第六章 地表化学元素迁移与土壤圈的形成
伍光和《自然地理学》笔记和课后习题（含考研真题）详解-土壤圈【圣才出品】
伍光和《自然地理学》笔记和课后习题（含考研真题）详解-土壤圈【圣才出品】第6章土壤圈6.1复习笔记一、土壤圈的物质组成及特性土壤圈是地球表层与大气圈、生物圈、水圈、岩石圈相交的界面并进行着物质循环和能量转换的圈层，是植物进行光合作用把水分和二氧化碳合成有机质的重要场所。
1．土壤含义土壤是发育于陆地表面具有生物活性和孔隙结构、进行物质循环和能量转换的疏松表层，是由矿物质、有机质、水、空气和生物组成的生物与非生物混合体。
（1）土壤肥力土壤肥力是指土壤供应与协调植物正常生长发育所需的养分、水分、空气和热量的能力。
土壤的基本属性和本质特征是具有肥力。
（2）土壤的功能①土壤的物理学、化学和生物学特性，决定了土壤具有容纳、降解、过滤、缓冲和固定有毒的无机物、有机化合物及城市污染物质的功能。
②土壤不仅是粮食、纤维、林牧产品等生产中不可缺少的自然资源，更是支撑人类社会经济发展和生物圈繁盛共荣的基地。
2．土壤圈在地理环境中的地位和作用（1）土壤圈与其他圈层的关系①土壤圈与生物圈进行养分元素的循环，土壤支持和调节生物的生长和发育过程，提供植物所需养分，水分和适宜的理化环境，决定自然植被的分布。
②土壤圈与水圈进行水分平衡与循环，影响降水在陆地和水体的重新分配，影响元素的表生地球化学迁移过程及水平分布，也影响水圈的化学组成。
③土壤圈与大气圈进行大量及痕量气体的交换，影响大气圈的化学组成，水分与能量的平衡；吸收氧气，释放CO2、CH4、H2S、氮氧化合物和氨气，影响全球大气变化。
④土壤圈与岩石圈进行着金属元素和微量元素的循环，土被覆盖在岩石圈的表层，对其具有一定的保护作用，减少各种外营力的破坏。
（2）土壤圈对地理环境的作用①土壤圈与地球生命作用。
②土壤圈与人类生存条件。
③土壤圈与自然环境。
④土壤圈与全球土壤变化。
⑤土壤圈物质的组成与性质。
3．土壤形态土壤形态是指土壤和土壤剖面外部形态特征，如土壤剖面构造、土壤颜色、质地结构、结持性、孔隙度等。
自然地理学第六章 土壤圈
指土壤发育过程中物质重新淋溶淀积和聚积的生物体。根据新生体的性质和形状 可判断土壤类型、发育过程及历史演变特征。
⑧侵入体
10.土壤的物质组成 土壤由固相、液相、气相三相物质组成，它们之间相互联系，相互转化和相互作用 的有机整体。 ①土壤矿物质 是土壤的主要组成物质，构成了土壤的“骨骼”。土壤矿物质基本上来自于成 土母质，母质又起源于岩石。
④富铝化过程 指土壤形成土体脱硅与铝铁富集的过程。在热带、亚热带湿热气候条件下， 土壤形成过程中原生矿物强烈分解，盐基离子和硅酸大量淋失，铁铝锰在次 生黏土矿物中不断形成氧化物且相对累积。由于铁的染色作用，土体呈红色 甚至出现大量铁结核或铁磐层。
⑤钙化过程 指碳酸盐在土体中淋溶、淀积的过程。在干旱、半干旱气候条件下，季节性 淋溶使矿物风化过程中释放的易溶性盐类大部分淋失，硅铁铝氧化物在土体 中基本上未发生移动，而最活跃的钙镁元素发生淋溶和淀积，并在土体中下 部形成一个钙积层。
④地形因素 地形在土壤形成中的作用，表现在地形引起地表物质和能量的再分配，间接地影 响土壤与环境之间的物质了能量交换。 不同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 太阳幅度的吸收和地面辐射的差异。 地形还影响地表径流，斜坡排水快，物质易受淋溶，土壤颗粒粗，土层薄 地形影响成土母质的分配，山地或台地上部主要为残积母质，坡地和山麓为坡积 物，山前冲积平原为洪积物和冲积物。 地形影响土壤发育过程。地壳的上升、下降或局部侵蚀基准面的变化，都会导致 土壤侵蚀和堆积过程发生，引起水文和植被发生变化，改变成土过程的方向，使
9.土壤的一般形态特征 ①土壤颜色 ②土壤质地 指土壤颗粒的组合特征。一般土壤质地分为砂土、壤土和黏土等。
③土壤结构 指土壤颗粒胶结情况。土壤结构由团粒结构、块状结构、核状结构、柱状结构、 棱柱状结构、片状结构等。
分析土壤形成的原因从圈层作用看地貌与土壤优秀课件
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6.时间与土壤土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显。7.人类活动与土壤人类活动主要通过改变成土因素而作用于土壤的形成与演化,其中以改变地表生物状况的影响最为突出。人类通过合理的耕作经营,可以培育出一些肥沃、高产的耕作土壤,如水稻土等。违反自然成土规律会造成土壤退化,如肥力下降、水土流失、盐渍化、荒漠化和土壤污染等消极影响。
探究当堂检测1.下列各种气候类型下的土壤中,风化壳最深厚的是
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3.下列成土因素中,主要通过对物质、能量的再分配间接地作用于土壤的是( )A.地形 B.气候 C.生物 D.成土母质解析:气候中的水热条件直接影响土壤中有机质的含量和风化壳厚度,生物是土壤有机质的来源,土壤肥力的产生与生物作用密切相关;成土母质是土壤的初始状态,是土壤形成的物质基础,它直接影响着土壤的形成。缓坡以沉积为主,陡坡以侵蚀为主,这影响着土壤厚度;迎风坡和背风坡影响着不同坡向的降水,阳坡和阴坡影响着不同坡向的光热条件,从而影响土壤中的水热状况,因此是间接作用于土壤。答案:A
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一、认识土壤1.概念:土壤是指陆地表面具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层。2.发育成熟的土壤,从地面向下有明显的垂直差异,一般可以分为腐殖质层、淋溶层、淀积层和成土母质层。
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1.下列各种气候类型下的土壤中,风化壳最深厚的是( )A.热带雨林气候 B.亚热带季风气候C.温带海洋性气候 D.地中海气候解析:各种气候类型下的土壤中,风化壳最深厚的是热带雨林气候,高温多雨的环境,淋溶作用强,利于岩层的风化发育,风化层深厚。答案:A2.下列土壤类型中,发育程度较好的是( )A.江南丘陵红壤 B.青藏高原寒漠土C.西北地区的风沙土 D.东北平原黑土解析:高寒荒漠土与红壤、风沙土有机质含量少,发育程度较低。东北平原黑土富含有机质,有机质层比较厚,土壤发育好。答案:D
第六章土壤
永恒的物质与能量交换． 最活跃与最富生命力的圈层。它对各种物质循 环与物质流起作维持、调节和控制作用，土壤肥 力是土壤圈层所固有的性质. 具记忆块的功能．通过这些记忆信息，有助于 区别过去和现在的土壤变化，并可对”土壤圈"未 来变化进行预测．
具时空限制特征．土壤时间尺度表现在土壤形成 过程．演变与机理的变化上，这些变化时间，一 般是103—106年。
1.土壤机械组成（质地）
土壤是由许多大小不同的土粒、按不同的比例组 合而成的，这些不同的粒级混合在一起表现出来的 土壤粗细状况，称为土壤质地，亦称土壤机械组成。
土壤质地影响土壤水分、空气和热量的状况，同 时影响着养分的转化。
土壤质地影响着土壤结构类型。粘粒含量高的 土壤易形成水稳性团聚体和裂隙，细砂或极细 砂比例大的土壤只能形成不稳定的结构，粗砂 土则无法团聚。
4.土壤空气
土壤空气是指土壤空隙中存在的各种气体混合物。
土壤空气的来源和组成:土壤空气来自大气。其 组成与大气基本相似，以O2、 N2 、CO2 、H2O （g）为主要成分。但在质和量上与大气有所不 同。由于土壤生物生命活动的影响，二氧化碳 比大气中含量高，而氧含量比大气的低。
土壤的通气性:土壤空气与大气间的气体交换， 以及土体内部允许气体扩散和流通的性能，称 为土壤通气性。
Michigan Soil Florida soils
Maryland Soil Florida soils
耕作土壤剖面
耕作层 犁底层 心土层 底土层
2.土壤的一般形态特征
1、土壤的颜色 2、土壤质地 3、土壤结构 4、土壤松紧度 5、土壤孔隙状况 6、土壤干湿度 7、新生体 8、侵入体
土壤的基本属性和本质特性是具有肥力。 土壤肥力是指土壤为植物生长不断地供应和协调养
《土壤形成过程》PPT课件
生物迁移
图5-6 土壤形成发育中生物迁移示意图
图5-7 成土过程中物质迁移转化图 式
土壤形成过程的实质
土壤的本质特征是具有肥力和自 净能力。 土壤发生学认为，土壤形成过 程实质上是生物积累过程和地球化学过 程的对立和统一。土壤形成的标志是含 腐殖质层次的出现和有机-无机复合体的 形成。
土体物质 的输出
各种不同的土体构型。 各种土壤的剖面都是由特定的，并有内在联系的发生土层所组成，
从而形成一定的土体构型，是野外鉴定土壤类型的基础。
—— 各种具体的成土过程都会有一个与之相适应的模式土层。
—— 各种具体的成土过程都发生于土壤剖面的某一层位，但又与整个 土体的物质运动相联系。
—— 某一具体土壤类型，可以包括一种或几种成土过程。
“岩漆”阶段→“地衣阶段” →“苔藓阶段”
5.2 主要成土过程
2、腐殖质化过程：土壤中的粗有机质物质，如植物的 根、茎、叶等分解转化为腐殖质的过程。
3、粘粒化过程：土体中的矿质颗粒由粗变细 而形成粘粒，以及粘粒在剖面中积聚的过程。 可分为：
① 残积粘化过程：粘粒未经移动，原地发生的粘化。 ② 淋淀粘化：上部形成的粘粒经机械淋洗聚积在下部土层。
9、盐化过程：指成土母质中可溶性盐被淋洗 到地下水中，并随地下水流动迁移到排水不畅 的低洼地区，在蒸发量大于降水量的情况下， 盐分由被上行水携带到土体表层聚集的过程。
10、碱化过程：指钠离子在土壤表面的累积， 使土壤呈强碱性反应，并形成物理性质恶劣的 碱化层。
11、熟化过程：指在人为干预下，土壤兼受自 然因素和人为因素的综合影响下进行的土壤发 育过程。
土体物质与 能量的输入
土体内部物质和 能量的转化
图5-8 土壤形成过程中物质迁移和转化示意图
自然地理学(伍光和版)--第六章土壤圈ppt课件
• 心土层（生土层） 在犁底层之下，受耕作影响小， 淀积作用明显，颜色较浅。
• 底土层 （死土层） 几乎未受耕作影响，根系少， 土壤未发育，仍保留母质特征。
.
（二）土壤的一般形态特征
土壤颜色
• 根据土壤颜色变化可作为判断和研究土壤成土条 件、成土过程、肥力特征和演变的依据。
• 3力. 土。壤有机质和氨基酸等是络合剂，与钙镁铝形 • 成6.稳腐定殖性质络是合胶物结，剂能，提能高使无土机壤磷形酸成盐良溶好解的性团。粒结构，
改善土壤耕作。 • 7. 腐殖质色暗，可增加土壤吸热能力，同时其导热
性小，有利于保温。
.
（三）土壤水分
• 土壤水分是土壤重要组成成分和重 要的肥力因素。它不仅是植物生活 所必需的生态因子，而且也是土壤 生态系统中物质和能量流动的介质， 它存在于孔隙中。
.
4.有机质对土壤肥力的作用
•• 14. .土二壤、有三机羧质基含酸有与丰金富属的离植子物形所成需稳营定养络元合素物和的多能力 种较微强量，元有素活，化不土断壤供微应量植元物素吸的收作利用用。。
•• 25.土. 土壤壤有有机机质胶具体有是较一强种的具代有换多能价力酸，根可的以有大机量弱吸酸， 收其保盐存类植具物有养两分性，胶以体免的淋作溶用损，失有。很强缓冲酸碱的能
物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原有的 化学组成和晶体结构均未改变。
• 次生矿物质 由原生矿物质经风化后重
新形成的新矿物。土壤次生矿物分为三类：简 单盐类、次生氧化物类和次生 铝硅酸盐类
.
(二) 土壤有机质
• 土壤有机质概指土壤中动植物残体微生 物体及其分解和生成的物质
土壤圈课件解析
❖ 土壤中CO2含量比大气中的含量(0.03%左右)高十倍甚至数百倍。 氧在大气中含量一般约占20%，而在土壤空气中，氧的含量只有 10%～12%，在通气极端不良的条件下，土壤中氧的含量可低 于10%(如下表所示)。
❖ 土壤空气中水汽含量远较大气高。
26
❖ 造成这种现象的原因是土壤中进行着众多的生命活动。 植物根系、土壤动物和微生物的呼吸活动都在消耗氧 气和产生二氧化碳，土壤空气与大气成分的差异，导 致两者之间的气体交换，CO2由土壤排出进入大气， O2由大气扩散进入土壤，从而形成一种动态的平衡关 系。这个交换过程与生物的呼吸作用相似，因此被称 为“土壤的呼吸作用”，也称为“土壤通透性”(soil permeability)。
次生硅酸盐类矿物的基本结构单元示意图10
❖ 伊利石(Illite )是一种风化程度较 低的矿物，一般土壤中均有分布， 但以温带干旱地区的土壤中含量 最多。其膨胀性较少，具有较高
的阳离子代换量，并富含钾。用 途：添加剂、钻井泥浆。
❖ 蒙脱石(Montmorillonite)为伊 利石进一步风化的产物，是基性 岩在碱性环境条件下形成的，在 温带干旱地区的土壤中含量较高。 其阳离子代换量极高。它所吸收 的水分植物难以利用，因此富含 蒙脱石的土壤，植物易感水分缺 乏，同时干裂现象严重而不利于 植物生长。
田间持水量：指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止其水21分蒸 发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量（土水势或土壤水吸力达到一定数值）。
土壤水分有效性综合示意图
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❖ 以土壤质地来说，砂质土壤的永久凋萎系数和田间持水量均较 低，其土壤的有效含水量也较低，而粘质土壤则相反，惟有壤 质土壤的有效含水量最多。粒径越小，凋萎系数越高。
《地球化学》章节笔记
《地球化学》章节笔记第一章：导论一、地球化学概述1. 地球化学的定义：地球化学是应用化学原理和方法，研究地球及其组成部分的化学组成、化学性质、化学作用和化学演化规律的学科。
它是地质学的一个分支，同时与物理学、生物学、大气科学等多个学科有着密切的联系。
2. 地球化学的研究对象：- 地球的固体部分，包括岩石、矿物、土壤等；- 地球的流体部分，包括大气、水体、地下水等；- 地球生物体，包括植物、动物、微生物等；- 地球内部，包括地壳、地幔、地核等。
3. 地球化学的研究内容：- 地球物质的化学组成及其时空变化；- 地球内部和外部的化学过程；- 元素的迁移、富集和分散规律；- 地球化学循环及其与生物圈的相互作用；- 地球化学在资源、环境、生态等领域的应用。
二、地球化学的研究方法与意义1. 地球化学的研究方法：- 野外调查与采样：包括地质填图、钻孔、槽探、岩心采样等；- 实验室分析：包括光学显微镜观察、X射线衍射、电子探针、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子吸收光谱（AAS）等；- 地球化学数据处理：包括统计学分析、多元回归、聚类分析等；- 地球化学模型：建立地球化学过程的理论模型和数值模型；- 同位素示踪：利用稳定同位素和放射性同位素研究地球化学过程。
2. 地球化学研究的意义：- 揭示地球的形成和演化历史；- 了解地球内部结构、成分和动力学过程；- 探索矿产资源的形成机制和分布规律；- 评估和治理环境污染问题；- 理解地球生物圈的化学循环和生态平衡；- 为可持续发展提供科学依据。
三、地球化学的发展历程与现状1. 地球化学的发展历程：- 起源阶段：19世纪初，地质学家开始关注矿物的化学组成；- 形成阶段：19世纪末至20世纪初，维克托·戈尔德施密特等科学家奠定了地球化学的基础；- 发展阶段：20世纪中叶，地球化学在理论、方法、应用等方面取得显著进展；- 现代阶段：20世纪末至今，地球化学与分子生物学、环境科学等学科交叉，形成新的研究领域。
第六章土壤圈
指未分解和部分分解的枯枝落叶层。 2）腐殖质层
指腐殖质化所形成的有机层。
3）淋溶层 4）淀积层 5）母质层 6）母岩层
2、土壤的一般形态特征
1）土壤颜色
土壤颜色是土壤重要的形态特征之一。采用芒塞尔土 色卡测定和描述土壤颜色。
2）土壤质地
指土壤颗粒的大小、粗细及其匹配状况。一般土壤质 地分砂土、壤土和粘土三大类。准确的测定要在室内用机 械分析方法来进行，但在野外常根据用手指研磨土壤的感 觉近似的判断。
3）土壤结构
指土壤颗粒间的胶结接触关系，有团粒结构、块状结 构、核状结构、柱状结构、棱柱状结构、片状结构等。
4）土壤松紧度
指土壤坚实或疏松的程度，一般用小刀插入土中所用 力大小来衡量，分为紧实、稍紧实、疏松等。
5）土壤孔隙 指土壤颗粒之间存在的空间。
6）土壤干湿度 指土壤干湿程度，反映土壤水分含量多少。野外考
2）次生矿物 原生矿物经过化学分化后重新形成的新矿物，其
化学组成和构造经过改变而与原生矿物有所不同。它 是土壤中最细小的部分，具有胶体性质。
2、土壤有机质 1）概念 指土壤中动植物残体、微生物及其分解和合成的物 质。它包括非特殊性有机质以及土壤腐殖质两大类。
2）土壤有机质的转化过程 土壤有机质的转化基本上有两个过程。
凝结，主要损耗于蒸散植物吸收、渗漏与径流。
3）类型 吸湿水：指土壤颗粒表面张力所吸附的水分子。
毛管水：指毛管空隙中毛管力吸附保存的水。
重力水：指土壤水分含量超过田间持水量时沿土壤
非毛管孔隙向下移动的多余水分。
4、土壤空气 土壤空气Hale Waihona Puke 指土壤孔隙中存在的各种气体的混合物。
土壤形成过程
土壤形成过程土壤圈是大气圈、水圈、生物圈、岩石圈相互作用的产物。
土壤物质来源于这些圈层，以三种状态----固态、液态和气态存在着，固体部分包括有机物(来源于生物圈)和无机矿物(来源于岩石圈) ，气体，液体部分即土壤溶液(水圈的组成部分) 。
同时，土壤携带了其形成时的环境信息。
既包括大气中的气体，还包括土壤生物化学反应释放出的气体(最终进入大气圈)土壤是地壳表层长期演化形成的，是生命的温床，是复杂的生物物理化学体系。
人类的生存与发展时刻离不开土壤这一宝贵资源，但是由于工业文明和社会经济的飞速发展，土壤面临着前所未有的危机，保持土壤使之可持续地被人类所利用已是迫在眉睫的历史任务 1.土壤的形成土壤是岩石圈顶部经过漫长的物理风化，化学风化和生物风化作用的产物。
物理风化的本质是将地表整块岩石物理分解成大量小碎屑的过程;化学风化则改变了岩石的化学组成和矿物面貌，其中地表(地下)水和大气中氧、二氧化碳的作用最为重要，使造岩矿物分解，形成以粘土矿物为主的松散物质，即通常所说的风化壳。
生物在土壤形成过程中的意义更为关键。
生物的风化作用是通过生物新陈代谢和生物死亡后生物降解作用实现的。
生物腐烂形成腐殖质，增加了 N、P、K 和碳水化合物等养分，使风化壳最终形成土壤。
2. 土壤的生物物理化学关系由物理、化学和生物作用形成的土壤是一个非常复杂的体系，对大气和水化学环境的变化相当敏感。
土壤质量的变化对植物和微生物从而对动物、人类产生明显影响。
任何外来物质的加入以及人为的改造，都将引发土壤内部一系列的物理、化学甚至微生物环境的改变。
诸如，无机肥料施放过多，会造成土壤颗粒电荷的丧失，从而造成土地板结，微生物的生存空间和条件大大改变，致使微生物数量减少，影响了微观生态环境。
当然，土壤也有一定的自净能力，能缓冲少量外来物和轻微的人为干扰。
但大规模、长期的人为影响终将使体系失衡，引发大的破坏和损失。
土壤组成土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系，它们的相对含量因时因地而异。
成信工自然地理教案06土壤圈
第六章土壤圈1、基本要求⑴了解土壤圈的物质组成及特性⑵掌握土壤形成与地理环境间的关系⑶熟悉土壤类型以及空间分布规律⑷掌握土壤资源的合理利用与保护2、教学重点与难点教学重点：土壤的物质及组成特性、土壤形成与地理环境的关系、土壤类型的空间分布教学难点：土壤的物质及组成特性3、教学学时：6学时4．教学内容6.1 土壤概述1、什么是土壤？回顾：什么是风化壳？土壤是陆地表面能够生长植被的疏松表层。
是风化壳表层由大气、水、生物、岩石圈相互作用的结果。
[讲述]土壤是岩石圈顶部经过漫长的物理风化、化学风化和生物风化作用的产物。
物理风化的本质是将地表整块岩石物理分解成大量小碎屑的过程；化学风化则是在水和大气中氧、二氧化碳的作用下使造岩矿物分解，形成以粘土矿物为主的松散物质，即通常所说的风化壳。
生物在土壤形成过程中的意义更为关键。
生物的风化作用是通过生物新陈代谢和生物死亡后生物降解作用实现的。
生物腐烂形成腐殖质，增加了N、P、K和碳水化合物等养分，使风化壳最终形成土壤。
•2、土壤的基本属性——土壤肥力张家界武陵源风景区石头上长树的奇观是什么原因？土壤肥力：土壤为植被生长不断地供应和协调养分、水分、空气和热量的能力。
[资料]我国的北大仓：东北平原位于我国东北地区，是中国第一大平原。
东北平原以黑土著称。
黑土含有大量有机质。
建国后，经过大规模的开发，把东北平原建成了全国最重要的粮食产地。
北大仓以前叫什么？“北大荒”之称由来已久。
清代一位著名诗人曾赋诗描绘“北大荒”情景：“百里无人断午烟，荒原一望杳无边”。
1947年解放军第一支垦荒部队开进北大荒腹地，创立了第一个“公营农场”，50年代中期王震将军率转业官兵进军北大荒，60年代支边青年、知识青年投身垦荒事业，90年代十数万省内外农民挥汗黑土地，历经半个多世纪艰苦奋斗、开发建设，昔日的北大荒，如今已是良田无际，稻麦飘香，城镇相望的北大仓。
大豆和玉米等的产量在全国占重要地位。
[继续举例]这样一组数据，1980年至2003年，我国粮食产量提高了34.4%，而同期化肥投入量增长了248%。
自然地理学 第六章 土壤圈
土壤圈在地理环境中的地位和作用
土壤圈——土壤以不完全连续的状态存在于 地球表层，称为土壤圈或土被。 土壤圈在地理环境中总是占据一定的不变位 置，处于地球大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之
间的界面上，是地球各圈层中最活跃最富生命力
的圈层之一，它们之间不断进行物质循环和能量 平衡。
土壤圈的作用：
１）土壤圈与地球生命作用 ２）土壤圈与人类生存条件 ３）土壤圈与自然环境 ４）土壤圈与全球土壤变化
C、干旱和半干旱地区的土壤 内部与盐土的表层出现偏白色调，原因是碳酸 钙、石膏和可溶性盐的聚集。 D、排水不良的土壤 颜色灰暗， 通常呈浅灰色、蓝灰色或蓝绿色。 原因是变价离子都处于低价还原状态（如FeO、 MnO等）。 如果排水情况稍好，在大的空隙中有空气流通， 空隙周围的铁受到氧化，就会在蓝灰的底色上出现 许多黄褐色斑点。
P2 B C
生 土 层 死 土 层
心土 层 底土 层
（二）土壤的一般形态特征
1、土壤颜色
土壤的颜色是观察者直接获得的最早和最强
烈的土壤信息，是许多土壤性质的直接反映。 影响因素：颜色与土壤的矿物质成分、有机 质含量、排水条件和通气状况密切相关。 《中国标准土壤色卡》，共有２８种色调，
４２６个色片，采用芒塞尔颜色序列系统，其命
５）土壤圈物质的组成与性质
土壤形态
土壤形态——指土壤和土壤剖面外部形 态特征。 土壤形态是成土过程的反映和外部表现， 通过土壤形态可以区别土壤与风化壳的差别， 土壤形态也是区别各土壤类型的重要依据．
（一）土壤剖面与土壤发生层次 土层 （ soil horizon ） —— 成土过程 对疏松 物质的改造作用 ，特别是腐殖质 的形成和加入过 程 ，以及颗粒与溶解物质 的转移过程 ，导致土壤 内部沿垂直方向 发生分异 ，形成了一些物理和化 学性质 明显不同的 水平层次 ，称为土层（ soil horizon）或土壤发生层次。 土壤剖面 （ soil profile ） —— 自然土壤 是 由不同性质的 土壤层 叠合构成，由上而下，显示 土层序列 及组合状况 的垂直切面，称为土壤剖面 （soil profile）。
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。
土壤形成过程【可编辑全文】
钙积层
钙积层
7.盐化过程和脱盐化过程
盐化：土体中易溶性盐类随毛管上 升水向表层移动与聚积的过程。
发生条件：除滨海地区外，盐化过 程多发生于干旱和半干旱地区。
图2-13 盐化过程图解
脱盐化：盐化土中的可溶性盐类被 大气降水或灌溉水溶解，随土壤下渗水 流从土体中淋失的过程。
8. 碱化过程和脱碱化过程
2.3.2 土壤剖面的重要形态特征
有机质层 淋溶层 淀积层 母质层和母岩层 过渡层
图5-16 土壤剖面构型的一般综合图式
2.4 土壤的个体发育、系统发育和 演替
2.4.1 土壤的个体发育 是指土壤从岩石风化产物或其
他新的母质上开始发育的时候起， 直到目前状态的真实土壤的具体历 史。
土壤剖面发育的一般模式如图5-17所示。
2)地表物质迁移转化的主要形式 ①溶解迁移 ②还原迁移 ③配合迁移 ④悬浮迁移 ⑤生物迁移
※ 溶解迁移 ＊特点：受重力作用，向下淋溶迁移 ＊迁移顺序： 最容易迁移元素：Cl，S 容易迁移元素： K ＞ Na ＞ Ca ＞ Mg (理论); Ca ＞ Na ＞ Mg ＞ K (实际);
（为什么？） 惰性元素：Fe, Al, 几乎不能迁移：SiO2
图5-17 土壤剖面发育的一般图式
2.4.2 土壤系统发育（略）
2.4.3 土壤的演替（略）
图2-14 土壤旱耕熟化过程图解
土壤退化过程
土壤退化过程(soil degradation)是指因 自然环境不利因素和人为开发利用不当而引起 的土壤物质流失、土壤性状与土壤质量恶化以 及土壤肥力下降，作物生长发育条件恶化和土 壤生产力减退的过程。
5.3 土壤剖面形态特征
土壤剖面形态、土层形态、土壤结 构体形态的观察是土壤资源调查和土 壤地理研究的基础性工作。
地球化学与地球表层过程研究地表的化学风化和土壤成因
地球化学与地球表层过程研究地表的化学风化和土壤成因地球化学与地球表层过程研究是地球科学领域的一个重要分支，它主要关注地球表层的化学过程和地球化学循环。
其中，地表的化学风化和土壤成因是地球化学与地球表层过程研究的重点内容之一。
一、化学风化的概念和机制化学风化是指岩石和土壤中矿物质与水和大气中的化学物质发生反应而产生的变化过程。
它是地球表层中最主要的岩石破坏方式之一，具有不可忽视的地质意义。
化学风化的机制主要包括以下几种：1. 溶解作用：在地球化学循环中，水是至关重要的因素之一。
当水中溶解了大量溶解性的化学物质时，它们会与矿物质反应形成新的化合物，从而导致岩石的分解和溶解。
2. 氧化还原作用：氧化还原反应是指物质在电子转移的过程中发生的化学反应。
在地球表层环境中，氧化还原反应被广泛应用于矿物质的变化和矿物成因的研究中。
3. 酸碱作用：土壤和水中的酸碱性物质可以对矿物质产生明显的溶解和交换作用。
这种酸碱反应会导致矿物质的溶解、沉淀和转化。
二、土壤成因的研究方法和意义土壤成因是指土壤形成的过程和机制。
通过研究土壤成因，可以深入了解土壤发育的规律和土壤的特性。
土壤成因的研究方法主要有以下几种：1. 土壤剖面观测：通过对土壤剖面的观测和采样，可以得到土壤的层次结构、成分和性质等信息。
这些信息对于揭示土壤的形成机制和过程具有重要意义。
2. 土壤样品分析：通过对土壤样品进行化学分析和物理性质测试，可以得到土壤的化学组成、物理特性和养分含量等信息。
这些数据对于研究土壤成因和土壤质量评价具有重要作用。
3. 土壤模型模拟：利用现代数学和计算机技术，可以建立土壤模型对土壤成因进行模拟和预测。
这种方法可以在一定程度上弥补实地观测的不足，对于理解土壤形成的机制和过程有着重要的帮助。
土壤成因的研究对于农业、生态环境和自然资源的管理具有重要意义。
通过深入了解土壤成因，可以提高农田土壤的肥力和生产力，改善生态环境的质量，优化土地资源的利用。
自然地理学 土壤圈PPT课件
为酸性土和强酸性土，长江以北除了灰化土和淋溶土外，大都为 中性土和碱性土。
b.潜在酸度 吸附在土壤胶体表面的H+和Al3+所 引起的酸度
c.土壤溶液的酸碱度影响植物的生长 和微生物的 发育。高等植物适应的ph 5.0~8.0 微生物 适宜微酸性，中性土壤。
毛管中的水分，毛管悬着水达到最大时的土壤含水量称为田间
持水量
③重力水 当土壤水分含量超过田间持水量时，多余的
水分就沿着土壤中的非毛管孔隙向下渗透的多余水分。
饱和持水量或全蓄水量：土壤孔隙全部充满水分时的含 水量
凋萎系数： 田间持水量减低到植物不能利用时的含水 量。
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㈣ 土壤空气
①.土壤孔隙中存在的各种气体混合物，以O2，N2，CO2及水汽为主要成分。 ②.土壤空气来自大气，但和大气在成分和含量上与大气有所不同。
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土壤中主要元素的氧化还原形态
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③土壤的缓冲性
• 当加酸或碱于土壤时，土壤具有缓和酸碱度改变的能力 • 其能力主要来自土壤胶体及其吸附的阳离子，及土壤所含的弱
酸及其盐类。 • 土壤胶体数量大，吸附的盐基离子多，其缓冲酸的能力就强 土壤的缓冲性可使土壤避免因施肥、微生物和根系的呼吸、有机
• 1）土壤矿质胶体：包括次生铝硅酸盐、简单 的铁、铝氧化物、二氧化硅等。
• 2）有机胶体：包括腐殖质、有机酸、蛋白质
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2，土壤胶体的性质
①.巨大的比表面和表面能：蓄水保墒性能好
②.带电性 ：有助于从土壤溶液中吸收离子状态的养分，供植物利用。
③.分散和凝聚性： 溶胶
凝胶
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一、地表化学元素迁移的方式
（三）生物迁移
指化学元素被生物所吸收，并随生物循环而
发生的迁移。 陆地生物是生物迁移的主要方面 生物吸收系数：植物灰分（植物残体经过灼 烧所残余的物质，主要是无机盐类）中某些 元素含量与植物生长所处的岩石或土壤中该 元素含量之比。
《土壤中铬元素在中草药中的生物迁移
1 矿质化过程 进入土壤的动植物残 体在土壤微生物的参与下，把复杂的有机质 分解为简单有机质的过程 2 腐殖质化过程 进入土壤的动植物残 体在土壤微生物的作用下分解后再缩合和聚 合成Байду номын сангаас系列黑色高分子有机物的过程
（二）土壤有机质
有机质对土壤肥力的作用(补充了解)
1.
土壤有机质含有丰富的植物所需营养元 素和多种微量元素，不断供应植物吸收利用。 2.土壤有机质具有较强的代换能力，可以大 量吸收保存植物养分，以免淋溶损失。 3. 土壤有机质和氨基酸等是络合剂，与钙 镁铝形成稳定性络合物，能提高无机磷酸盐 溶解性。
一、地表化学元素迁移的方式
四、地球化学屏障
（二）地球化学屏障的类型 1.机械屏障，如金沙矿或其他重金属砂矿。 2.物理-化学屏障，氧化、还原、碳酸盐、硫
酸盐、碱性、酸性、蒸发、吸附等 3.生物屏障，如硅藻对sio2有的富积作用
第二节 土壤的组成和性质
一、土壤和土壤圈的一般概念
土壤的物质组成
土壤是由固相、液相和气相等三相物质组成的 。
矿物质、有机质、活的生物体、土壤溶液、土壤空气
（孔 按 ）
容 积
空 气 20－30 ％ 水 分 20－30 ％
矿物质 95 ％ 有机质 5 ％
隙
土 壤 固 体 （ 按 重 量 ）
二、土壤的物质组成及其变化
（一）土壤矿物质
土壤矿物质是土壤的主要组成物质，构
》
（鲁勇齐 ，2009） 对甘肃定西地区成熟期的5种中草药药用部分 的Cr元素含量及这5种中草药根系部分土壤中 Cr元素的含量用火焰原子吸收光谱进行了分 析, 实验结果发现,除了黄芪外,中草药中的铬 含量明显高于土壤中铬的含量,表明5种中草 药对土壤中Cr元素都有生物迁移作用,其迁移 作用由强到弱依次是柴胡、甘草、当归、板 蓝根和黄芪。
一、土壤和土壤圈的一般概念
土壤发生层（土层）：在土壤剖面上，根据土壤形态特 征所划分出的大致呈水平延伸，厚度不等的层次。自上 而下，通常划分为A,B,C三个基本层次，A,B两层合称为 土体。 A层：腐殖质层、表土层、淋溶层，颜色较暗，根系较 多、疏松多孔。某些物质发生水平或垂直迁移（淋溶）。 B层：心土层或淀积层，由A层淋溶迁移下来的物质在 这里沉淀形成，颜色较淡，根系和孔隙较少，比较紧实。 C层：也叫母质层，保持着原始风化物的性质。 土体构型或土体层次构造：某一土壤剖面土层的数目、 厚度及其组合排列型式。是鉴别土壤类型的重要标志之 一。
吸湿水
土壤颗粒表面张力所吸收的水汽，不能移动， 植物不能吸收。（图6-6） 膜状水 吸附在吸湿水外层的水分，呈水膜状态包裹 在土壤固相颗粒表面，在一定条件下能够移动且被植物吸 收利用。黏滞性强，移动缓慢，不能有效补充植物所需水 分，植物利用受到一定限制。 毛管水 毛管孔隙中毛管力所吸附保存的水分，是自由 液态水，不因重力作用流出， 是土壤中植物利用的有效 水分。 有两种：毛管上升水和毛管悬着水。 重力水 土壤毛管孔隙充满水之后，倘若水分进一步增 加，那么土壤非毛管孔隙中也可存在一定数量的水分。即 土壤水分含量超过田间持水量（毛管悬着水达最大值）时 沿土壤非毛管孔隙向下移动的多余水分。 重力水不能在 土壤中保存很长时间，属多余水分。
（二）土壤有机质
土壤有机质概指土壤中动植物残体微生
物体及其分解和生成的物质
1.土壤有机质的化学组成 包括碳水化合物、含氮化合物、木质素、含硫 含磷化合物。 2.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 物等是土壤有机质转化的主要动力
（二）土壤有机质 有机质的转化 两个过程
二、土壤的物质组成及其变化 三、土壤性质及其肥力意义
一、土壤和土壤圈的一般概念
土壤：位于地球陆地表面具有一定肥力且能
够生长植物的疏松层。 土壤肥力：土壤本身所具有的能不断供应和 协调植物生长对水、肥、气、热（土壤的四 大肥力）需要的能力。 聚合土体：在水平方向上，土壤性质最为均 匀一致的最小单位。它是土壤的基本单位， 是土壤分类系统中的基层单元，如“土种”、 “土系”等。它经常被作为土壤野外调查制 图中观察、描述以及制图的重要对象。
土壤圈在地理环境中的地位和作用
1
2
土壤圈与生物圈进行养分元素的循环，土壤 支持和调节生物的生长和发育过程，提供植 物所需养分 、水分和适宜的理化环境，决 定自然植被的分布。 土壤圈 与水圈 进行水分平衡与循环，影 响降水在陆地和水体的重新分配，影响元素 的表生地球化学迁移过程及水平分布，也影 响水圈的化学组成。
一、地表化学元素迁移的方式
四、地球化学屏障
（一）概念（重点） 地球化学垒，指在短距离内化学元素或化合物迁移 条件明显变化，并导致元素或化合物富积的地段。 富积往往形成有用的矿床，只有在短距离范围内迁 移条件的变化，元素或化合物的富积才能显现出来， 大范围迁移条件的渐变只能破坏地球化学屏障，减 轻富积强度，不利于矿床的形成或形成贫矿。
三、土壤性质及其肥力意义
（一）土壤物理性质 1.土壤质地 粒级：根据土壤矿物质颗粒粒径大小将土壤矿物质颗粒划分出 不同的等级，如砾石、砂粒、粉沙粒、黏粒，这些级别在土壤 学上称为粒级。 各粒级的划分标准（粒径：mm）：
（三）土壤水分
土壤水分是土壤重要组成成分和重要的肥力
因素。它不仅是植物生活所必需的生态因子， 而且也是土壤生态系统中物质和能量流动的 介质，它存在于孔隙中。 分为：液态水、气态水、固态水。其中液态 水的绝大部分即可以运动也可以被植物吸收 利用，是土壤水分的主要形态类型。 土壤液态水的存在状态可分为以下四种类型： 吸湿水、膜状水、毛管水、重力水
高而氧气含量比大气低。 土壤空气中的水汽大于70% ，大气中小于4%， 相差甚远 土壤固氮微生物能固定一部分氮气，增加土壤氮 素含量，而土壤中进行的硝化作用和氮化作用， 氮素又转化为氮气和氨释放到大气中，二者基本 保持平衡。
（一）土壤物理性质
1.土壤质地 2.土壤结构性 3.土壤孔性
一、土壤和土壤圈的一般概念
一、土壤和土壤圈的一般概念
土壤圈：土壤在地球陆地表面呈断续分布，
共同构成了一个特殊的圈层。在地理环境中 总是占据一定的不变位置，处于地球大气圈 、 水圈、生物圈 和岩石圈之间的界面 上，是地 球各圈层中最活跃最富生命力的圈层之一， 它们之间不断地进行物质循环与能量平衡。 当前，从土壤圈的高度来认识全球土壤变化 及其对大气圈、生物圈、水圈和人类社会的 影响，是自然地理学关注的热点之一。 土被：某一地区全部土壤类型的集合。
土壤水分的来源及消耗
主要来源于大气降水、地下水和灌溉用水， 水汽的凝结也会增加极少量的土壤水 。 消耗主要有土壤蒸发，植物吸收利用和蒸腾， 水分的渗漏和径流
土壤水分平衡
△水=水收入-水支出
(四)土壤空气 主要来自于大气，组成成分和大气基 本相似，质和量上与大气有所不同。
土壤生物生命活动的影响二氧化碳比大气中含量
一、地表化学元素迁移的方式
（一）水迁移 指风化壳中化学元素呈简单离子、络合离子、分子、 胶体、悬浮物状态在水体中的迁移。 水迁移系数Kx：某元素在水体中的平均含量/该元素 在水体所流经岩石中的平均含量。 水迁移序列：极强、强、中等、弱、极弱 元素迁移相对性系数Cx:不同元素水迁移序列中元素 迁移系数之比，作为元素迁移相对大小的定量指标。 值越大，即相对迁移性越强，越容易在迁移系数小 的那个序列的环境中发生富积。（图6-3）
土壤圈在地理环境中的地位和作用
3
4
土壤圈与大气圈进行气体的交换，影响大气 圈的化学组成，水分与能量的平衡；吸收氧 气，释放CO2、CH4、H2S、氮氧化合物和 氨气，影响全球大气变化。 土壤圈与岩石圈进行着金属元素和微量元素 的循环，土被覆盖在岩石圈的表层，对其具 有一定的保护作用，减少各种外营力的破坏。
地表化学元素迁移：自然地理系统中的化学
元素在各种力的作用下所发生的存在状态的 变化以及空间位置的变动。实质是元素的分 散、运移和聚集。 分散：不可移动状态 可移动状态 聚集：可移动状态 不可移动状态 运移：空间位置的变动
一、地表化学元素迁移的方式
（一）水迁移
（二）空气迁移 （三）生物迁移
有机质对土壤肥力的作用(补充了解)
4.
二、三羧基酸与金属离子形成稳定络合 物的能力较强，有活化土壤微量元素的作用。 5. 土壤有机胶体是一种具有多价酸根的有 机弱酸，其盐类具有两性胶体的作用，有很 强缓冲酸碱的能力。 6. 腐殖质是胶结剂，能使土壤形成良好的 团粒结构，改善土壤耕作。 7. 腐殖质色暗，可增加土壤吸热能力，同 时其导热性小，有利于保温。
次生矿物质
（一）土壤矿物质
土壤矿物质的种类和数量始终处于两个截然相反的 变化过程中：
一方面是矿物质 的风化分解，由大颗粒变为小颗粒， 或由不溶性矿物变为易溶性矿物，或由难移动性矿 物变为可移动性矿物的过程。 另一方面：风化产物重新合成新矿物，由小颗粒变 为大颗粒，或由易溶性矿物变为不溶性矿物，或由 可移动矿物变为难移动矿物的过程。
一、土壤和土壤圈的一般概念
单个土体：因为聚合土体内部性质最为均一，受力也比 较一致，所以在湿胀干缩或热胀冷缩过程中，就会形成 垂直方向上的规则破裂面，，将聚合土体分割成若干个 六棱柱状体，这些六棱柱状体可以代表聚合体的大部分 特征，文明将代表聚合土体大部分特征的最小体积单位 称为单个土体。 土壤形态：土壤的颜色、干湿度、松紧度、孔隙状况、 粗细程度、胶膜、结核等可鉴别土壤性质的外貌特征。 土壤剖面：单位土体的每一个垂直断面，即自地表垂直 向下的土壤断面。它是人们在野外观察认识土壤形态特 征的工作面。单个土体实质是土壤剖面的立体化。