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1、关于土壤的形成过程2023/4/21第1页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/22n n第八章第八章 土壤形成和土壤分布土壤形成和土壤分布 第一节第一节 土壤的形成过程(成土过程)土壤的形成过程(成土过程)一、土壤形成因素学说一、土壤形成因素学说一、土壤形成因素学说一、土壤形成因素学说 它它是是研研究究外外在在环环境境对对土土壤壤发发生生过过程程和和土土壤壤性性质质影影响响的学说。的学说。俄俄俄俄罗罗罗罗斯斯斯斯土土土土壤壤壤壤学学学学家家家家道道道道库库库库恰恰恰恰耶耶耶耶夫夫夫夫和和和和美美美美国国国国土土土土壤壤壤壤学学学学者者者者赫赫赫赫格格格格德德德德是是是是世世世世界界界界公
2、公公公认认认认的的的的土土土土壤壤壤壤科科科科学学学学的的的的奠奠奠奠基基基基者者者者。它它它它们们们们最最最最先先先先认认认认识识识识到到到到,土土土土壤壤壤壤性性性性质质质质是是是是某某某某些些些些物物物物理理理理作作作作用用用用和和和和化化化化学学学学作作作作用用用用的的的的产产产产物物物物,而而而而这这这这些些些些作作作作用用用用不不不不仅仅仅仅受受受受母母母母质质质质的的的的影影影影响响响响,同同同同时时时时也也也也受受受受生生生生物物物物、气气气气侯侯侯侯、地地地地形形形形和和和和时时时时间间间间的影响。的影响。的影响。的影响。第2页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/23n
3、 n土土壤壤是是独独立立的的历历史史自自然然体体,它它的的发发生生发发展展与与自自然然界界的的各各个个成成土土因因素素都都有有联联系系,即即它它是是母母质质、生生物物、气气侯侯、地地形形和和时时间间等等五五种种成成土土因因素素共共同同作作用用的的产产物物。美美国国的的土土壤壤学学者者詹詹尼尼(HJenny)在在20世世纪纪四四十十年年代代提提出出土土壤壤形形成成因因素素基基本本公公式式,用用以以表表示示土土壤壤性性状状与与成土因素之间的函数关系,其公式如下:成土因素之间的函数关系,其公式如下:n n S=f(cl o,r,p,t,S=f(cl o,r,p,t,)(1)(1)n n式中式中S S
4、 代表土壤性状,代表土壤性状,代表土壤性状,代表土壤性状,cl cl 代表气侯,代表气侯,代表气侯,代表气侯,o 代表生物,代表生物,r r代表代表地形,地形,p 代表母质,代表母质,代表母质,代表母质,t t 代表时间;点号代表尚末确定的其代表时间;点号代表尚末确定的其代表时间;点号代表尚末确定的其代表时间;点号代表尚末确定的其它因素,它因素,它因素,它因素,f 是函数。是函数。是函数。是函数。第3页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/24n n这这这这个个个个公公公公式式式式明明明明确确确确地地地地表表表表示示示示了了了了土土土土壤壤壤壤性性性性状状状状是是是是与与与与成成成成土土土
5、土因因因因素素素素紧紧紧紧密密密密联联联联系系系系的的的的。在在在在了了了了解解解解某某某某一一一一成成成成土土土土因因因因素素素素对对对对土土土土壤壤壤壤性性性性状状状状的的的的作作作作用用用用时时时时,有有有有必必必必要要要要使使使使所所所所有有有有其其其其它它它它成成成成土土土土因因因因素素素素保保保保持不变,对此,詹尼提出下列各公式:持不变,对此,詹尼提出下列各公式:持不变,对此,詹尼提出下列各公式:持不变,对此,詹尼提出下列各公式:n n S=f cl(S=f cl(气侯气侯气侯气侯)o,r,p,t,(2)o,r,p,t,(2)n n S=f o(S=f o(生物生物生物生物)cl,
6、r,p,t,(3)cl,r,p,t,(3)n n S=f r(S=f r(地形地形地形地形)cl,o,p,t,(4)cl,o,p,t,(4)n n S=f p(S=f p(母质母质母质母质)cl,o,r,t,(5)cl,o,r,t,(5)n n S=f t(S=f t(时间时间时间时间)cl,o,r,p,(6)cl,o,r,p,(6)n n 运运运运用用用用这这这这些些些些公公公公式式式式,不不不不仅仅仅仅可可可可以以以以检检检检查查查查成成成成土土土土过过过过程程程程中中中中各各各各种种种种成成成成土土土土因因因因素素素素的的的的特特特特殊殊殊殊作作作作用用用用,还还还还可可可可以以以以进进
7、进进行行行行土土土土壤壤壤壤分分分分类类类类。此此此此外外外外,还还还还可可可可以以以以根根根根据据据据已已已已知知知知的的的的成成成成土土土土条条条条件件件件,来来来来预预预预测测测测土土土土壤性质及其可能的变化速度和趋势。壤性质及其可能的变化速度和趋势。壤性质及其可能的变化速度和趋势。壤性质及其可能的变化速度和趋势。第4页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/25 土土壤壤形形成成过过程程指指的的是是在在一一定定的的时时空空条条件件下下,母母质质与与生生物物、气气候候因因素素以以及及土土体体内内部部所所进进行行的的物物质质与与能能量量的的迁迁移移和和转转化化过过程程的的总总体体。这这一
8、一过过程程的的总总体体可可用图用图9.19.1、图、图9.29.2予以说明。予以说明。二、土壤形成过程的一般概念二、土壤形成过程的一般概念第5页,讲稿共52张,创作于星期日图图图图8.1 8.1 8.1 8.1 土壤形成中物质迁移和转化示意图土壤形成中物质迁移和转化示意图土壤形成中物质迁移和转化示意图土壤形成中物质迁移和转化示意图第6页,讲稿共52张,创作于星期日图图图图8.2 8.2 8.2 8.2 土壤能量转换示意图土壤能量转换示意图土壤能量转换示意图土壤能量转换示意图第7页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/28三、土壤形成的实质三、土壤形成的实质(一一)物质的地质大循环物质的地质
9、大循环 是指是指地面岩石的风化、风化产物的淋溶与搬运、堆积,进地面岩石的风化、风化产物的淋溶与搬运、堆积,进而产生成岩作用,而产生成岩作用,这是地球表面恒定的周而复始的这是地球表面恒定的周而复始的地质地质大循大循环环。(图图1)(二二)植物营养元素的生物小循环植物营养元素的生物小循环 是指是指土壤中的生物,在其风化产物的基础上进行植物土壤中的生物,在其风化产物的基础上进行植物营养元素的富集、保蓄,使部分营养元素暂时脱离地质大营养元素的富集、保蓄,使部分营养元素暂时脱离地质大循环的轨道,循环的轨道,称之为称之为植物营养元素的植物营养元素的生物小循环生物小循环。第8页,讲稿共52张,创作于星期日2
10、023/4/29图7.7 土壤形成过程中大小循环的关系简图第9页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/210(三三三三)地质大循环与地质大循环与地质大循环与地质大循环与生物生物小循环的关系小循环的关系小循环的关系小循环的关系(1)(1)生物小循环是在地质大循环的基础上发展起来的,生物小循环是在地质大循环的基础上发展起来的,没有地质大循环就不可能有生物小循环。没有生物小循环没有地质大循环就不可能有生物小循环。没有生物小循环也就没有土壤。也就没有土壤。(2)(2)地质大循环过程总的趋势是植物养分元素的释放、淋地质大循环过程总的趋势是植物养分元素的释放、淋失过程,而生物小循环则是植物养分元素的积
11、累过程,它使失过程,而生物小循环则是植物养分元素的积累过程,它使有限营养元素纳入无穷利用的途径。有限营养元素纳入无穷利用的途径。(3)(3)在土壤形成过程中,这两个循环过程是同时同地并在土壤形成过程中,这两个循环过程是同时同地并存,互相联系,相互作用着,推动土壤不停地运动和发展。存,互相联系,相互作用着,推动土壤不停地运动和发展。地质大循环与生物小循环的矛盾的对立统一就形成了土壤。地质大循环与生物小循环的矛盾的对立统一就形成了土壤。第10页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/211四四 土壤形成的因素土壤形成的因素(一)母质(一)母质(parent material)parent mat
12、erial)是指原生基岩是指原生基岩(original bed rock)经过风化、搬运、堆积经过风化、搬运、堆积经过风化、搬运、堆积经过风化、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等过程于地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层等过程于地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层等过程于地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层.1 母质影响土壤矿物质组成和性质母质影响土壤矿物质组成和性质 母质堆积类型的影响:残积物(粗、薄、瘦)母质堆积类型的影响:残积物(粗、薄、瘦)坡积物(细、厚、肥)坡积物(细、厚、肥)坡积物(细、厚、肥)坡积物(细、厚、肥)第11页,讲稿共52张,创作于
13、星期日2023/4/212 2母质影响土壤矿质养分母质影响土壤矿质养分 岩浆岩岩浆岩岩浆岩岩浆岩:花岗岩形成的土壤花岗岩形成的土壤富钾而缺磷;富钾而缺磷;玄武岩形成玄武岩形成的土壤的土壤缺钾而富磷;缺钾而富磷;缺钾而富磷;缺钾而富磷;沉积岩沉积岩:砂岩形成的土壤砂岩形成的土壤盐基养分较贫乏;盐基养分较贫乏;页岩页岩页岩页岩形成的土壤形成的土壤形成的土壤形成的土壤盐基养分较丰富。盐基养分较丰富。盐基养分较丰富。盐基养分较丰富。3母质影响土壤发育和形态特征母质影响土壤发育和形态特征母质影响土壤发育和形态特征母质影响土壤发育和形态特征 例如,花岗岩风化体中例如,花岗岩风化体中 石英沙砾于土壤中石英沙
14、砾于土壤中石英沙砾于土壤中石英沙砾于土壤中 使土体疏松而易渗水使土体疏松而易渗水土壤不易发育土壤不易发育;其风化盐基其风化盐基成分较少成分较少 在强淋溶在强淋溶 下完全淋失,使土壤呈酸性反下完全淋失,使土壤呈酸性反应。应。基性岩上形成的土壤则相反基性岩上形成的土壤则相反基性岩上形成的土壤则相反基性岩上形成的土壤则相反第12页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/213n n 4 4 母质的化学组成影响土壤腐殖质特性母质的化学组成影响土壤腐殖质特性母质的化学组成影响土壤腐殖质特性母质的化学组成影响土壤腐殖质特性 石灰岩母质石灰岩母质石灰岩母质石灰岩母质 土壤腐殖质富含土壤腐殖质富含 CaO,
15、火山灰岩母质火山灰岩母质火山灰岩母质火山灰岩母质 土壤腐殖质含有较多的土壤腐殖质含有较多的土壤腐殖质含有较多的土壤腐殖质含有较多的P2 2OO5、K2 2O(二)气候(二)气候(水热条件水热条件)水分和热量直接影响成土过程中的物理、化学、水分和热量直接影响成土过程中的物理、化学、生物作用生物作用.1 影响土壤中物质的迁移影响土壤中物质的迁移(emigration)在热带、亚热带条件下,土壤中钾、钠、钙可在热带、亚热带条件下,土壤中钾、钠、钙可全部淋出土体;而在半干旱、半湿润地区在一定土全部淋出土体;而在半干旱、半湿润地区在一定土体中淀积;在干旱地区,碳酸钙基本上未移动,在体中淀积;在干旱地区,
16、碳酸钙基本上未移动,在土壤表层聚积。土壤表层聚积。第13页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/214 2 2 对土壤风化作用的影响对土壤风化作用的影响 一般情况下,温度从一般情况下,温度从00增长到增长到5050时,化合物时,化合物的解离度增加的解离度增加7 7倍,从而随着温度的增高,硅酸盐类倍,从而随着温度的增高,硅酸盐类矿物的水解过程大大增强,母岩和土壤的风化作用矿物的水解过程大大增强,母岩和土壤的风化作用亦即大大增强。德国土壤学家拉曼(亦即大大增强。德国土壤学家拉曼(RamannRamann)提出提出的的“风化因子风化因子风化因子风化因子”概念是:概念是:概念是:概念是:风化因子风
17、化因子风化因子风化因子=风化天数风化天数风化天数风化天数水解离度水解离度 风风风风化化化化天天天天数数数数指指指指日日日日均均均均温温温温在在在在0000以以以以上上上上的的的的天天天天数数数数。赤赤赤赤道道道道高高高高温温温温带带带带的的的的风风风风化化化化强强强强度度度度约约约约比比比比温温温温带带带带强强强强3 3 3 3倍倍倍倍,比比比比极极极极地地地地寒寒寒寒冷冷冷冷带带带带强强强强9 9 9 910101010倍倍倍倍,因因因因而热带和寒带的成土速率差异极大而热带和寒带的成土速率差异极大而热带和寒带的成土速率差异极大而热带和寒带的成土速率差异极大.第14页,讲稿共52张,创作于星期
18、日2023/4/215n n 3 3 对土壤有机质的影响对土壤有机质的影响 n n 当当温温度度一一定定时时,有有机机质质含含量量随随着着降降水水量量增增加加而而增加。增加。n n 当当湿湿度度一一定定时时,有有机机质质含含量量随随着着温温度度的的升升高高而而减减少少。一一般般是是草草原原气气侯侯条条件件下下,其其C/NC/N比比与与H/FH/F比比均均高高,向向湿湿热热、湿湿冷冷和和干干燥燥过过渡渡,其其C/NC/N比比与与H/FH/F比均会下降。比均会下降。第15页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/216n n 4 4 对土壤矿物形成的影响对土壤矿物形成的影响 n n 在在在在干干
19、干干冷冷冷冷地地地地区区区区,土土土土壤壤壤壤风风风风化化化化程程程程度度度度低低低低,处处处处于于于于脱脱脱脱盐盐盐盐基基基基的的的的初初初初级级级级阶阶阶阶段段段段,只只只只有微弱的脱钾作用,有微弱的脱钾作用,有微弱的脱钾作用,有微弱的脱钾作用,形成伊利石形成伊利石;n n在湿润半湿润地区,脱盐基作用增强,在湿润半湿润地区,脱盐基作用增强,多形成蒙脱石多形成蒙脱石和蛭石;和蛭石;n n在湿热(亚热带)地区,在湿热(亚热带)地区,在湿热(亚热带)地区,在湿热(亚热带)地区,除脱钾作用外,还有脱硅作用,除脱钾作用外,还有脱硅作用,形成高岭类;形成高岭类;形成高岭类;形成高岭类;n n在高度湿热
20、(热带)地区,土壤因强烈脱硅作用而在高度湿热(热带)地区,土壤因强烈脱硅作用而在高度湿热(热带)地区,土壤因强烈脱硅作用而在高度湿热(热带)地区,土壤因强烈脱硅作用而形成形成形成形成铁、铝氧化物铁、铝氧化物铁、铝氧化物铁、铝氧化物。第16页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/217n n 5 5 5 5 气气气气侯侯侯侯对对对对土土土土壤壤壤壤阳阳阳阳离离离离子子子子交交交交换换换换量量量量、土土土土壤壤壤壤盐盐盐盐基基基基饱饱饱饱和和和和度度度度、酸酸酸酸碱碱碱碱度的影响度的影响度的影响度的影响n n 在在温温带带,随随着着降降雨雨量量增增加加,(CECCECCECCEC)呈呈增增加加
21、的的趋趋势势。在在在在降降降降雨雨雨雨量量量量不不不不多多多多的的的的地地地地区区区区,土土土土壤壤壤壤淋淋淋淋溶溶溶溶作作作作用用用用弱弱弱弱,只只只只有有有有部部部部分分分分离离离离子子子子被被被被淋淋淋淋溶溶溶溶,绝绝绝绝大大大大多多多多数数数数盐盐盐盐基基基基离离离离子子子子在在在在土土土土壤壤壤壤中中中中,所所所所以以以以盐盐盐盐基饱和度高,基饱和度高,基饱和度高,基饱和度高,pHpHpHpH值较高值较高;n n 在在在在热热热热带带带带地地地地区区区区由由由由于于于于粘粘粘粘土土土土矿矿矿矿物物物物是是是是以以以以三三三三、二二二二氧氧氧氧化化化化物物物物为为为为主主主主,(CEC
22、CEC)并并不不高高,加加上上淋淋溶溶作作用用强强盐盐基基饱饱和和度度和和pHpH值也低。值也低。第17页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/218(三)生物因素(三)生物因素(biotic factor)(biotic factor)生物因素:植物、土壤动物和土壤微生物。生物因素:植物、土壤动物和土壤微生物。生物因素:植物、土壤动物和土壤微生物。生物因素:植物、土壤动物和土壤微生物。1 1 植物在成土过程植物在成土过程植物在成土过程植物在成土过程(soilforming process)(soilforming process)中的作用中的作用 (1)进行能量转化进行能量转化(conv
23、ersion of energyconversion of energy)及有机质形成及有机质形成 利用太阳辐射能,合成有机质利用太阳辐射能,合成有机质 (2 2)植被类型影响土壤有机质的数量和分布)植被类型影响土壤有机质的数量和分布 a a 木本植物的组成木本植物的组成木本植物的组成木本植物的组成 凋落物堆积于土壤表层凋落物堆积于土壤表层凋落物堆积于土壤表层凋落物堆积于土壤表层 形形成成粗粗有有机机质质层层,疏疏松松、多多孔孔 真真菌菌微微生生物物生生长长;堆堆积积物中含单宁、树脂等酸性物质较多。物中含单宁、树脂等酸性物质较多。有机质分布在表层有机质分布在表层,腐殖质以富里酸为主,品质较差,
24、腐殖质以富里酸为主,品质较差,且含量低于草本植物。且含量低于草本植物。第18页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/219 b b b b 草草草草本本本本植植植植物物物物 堆堆堆堆积积积积物物物物紧紧紧紧密密密密、柔柔柔柔软软软软、少少少少弹弹弹弹性性性性,主主主主要要要要是是是是细细细细菌菌菌菌微微微微生生生生物物物物活活活活动动动动;堆堆堆堆积积积积物物物物含含含含有有有有大大大大量量量量的的的的纤纤纤纤维维维维素素素素、半半半半纤纤纤纤维维维维素素素素容容容容易易易易分分分分解解解解,而而而而单单单单宁宁宁宁、树树树树脂脂脂脂较较较较少少少少不不不不会会会会产产产产生生生生酸酸酸酸
25、性性性性物物物物质质质质;有有有有机机机机质质质质分分分分布布布布在在在在整整整整个个个个剖剖剖剖面面面面,其其其其含含含含量量量量随随随随着着着着深深深深度度度度增增增增加加加加而而而而逐逐逐逐渐渐渐渐减减减减少少少少,品品品品质质质质较较较较好好好好,含含含含胡胡胡胡敏敏敏敏酸酸酸酸含量高。含量高。含量高。含量高。(3)(3)富集作用富集作用(enrichment(enrichment)及有效化及有效化及有效化及有效化(effectuation(effectuation)把分散在母质、水体和大气中的营养元素有选择地吸收起把分散在母质、水体和大气中的营养元素有选择地吸收起把分散在母质、水体和
26、大气中的营养元素有选择地吸收起把分散在母质、水体和大气中的营养元素有选择地吸收起来,同时伴随着矿质营养元素的有效化。来,同时伴随着矿质营养元素的有效化。来,同时伴随着矿质营养元素的有效化。来,同时伴随着矿质营养元素的有效化。第19页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/220 (4)促进土壤形成促进土壤形成 自然植被和水热条件的演变,引起土壤类型的演变自然植被和水热条件的演变,引起土壤类型的演变n n由东北往华南的森林植被和土壤的分布依次为:由东北往华南的森林植被和土壤的分布依次为:n n 针叶林针叶林针叶林针叶林(棕色针叶林土棕色针叶林土棕色针叶林土棕色针叶林土)针阔混交林针阔混交林(暗
27、棕壤暗棕壤)落叶阔叶落叶阔叶落叶阔叶落叶阔叶林林林林(棕壤棕壤)落叶常绿阔叶林落叶常绿阔叶林(黄棕壤黄棕壤黄棕壤黄棕壤)常绿阔叶林常绿阔叶林(红壤、红壤、红壤、红壤、黄壤、赤红壤黄壤、赤红壤黄壤、赤红壤黄壤、赤红壤)雨林、季雨林雨林、季雨林雨林、季雨林雨林、季雨林(砖红壤砖红壤)第20页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/221 图图8-58-5 植被类型和土壤类型的关系植被类型和土壤类型的关系 (据Bridges:World Soils)第21页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/222 2 土壤动物土壤动物(soil animal)在成土过程中的作用在成土过程中的作用 参与了土
28、壤腐殖质的形成和养分的转化。参与了土壤腐殖质的形成和养分的转化。动物的活动可疏松土壤,促进团粒结构的形动物的活动可疏松土壤,促进团粒结构的形成。成。土壤动物种类的组成和数量在一定程度上是土壤土壤动物种类的组成和数量在一定程度上是土壤类型和土壤性质的标志,可作为土壤肥力的指标。类型和土壤性质的标志,可作为土壤肥力的指标。第22页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/2233 3微生物微生物微生物微生物(microorganism)(microorganism)在成土过程中的作用在成土过程中的作用(1 1)分解有机质,释放各种养分,为植物吸收)分解有机质,释放各种养分,为植物吸收利用;利用;(
29、2 2)合成土壤腐殖质,发展土壤胶体性能;)合成土壤腐殖质,发展土壤胶体性能;(3 3)固定大气中的氮素,增加土壤含氮量;)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)促进土壤物质的溶解和迁移,增加矿质养分的有效度(如硅酸盐细菌能促进土壤中磷钾溶分的有效度(如硅酸盐细菌能促进土壤中磷钾溶解移动)。解移动)。第23页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/224(四)地形(四)地形(landform)地形主要是影响水热条件及母质的再分配,地形主要是影响水热条件及母质的再分配,进而影响土壤的形成进而影响土壤的形成.1 地形支配着地表径流,影响水分的重新分配地形支
30、配着地表径流,影响水分的重新分配.在较高的地形部位,土壤中水分不易保持;在较高的地形部位,土壤中水分不易保持;在地形低洼地形部位在地形低洼地形部位,土壤易积水土壤易积水.第24页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/225图8.4 地形对土壤水分状况的影响 第25页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/226冲积物冲积物坡积物坡积物洪积物洪积物残积物残积物2 地形与母质的关系地形与母质的关系 地形对母质起着重地形对母质起着重新分配的作用,不同的地形部位常分布有新分配的作用,不同的地形部位常分布有不同的母质不同的母质第26页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/2273 地形地形(l
31、andform)与土壤发育的关系与土壤发育的关系随着河谷地形的演化,在不同地形部位上,可构成随着河谷地形的演化,在不同地形部位上,可构成水成水成土土(河漫滩河漫滩)半水成土半水成土(低级阶地低级阶地)地带性土地带性土(高级阶地高级阶地的发生系列的发生系列 4 地形也影响着地表温度地形也影响着地表温度 不同的海拨高度、坡度和方位对太阳辐射能吸收不同的海拨高度、坡度和方位对太阳辐射能吸收和地面散射不同,例如南坡常较北坡温度高。和地面散射不同,例如南坡常较北坡温度高。第27页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/228 (五)成土时间(五)成土时间(time factor)成土时间长,受气候、生
32、物作用时间长,与母成土时间长,受气候、生物作用时间长,与母质、母岩差异大;反之亦然。质、母岩差异大;反之亦然。土壤年龄土壤年龄(soil age)土壤年龄是指土壤发生发育时间的长短,土壤年龄是指土壤发生发育时间的长短,通常通常把土壤年龄分为绝对年龄和相对年龄把土壤年龄分为绝对年龄和相对年龄。1、绝对年龄、绝对年龄(absolute age):指该土壤在当地指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历新鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间,通常用年表示的时间,通常用年表示.第28页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/229 2 相对年龄相对年龄(relative
33、age):指土壤的发育阶段或土壤指土壤的发育阶段或土壤的发育程度。的发育程度。一般用剖面分异程度加以确定,无具体一般用剖面分异程度加以确定,无具体年份。年份。在一定区域内,土壤的发生层分异越明显,相对在一定区域内,土壤的发生层分异越明显,相对在一定区域内,土壤的发生层分异越明显,相对在一定区域内,土壤的发生层分异越明显,相对年龄越长。年龄越长。年龄越长。年龄越长。北半球所存在的土壤多系在第四纪冰川退却后开始发北半球所存在的土壤多系在第四纪冰川退却后开始发育的,育的,高纬度地区高纬度地区冰碛物上土壤的绝对年龄一般不超过冰碛物上土壤的绝对年龄一般不超过冰碛物上土壤的绝对年龄一般不超过冰碛物上土壤的
34、绝对年龄一般不超过一万年。一万年。一万年。一万年。中纬度地区中纬度地区中纬度地区中纬度地区末遭第四纪冰川侵袭,土壤年龄较末遭第四纪冰川侵袭,土壤年龄较长。长。低纬度低纬度末受冰川作用地区的土壤年龄可能达到数末受冰川作用地区的土壤年龄可能达到数十万年,乃至数百万年,其起源可追溯到第三纪。十万年,乃至数百万年,其起源可追溯到第三纪。第29页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/230n n(六)人为活动对土壤形成演变的影响(六)人为活动对土壤形成演变的影响(六)人为活动对土壤形成演变的影响(六)人为活动对土壤形成演变的影响 n n(1 1)人人为为影影响响是是多多方方面面的的,它它的的影影响响
35、是是快快速速的的,并并随随着着人人类类社社会会的的生生产产力力和和技技术术水水平平的的提提高高,其其影影响响的速度、强度都将加快,而且会出现更多的熟化土壤。的速度、强度都将加快,而且会出现更多的熟化土壤。n n(2 2 2 2)人人人人为为为为影影影影响响响响是是是是在在在在各各各各自自自自然然然然因因因因素素素素仍仍仍仍在在在在发发发发生生生生作作作作用用用用的的的的基基基基础础础础上进行的上进行的上进行的上进行的.n n(3 3)人人人人为为为为活活活活动动动动的的的的影影影影响响响响有有有有两两两两重重重重性性性性,可可可可以以以以产产产产生生生生正正正正效效效效应应应应(高高高高度度度
36、度熟熟熟熟化化化化),也也也也可可可可能能能能产产产产生生生生破破破破坏坏坏坏性性性性的的的的负负负负效效效效应应应应(剥剥剥剥削削削削地地地地力力力力、加速侵蚀、沙化、污染)。加速侵蚀、沙化、污染)。加速侵蚀、沙化、污染)。加速侵蚀、沙化、污染)。第30页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/231五五.土壤主要的成土过程土壤主要的成土过程1 1原始成土过程(原始成土过程(formation of primordial soilformation of primordial soil)在在裸裸露露的的岩岩石石表表面面或或薄薄层层的的岩岩石石风风化化物物上上着着生生低低等等植植物物,如如地
37、地衣衣、苔苔藓藓及及真真菌菌、细细菌菌等等微微生生物物,在在低低等等植植物物和和微微生生物物的的作作用用下下,开开始始累累积积有有机机质质,并并为为高高等等植植物物的的生生长长发育创造了条件。发育创造了条件。2.有机质聚积过程有机质聚积过程 在各种植被下,在土体中,特别是土体表层进行的有机在各种植被下,在土体中,特别是土体表层进行的有机质的聚积过程。质的聚积过程。第31页,讲稿共52张,创作于星期日一般说来,有机质聚积有以下表现形式:一般说来,有机质聚积有以下表现形式:(1 1)腐殖化)腐殖化 主要见于草本植被下,植物残体被转化成腐殖质,聚积主要见于草本植被下,植物残体被转化成腐殖质,聚积在土
38、体的上部而形成暗色的腐殖层(黑土层)。腐殖化过程在土体的上部而形成暗色的腐殖层(黑土层)。腐殖化过程的结果,使土体发生分化,往往在土体上部形成一个暗色的的结果,使土体发生分化,往往在土体上部形成一个暗色的腐殖质层。腐殖质层。图图图图9.3 9.3 由土壤的腐殖化过程所形成的模式土层示意图由土壤的腐殖化过程所形成的模式土层示意图由土壤的腐殖化过程所形成的模式土层示意图由土壤的腐殖化过程所形成的模式土层示意图第32页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/233黑土黑土黑土黑土景观及土壤剖面景观及土壤剖面第33页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/234(2)斑毡化 森林植被下,由于环境凉
39、湿,植物残体分解森林植被下,由于环境凉湿,植物残体分解不彻底,形成腐殖化程度低的粗腐殖质,呈斑毡不彻底,形成腐殖化程度低的粗腐殖质,呈斑毡状。状。(3 3)泥炭化)泥炭化 在在低低温温或或过过高高湿湿度度条条件件下下,植植物物残残体体呈呈半半分分解解状状态态,大大多多仅仅有有颜颜色色的的改改变变,植植物物组组织织仍仍保保持持原原状状。在在低低洼洼过过湿湿条条件件下下形形成成泥泥炭炭层层,在在高高寒寒条条件件下下形形成成毡毡状状草草皮皮层。层。第34页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/235 泥炭土景观及剖面泥炭土景观及剖面 黑龙江三江平原黑龙江三江平原第35页,讲稿共52张,创作于星期
40、日图图图图8.4 8.4 由土壤粘化过程所形成的模式土层示意图由土壤粘化过程所形成的模式土层示意图由土壤粘化过程所形成的模式土层示意图由土壤粘化过程所形成的模式土层示意图3.3.粘化过程粘化过程 在半干旱、半湿润地区,土体中粘土矿物(粘粒)在半干旱、半湿润地区,土体中粘土矿物(粘粒)的形成和聚积过程。的形成和聚积过程。第36页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/237黄棕壤粘膜黄棕壤粘膜粘化过程粘化过程第37页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/238 粘化过程的类型 残积粘化残积粘化 粘粒未经移动,原地发生的粘化(残积母质)粘粒未经移动,原地发生的粘化(残积母质).淋淀粘化淋淀粘
41、化 上部形成的粘粒经机械淋洗聚积在下部土层。上部形成的粘粒经机械淋洗聚积在下部土层。请注意:由粘化过程形成的粘化层,是一些土类(棕请注意:由粘化过程形成的粘化层,是一些土类(棕壤,褐土,黄棕壤)的重要诊断层,在土壤发生分类中具壤,褐土,黄棕壤)的重要诊断层,在土壤发生分类中具有重要的意义。有重要的意义。4.钙化过程钙化过程 指在干旱、半干旱的气候条件下,碳酸盐在土壤表层指在干旱、半干旱的气候条件下,碳酸盐在土壤表层聚积或表层淋溶脱钙以及在土体中的淀积过程。聚积或表层淋溶脱钙以及在土体中的淀积过程。第38页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/239脱钙积钙脱钙积钙 脱钙积钙脱钙积钙 CaC
42、OCaCO3 3(淀积淀积)COCO2 2+H+H2 2O O Ca(HCO Ca(HCO3 3)2 2 Ca(HCO Ca(HCO3 3)2 2形成引起脱钙,形成引起脱钙,CaCOCaCO3 3形成导致积钙。形成导致积钙。黑钙土钙积层黑钙土钙积层第39页,讲稿共52张,创作于星期日图图图图8.6 8.6 由土壤的钙化过程所形成的模式土层示意图由土壤的钙化过程所形成的模式土层示意图由土壤的钙化过程所形成的模式土层示意图由土壤的钙化过程所形成的模式土层示意图第40页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/241(1 1)潜潜育育化化过过程程 在在指指土土壤壤长长期期受受水水浸浸渍渍,在在土土体
43、体内内所所发发生生的的还还原原过过程程,并并在在土土体体中中形形成成蓝蓝灰色或青灰色灰色或青灰色潜育层潜育层潜育层潜育层。5.5.潜育化、潴育化过程潜育化、潴育化过程 这这二二种种过过程程都都是是由由于于土土体体滞滞积积水水引引起起的的成成土过程。土过程。第41页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/242潴育化水稻潴育化水稻土土(2 2)潴育化)潴育化 是指土体处于季节是指土体处于季节性积水,在土体中交性积水,在土体中交替发生的氧化还原过替发生的氧化还原过程,程,并在土体中形成并在土体中形成黄棕色的黄棕色的铁质锈铁质锈斑或斑或黑色黑色锰锰斑的潴育斑的潴育层层。第42页,讲稿共52张,创作
44、于星期日2023/4/243n n6 6 盐盐化化过过程程 是是指指土土体体上上部部易易溶溶性性盐盐类类的的聚聚积积过过程程。在在干干旱旱区区成成成成土土土土母母母母质质质质中中中中易易易易溶溶溶溶性性性性盐盐盐盐类类类类随随随随水水水水搬搬搬搬运运运运至至至至排排排排水水水水不不不不畅畅畅畅的的的的低低低低平平平平地地地地区区区区,在在在在蒸蒸蒸蒸发发发发作作作作用用用用下下下下,使使使使盐盐盐盐分分分分向向向向土土土土体体体体表表表表层层层层聚聚聚聚积积积积,形成盐化层形成盐化层形成盐化层形成盐化层(z)z)。n n7 7 碱碱化化过过程程 是是指指土土壤壤胶胶体体中中有有较较多多的的交交
45、换换性性钠钠,使使土土壤壤呈呈强强碱碱性性反反应应,并并形形成成土土壤壤物物理理性性质质恶恶化化的的碱碱化层化层(n)n)n)n)的过程。的过程。n n8 8 沼沼泽泽化化过过程程 包包括括表表层层的的泥泥炭炭聚聚积积或或腐腐殖殖质质聚聚积过程和下部土层的潜育过程。积过程和下部土层的潜育过程。第43页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/244n n9 9 草草甸甸化化过过程程 包包括括土土壤壤表表层层的的草草甸甸腐腐殖殖质质聚聚积积过过程程和和受受地地下下水水直直接接影影响响的的下下部部潴潴育育化化过过程程的的重重叠叠过过程,在底层还有潜育化过程。程,在底层还有潜育化过程。n n10 1
46、0 熟熟化化过过程程 在在人人类类合合理理利利用用和和定定向向培培育育下下,土土壤壤向着肥力提高的方向发展的过程向着肥力提高的方向发展的过程.n n在三个方面与自然土壤不同:在三个方面与自然土壤不同:在三个方面与自然土壤不同:在三个方面与自然土壤不同:n n(1 1)土体构型的改造;)土体构型的改造;n n(2 2 2 2)影响作物生长发育障碍因子的消除;)影响作物生长发育障碍因子的消除;)影响作物生长发育障碍因子的消除;)影响作物生长发育障碍因子的消除;n n(3 3)水、肥、气、热的调节与补充。)水、肥、气、热的调节与补充。第44页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/245 1111
47、退化退化退化退化(degeneration)过程过程过程过程 因自然环境不利因素和人为利用不当引起土壤因自然环境不利因素和人为利用不当引起土壤肥力下降,植物生长条件恶化和土壤生产力减退肥力下降,植物生长条件恶化和土壤生产力减退的过程。的过程。土壤物理退化土壤物理退化(坚实硬化、铁质硬化、侵蚀、沙(坚实硬化、铁质硬化、侵蚀、沙化)、化)、土壤化学退化土壤化学退化土壤化学退化土壤化学退化(酸化、碱化、肥力减退、化学(酸化、碱化、肥力减退、化学(酸化、碱化、肥力减退、化学(酸化、碱化、肥力减退、化学污染)、污染)、污染)、污染)、土壤生物退化土壤生物退化(有机质减少、动植物区系(有机质减少、动植物区
48、系减少)。减少)。第45页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/246 六六 土壤剖面土壤剖面 (一)自然土壤剖面的形成一)自然土壤剖面的形成 随着土壤形成过程的进行,随着土壤形成过程的进行,土体逐渐发生分异,形成各种不同土体逐渐发生分异,形成各种不同的土体构型。各种土壤的剖面都是的土体构型。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层所组成,从而形成一定的土体构型。型。第46页,讲稿共52张,创作于星期日 1.1.土壤剖面土壤剖面 是是指指从从地地面面向向下下挖挖掘掘而而暴暴露露出出来来的的一一段段垂垂直直切切面面。土土壤
49、壤剖剖面面的的构构造造(或或土土体体构构型型),是是指指从从上上到到下下不不同同土土层的排列方式(如下图)。层的排列方式(如下图)。第47页,讲稿共52张,创作于星期日 2.2.土壤剖面层次土壤剖面层次在土壤形成过程中所产生的土层称为在土壤形成过程中所产生的土层称为土壤剖面层次土壤剖面层次又称又称发发生学土层生学土层(河滩地的土壤层次只叫土层,流水携带因重(河滩地的土壤层次只叫土层,流水携带因重力分离沉积下来)。力分离沉积下来)。淋溶层(淋溶层(A A):处于土体的最上部,又可称表土层,处于土体的最上部,又可称表土层,包括有机质的累积层或物质淋溶层。包括有机质的累积层或物质淋溶层。如果在比较湿
50、润的地区,如果在比较湿润的地区,这一层内还发生物质(包括有机质和矿物质)的淋溶作用,所这一层内还发生物质(包括有机质和矿物质)的淋溶作用,所以又叫淋溶层。以又叫淋溶层。第48页,讲稿共52张,创作于星期日2023/4/249 淀淀积积层层(B B):它它处处于于A A层层的的下下面面,是是由由物物质质淀淀积积作作用用而而造造成成的的。本本层层的的淀淀积积物物主主要要来来自自土土体体的的上上部部,也也可可以以来来自自土土体体的的下下部部及及地地下下水水,还还可可以以来来自自人人们们施施用用石石灰灰、肥肥料料等等来来自自土土体体外外部部的的物物质质,这这些些物物质质在在土土体体的的中中部部、下下部