土壤形成与地理环境的关系

气候对土壤有机的积累和分解起着重要的作用。过度湿润和长期 冰冻有利于土壤有机质的积累，而干旱和高温，好气微生物比较 活跃，有机质易于矿化，不利于有机质积累。例如黑土地区冷湿， 腐殖质含量高，而棕钙土，灰钙土地区干旱，腐殖质含量低 。
我国几种土壤类型中 Ca、Mg、Al、Fe 及腐殖质等的含量及其相对丰度
函数关系方程 ∏=f(K,O,Γ,P )T ∏为土壤； K为气候； Γ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。
地形对土壤发育、地理分布有着深刻的影响。由于 山地地势高，坡度大，特殊的水热状况的垂直分异， 发育不同的土壤类型，垂直分布明显。由此可见，在 各种土壤带或地区的不同地形部位上，所分布的不同 的土壤类型之间是有规律和联系的，并形成一定的空 间构型。
中国西南地形 与土壤类型
地形与土壤发育
江苏茅山丘顶 丘麓土壤层厚 度和发育程度 的差别

生物小循环 ，是指植物吸收利用大循环释放 出来的可溶性养分，通过生理活动制造成植物的 活有机体，当植物有机体死亡之后，在微生物的 分解作用下，又重新变为可被植物吸收利用的可 溶性有机物。

四 主要成土过程
1.原始成土过程 在裸露的岩石表面或薄层岩石风 化物上着生细菌、放线菌、真菌等微生物， 随后生长藻类， 再后生长地衣、苔藓，它们 开始积累有机物并为高等植物生长创造条件。
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 。
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的物质，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 。
腐殖质 含量（%）
全氮 含量（%）
PH 值
(0–20cm)7.95 (0–20cm)0.39 7.0 (0–15cm)2.31 (0–15cm)0.18 7.2 (1–10cm)0.36 (1–10cm)0.04 8.33 (0–8cm)0.19 (0–8cm)— 8.01
根据《中国土壤元素背景值》 （中国环境监测总站，1990）资料计算，其中含量指算术平均值。
7. 碱化过程
在季节性积盐和脱盐频 繁交替作用下，土壤吸 收复合体上钠的饱和度 很高，水解后，释放碱 质，其PH值可高达9以 上，呈强碱性反应，并 引起土壤物理性质恶化 的过程。
8. 潜育化过程
土壤长期水分过饱和， 铁锰化合物在嫌气条件 下被还原为低价铁、锰。 使上层颜色变为灰蓝色 或青灰色的潜育层；同 时，低价铁、锰流动性 强，极易流失，即发生 所谓“潜水离铁作用”， 使潜育层粘粒部分的硅 铝率和硅铁率都较高。 潜育红壤（美国弗吉尼亚）
第二节 土壤形成与地理环境的关系


土壤是成土母质在一定水热条件和生物作 用下，经过一系列的物理、化学和生物化学过程 形成的。 母质与环境之间发生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。
一 成土因素学说

道库恰耶夫的土壤形成因素学说
二 成土因素对土壤形成的作用
(一) 母质因素
岩石风化的产物称成土母质，简称母质，它是 土壤形成的物质基础。多数土壤的属性均继承了 母质的特性。 具有不同质地层的母质，可影响土壤的物质 迁移转化过程 不同母质对土壤的次生矿物有影响 不同母质所形成的土壤养分状况不相同 成土母质影响土壤的质地

（三）生物因素
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.绿色植物利用太阳能进行光合作用制造成活体有机质， 再以有机生物残体形式聚集于母质表层，推动土壤的形 成和演化。 2. 土壤微生物分解动植物有机残体，释放其中潜藏的能 量和养分供生物再吸收利用，促进土壤肥力不断发展； 还参与土壤腐殖质的形成。 3. 土壤中的原生动物、各种昆虫等的残体也是土壤有机 质来源之一，它们参与土壤有机残体的分解、破碎及翻 动、搅拌疏松土壤和搬运土壤 。
植被类型和土壤类型的关系
土壤动物的种类、数量繁多，其有机残体也是土壤有机质的来 源，参与土壤腐殖质的形成过程。同时，动物对土壤的组成、形 态特征也有很大的作用。如土壤中的蚯蚓，既可以翻动土壤，又 可以通过它们的消化系统，使土壤中一些复杂的有机质转变为简 单而有效的营养物质，然后排泄到土壤中，改善土壤结构，提高 土壤肥力，同时其挖掘活动又可以增强土壤的透水性、通气性和 松散度。 土壤微生物能充分地分解动植物的有机体，合成土壤 腐殖质，其后再进行分解，它是土壤生态系统中物质生物循环的 重要环节，推动了土壤形成过程。 由此可见，生物在成土过程 中起着积极的作用。有了生物活动才有土壤的发生；不同的生物 群落下的土壤性质和类型不同。从这种意义上说，生物是土壤形 成的主导因素。
湖北初育土
2. 灰化过程
在强酸性淋溶作用下， 土壤矿物遭受破坏。铁、 铝和有机质发生化学迁 移形成淀积层，二氧化 硅在表层残留，形成灰 白色的淋溶层（称灰化 层）和铁、铝氧化物的 淀积层。
灰化过程 灰化土剖面
3. 粘化过程
一定深度土层粘粒的生成或淋溶、淀积而导致粘粒含量增加的 过程。尤其在温带、暖温带的半湿润、半干旱地区，土体中的 水热条件较稳定，发生强烈的原生矿物分解和次生粘土矿物. 钙化过程
在干旱和半干旱弱淋溶条件下，易溶性盐大 部分被淋失，硅铝铁氧化物基本不发生移动， 而钙、镁等盐类就地累积或在土体中发生淋 溶、淀积，并在土体中、下部形成一个钙积 层。
6. 盐渍化过程
在干旱及高山寒漠地区，地表水、地下水及 母质所含易溶性盐分，在蒸发作用下于地表 或土体中聚积形成盐化层。
四川紫红砂岩紫色土
灰岩风化残积风化 形成红色土壤（茅山）
（二）气候因素

气候影响次生矿物的形成 气候影响岩石矿物风化强度 气候对土壤有机质的积累和分解起重要作用 气候影响土壤微生物的数量和种类 气候影响土壤的地带性分布规律
气候与土壤发育
气候是影响土壤形成方向 和强度的基本因素之一， 它直接影响土壤的水、热 状况，从而又直接或间接 地影响风化过程、植物生 长、微生物活动，以及有 机质的合成与分解。不同 气候带中水热状况及其配 比不同，决定土壤具有不 同的物理、化学和生物的 作用过程及其变化。因此， 气候是影响土壤地理分布 土壤类型及其分布与气候带有十分密切的关系 的基本因素。 （据A.Strahler，1999）
（五）时间因素
土壤发育的时间（成土年龄）可说明土壤 在历史进程中发生发展和演变的动态过程，是 研究土壤特性和发生分类的重要基础。

土壤的绝对年龄和相对年龄
绝对年龄是指土壤在当前新风化层或新的 母质上开始发育时起直到目前所经历的时间。 相对年龄是指土壤发育的阶段或发育的 程度。

(六) 人为因素
（四）地形因素

地形影响地表水热条件的重新分配。
主要表现在不同高度坡度和坡向等对太阳辐射的吸收和 地面辐射的差异。

地形支配着地表径流 地形影响成土母质的分配 地形影响土壤的发育过程
地形是影响土壤与环境 之间进行物质和能量交换 的一个重要条件。它是通 过其它成土因素对土壤起 作用。
美洲西海岸山地与土壤类型
茅 山 黄 棕 壤
4. 富铝化过程
在湿热气候条件下，土壤 中原生矿物遭受强烈分解， 盐基离子和硅酸移动并大 量淋失，铁、铝、锰在次 生粘土矿物中不断形成氧 化物在相对聚积，使土体 呈鲜红色。这种铁、铝的 富集过程由于伴随着硅以 硅酸形成的淋失，亦称为 脱硅富铝化过程。
（据A.Strahler，1999）
有 机 质 与 腐 质 化 过 程
12. 泥炭化过程 有机质以植物残体 形式的累积过程。 13. 土壤的人为熟化过程 在人类合理 耕作利用改良及定向培育下，使土 壤朝着肥力提高的方向发展的过程。
作业
1. 简述主要的成土过程。
2. 简述各成土因素在土壤形成过程中的作用。
植物能有选择地吸 收分散于母质、水体 和大气中的营养元素， 利用太阳能制造有机 质。不同植物类型每 年吸收和释放的各种 矿物不同，冰沼地和 森林冰沼地的针叶林 灰分含量最低，盐生 植被最高。有机残体 数量也各不相同，大 部分植物有机质集中 于土壤表层，根部有 机质占20－30%左右。
例如中国 海南岛南 端热带季 雨林，发 育红壤
11. 腐殖质化过程
有机质在土壤表层聚积，形成暗色腐殖质层。 这种土壤的腐殖化过程主要地发生在草原和草 甸土中，同时也广泛发生于自然界其它土壤 中。 自然界中，各种土壤是某种主要成土过 程和某些附加成土过程相叠加的产物。研究成 土过程可以为土壤的分类和分布、土壤的利用 和改良及农业生产规划等提供科学依据。
土壤类型 Ca 含量 相对 （%） 丰度 红壤 0.08 0.06 黄壤 0.12 0.09 棕壤 0.70 0.51 黑钙土 1.81 1.32 栗钙土 3.34 2.44 灰棕漠土 4.52 3.30 棕漠土 7.68 5.61 绝对丰度 1.37 （%）
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Mg Fe Al 含量 相对 含量 相对 含量 相对 （%） 丰度 （%） 丰度 （%） 丰度 0.34 0.68 3.78 0.99 8.89 1.25 0.42 0.84 3.22 0.85 7.38 1.04 0.79 1.58 2.89 0.76 6.38 0.90 0.88 1.76 2.65 0.70 5.48 0.77 0.98 1.96 2.55 0.67 5.58 0.79 1.28 2.56 2.91 0.77 6.41 0.90 1.39 2.78 2.42 0.64 5.21 0.73 0.50 3.80 7.10