第二章成土因素和区域景观研究

1、第二章成土因素和区域景观研究一、气候因素研究二、地形因素研究三、母质研究四、时间因素与古土壤研究五、地表水与地下水六、生物因素研究七、农业生产活动的调查研究八、区域景观的综合分析成土因素与土壤的关系1 1、成土因素揭示土壤的发生与特性、成土因素揭示土壤的发生与特性（1）道库恰耶夫公式： S=f(C,O,R,P)T S:土壤体 R： 地形C：气候 P：母质 O：生物 T：成土时间含义：土壤是气候、生物、地形、母质等因素长时间 作用的产物。（2）土壤分类系统的制定依据土壤分类体系发生学土壤分类体系土壤属性分类体系我国的土壤分类系统以俄罗斯为代表，以成土因素为基础。以美国为代表，以土壤属性为依据。以

2、发生学为基础，土壤属性为依据，成土因素观点十分明确（综合俄美的特性）。（3）土壤肥力及障碍问题产生的根源。（4）航卫片判渎的直接标志。2 2、成土因素是土壤改良分区高一级制图单元制定的依据。、成土因素是土壤改良分区高一级制图单元制定的依据。一、气候因素研究一、气候因素研究研究内容近代气候与土体分化作用，物质淋溶淀积作用及与生物活动有关的光、热、水等指标。古气候主要是第四纪以来几个主要地质时期（间冰期）的气候及沉淀物与土壤形成的关系。1、光热能：来源于太阳的辐射能（1 1）太阳辐射）太阳辐射太阳温度很高，放射出大量能量。地球一年获得太阳辐射的能量约为5.461024焦耳，仅相当于太阳放出总能量的

3、22亿分之一。 （2）总辐射能计算公式（左大康经验公式）R=(Q+q)(a+bn/N)R：太阳总辐射能(kcal/cm2/year)；Q：直接辐射能（kcal/cm2/year) a=0.248,b=0.752,a+b=1n：太阳时照时数，N：太阳照射总时数。（3）光合有效辐射能：为植物直接利用进行光合作用 的波段的能量。YT=1.25510 T f QqYT：潜能积累量（kg/亩）；T：温度系数f：光能利用率，Qq：光合有效辐射能（kcal/cm2/a）2、温度：作物生长发育的有关指标 土温 气温 作物三基点温度 农业界限温度 积温20：热带作物积极生长农业界限温度5：早春作物播种，多数树木

4、开始生长10：喜温作物开始播种、生长15：作物积极生长0：耐寒作物的生理活性的起始温度 不同积温数与作物种植制度的适宜性不同积温数与作物种植制度的适宜性一年三熟：甘蔗一年三熟：甘蔗-水稻水稻-水稻水稻7000700080008000一年三熟：小麦一年三熟：小麦-水稻水稻-水稻水稻550055005700-61005700-6100一年二熟：小麦一年二熟：小麦-水稻水稻500050004500-55004500-5500两年三熟或一年二熟：花生、甘薯两年三熟或一年二熟：花生、甘薯420042004700-48004700-4800两年三熟：冬麦两年三熟：冬麦-玉米玉米40004000450045

5、00一年一熟：春麦、莜麦、杏子、洋芋一年一熟：春麦、莜麦、杏子、洋芋280028002500-30002500-3000适宜作物种植制度及作物适宜作物种植制度及作物1010积温积温00积温积温 温度代划分指标温度代划分指标50-6050-60+15+15亚热带亚热带20-5020-50+10+10亚暖带亚暖带10-2010-20+4+4温带温带5-105-10-4-4亚寒带亚寒带5-105-10-15-15寒带寒带560-8060-80一年内植物活化一年内植物活化积温积温( () )500-800500-800500-800500-8001000-15001000-15001500-40001

6、500-40004000-60004000-60006000-100006000-10000植物群落及土壤植物群落及土壤冰沼冰沼森林带（灰化土）森林带（灰化土）落叶阔叶林落叶阔叶林（棕壤）（棕壤）落叶长绿阔叶林落叶长绿阔叶林（黄棕壤）（黄棕壤）长绿阔叶林长绿阔叶林（红壤系列）（红壤系列）3、降水概念：是指地面从大气获得的水汽凝结物的统称。表示方法：降水量、降水强度和降水变率等。 水 灾（2004年7月10日下午的北京城区）湿润系数：K=大气降水量/蒸发量干燥度：以降水积温两因子结合推算 经验公式：降水量 D：干燥度， Tx：X 的积温。旱 灾4、与土壤形成有关的其它气候状况雨季：土壤溶液稀释，

7、土体中可溶性物质与粘粒受到淋溶或下移。旱季：土壤溶液浓缩，可溶性物质随土壤蒸发水上移。季节性冻融交替：加速土体的物理风化和土体的碎裂。5、微域小气候变异：以地形小气候对土壤形成及土壤 性质影响显著。研究方法地理景观研究法根据地区性水、热指标，划分调查地区的生物气候类型，作为制定土壤利用改良分区和土壤发生分类的参考指标分析法土体风化方式与气候的相关性小区域气候观察法土壤剖面形态观察和物质地球化学迁移研究法矿物的风化和次生矿物的形成物质的地球化学迁移系列土壤分布与湿润条件的相关性气候条件与土壤次生粘土矿物形成的相关性长长 江江 三三 峡峡张家界奇观沙沙 漠漠 景景 观观美丽的高山湖泊美丽的高山湖泊

8、干旱地区盐土景观干旱地区盐土景观水稻土景观水稻土景观返回返回图2-4 不同地理环境中次生矿物形成的一般模式返回返回地地 壳壳 物物 质质 循循 环环返回返回二、地形因素研究二、地形因素研究研究内容地形的高度、坡度、坡向及其组合的形态特征地地形形类类型型按形态特征划分山地：海拔高度在500米以上， 相对高度在100米以上丘陵：绝对高度在500米以内， 相对高度在200米以内平原：绝对高度在200米以内， 相对高度在10米以内按成因划分河谷阶地河漫滩自然堤流水地形波浪作用地形重力作用地形岩溶作用地形风沙与黄土地形冰川地形高 山平原和丘陵低 山高 原图2 河谷地形发育对土壤形成、演化的影响示意图 总

9、之，地形制约着地表物质和能量的再分配，地形的发育支配着土壤的演替，在不同的地形形态上，就形成不同土壤类型。返回返回流水侵蚀作用形成的黄土地形流水侵蚀作用形成的黄土地形 波浪作用形成的海蚀沟和海蚀柱波浪作用形成的海蚀沟和海蚀柱 重力作用形成的地形滑坡重力作用形成的地形滑坡 岩溶作用形成的地形喀斯特地貌岩溶作用形成的地形喀斯特地貌风沙与黄土地形沙漠化风沙与黄土地形沙漠化 冰冰川川地地貌貌地地形形 研究方法文献资料研究地图和遥感影象分析设点剖面观察绘制综合断面示意图新构造运动对地形影响的分析野外摄影地形素描遥感资料分析卫星遥感产品热岛效应热岛效应火山爆发海温分布综合断面示意图分析地形素描示意图分析野

10、 外 摄 影新构造运动对地形影响的分析汶川地震的动力来源：中国大陆位于欧亚板块的东南部，东部受西太平洋板块和菲律宾板块俯冲、消减的影响，形成一系列与弧后扩张有关的陆缘海伸展和断陷盆地；西部和西南部受印度板块与欧亚板块碰撞的构造影响，形成号称为“世界屋脊”的青藏高原、上千km的大陆内部构造变形带和地震带。三、母质研究三、母质研究研究内容母质是风化过程的产物，是形成土壤的物质基础按风化壳类型划分碎屑风化壳常见于青藏高原和高山地区分布于内蒙古高原和黄土高原主要分布于我国东北地区及湿润海洋性气候区母质类型碳酸盐风化壳硅铝型风化壳富铝风化壳含盐风化壳还原系列主要分布于我国南方湿热地区主要分布于我国西北干

11、旱地区分布全国各地（1 1）碎屑型风化壳是岩石在物理风化和轻微化学风化作用下，发生机械崩解的产物所构成的风化壳。是岩石风化的最初阶段。形成各种大小不同的碎块，这些碎屑保持着原始母岩的性质。风化层极薄，质地较粗，石砾含量可多达60%以上。流水矿化度很低，以重碳酸钙为主。大多分布在年轻的山地，特别是在靠近永久性积雪和永久冰冻的高原和两极地区，如青藏高原上就分布着这种风化壳。 碳酸盐风化壳碳酸盐风化壳: :在暖温带和温带干旱、半干旱条件下,随着大部分易溶盐类的淋溶,不易溶解的碳酸盐开始移动。碳酸盐中主要是 CaCO3。CaCO3积聚的程度取决于生物气候条件和岩石中Ca的含量。标志元素是Ca、Mg，标

12、志化合物主要是Ca、Mg的碳酸盐。Si、Fe、Al等很少移动。粘土矿物以水云母- 蛭石为主。呈碱性反应。 硅铝风化壳硅铝风化壳: :形成于暖温带、温带和寒温带半湿润条件下。易溶盐类淋失殆尽，碳酸盐也基本淋失。标志元素是 H、Al、Fe、Si，标志化合物为Al2O3、Fe2O3和SiO2等。Fe从硅酸盐矿物中分离出来，由低价氧化物变成游离的氢氧化物，风化壳呈褐色或棕色。风化壳中Ca、Mg、K、Na的氧化物含量减少,硅铝率稍为变小。粘土矿物为 2:1型，蛭石和过渡矿物有明显增加。呈中性或微酸性反应。 富铝风化壳富铝风化壳: :形成于湿润的热带、亚热带，风化作用强烈，元素迁移活跃。硅酸盐原生矿物基本

13、分解，硅强烈淋失，而Fe、Al、Ti的水化氧化物相对积聚,风化壳呈鲜明的红色。标志元素是H、Al、Si、Mn、Fe，标志化合物为Al2O3、Fe2O3、SiO2的水化物。风化壳的硅铝率在2以上,粘土矿物以高岭石和三水铝矿为主。呈酸性反应。 含盐风化壳含盐风化壳: :形成于干旱、半干旱的条件下，盐分在风化壳中积累。在滨海地区，因海水浸淹亦可形成盐渍风化壳。标志元素是Cl、Na、S(Ca、Mg),标志化合物是碱金属和碱土金属的氯化物和硫酸盐，呈碱性反应。 渍水风化壳渍水风化壳: : 长期处于淹水还原条件下，Fe、Mn还原，使原来包裹土粒和结构物体表面的胶膜消散，并沿剖面向下移动，发生渍水离铁作用，

14、并在一定部位出现锈纹和锈斑。标志元素是Fe、Mn，标志化合物是Fe、Mn的化合物。这个类型可以发育在上述各类型风化壳上。 按形成类型划分堆积物受间歇性面流和重力的影响，沿地表倾斜面搬运堆积而成暂时性线状洪流搬运堆积而成经常性水流堆积或泛滥淤积而成洪积物冲积物湖积物风积物滨海沉积物静水沉积物风力搬运的堆积物沿海岸线一带的松散堆积物（2 2）残积物冰渍物岩石就地风化形成的产物冰川堆积物 残积物是岩石经风化后未被搬运的那一部分原岩风化剥蚀后的产物，而另一部分则被降水和风所带走，它的分布主要受地形的控制。 堆积物洪积物冲积物湖 积 物风 积 物滨 海 沉 积 物冰 渍 物（3）按按成土母质划分酸性结晶

15、岩类风化物碳酸岩类风化物红砂岩类风化物紫色砂岩类风化物紫色泥岩类风化物第四纪红色粘土中性结晶岩类风化物石英类风化物炭质泥页类风化物第四纪黄土物质洪积物基性结晶岩类风化物泥质岩类风化物河流冲积物湖积物海积物风沙物质泥炭物质研究方法文献资料研究野外考察研究自然断面的分析化学属性研究制作母质分布图矿物学属性研究岩石学属性研究四、水文因素研究四、水文因素研究水文因素对土壤形成的影响水分在母岩崩裂过程中的作用水分在物质转化过程中的影响水分在土壤形态中的作用物质消耗过程营养物质的循环过程无机物质在土壤剖面中的迁移过程水分参与了土壤全部（物理的、化学的、生物的）物质与能量迁移转化的过程研究内容地表水河流湖泊

16、冰川沼泽雨水补给型冰雪补给型地下水补给型淡水湖咸水湖盐湖大陆性冰川海洋性冰川泥炭沼泽潜育沼泽地表水：存在于河流和湖泊中的水资源，大部分可供土壤灌溉利用的淡水。地表水类型河流湖泊沼泽冰川地下水：地面以下各种状态的水分，分自由地下水和压力地下水。地下水类型地下水按地下水埋深登记划分中位地下水静止水面在60-100cm（南方），2-3m（北方）静止水在60cm以内（南方），80盐 水30-80极 强 矿 化 水10-30强 矿 化 水5-10矿 化 水1-5弱 矿 化 水1淡 水每升含干残物克数分级名称（2）按水质类型分地下水矿化类型划分：以含量最大的（超过阴离子或阳离子总数25%）的离子类型命名。

17、泉水：从地下自然流向地面的水分。升泉：地下水因静压力而上升到地面。降泉：地下水因重力作用而流向地面。研究方法地表水、地下水与地形图等高线联系起来地表水与地下水间的补给或排泄关系资料水文特征研究径流特征值收集矿质化学分析确定地表水、地下水对土壤的影响程度研究结合研究潜水的补给和排泄条件水文与区域气候、地貌、地质构造等景观因素统一研究五、生物因素调查研究五、生物因素调查研究生物因素对土壤形成的影响植物在土壤形成中的作用微生物在土壤形成过程中的作用动物在土壤形成过程中的作用植物对土壤有机质积累的影响植物对土壤矿质养分的影响植被类型土壤淋溶与淋洗程度分解有机质，释放各种养料，为植物吸收利用合成土壤腐殖

18、质，发挥土壤胶体性能固定大气中的氮气，增加土壤氮含量促进土壤物质的溶解和迁移，增加矿质养分的有效浓度。研究内容植被动物微生物植物群落及其对生物量积累特征的研究自然植被的水平分布规律研究指示植物与土壤的研究动物类型：微型动物：个体小于的动物类型，如原生动物、线虫等；中型动物：个体大小为的动物群；大型动物：个体大小为4-80mm的各种动物群，如蚯蚓、高等昆虫等；巨型动物：个体大小在1cm以上到的大动物，如田鼠、龟、蛇等。动物群落结构：水平结构、垂直结构和时间结构。原核微生物：古细菌、细菌、放线菌、蓝细菌和黏细菌自然植被的垂直分布规律研究农田作物的研究真核微生物：真菌、藻类、地衣滤过性生物：噬菌体、病毒等中国植被区划情况表（水平分布规律）中国山地垂直带植被系统（垂直分布规律）返回返回土壤动物返回返回原核微生物真核微生物滤过性生物研究方法植物的野外调查法土壤动物研究法土壤微生物研究法综合研究法自然