、水圈、生物圈及 岩石圈相交界并进行物质循环，能量交 换的圈层。
表示土壤含水量和土壤基质势间关系 的曲线
土壤水平衡（soil water balance)； 一定时间内土壤水的收支状况
3.土壤水表示方法
（1）质量含水量（％） （2）容积含水量（％） （3）相对含水量＝土壤含水量／田间持水
量
（4）贮水量 水深计算：容积含水量X土层 厚度
学位论文
1.晋西黄土残塬沟壑区不同植被类型土 壤水分动态研究， 李俊， 2019 - 北京 林业大学