第二章 土壤的形成、分类与分布

熟化成土过程
在人为因素影响下，通过耕作、施肥、灌溉等措施，改造 土壤的土体构型，减弱或消除土壤中存在的障碍因素，协调土 体水、肥、气、热等，使土壤肥力向有利于作物生长方向发展 的过程。简单地说为人类定向培育土壤的过程。可分为旱耕熟 化和水耕熟化。某一土壤类型的形成经常由一个主要成土过程 和几个辅助过程共同作用完成。
自然土壤剖面
是地面向下直到 土壤母质的垂直 切面，一般在2m 以内。土壤剖面 构造反映了土壤 的发育程度、土 壤形成特点以及 土壤的形成演化 过程。
O(L F H） A
枯落物层
淋溶层 AB
B1
B2 BC C
淀积层
从上往下：O、A、 B、C、R
母质层
最基本的三个发生层组成 1、淋溶层（A层）eluvial horizon：处
时间因素
许多土壤中在100年内就可使土壤有机质达到准平衡；在较有 利的条件下，一个弱发育的B层可在数百年内形成;在400～500 年的成土时间内,就可看出粘粒由A层向B层的迁移。
土壤形成的阶段性
在稳定条件下土壤发育的时间序列示意图
Mohr和Van Baren曾把热带 地区的土壤形成分为5个阶段： 1.初期：为未风化的母质； 2.青少年期：风化已经 开始，但许多母质物质仍保留 在土壤中； 3.壮年期：易风化的矿 物大部分已分解，粘粒明显增 加； 4.老年期：矿物分解已 处于最后阶段，只有少数强抗 风化的原生矿物被保存； 5.最后阶段：土壤发育 已完成，原生矿物基本上彻底 风化。
处于A层的下面，是物质淀积作用造成的。淀积的 物质可以来自土体的上部，也可来自下部地下水 的上升，可以是粘粒也可以是钙铁锰铝等，淀积 的部位可以是土体的中部也可以是土体的下部。 一个发育完全的土壤剖面必须具备这一个重要的 土层。
3、母质层（C层）parent material horizon:处于土体最下部,没有产生明显的成土
（七）富铝化过程 （八）灰化、隐灰化和漂灰化过程 （九）潜育化和潴育化过程 （十）白浆化过程 （十一）熟化过程 （十二）退化过程
原始成土过程
是指从岩石露出地面有微生物着生开始到植物定居之前形成的 土壤过程。它是土壤形成作用的起始点。 特点：岩石矿物开始风化，只有低等的植物和低等微生物参与 成土过程。 三个阶段：
母质
成土
风化
岩石 土壤
吸收 生物 分解
成岩
沉积物
地质学大循环
生物学小循环
二、主要的成土过程
土壤形成过程就是建立在地质大循环(营养元素的释放和淋溶 过程)和生物小循环(营养元素被生物吸收累积和释放过程)的 基础上的。
（一）原始成土过程 （二）有机质积聚过程 （三）粘化过程 （四）钙积与脱钙过程 （五）盐化脱盐过程 （六）碱化与脱碱过程
（一）植物在成土过程中的作用
据科夫达估计，在陆地上植物每年形成的生物量 约为3.5×1010吨,相当于2.13×1017千卡的能量 （二）动物在成土过程中的作用
非洲象牙海岸的白蚁可筑起直径15米，高2～6米 的坚固竖立土墩 ！ 肥沃土壤中蚯蚓的粪便可达30吨/公顷！
植被类型和土壤类型的关系 (据Bridges: World Soils)
3．母质透水性对成土作用有显著影响
总而言之，土壤母质与土壤矿物质的矿物组成和化学组成、土壤 机械组成有着先天的关系，同时也影响到土壤成土作用。
土壤的形成过程
(1)岩石风化过程 形成疏松的成土母质 形成原始土壤 形成成熟土壤 高等植物
(2)低等植物着生过程
(3)高等植物生长过程 微生物、低等植物 风化作用 岩石 成土母质
盐化、脱盐过程
盐化过程是指土体中各种易溶性盐类在土壤表层积 聚的过程。发生在滨海区、干旱区、半干旱区，形成具 盐化层的盐渍土。
脱盐化过程是指盐 渍土中可溶性盐在 降水、人为因素等 作用下降低或排出 土体或迁移到下层 的过程。
碱化、脱碱化过程
碱化过程是指土壤胶体上吸持较多交换性钠，使土壤呈碱 性反应，并引起土壤物理性质恶化的过程。结果在土壤底层形 成具碱化层的碱化土，pH值大于9.0。 脱碱化过程是指通过淋洗和化学改良，从土壤吸收性复合 体上除去钠离子的过程。 盐化与碱化相伴随进行。先盐化，发生脱盐化过程，土壤 胶体发生交换性钠吸附，从而产生碱化，即碱化土是盐化、脱 盐化相互交替的结果。
一、土壤形成过程中的大小循环学说 1. 地质大循环
岩石 地 壳 上 升 固化作用 风化 母质 搬运 进入河流或海洋
沉 积 作 用 沉积于河谷或海底
沉积岩
是一个开放性系统，作用时间长，是大范围的物质循环运动。
2. 生物小循环
生物吸收 矿质元素 （母质） 生物小循环是矿质元素的富集及有机质积累过程，它是 在地质大循环基础上发展起来的，其作用有： 1)使母质中有限的矿质元素发挥无穷的营养作用。 2)通过生物小循环， 可使母质中分散的元素富集起来，通过选 择吸收，使养分元素更适宜生物生长，并同时积累土壤有机质。 矿化 生物残体
人类活动对土壤发生演化的影响
土壤形成的物质基础是母质； 能量的基本来源是气候； 生物的功能是物质循环和能量交换，使无机能 转变为有机能，太阳能转变为生物化学能，促进 有机物质积累和土壤肥力的产生； 地形和时间以及人为活动则影响土壤的形成速 度和发育程度及方向。
第二节
土壤的形成过程
Image: Louis Maher Image: Professional Soil Classifiers Assoc. of Alabama
钙积和脱钙过程
钙积过程：指干旱、半干旱区 土壤钙的碳酸盐发生淋溶、 淀积的过程。土壤表层的钙离 子与碳酸结合产生中溶解度 大的重碳酸钙随水向下移动 ，到一定深度，重新形成碳 酸钙淀积于土壤剖面中下层 ，形成钙积层。 脱钙过程：降水量大于蒸发量 的气候下，土壤中的碳酸钙 转变为重碳酸钙溶于土壤水 而从土体淋失的过程。
(4) 有机质和矿物质在土壤中的转变(transformation)。
三、土壤剖面
土壤剖面(soil profile)是一个具体土壤的垂直断面，其深
度一般达到基岩或达到地表沉积体的相当深度为止。一个完 整的土壤剖面应包括土壤形成过程中所产生的发生学层次 （发生层）和母质层。
土壤发生层(soil genetic horizon)是指土壤形成过程中所
第二章 土壤的形成、分布和分类
第一节
五大成土因素:
土壤的形成因素
19世纪未，俄国土壤学家B.B.道库恰耶夫 (Dokuchaev,1846-1903)通过对俄罗斯大草原土壤的调查, 提出土壤的五大成土因素，即 母质-Parent material 气候-Climate 地形-Topographty 生物-Biology 时间-Time
“岩漆”阶段：自养型微生
物
“地衣”阶段：异养型微 生物－原始微生物群落 “苔藓”阶段：生物风化 与成土过程速度升高
有机质聚积过程 是指在各种植物和水、 热等成土因素的综合作用下, 在土体中特别是土层上部大 量积累有机物的过程。
黏化过程
土体中粘土矿物的生成和聚集过 程。可分为残积黏化过程和淀积 黏化过程。 残积黏化：原生矿物进行土内风 化形成黏粒，未经迁移。 淀积黏化：风化作用形成的黏粒 受水份的机械淋洗，迁移到一定 深度的土层聚集，是该层黏粒含 量增加，质地变黏。
于土体最上部，故又称为表土层，它包括有机质 的积聚层和物质的淋溶层。本层中生物活动最为 强烈，进行着有机质的积聚或分解的转化过程。 在较湿润的地区，该层内发生着物质的淋溶，故 称为淋溶层。它是土壤剖面中最为重要的发生学 土层，任何土壤都具有这一土层。
2、淀积层（B层）illuvial horizon：它
所有土壤都按照不同的速率发育，成土过程也发育 到不同的程度，任何土体的主要成土过程也导致其 具有明显的特征。 所有土壤的发生过程都包含以下几个方面： (1) 有机和矿物质以固态、液态和气态的形式添加到土壤中 (Addition)； (2) 有机和矿物质从一个发生层或一个土壤中损失(Loss)； (3) 有机和矿物质从土壤中的一个点转移到另外一个点 (translocation)；
灰化过程
在寒温带、寒带 针叶林植被和湿润条 件下，土壤中的铁铝 R2O3与有机酸性物质 螯合淋溶而SiO2残留 淀积过程。
富铝化过程
在热带亚热带湿热气候条件 下，土壤形成过程中铝硅酸盐 类矿物发生强烈的水解，盐基 离子和硅酸大量的淋失，铁铝 锰在次生粘土矿物中不断形成 氧化物而相对积累。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。
作用的土层,其组成物就是前面所述的母质。
耕作土壤剖面
耕作层 受耕作、施肥，灌溉等影 响，20cm左右。60%根系 犁底层 厚6-8cm，紧实，通透性 差 心土层 厚20-30cm，保肥保水作用， 生长后期供应水肥的主要层次。 20-30%根系 土体表面50-60cm以下，可 利用的营养物质较少，又称 为生土或死土。
俄国土壤学家道库恰耶夫
Vasiliy Dokuchaev (1846 - 1903)
母质(Parent
material)
母质是指原生基岩经过风化、搬运、堆积等过程于地表形成 的一层疏松、最年轻的地质矿物质层，它是形成土壤的物质基 础，是土壤的前身。 母质为土壤形成提供最基本的原料，土壤的某些性质是从 它的母质那里继承过来的，二者之间存在着“血缘”关系。 1．土壤矿物质源于土壤母质，并在土壤发育过程中进一步风化 2．土壤母质的机械组成决定了土壤的机械组成
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潜育化过程
潴育化过程
是指土体中发生的还原过程。土壤受积 滞水份长期浸渍，再还原环境中铁、锰 处于还原低价状态形成潜育层，此层次 呈蓝灰色，又称灰蓝层。
土壤形成地下水位周期性升降，氧化还 原交替进行因其土壤中变价的铁、锰淋 溶与沉淀的过程，形成潴育层。特点： 产生锈斑锈纹、铁锰结核。
白浆化过程
在还原条件下,土壤亚表层中铁、锰的还原淋失和粘粒 的机械淋溶相结合的过程，使土体中出现一个粉沙量高,Fe Mn缺乏的白色淋溶层。
少量有机质
原始土壤
大量有机质
成熟土壤
有机质从无到有、由少到多的过程
气候(Climate)
气候对土壤形成的影响有 以下三个方面： 1．气候决定着土壤的水热条件 2．气候与土壤有机质含量有关 3．气候影响风化过程和土壤淋 溶过程。
地形因素
坡积物 冲积物 洪积物
残积物
生物(Climate)
土壤形成的生物因素包括植物、土壤动物和土壤微生物。
（三）微生物在成土过程中的作用
微生物作为地球上最古老的生物体，已存在达数十亿年， 它是最古老的造土者。 微生物对土壤形成的作用可概括为： （1）分解有机质，释放各种养料，为植物吸收利用； （2）合成土壤腐殖质，发展土壤胶体性能； （3）固定大气中的氮素，增加土壤含氮量； （4）促进土壤物质的溶解和迁移，增加矿质养分的有效度 （如铁细菌能促进土壤中铁溶解移动）。
表土层
底土层
形成的具有特定性质和组成的,并具有成土过程特性的层次。 作为一个土壤发生层，至少应能被眼识别，其不同于相邻的土 壤发生层。识别土壤发生层的形态特征一般包括颜色、质地、 结构、新生体和紧实度等
土体构型(soil profile pattern)，也称土壤剖面构型是各土
壤发生层在垂直方向有规律的组合和有序的排列状况。不同 的土壤类型有不同的土体构型，因此土体构型是识别土壤的 最重要的特证。