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1、第四章 土壤形成第1页，本讲稿共92页本章重点内容：本章重点内容：1 风化作用风化作用2土壤母质特点与类型土壤母质特点与类型3 成土因素及其作用成土因素及其作用4 土壤形成的基本规律土壤形成的基本规律第2页，本讲稿共92页第一节第一节 岩石、矿物的风化岩石、矿物的风化土壤形成经历了由岩石到风化产土壤形成经历了由岩石到风化产物到土壤的漫长过程。物到土壤的漫长过程。裸裸露露岩岩石石风化作用风化作用风风化化产产物物成土因素成土因素成土过程成土过程 土土 壤壤第3页，本讲稿共92页1 风化作用风化作用1.1 概念概念风化作用是指地球表面的岩石在风化作用是指地球表面的岩石在外界因素，如大气、水、生物外界
2、因素，如大气、水、生物及太阳能的作用下所引起岩石及太阳能的作用下所引起岩石的破碎和分解作用。的破碎和分解作用。1.2 风化作用类型风化作用类型1.2.1 物理风化作用物理风化作用岩石在物理因素作用下，只发生岩石在物理因素作用下，只发生形状和大小变化而不发生成分形状和大小变化而不发生成分和性质变化的破碎作用。和性质变化的破碎作用。第4页，本讲稿共92页热热胀胀冷冷缩缩、冻冻融融交交替替、流流水水冲冲刷刷、风风力力侵侵蚀等都会使岩石破碎。蚀等都会使岩石破碎。水水结结冰冰时时体体积积增增大大9，压压力力960kg cm-2超超过过一一般般岩岩石石的的抗抗压压。大大理理石石(100)、花花岗岩岗岩(7
3、0)、灰岩、灰岩(35)、砂岩、砂岩(7-14)。岩岩石石颜颜色色越越深深、矿矿物物成成分分越越复复杂杂，越越易易发发生物理风化。生物理风化。不同矿物的膨胀系数不同。不同矿物的膨胀系数不同。常见常见矿物矿物的的膨胀膨胀系数系数（温度温度升高升高1oC体积体积增加增加倍数倍数）（10-5）石英石英 正长石正长石 斜长石斜长石 角闪石角闪石 辉石辉石 橄榄石橄榄石 方解石方解石 白云母白云母 3.6 1.7 2.2 2.8 3.0 3.6 2.0 3.5 第5页，本讲稿共92页1.2.2 化学风化作用化学风化作用指岩石在化学作用下所引起的成分指岩石在化学作用下所引起的成分和性质发生改变，产生新物质
4、的和性质发生改变，产生新物质的破碎分解过程。破碎分解过程。溶解作用：在极性水分子的作用溶解作用：在极性水分子的作用下，矿物颗粒表面的离子进入水下，矿物颗粒表面的离子进入水体形成水合离子。体形成水合离子。矿物虽然溶解度低，但是在漫长地矿物虽然溶解度低，但是在漫长地质年代里，溶解还是可观的。有质年代里，溶解还是可观的。有机、无机酸的参与，溶解能力增机、无机酸的参与，溶解能力增加；温度增加，溶解度也增加。加；温度增加，溶解度也增加。第6页，本讲稿共92页水解作用：水具有一定解离度，水解作用：水具有一定解离度，解离出的解离出的H+与矿物中金属离子发与矿物中金属离子发生交换作用而促进矿物分解。生交换作用
5、而促进矿物分解。当有当有CO2或酸类物质溶于水时，增或酸类物质溶于水时，增加水的解离。如被加水的解离。如被CO2饱和的水中饱和的水中H+的浓度比纯水大的浓度比纯水大300倍。倍。水的解离度随温度升高而增加。水的解离度随温度升高而增加。温度温度(C)010183450解离度解离度1.0 1.72.44.58.0水在不同温度下的相对解离度水在不同温度下的相对解离度第7页，本讲稿共92页水化作用：矿物与水结合形成含水矿物水化作用：矿物与水结合形成含水矿物后会使体积增大、硬度降低，成为易于后会使体积增大、硬度降低，成为易于崩解的疏松状态崩解的疏松状态氧化作用：氧是普遍存在的氧化剂，氧化作用：氧是普遍存
6、在的氧化剂，在湿润条件下，氧化力更强。在湿润条件下，氧化力更强。CaSO4(硬石膏硬石膏)+2H2O CaSO42H2O(石膏，体积增加石膏，体积增加60%)第8页，本讲稿共92页1.2.3 生物风化作用生物风化作用岩岩石石在在生生物物因因素素作作用用下下发发生生的的破碎分解作用。破碎分解作用。机机械械破破碎碎作作用用：植植物物根根系系伸伸展展穿穿插插、动动物物活活动动等等都都会会对对岩岩石产生机械破碎。石产生机械破碎。生生物物化化学学作作用用：生生物物活活动动中中会会产产生生O2和和CO2，促促进进化化学学风风化化；生生物物活活动动中中分分泌泌释释放放无无机机和和有有机机酸酸，进进一一步步加
7、加速速化化学风化作用。学风化作用。第9页，本讲稿共92页1.3 风化作用的结果风化作用的结果物理风化使岩石变细小，获得了对水、物理风化使岩石变细小，获得了对水、气的通透性，增加了气的通透性，增加了 比表面积，为进一比表面积，为进一步风化及化学风化创造了条件。步风化及化学风化创造了条件。化化学学风风化化改改变变了了岩岩石石的的矿矿物物组组成成和和性性质质，产产生生了了粘粘粒粒、胶胶体体物物质质、可可溶溶盐盐类类，使使风风化化产产物具有了一定的吸附性和蓄水性。物具有了一定的吸附性和蓄水性。生物能在表层积累矿质养分和有机质生物能在表层积累矿质养分和有机质，发展土壤肥力。生物出现大大加速，发展土壤肥力
8、。生物出现大大加速风化作用，也意味着土壤形成的开始。风化作用，也意味着土壤形成的开始。第10页，本讲稿共92页2 矿物的风化能力矿物的风化能力岩岩石石的的矿矿物物组组成成是是决决定定岩岩石石抗抗风风化化能能力力的的重重要要因因素素，不不同同矿矿物物的抗风化能力不一样。的抗风化能力不一样。常见矿物的抗风化能力依次为：常见矿物的抗风化能力依次为：石石英英白白云云母母钾钾(正正)长长石石钠钠长长石石钙钙长长石石黑黑云云母母角角闪闪石石辉辉石石橄榄石。橄榄石。由由于于石石英英、白白云云母母等等抗抗风风化化能能力力强强，在在土土壤壤中中丰丰富富；而而橄橄榄榄石石、辉石不稳定，在土壤中少。辉石不稳定，在土
9、壤中少。第11页，本讲稿共92页3 矿物风化程度的量度指标矿物风化程度的量度指标3.1 硅铝率或硅铁铝率硅铝率或硅铁铝率Ki或或Sa=A/B，Ki或或Sa称为硅铝率。称为硅铝率。Kaf或或Saf=A/(B+C)，Kaf或或Saf称为称为硅铁铝率。硅铁铝率。A为为SiO2的克分子含量，的克分子含量，B为为Al2O3的克分子含量，的克分子含量，C为为Fe2O3的克的克分子含量。分子含量。第12页，本讲稿共92页通通常常硅硅铝铝率率或或硅硅铁铁铝铝率率反反映映风风化化产产物物与与岩岩石石相相比比的的脱脱硅硅或或复复硅硅程度。程度。将将土土体体和和母母岩岩或或母母质质加加以以对对比比，可可以以说说明明
10、成成土土过过程程的的特特征征。值值增增大大，有有脱脱铁铁铝铝，减减小小则则有有富富铝化或脱硅作用。铝化或脱硅作用。如如果果Kaf值值增增大大，说说明明土土壤壤矿矿物物风风化化有有脱脱铝铝铁铁过过程程；反反之之说说明明有有脱硅富铝化过程。脱硅富铝化过程。第13页，本讲稿共92页对对照照剖剖面面上上下下层层的的Kaf值值，可可说说明明剖剖面面中中矿矿物物质质的的分分解解和和淋淋溶溶状况。状况。粘粘粒粒部部分分的的Kaf值值，可可用用来来推推论论粘粘土土矿矿物物类类型型，说说明明土土壤壤保保肥肥能力。能力。我国土壤的我国土壤的Kaf值由南向北呈增值由南向北呈增加趋势，如砖红壤为加趋势，如砖红壤为1.
11、1-1.5，红壤为红壤为1.8-2.0，黄棕壤，黄棕壤2.1-2.3，黑土，黑土2.6-3.0。第14页，本讲稿共92页3.2 迁移系数迁移系数迁移系数迁移系数1，表示该元素在土层中有淋溶，表示该元素在土层中有淋溶，迁移，迁移系数系数1，说明在土层中有积累，说明在土层中有积累。3.5.3 淋溶率淋溶率第15页，本讲稿共92页第二节第二节 成土因素及其作用成土因素及其作用土壤发生学理论提出了成土因土壤发生学理论提出了成土因素学说，认为土壤是成土因素学说，认为土壤是成土因素综合作用的产物。素综合作用的产物。把生物、气候、母质、地形和把生物、气候、母质、地形和时间称为土壤形成的五大自时间称为土壤形成
12、的五大自然因素。然因素。人类出现之前，是自然因素一人类出现之前，是自然因素一直在起作用，自从人类出现直在起作用，自从人类出现以后，土壤也受人类因素的以后，土壤也受人类因素的作用。作用。第16页，本讲稿共92页1 母质因素及其作用母质因素及其作用1.1 土壤母质的概念土壤母质的概念土壤母质就是覆盖于地球陆地表土壤母质就是覆盖于地球陆地表面的疏松岩石风化产物。面的疏松岩石风化产物。土壤母质是土壤形成基础，是土土壤母质是土壤形成基础，是土壤的前身，其组成和性质对土壤壤的前身，其组成和性质对土壤的组成和性质具有深刻影响，母的组成和性质具有深刻影响，母质与土壤之间存在血缘关系。质与土壤之间存在血缘关系。
13、如紫色土的紫色、石灰土的碳酸如紫色土的紫色、石灰土的碳酸盐、潮土的质地层次等都是母质盐、潮土的质地层次等都是母质带来的。带来的。第17页，本讲稿共92页1.2母质的特点母质的特点（1）母质是疏松的，具有一定通）母质是疏松的，具有一定通透性透性（2）母质有一定的细颗粒，能产）母质有一定的细颗粒，能产生毛管孔隙，从而具有一定的蓄生毛管孔隙，从而具有一定的蓄水性水性（3）母质具有粘粒和胶粒，具有）母质具有粘粒和胶粒，具有一定的保肥供肥性能一定的保肥供肥性能（4）母质中含有可溶盐类，具有）母质中含有可溶盐类，具有一定的矿质养分。一定的矿质养分。第18页，本讲稿共92页1.3 土壤母质的类型土壤母质的类
14、型成成 土土 母母 质质残积母质残积母质运运积积母母质质重力运积重力运积水水力力运运积积冰川运积冰川运积流水运积流水运积湖水运积湖水运积海水运积海水运积风力运积风力运积冲积母质冲积母质洪积母质洪积母质湖积母质湖积母质海积母质海积母质坡积母质坡积母质黄土母质黄土母质沙丘沙丘冰碛母质冰碛母质第19页，本讲稿共92页1.4 母质在土壤形成中的作用母质在土壤形成中的作用1.4.1 是土壤的基本材料和骨架。是土壤的基本材料和骨架。土土壤壤组组成成中中，矿矿物物质质占占95%以以上上，而土壤矿物质均来自母质。而土壤矿物质均来自母质。1.4.2 是土壤矿质元素的最初来源。是土壤矿质元素的最初来源。腐腐殖殖质
15、质是是出出现现于于地地球球上上有有了了生生物物之之后后，因因此此植植物物的的原原始始养养分分来来源源于于土壤矿质养分而不是腐殖质。土壤矿质养分而不是腐殖质。植植物物生生长长中中的的大大部部分分矿矿质质养养分分由由土土壤壤提提供供，而而土土壤壤矿矿质质养养分分均均来来源源于母质。于母质。第20页，本讲稿共92页1.4.3 母质影响土壤的化学和矿物母质影响土壤的化学和矿物组成组成如紫色岩发育土壤钾较丰富，石如紫色岩发育土壤钾较丰富，石灰岩发育的土壤富含钙、镁，湖灰岩发育的土壤富含钙、镁，湖积母质发育土壤的富含有机质。积母质发育土壤的富含有机质。酸性岩发育的土壤原生矿物多，酸性岩发育的土壤原生矿物多
16、，基性岩发育的原生矿物少。黄土基性岩发育的原生矿物少。黄土母质发育的含有较多的水云母、母质发育的含有较多的水云母、绿泥石。紫色岩、湖积物发育的绿泥石。紫色岩、湖积物发育的蒙脱石和水云母较多。蒙脱石和水云母较多。第21页，本讲稿共92页1.4.4 母质影响土壤的理化性质母质影响土壤的理化性质无论什么土壤都或多或少继承有无论什么土壤都或多或少继承有母质的性质。母质的性质。紫色土的紫色、石灰土的石灰反紫色土的紫色、石灰土的石灰反应、红沙土的红、粗、瘦，坡应、红沙土的红、粗、瘦，坡积母质发育土壤含有石块，湖积母质发育土壤含有石块，湖积母质发育土壤的质地均一，积母质发育土壤的质地均一，石灰岩、第四纪红土
17、、玄武岩石灰岩、第四纪红土、玄武岩发育土壤的粘重，花岗岩、砂发育土壤的粘重，花岗岩、砂页岩、砂岩发育的土壤质地较页岩、砂岩发育的土壤质地较轻。轻。第22页，本讲稿共92页1.4.5 母质影响成土过程的进度母质影响成土过程的进度和方向和方向抗风化力强的母质发育程度慢，抗风化力强的母质发育程度慢，富含碳酸盐的母质由于其丰富富含碳酸盐的母质由于其丰富的盐基不断地补充于土体中，的盐基不断地补充于土体中，可使土壤长久地处在盐基淋溶可使土壤长久地处在盐基淋溶阶段，从而延缓土壤发育。阶段，从而延缓土壤发育。由玄武岩发育的红壤，其富铝化由玄武岩发育的红壤，其富铝化程度、铁铝富积作用均比由花程度、铁铝富积作用均
18、比由花岗岩发育的红壤强。岗岩发育的红壤强。第23页，本讲稿共92页1.4.6 母质的化学组成影响土壤腐母质的化学组成影响土壤腐殖质殖质母质因素会引起土壤腐殖质含量母质因素会引起土壤腐殖质含量与化学结构、基团组成的差异，与化学结构、基团组成的差异，从而影响土壤腐殖质的表面性从而影响土壤腐殖质的表面性质、循环周转及流出特点等环质、循环周转及流出特点等环境特性。境特性。石灰岩发育的土壤富含钙，对腐石灰岩发育的土壤富含钙，对腐殖质起凝聚作用，可以以腐殖殖质起凝聚作用，可以以腐殖质钙的形式保留于土壤中。花质钙的形式保留于土壤中。花岗岩发育的地带性土壤中腐殖岗岩发育的地带性土壤中腐殖质铁铝含量高，易解离。
19、质铁铝含量高，易解离。第24页，本讲稿共92页2 生物因素及其作用生物因素及其作用2.1 土壤生物土壤生物生生物物因因素素是是影影响响土土壤壤发发展展的的最最活活跃跃的的因因素素。没没有有生生物物的的作作用用就就没有土壤的形成。没有土壤的形成。植植物物的的光光合合作作用用，把把太太阳阳能能引引进进了了成成土土过过程程，使使分分散散在在岩岩石石圈圈、水水圈圈和和大大气气圈圈的的营营养养元元素素向向土土壤壤聚聚积积并并产产生生腐腐殖殖质质，形形成成良良好好的的土土壤壤结结构构，创创造造了了土土壤壤所所固有的各种特殊生化环境。固有的各种特殊生化环境。第25页，本讲稿共92页土壤生物包括植物、土壤微生
20、物和土壤生物包括植物、土壤微生物和土壤动物。土壤动物。2.1.1 土壤微生物土壤微生物土壤微生物主要包括细菌、真菌、土壤微生物主要包括细菌、真菌、放线菌和藻类。土壤中的有机残放线菌和藻类。土壤中的有机残体是土壤微生物的主要营养和能体是土壤微生物的主要营养和能量来源。量来源。2.1.1.1 土壤微生物的特点土壤微生物的特点（1）个体小，一般用微米或毫微）个体小，一般用微米或毫微米即纳米来计算，故可扩散到土米即纳米来计算，故可扩散到土体中各部分。体中各部分。第26页，本讲稿共92页（2）种类多，能分解有机残体、）种类多，能分解有机残体、合成腐殖质，有的能分解矿物质合成腐殖质，有的能分解矿物质和合成
21、有机物。和合成有机物。（3）繁殖能力强，数量巨大。每）繁殖能力强，数量巨大。每克土可到克土可到1亿至几十亿个。亿至几十亿个。2.1.1.2 土壤微生物的分布特点土壤微生物的分布特点（1）主要分布于矿物质和有机颗）主要分布于矿物质和有机颗粒表面，常形成复合体。粒表面，常形成复合体。个体小，具有胶体性质，与有机质、个体小，具有胶体性质，与有机质、矿物质相互吸附常形成无机有矿物质相互吸附常形成无机有机生物复合体。机生物复合体。第27页，本讲稿共92页（2）根际效应：指植物根系周围）根际效应：指植物根系周围存在着种类繁多的微生物类群，存在着种类繁多的微生物类群，根际土壤的微生物多于根外土壤根际土壤的微
22、生物多于根外土壤的现象。的现象。根际就是指受植物活动影响，在根际就是指受植物活动影响，在物理、化学和生物学性质上不同物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分根区土壤，一般于土体的那部分根区土壤，一般为根轴表面数毫米之内。为根轴表面数毫米之内。根系能分泌有机和无机物，提供根系能分泌有机和无机物，提供微生物营养和能源，使得根际微微生物营养和能源，使得根际微生物比非根际多得多。生物比非根际多得多。第28页，本讲稿共92页（3）在土体具有垂直分布特点）在土体具有垂直分布特点随随土土层层加加深深，微微生生物物数数量量减减少少，土土壤壤微微生生物物主主要要分分集集中中在在20 cm以上的土层。以上的土层
23、。（4）具有与土壤相适应的特点）具有与土壤相适应的特点不不同同生生物物气气候候带带土土壤壤类类型型不不同同，其其微微生生物物数数量量和和类类型型也也不不同同。如如黑黑钙钙土土、森森林林土土中中土土壤壤微微生生物物数数量量多多，种种类类全全，盐盐碱碱土土风风沙沙土土则则数量少，种类少。数量少，种类少。（5）土土壤壤微微生生物物数数量量和和种种类类随随土土壤熟化程度增加而增加。壤熟化程度增加而增加。第29页，本讲稿共92页（6）土壤微生物的分布具有多种）土壤微生物的分布具有多种共存、相互关联的特点共存、相互关联的特点土壤能为多种微生物提供条件，土壤能为多种微生物提供条件，因而多种类群的微生物能同时
24、因而多种类群的微生物能同时同地共存。同地共存。同一层土壤中，既有细菌、又有同一层土壤中，既有细菌、又有真菌和放线菌，只是在不同土真菌和放线菌，只是在不同土壤条件下，其数量和活动能力壤条件下，其数量和活动能力不同而已。不同而已。第30页，本讲稿共92页2.1.1.3 土壤细菌土壤细菌细菌单细胞微生物，也是土壤中细菌单细胞微生物，也是土壤中分布最广的微生物。细菌一般在分布最广的微生物。细菌一般在20-30分钟可以分裂一次，个体分钟可以分裂一次，个体直径多为直径多为0.5-2 um，最适合于中，最适合于中性条件下生活。性条件下生活。（1）按形状可以将细菌分为球菌、）按形状可以将细菌分为球菌、杆菌和螺
25、旋菌。杆菌和螺旋菌。（2）按生理类型划分主要有：碳按生理类型划分主要有：碳水化合物分解菌、氨化细菌、硝水化合物分解菌、氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫细菌、化细菌、反硝化细菌、硫细菌、铁细菌、固氮菌等。铁细菌、固氮菌等。第31页，本讲稿共92页（3）按营养类型可分为：按营养类型可分为：营营养养类类型型自养型及兼自养型自养型及兼自养型异异养养型型好气性好气性嫌气性嫌气性芽孢杆菌芽孢杆菌无芽孢菌无芽孢菌异异氧氧型型细细菌菌占占土土壤壤细细菌菌的的绝绝大大多多数数，无无芽芽孢孢菌菌是是土土壤壤中中分分布布最最广广、数数量量最最多多的的土土壤壤细细菌菌类类群群，根根际际几几乎乎90%以上为无芽孢菌。
26、以上为无芽孢菌。兼气性兼气性第32页，本讲稿共92页2.1.1.4 土壤真菌土壤真菌真真菌菌是是土土壤壤微微生生物物的的重重要要组组成成部部分分，如如土土壤壤霉霉菌菌、纤纤维维分分解解真真菌菌、木木质质素素分分解解真真菌菌、腐腐殖殖质质真菌、菌根菌、土壤酵母菌等。真菌、菌根菌、土壤酵母菌等。真真菌菌都都是是好好气气性性异异养养型型微微生生物物，在在通通气气好好和和酸酸性性下下最最为为活活跃跃，在在酸酸性性土土壤壤中中，真真菌菌的的作作用用极极为重要。为重要。真真菌菌大大部部分分呈呈丝丝状状，分分支支的的菌菌丝丝组成菌丝体。组成菌丝体。第33页，本讲稿共92页按照营养方式和植物之间的关系按照营养
27、方式和植物之间的关系可以将真菌分为：可以将真菌分为：腐生真菌、腐生真菌、共生真菌、寄生真菌三类。共生真菌、寄生真菌三类。共生真菌可以与植物建立互利互共生真菌可以与植物建立互利互惠的关系，植物为真菌提供光惠的关系，植物为真菌提供光合产物，真菌为植物提供矿质合产物，真菌为植物提供矿质营养和改善植物生存环境。营养和改善植物生存环境。真菌与植物根系形成的共生体成真菌与植物根系形成的共生体成为菌根。菌根可分为内生、外为菌根。菌根可分为内生、外生和周生菌根。生和周生菌根。第34页，本讲稿共92页2.1.1.5 土壤放线菌土壤放线菌放放线线菌菌在在进进化化系系统统中中介介于于细细菌菌和和真真菌菌之之间间，与
28、与真真菌菌的的相相似似之之处处是是有菌丝组成的菌丝体。特点有：有菌丝组成的菌丝体。特点有：好气性条件下特别活跃好气性条件下特别活跃比比细细菌菌耐耐旱旱，能能在在最最大大持持水水量量的的15下正常活动下正常活动能适应高温，能适应高温，30C以上发育良好以上发育良好pH适适较较广广，3.4-8.5，最最适适于于7-8.5的微碱性环境的微碱性环境能分解木质素等难分解有机物质。能分解木质素等难分解有机物质。第35页，本讲稿共92页2.1.1.6 土壤藻类土壤藻类藻类具有叶绿素，能进行光合作用。藻类具有叶绿素，能进行光合作用。土壤常见藻类有蓝藻、绿藻、裸藻、土壤常见藻类有蓝藻、绿藻、裸藻、接合藻和硅藻，
29、以绿藻和蓝藻最多，接合藻和硅藻，以绿藻和蓝藻最多，所以在湿润土壤上常形成一层绿色。所以在湿润土壤上常形成一层绿色。藻类能增加土壤有机质，土壤形成藻类能增加土壤有机质，土壤形成的最初阶段是由藻类和真菌结合的的最初阶段是由藻类和真菌结合的共生体，在母岩或母质上积累了土共生体，在母岩或母质上积累了土壤中最早的有机质，藻类还可以溶壤中最早的有机质，藻类还可以溶解岩石、分解矿物提供矿质养分，解岩石、分解矿物提供矿质养分，藻类还能促进固氮，增加土壤氮素。藻类还能促进固氮，增加土壤氮素。第36页，本讲稿共92页2.1.2 土壤动物土壤动物土土壤壤动动物物脊椎动物：爬虫、鼠类等脊椎动物：爬虫、鼠类等无无脊脊椎
30、椎动动物物节肢动物：蚁类、蜗牛等节肢动物：蚁类、蜗牛等原原生生动动物物蠕虫蠕虫动物动物线形动物线形动物:线虫线虫环节动物环节动物:蚯蚓蚯蚓根足或变形虫类根足或变形虫类鞭毛虫类鞭毛虫类纤毛虫类纤毛虫类第37页，本讲稿共92页常常见见土土壤壤动动物物第38页，本讲稿共92页2.2生物对土壤形成的作用生物对土壤形成的作用（1）合合成成有有机机物物质质，将将太太阳阳能能引进成土过程引进成土过程绿绿色色植植物物通通过过光光合合作作用用将将太太阳阳能能转转化化呈呈化化学学能能，将将无无机机物物转转化化呈呈有有机机物物，使使太太阳阳能能进进入入土土壤壤形成过程。形成过程。（2）富富集集矿矿质质养养分分，改改
31、变变了了地地表物质循环的方向表物质循环的方向植植物物能能吸吸收收土土壤壤深深层层养养分分，然然后后以以参参落落物物归归还还到到土土壤壤表表层层，使使表层肥沃。表层肥沃。第39页，本讲稿共92页（3）产生土壤有机质和腐殖质）产生土壤有机质和腐殖质生生物物残残体体是是土土壤壤有有机机质质的的主主要要来来源源，生生物物残残体体分分解解的的中中间间产产物物在在微微生生物物作作用用下下形形成成土土壤壤所所特特有有的的腐腐殖殖质质，极极大大的的改改善善了了土土壤肥力性状。壤肥力性状。（4）影响土壤物理化学性质）影响土壤物理化学性质如如腐腐殖殖质质增增加加土土壤壤保保肥肥性性、保保水水性性，促促进进土土壤壤
32、团团粒粒结结构构形形成成；植植物物根根系系的的伸伸展展、土土壤壤动动物物活活动促进土壤结构形成。动促进土壤结构形成。第40页，本讲稿共92页（5）促进风化，活化土壤养分）促进风化，活化土壤养分生生物物分分泌泌物物、残残体体分分解解物物等等加加速速矿矿物物化化学学分分化化，释释放放矿矿质质养养分分；根根系系穿穿插插和和动动物物打打孔孔可可促促进进物物理理分分化化；某某些些微微生生物物如如钾钾、硫硫、铁铁、硅硅酸酸盐盐细细菌菌等等能能分分解解矿矿物物，释放矿质养分。释放矿质养分。（6）固氮作用，增加土壤氮素）固氮作用，增加土壤氮素岩岩石石和和母母质质不不含含氮氮素素，固固氮氮微微生生物物和和固固氮
33、氮植植物物使使土土壤壤氮氮素素的的重重要来源。要来源。第41页，本讲稿共92页（7）分分解解和和转转化化物物质质，释释放放矿矿质质养分，促进土壤物质循环养分，促进土壤物质循环进进入入土土壤壤的的生生物物残残体体经经过过微微生生物物作作用用一一方方面面形形成成土土壤壤腐腐殖殖质质，另另一一方方面面生生物物残残体体和和土土壤壤有有机机质质被被分分解解，释释放放矿矿质质养养分分，进进行新循环。行新循环。（8）影响成土过程和土壤分布）影响成土过程和土壤分布不不同同生生物物群群落落下下，土土壤壤形形成成过过程程不同，形成分土壤类型不同。不同，形成分土壤类型不同。第42页，本讲稿共92页总之，生物作用的实
34、质是富积总之，生物作用的实质是富积矿质养分，合成和分解有机矿质养分，合成和分解有机质，并在此过程中产生了土质，并在此过程中产生了土壤腐殖质，从而发展了土壤壤腐殖质，从而发展了土壤肥力，改变地球表面物质循肥力，改变地球表面物质循环的方向，是土壤形成的动环的方向，是土壤形成的动力。没有生物就形成不了土力。没有生物就形成不了土壤，所以生物因素是土壤形壤，所以生物因素是土壤形成的主导因素。成的主导因素。第43页，本讲稿共92页3 气候因素在土壤形成中的作用气候因素在土壤形成中的作用3.1影影响响岩岩石石矿矿物物的的风风化化和和物物质质淋淋溶溶温温度度增增加加10C，化化学学反反应应速速度度增增加加12
35、倍倍，从从0 C到到50 C，化化合合物物的的解解离离度度增增加加7倍倍。故故热热带带地地区区岩岩石石风风化化速速度度、土土壤壤形形成成速速度度、风风化化产产物物和和土土壤壤的的厚厚度度比温带和寒带大得多。比温带和寒带大得多。第44页，本讲稿共92页水水分分越越丰丰富富，物物质质淋淋溶溶越越强强，所所以以湿湿润润地地区区淋淋溶溶强强烈烈，盐盐分分少少，而而干旱地区淋溶弱，盐分多。干旱地区淋溶弱，盐分多。3.2影响土壤成土过程影响土壤成土过程高高温温多多雨雨气气候候下下，以以脱脱硅硅富富铝铝化化过过程为主，程为主，干旱气候下，以盐碱化为主，干旱气候下，以盐碱化为主，冷湿气候下，会发生灰化过程，冷
36、湿气候下，会发生灰化过程，温湿气候条件会发生黄化过程。温湿气候条件会发生黄化过程。第45页，本讲稿共92页3.3影响有机质的合成与分解影响有机质的合成与分解不同气候下生长量不同。不同气候下生长量不同。湿湿热热气气候候下下，生生长长量量大大，分分解解也也迅迅速速，腐腐殖殖化化程程度度并并不不高高。温温暖暖湿湿润润气气候候下下，有有机机物物质质腐腐殖殖化化程程度度高高，所所以以土土壤壤腐腐殖殖质质含含量量高高。温温度度降降低低，水水分分增增加加或或者者温温度度升升高高，水水分分减减少少，都都不不利于腐殖质积累。利于腐殖质积累。不不同同气气候候条条件件下下的的腐腐殖殖质质组组成成和和性质也会不同。性
37、质也会不同。第46页，本讲稿共92页3.4影响土壤理化性质影响土壤理化性质高高温温多多雨雨气气候候，淋淋溶溶强强，土土壤壤缺缺乏乏盐盐基基，向向酸酸性性发发展展，酸酸性性土土有有效效养养分分低低，保保肥肥能能力力也也低低，土壤物理性质差。土壤物理性质差。干干旱旱气气候候下下，盐盐基基物物质质不不容容易易淋淋溶溶，土土壤壤呈呈中中性性或或碱碱性性反反应应。但但形形成成盐盐碱碱土土后后，土土壤壤物物理理性性质恶劣，植物难以生长。质恶劣，植物难以生长。第47页，本讲稿共92页土壤向碱性或中性发展，从而使土壤向碱性或中性发展，从而使土壤理化性质不同。土壤理化性质不同。气候带气候带植物群社植物群社形成土
38、壤形成土壤温暖干旱温暖干旱草原草本与好气性微生物草原草本与好气性微生物栗钙土栗钙土温暖湿润温暖湿润草甸草本与嫌气性细菌草甸草本与嫌气性细菌黑土、黑钙土黑土、黑钙土寒冷湿润寒冷湿润针叶林与真菌针叶林与真菌灰化土灰化土3.5影响植物群社影响植物群社植物群社是指在一定的气候条件下，植物群社是指在一定的气候条件下，植被与微生物类型的特定组合。不植被与微生物类型的特定组合。不同植物群社下会形成不同土壤类型。同植物群社下会形成不同土壤类型。第48页，本讲稿共92页4 地形因素在土壤形成中的作用地形因素在土壤形成中的作用4.1地形影响母质的重新分布地形影响母质的重新分布不不同同地地形形部部位位母母质质类类型
39、型不不同同：如如山山顶顶为为残残积积母母质质、山山坡坡为为坡坡积积母母质质、山山口口山山麓麓前前沿沿为为洪洪积积母母质质、河河流流阶阶地地、冲冲积积平平原原为为冲冲积积母母质质，湖湖泊泊周周围围为为湖湖积积母母质质、海滨地带为海积母质。海滨地带为海积母质。不同地形部位母质厚度不同。不同地形部位母质厚度不同。第49页，本讲稿共92页4.2 地形影响水热的重新分配地形影响水热的重新分配地地形形支支配配地地表表径径流流，从从而而影影响响土土壤中物质的淋溶与淀积。壤中物质的淋溶与淀积。如如湿湿润润地地区区较较高高的的地地形形部部位位，径径流流由由高高向向低低，还还有有部部分分水水补补充充到到地地下下水
40、水，土土壤壤物物质质易易被被淋淋溶溶，在在坡坡度度高高处处常常为为砾砾质质薄薄层层土土壤壤。低低洼洼地地可可得得到到额额外外水水量量，物物质质不不易易淋淋溶溶，腐腐殖殖质质易易积积累累，土土色色较较暗暗，土土层层较较厚厚，干干旱旱地地区区会会形形成成盐盐渍渍土。土。第50页，本讲稿共92页不同地形部位水热状况不同。不同地形部位水热状况不同。在在山山地地，随随海海拔拔升升高高，热热减减少少，湿度增加，坡地比平地淋溶强。湿度增加，坡地比平地淋溶强。不不同同坡坡向向，水水热热状状况况不不同同，我我国国南南坡坡温温度度高高于于北北坡坡，湿湿度度大大于于北北坡坡。北北坡坡植植物物开开花花比比南南坡坡晚晚
41、就是这个原因。就是这个原因。白白居居易易的的大大林林寺寺桃桃花花诗诗反反应应的可能就是这种现象。的可能就是这种现象。第51页，本讲稿共92页4.3 地形影响土壤发育与地理分布地形影响土壤发育与地理分布山山地地地地势势高高，坡坡度度大大，具具有有强强烈烈的的切切割割作作用用，造造成成水水热热状状况况的的特特殊殊性性，从从山山麓麓到到山山顶顶，气气候候、植植被被发发生生有有规规律律的的变变化化，从从而而使使土土壤壤类型具有垂直分布规律。类型具有垂直分布规律。南南北北坡坡土土壤壤类类型型组组合合和和界界线线也也有有区区别别，同同一一土土壤壤类类型型在在北北坡坡出出现现的的海海拔拔高高于于南南坡坡。如
42、如棕棕壤壤秦秦岭岭在在北北坡坡出出现现的的海海拔拔为为1500 m，在在南南坡坡为为1300 m。第52页，本讲稿共92页地地形形对对土土壤壤发发育育也也有有深深刻刻影影响响。地地壳壳上上升升或或下下降降，使使土土壤壤发发生生演演变变。如如河河谷谷地地形形中中，河河漫漫滩滩为为水水成成土土，低低级级阶阶地地为为半半水水成成土土，高高级级阶阶地地不不受受潜潜水水影影响响而而成成地地带带性性土土。河河谷谷继继续续发发展展，低低级级阶阶地地称称为为高高级级阶阶地地，河河漫漫滩滩称称为为低低级级阶阶地地，则则半半水水成成土土向向地地带带性性土土、水水成成土向半水成土演化。土向半水成土演化。河漫滩河漫滩
43、冲冲击击土土低级低级阶地阶地幼年幼年红壤红壤高级高级阶地阶地成熟成熟红壤红壤侵蚀侵蚀阶地阶地侵蚀侵蚀红壤红壤第53页，本讲稿共92页4.4地形影响土壤侵蚀地形影响土壤侵蚀土土壤壤侵侵蚀蚀是是指指土土壤壤及及其其母母质质在在水水或或风风的的作作用用下下产产生生搬搬运运和和沉沉积积的过程。的过程。地地表表坡坡度度越越大大，侵侵蚀蚀作作用用越越强强。水水蚀蚀要要一一定定坡坡度度，而而风风蚀蚀在在如如何何地地方方都都可可以以发发生生，但但是是地地形形可以加速或减缓风蚀强度。可以加速或减缓风蚀强度。第54页，本讲稿共92页5 时间因素在土壤形成中的作用时间因素在土壤形成中的作用土土壤壤与与其其它它物物体
44、体一一样样，也也受受时时间间的的影影响响。生生物物、气气候候、母母质质、地地形形等等因因素素作作用用随随时时间间延延长长而而加加深深，所所以以土土壤壤也也随随时时间间进进展展而不断变化发展。而不断变化发展。5.1随随时时间间推推移移，土土壤壤发发育育程程度度和和成成土土过过程程加加深深，非非地地带带性性土土壤壤向地带性土壤演化。向地带性土壤演化。第55页，本讲稿共92页黑黑色色石石灰灰土土棕棕色色石石灰灰土土黄黄色色石石灰灰土土红红色色石石灰灰土土红红壤壤湿湿热热气气候候棕棕壤壤黄壤黄壤或黄或黄棕壤棕壤温温湿湿气气候候冷冷湿湿气气候候第56页，本讲稿共92页5.2随随时时间间推推移移土土壤壤与
45、与母母质质之之间间的差异越来越大。的差异越来越大。如如碳碳酸酸盐盐类类岩岩石石发发育育土土壤壤开开始始呈呈碱碱性性，含含有有碳碳酸酸盐盐有有石石灰灰反反应应，随随时时间间推推移移发发育育成成红红壤壤或或砖砖红红壤壤后后就就不不再再有有碳碳酸酸盐盐，而而呈呈酸酸性到强酸性。性到强酸性。荷荷兰兰沿沿海海围围田田表表层层0-20cm碳碳酸酸盐盐含含量量为为9%10%，150年年后后为为6.5%，再，再150年后，为痕量。年后，为痕量。第57页，本讲稿共92页5.3土壤也有一定的年龄。土壤也有一定的年龄。土土壤壤年年龄龄分分为为绝绝对对年年龄龄和和相相对对年年龄。龄。绝绝对对年年龄龄是是指指从从土土壤
46、壤开开始始形形成成起起直到目前为止这段时间。直到目前为止这段时间。相相对对年年龄龄是是指指土土壤壤所所处处的的发发育育阶阶段和土壤的发育程度。段和土壤的发育程度。阿阿拉拉斯斯加加一一种种土土壤壤的的有有机机质质达达到到平平衡衡的的时时间间只只用用200年年，而而科科罗罗拉拉多多另另一一种种土土壤壤却却经经过过3000年。年。第58页，本讲稿共92页如如阿阿拉拉斯斯加加冰冰碛碛物物，经经过过15年年，剖剖面面物物明明显显分分异异，250年年后后，有有12cm厚厚的的凋凋落落物物和和棕棕色色淋淋溶溶层层，1000年年左左右右，土土壤壤具具有有10cm的的 灰灰 化化 层层 淋淋 溶溶 层层 和和
47、15-20cm厚暗棕色淀积层。厚暗棕色淀积层。俄俄罗罗斯斯平平原原黑黑钙钙土土30-40 cm处处土土层层年年龄龄约约3000年年，140-150 cm处约处约7000年年。第59页，本讲稿共92页灰灰化化土土经经过过大大约约15000年年可可以以形形成成10、10、25-30 cm厚厚的的腐腐殖殖质层、灰化淋溶层和淀积层。质层、灰化淋溶层和淀积层。美美国国中中、东东部部的的老老成成土土形形成成于于约约13万万以以前前，氧氧化化土土形形成成于于约约2百百万万年年前前，火火山山灰灰母母质质在在2500 mm年年降降雨雨量量下下形形成成氧氧化化土土只只要约要约10万年。万年。热热带带森森林林下下花
48、花岗岗岩岩发发育育成成砖砖红红壤壤大大约约12万万年年，雷雷州州半半岛岛气气候候下下玄玄武武岩岩发发育育1 cm厚厚红红色色风风化化产产物约物约2万年。万年。第60页，本讲稿共92页6 人为因素人为因素人人类类活活动动是是农农业业土土壤壤形形成成的的主主要要因因素素，人人为为因因素素不不能能与与其其它它因因素等同看待，不同于自然因素。素等同看待，不同于自然因素。6.1 人人类类活活动动对对土土壤壤的的影影响响是是有有意意的的、有有目目的的的的，是是在在生生产产实实践践中中，在在逐逐渐渐认认识识土土壤壤发发生生发发展展的的基基础础上上，利利用用改改良良土土壤壤、定向培肥土壤。定向培肥土壤。6.2
49、人人类类活活动动具具有有社社会会性性，受受社社会制度和生产力的影响。会制度和生产力的影响。第61页，本讲稿共92页6.3 人为因素影响具有双重性。人为因素影响具有双重性。合合理理利利用用可可加加速速土土壤壤熟熟化化，提提高高肥肥力力。如如合合理理耕耕作作施施肥肥、兴兴修修水水利利、合合理理灌灌溉溉、适适当当旱旱改改水水、修修筑筑梯梯田田、种种植绿肥、改良土壤不良性质等。植绿肥、改良土壤不良性质等。不不合合理理利利用用则则破破坏坏土土壤壤，降降低低肥肥力力。如如过过量量施施用用化化肥肥、农农药药污污染染、城城市市与与工工业业污污染染、过过度度垦垦殖殖和和放放牧牧使使土土壤壤退退化化和和荒荒漠漠化
50、化、毁毁林林造造成成土土壤壤侵侵蚀。灌排不当造成土壤盐碱化等。蚀。灌排不当造成土壤盐碱化等。第62页，本讲稿共92页第三节土壤形成的实质与成土过程第三节土壤形成的实质与成土过程1 土壤形成的标志土壤形成的标志1.1 富含腐殖质结构层的出现。富含腐殖质结构层的出现。腐腐殖殖质质是是生生物物形形成成的的，它它的的产产生生极极大大地地提提高高了了土土壤壤肥肥力力，使使母母质质形形成土壤成为可能。成土壤成为可能。1.2 有机无机复合体的形成。有机无机复合体的形成。有有机机复复合合体体的的形形成成使使得得土土壤壤肥肥力力能能够够不不断断发发展展，是是形形成成良良好好结结构构的的基础。基础。第63页，本讲