土壤地理学课件第一讲
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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。
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
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)；
研究用化学方法和原理测定土壤成分和 性质的技术学科
9，农业化学（agrochemistry):
10,土壤地理学（soil geography):
研究土壤发生、演变、分类、分布规 律、及其与地理环境之间关于的土壤学 分支
土壤肥力（soil fertility):
1. 狭义：美国土壤学会，（1978）：
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):
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
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
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
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。
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。
2. “土壤供给植物所必需养分的能力。”
3.
肥－养分
4.
力－养分贮量或供给能力
2. 广义－为植物生长、发育提供的水、肥、 气、热诸多因素的能力、仅限于我国土 壤学家。
中国土壤学会（1987）：“肥力是土壤 的基本属性和质的特征，是土壤从营养 条件和和环境条件方面，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。”
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）
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、
7. 土壤本质属性与区别于母质的土壤发生 学特性----肥力概念提出
8. 土壤（soil)----处于地球陆地表层 具有肥力 能够 生长植物的 未固结层（疏松层）
古代的土壤概念 西欧地质学派对
土壤的理解
俄罗斯发生学派对土壤
的理解 土壤的概念表述
自然土壤(natural soil): 自然植被下形成 的，未受人为活动干
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
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):
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
Hale Waihona Puke Baidu
2. 土壤化学(soil chemistry)
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
研究土壤化学组成、性质及其土壤化 学反应过程的土壤学分支学科
3. 土壤微生物学（soil microbiology)
研究土壤中微生物区系、多样性、及 其功能与活性的土壤学分支学科
4. 土壤生物学（soil biology): 研究土壤中生物的种类，分布，功能及
其与土壤和环境间相互关系的学科
5. 土壤生物化学（soil biochemistry): 研究土壤中有机质组成、结构、及生物
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)
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
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
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）
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）
土壤概念： 1. 公元3世纪《周礼》“万物自生焉日土？” 2. 许慎《说文解字》关于“土”
3. 16---18世纪近代土壤概念提出 泰伊尔:“植物腐殖质营养学说”
4. 1840年 李比西:“矿质营养学说” 5. 19世纪下半叶地质学观点解释土壤
认为 土壤是岩石风化过程产物
6. 19世纪70-80年代,道库恰耶夫: “土壤形成因素学说” 土壤是独立的历史自然体. “土壤发生学概念” 威廉斯:土壤统一形成学说
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
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
土壤有机质（soil organic matter)
是指存在于土壤中的所有含碳的有机物质： １．未分解与半分解的动植物残体 ２．微生物体 ３．腐殖质－占有机质９０％以上
土壤腐殖质（soil humus):
除未分解的动、植物组织和土壤生命体 等以外的土壤中有机化合物的总称
①非腐殖物质－已知结构的有机化合物， 如碳水化合物、氨基酸、脂肪 、木质素、 有机酸等。
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
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。
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
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)；
研究用化学方法和原理测定土壤成分和 性质的技术学科
9，农业化学（agrochemistry):
10,土壤地理学（soil geography):
研究土壤发生、演变、分类、分布规 律、及其与地理环境之间关于的土壤学 分支
土壤肥力（soil fertility):
1. 狭义：美国土壤学会，（1978）：
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):
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
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
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
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。
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。
2. “土壤供给植物所必需养分的能力。”
3.
肥－养分
4.
力－养分贮量或供给能力
2. 广义－为植物生长、发育提供的水、肥、 气、热诸多因素的能力、仅限于我国土 壤学家。
中国土壤学会（1987）：“肥力是土壤 的基本属性和质的特征，是土壤从营养 条件和和环境条件方面，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。”
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）
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、
7. 土壤本质属性与区别于母质的土壤发生 学特性----肥力概念提出
8. 土壤（soil)----处于地球陆地表层 具有肥力 能够 生长植物的 未固结层（疏松层）
古代的土壤概念 西欧地质学派对
土壤的理解
俄罗斯发生学派对土壤
的理解 土壤的概念表述
自然土壤(natural soil): 自然植被下形成 的，未受人为活动干
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
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):
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
Hale Waihona Puke Baidu
2. 土壤化学(soil chemistry)
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
研究土壤化学组成、性质及其土壤化 学反应过程的土壤学分支学科
3. 土壤微生物学（soil microbiology)
研究土壤中微生物区系、多样性、及 其功能与活性的土壤学分支学科
4. 土壤生物学（soil biology): 研究土壤中生物的种类，分布，功能及
其与土壤和环境间相互关系的学科
5. 土壤生物化学（soil biochemistry): 研究土壤中有机质组成、结构、及生物
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)
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
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
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）
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）
土壤概念： 1. 公元3世纪《周礼》“万物自生焉日土？” 2. 许慎《说文解字》关于“土”
3. 16---18世纪近代土壤概念提出 泰伊尔:“植物腐殖质营养学说”
4. 1840年 李比西:“矿质营养学说” 5. 19世纪下半叶地质学观点解释土壤
认为 土壤是岩石风化过程产物
6. 19世纪70-80年代,道库恰耶夫: “土壤形成因素学说” 土壤是独立的历史自然体. “土壤发生学概念” 威廉斯:土壤统一形成学说
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
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
土壤有机质（soil organic matter)
是指存在于土壤中的所有含碳的有机物质： １．未分解与半分解的动植物残体 ２．微生物体 ３．腐殖质－占有机质９０％以上
土壤腐殖质（soil humus):
除未分解的动、植物组织和土壤生命体 等以外的土壤中有机化合物的总称
①非腐殖物质－已知结构的有机化合物， 如碳水化合物、氨基酸、脂肪 、木质素、 有机酸等。
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