《土壤的形成》PPT课件.ppt

第二章土壤形成,第1节成土因素学说,一、建立德国科学家亚历山大冯洪堡在亚洲地质学和气候学片断中，揭示了欧亚大陆中西部气候与植被的规律性变化；现代土壤地理学奠基人道库恰耶夫，19世纪末在科学调查的基础上，将广阔地域土壤与其自然条件联系起来，创立了成土因素学说。,道库恰耶夫(1881年)首次建立了f(,)表示土壤与成土因素之间的发生关系。式中：表示土壤；,分别表示气候、生物、母质和时间因素。道库恰耶夫认为地形只对“隐域土”有重要意义，故未将地形因子列入。他还提出土壤是一个独立自然体，成为现代土壤科学及土壤地理学的独特研究对象。所有成土因素始终是同时和不可分割的影响着土壤的发生和发展，他们同等重要并且不可替代的参加了土壤的形成过程，土壤具有地带性规律,二、发展,威廉斯：土壤统一形成过程学说，强调了土壤形成中生物因素的主导作用和人类活动对土壤的影响。美国土壤学家H.詹尼(JennyH)对土壤与成土因素进行了深入研究，詹尼认为在成土过程中的生物主导并不是千篇一律的现象，在不同地区、不同类型的土壤往往有某一因素占优势,三、成土因素学说的现状,提出了土壤形成的深部因素和人为作用对土壤发生发展的影响,第2节土壤形成因素分析,母质的定义是地壳表面的岩石经风化作用所产生的矿物细碎颗粒。残积母质是指残存于原地未经迁移的成土母质；运积母质是指经过外力搬运后，沉积于其他地区的成土母质；,一、母质因素的成土作用分析,（一）母质质地影响土壤的性状,1、影响土壤质地土壤质地指土壤中颗粒粗细的情况。一般分为砂土、壤土、粘土等。细质地母质上发育来的土壤比那些从粗质地母质上形成的土壤，一般有机质含量高2、影响土壤的渗透性、淋溶速度和胶体的迁移,（二）母质层理影响土壤发育,母质质地有明显变化，即层理明显的情况下，不仅直接造成土壤剖面的质地分布变化，而且影响水分垂直运动，从而影响土壤中物质迁移的不均一性。,（三）母质组成影响土壤性质,1、如果它含有大量的易风化的矿物，这些矿物在合适的水热条件下迅速风化，产生大量粘粒，使土壤质地粘重。如果母质几乎完全由抗风化的矿物（如石英）组成，形成的粘粒极少，产生粗质地的土壤2、由各种矿物成分组成的母质与由单一矿物组成的母质相比，前者的土壤发育较后者迅速。,二、气候因素的成土作用分析,（一）气候影响土壤的水热状况水热状况影响土壤形成过程中的方向和强度（二）气候影响土壤有机质的含量1、降水量和其他条件保持不变时，温带地区土壤的有机质含量随着温度的增加而减少2、当温度保持不变，其他条件类似的情况下，随着降水量的减少，土壤有机质含量降低。,（三）气候影响土壤化学性质,1、温度影响化学过程2、降水量影响土壤中离子的含量（四）气候变化影响土壤形成不仅目前大陆上由于气候带的不同发生不同的土壤类型，而且在整个地质历史时期，随着气候的变化，土壤的形成方向和速度以及形成的土壤类型也不断发生着变化。,三、生物因素的成土作用分析,（一）植物的影响1、植被类型影响土壤中有机质的数量和分布,（1）草原土壤的有机质含量约为森林土壤的两倍。（2）有机质在土壤中的分布状况是：森林土壤的有机质集中于地表，并且随深度锐减；而草原土壤的有机质含量则随深度增加逐渐减少,2、植被类型影响土壤营养元素和土壤酸度草本植物进入土壤的有机残体的灰分和氮素含量则大大超过木本植物草原植被的残体与森林植被的残体比较，前者含碱金属和碱土金属比后者高；因此，前者的pH值也较后者高,3、植被类型影响土壤淋溶速度淋溶指土壤中较细的土粒，化学元素随土壤水分由土壤表层向下层（或底层）移动的作用相同的气候条件下，如果相邻生长的森林和草原具有类似的地面坡度和母质，森林土壤的淋溶强度大森林土壤每年归还到土壤表面的碱金属与碱土金属盐基离子较少。森林的水分消耗主要是蒸腾，降水进入土壤中的比例较大，水的淋溶效率较高。,（二）动物的影响,1、动物残体是土壤有机质的一种来源2、参与有机残体的分解、破碎3、疏松土壤和搬运土壤,（三）微生物的影响,1、分解有机质，使其中蕴藏的能量和养分释放出来，供生物再吸收利用2、某些特定微生物可增加土壤养分,四、地形因素的成土作用分析,（一）地形通过影响降水和辐射的再分配而影响土壤发生,（二）地形影响土壤形成过程中的物质再分配,1、在山区，坡上部的表土不断被剥蚀，土体薄、有机质含量低。坡麓地带或山谷低洼部位，常接受由上部侵蚀搬运来的沉积物，产生了土体深厚、整个土体有机质含量较高2、在河谷地貌中，不同地貌部位上可构成水成土壤（河漫滩，潜水位较高）半水成土壤（低阶地，土壤仍受潜水的一定影响）地带性土壤（高阶地，不受潜水影响）发生系列,五、时间因素在成土过程中的作用,绝对年龄应当从该土壤由新鲜风化层或新母质上开始发育的时候算起；相对年龄则由个体土壤的发育程度来判断。对于两个相对年龄相同或发育程度相同的土壤来说，绝对年龄大的土壤较绝对年龄小的土壤发育速度慢；对于两个绝对年龄相同的土壤来说，相对年龄小的土壤发育速度较相对年龄大的土壤发育速度慢。,六、内动力地质作用对土壤发生的影响,（一）新构造运动对土壤发生的影响1、地形上升地区，由于侵蚀基准面的下切，土壤的不稳定性增加。土壤受到剥蚀而改变了原来的状态，或者是剥掉了腐殖质层，或者是剥掉了整个土体，在新的条件下开始新的成土过程2、在地形下降区，侵蚀停止，堆积作用开始，原来的土壤可能由于被埋藏到深处不再与外界条件作用，停止了原先进行的成土过程，而成为埋藏土壤；新覆盖层则开始了它与外在成土条件相吻合的成土过程,（二）火山喷发作用对土壤发生的影响火山喷发物的覆盖层足够厚，则原来土壤中进行着的土壤过程中断，该土壤成为埋藏土壤，而在新鲜的火山喷发物上开始新的成土过程,七、人类活动对土壤发生发展的影响,1、人为影响是快速的，并随着人类社会生产力和技术水平的提高，其影响的速度、强度都将加快。2、人为影响是在各自然因素仍在发生作用的基础上进行的，各自然因素对土壤发生的继续影响的程度主要取决于人为影响的措施类型3、人为活动的影响有两重性，可以产生正效应（土壤熟化），也可能产生破坏性的负效应（土壤退化）。4、人类活动作为一个成土因素，对土壤的影响与其他自然因素有着本质上的不同，这个不同就在于人类活动是有意识有目的的。,现代农业机械对土壤的影响,第三节土壤形成过程,一、土壤形成过程的基本规律地质大循环和生物小循环过程矛盾的统一。（一）地质大循环和生物小循环过程,（二）二者之间的关系,两者是同时并存、相互联系、相互作用的。生物小循环是在地质大循环基础上发展起来的。地质大循环使营养元素不断向下淋失，而生物小循环却从地质大循环中不断的积累生物所必需的营养元素，在这一对矛盾相互作用、不断发展的过程中，逐渐形成了土壤。,二、基本成土过程（一）原始成土过程这是岩石风化或成土过程的起始阶段，一般是在低等植物参与下进行的。在高山寒冻条件下的寒冻土，便是原始成土过程的产物。,（二）有机质积累过程即是有机质在土体中的聚积过程，是生物因素在土壤中发展的结果。主要形式：1腐殖化过程即指土壤中有机物质转化为腐殖质的过程。2泥炭化过程排水不良地方的有机质的厚层聚集产生于高寒湿润和地下水位高或地表积水的过湿条件下。,（三）粘化过程是指土壤中粘粒的形成和聚积过程。残积粘化：残积粘化系指矿物风化生成粘粒，未经移动而在原地积累，又称原生粘化。淋淀粘化：淋淀粘化或淀积粘化，即上部土层的粘粒经机械淋溶而在下部土层聚积。,（四）脱硅富铝化过程在热带、亚热带高温高湿条件下，铝硅酸盐矿物强烈分解，释放出大量的盐基，并形成游离硅酸和铁、铝氧化物；盐基和硅酸均可移动而遭到淋溶，而难移动的铁、铝氧化物则相对富集起来，甚至形成铁盘或聚铁网纹层。这种因脱硅引起的铁、铝相对富集过程，称为脱硅富铝化过程。,(五)钙化过程碳酸盐在土壤中淋溶、淀积的过程。在较干旱的气候下，土壤中的碳酸钙只在土体上部进行，而淋移到下部的重碳酸钙，由于干燥脱水而重新转变为难溶性的碳酸钙而淀积下来，形成具有粉霜状、菌丝状、膜状、结核状和石灰盘等淀积特征的钙积层。这种淀积过程称为钙积或积钙过程。,（六）盐化和脱盐化过程盐化过程：是指土壤中易溶性盐的积累过程。常发生干旱、半干旱地区，以及滨海地区。盐化土壤或盐土：易溶性盐积累的浓度达到致害作物的土壤，称为盐化土壤或盐土。次生盐化：由于不合理灌溉而抬高了地下水位所引起的土壤盐化，称为次生盐化。脱盐过程：是指盐化土壤或盐土中易溶性盐的淋失过程。,（七）碱化和脱碱化过程碱化过程：指钠离子在土壤胶体上的累积，使土壤呈强碱性反应，并形成物理性质恶化的碱化层。脱碱化：是指碱化土和碱土的碱化度和总碱度以及pH降低的过程。碱土用含有石膏的灌溉水淋洗改良，即为人工脱碱化。,（八）潜育化过程土壤在长期处于水分饱和、缺氧的条件下，有机物质进行嫌气分解，产生还原性有机物，并使铁、锰等无机氧化物还原成低价态(Fe2+、Mn2+)，土壤颜色也随之转变为蓝灰色或青灰色。这一还原过程即为潜育化过程；,（九）潴育化或氧化还原过程实质上是土壤干、湿交替所引起的氧化与还原交替的过程。在地下水位升降层段：雨季：地下水位上升期，土壤水分饱和，铁、锰发生还原、溶解、移动；旱季：地水位下降期，铁、锰又氧化沉淀，在结构面、孔隙壁上形成锈色斑纹，甚至出现铁锰结核。潴育层或氧化还原层：潴育化过程在土壤剖面中形成的铁锰斑纹层。,地下水升降区,（十）白浆化过程四川多称白鳝化过程或漂洗过程，指土体上层周期性滞水引起还原离铁、离锰作用而使土壤颜色变浅发白的过程。,（十一）灰化过程指在土体上部，特别是在亚表层中二氧化硅的相对富集，而在土体下部三、二氧化物相对富集的过程形成灰化层和淀积层：灰化层由于铁、锰的淋失而呈灰白色，质地较轻，呈强酸性反应；淀积层呈棕色、暗棕色，富含腐殖质和游离铁、铝，且以络合态较多。两者既有上、下层位关系，又有铁、铝和腐殖质转移的共轭关系。,（十二）熟化过程指在人为耕作、施肥、灌溉和改良等措施影响下，土壤肥力上升的发展过程熟化过程形成熟化层，耕作层即为最基本的熟化层。（十三）退化过程因自然环境的不利因素和人为开发利用不当而引起的土壤物质流失