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文档简介
1、一、实习概况11 实习提要312 土壤实习 GE 简图4二、庐山概况21庐山位置522庐山的地质发展与现状623庐山的地貌发展与现状724庐山的水系及其演变925庐山的气候气象特点9三、庐山土壤形成条件11四、庐山主要土壤类型4 1 地带性土壤411 红壤13412 黄壤及山地黄壤15413 山地壤17414 山地棕壤194 2 非地带性土壤421 山地草甸土21422 石缝土24423 粗骨土2543古红土26五、庐山土壤南北坡分布的规律28六、庐山土壤实习感想291.实习概况1.1 实习提要111 实习时间2009 年 5 月 17 日2009 年 5 月 23 日112 实习地点江西省九
2、江市庐山113 目的与要求认识庐山山地土壤的主要类型、剖面特征及其成因,土壤的垂直分布规律;掌握土壤的野外基本方法。114 主要内容观察庐山代表性的山地红壤、粗骨土、纯林山地壤、林山地壤、纯扁柏林山地壤、山地壤、现代壤、埋藏古红土、石缝土、草甸土等主要土壤类型剖面及土壤垂直分布规律。115 实习用品铁锹、土袋、土盒、土刀、皮尺、直尺、庐山地形图、笔记本、铅笔、试纸、瓷板、机、色盘(6 格)等。116 实习路线安排(1)5 月 18 日(2)5 月 20 日五石缝土实习山公路去植物园小路旁古红土实习(3)5 月 20 日山水库旁棕壤土实习(4)5 月 20 日山水库旁草甸土实习(5)5 月 20
3、 日回龙路侧山坡土坑扁柏林下壤土壤实习(6)5 月 20 日黄龙寺路旁土坑(三宝树)纯林山地壤(7)5 月 21 日石门涧谷底山地黄壤实习(8)5 月 22 日秀峰半山亭小路旁山地红壤实习(9)5 月 23 日返回广州1.2 土壤实习 GE 简图庐山土壤实习点 GE 分布图2.庐山概况2.1 庐山位置庐山位于长江中游南岸江西省九江市南部,西北滨临长江,东南临鄱阳湖,是座地垒式断块山。地理坐标是:东经 1155011610,北纬 29282945。庐山长约 25 公里,宽约 20 公里,最海拔 1474 米,牯岭街 1167 米,高出四周平原约 1440 米,属中山类型,。庐山的地形成因是断裂隙
4、起的断块山,周围断层颇多,特别是东南部和西北部,呈东北西南的断层规模较大,由于这种断层块构造而形成的山体,故多奇峰峻岭,悬崖峭壁,千姿百态,山地的周围则满布着断崖峭壁,峙谷幽深。庐山有独特的第四纪冰川遗迹,有河流、湖泊、坡地、山峰等多种地貌类型,有地质公园之称。庐山也古代教育和中心。1996 年 12 月江西庐山风景名胜区作为自然文化遗产被列入世界遗产。庐山是中华十大名山之一、风景名胜区、世界遗产地我国目前唯一的世界文化景观、我国首批世界地质公园,是世界级名山。风景区总面积 302 平方公里,山体面积 282平方公里,由于它独特的地理位置,及带山地气候特征,土壤和植被垂直分带明显等特征,也就成
5、为了一个各高校都首选的自然地理野外实习地点。2.2 庐山的地质发展与现状2.2.1 庐山的形成庐山的形成经历了复杂而又漫长的过程,山体也由时代不同的岩石组成。它是一座崛起于平地的巍峨的孤立形山系。但是在上升之前它曾经也经历过了沉降的过程。大1023 亿年前,即前震旦纪二叠纪时,本区处于浅海至滨海环境,并发生缓慢的沉降,沉积物厚达 5000 米,沉积岩层有长石石英砂岩、石英砂岩、沙砾岩、砾岩、石灰岩、页岩和凝灰岩等。当然在总的沉降过,也有几次的上升,过程如下:前震旦纪吕梁运动上升为陆地,后下沉晚奥陶世上升后下沉末至泥盆纪早期上升(运动)泥盆纪中期至二叠纪下沉。中生代燕山运动时,从上二叠纪至白垩纪
6、庐山发生断裂上升而成为陆地晚白垩纪庐山周围断裂下沉接受沉积,沉积物厚达数百米第三纪历史地区微弱上升第四纪直到现在强烈上升,并使庐山成为断块山,山体受到剥蚀,但是庐山周围相对下沉,而且产生鄱阳湖。庐山断裂上升量最大是在山体的中南部,向东北方是西南方递减,所以庐山的高度也同样中南部喂最高。下面将列举一些庐山在强烈上升的:1、庐山东西两侧的断层崖、陡峭,未遭破坏,数被沟谷切成三角面。2、断层崖上的裂点。瀑布(如海会、秀峰寺等)高差虽然大(由几十米到几百米以上),但大多数未溯源侵蚀入山中,表明断块山及断层崖的形成时间不长。3、庐山早期形成有夷平面和宽谷中堆积的网纹红土层,其分布在海拔千米以上这与庐山强
7、烈上升有关。4、由于庐山山体强烈上升,因而使山麓地带广泛堆积了砂、砾石层及巨砾。2.2.2 庐山的地层本区地层分布具有一定的规律性。庐山主要由震旦纪及前震旦纪地层组成,山体中部出露最宽向东北部和西部收敛,以九奇峰,仰天坪一节为界,庐山地层分为南、北两部。南部主要由出露前震旦纪双桥山群,庐山最为前震旦纪喷出交流纹岩组成,因受风化,故呈圆浑状,北部出露震旦系统南沱组。2.2.3 庐山岩石的类型和特征庐山的岩石主要有两种类型:沉积岩和变质岩。1、沉积岩:沉积岩主要有长石石英砂岩、石英砂岩、沙砾岩、砾岩、石灰岩、页岩和凝灰岩。其中,砾岩最为常见。在环湖路的冰碛泥剖面中,砾岩居多,大小混杂,但磨圆较好。
8、其构造有层理构造和层面构造,主要受河流和风力作用影响而形成。2、变质岩:庐山的变质岩主要由沉积岩经过区域变质作用形成大理岩、石英岩、板岩、片岩、片麻岩、角闪岩等,片岩居多。其结构有等粒变晶结构、斑状变晶结构、鳞片变晶结构等,构造多为板状构造、千枚状构造、片状构造、块状构造,特点是呈块型或片型,片岩层理分明。2.2.4 庐山岩层和山体的构造特征岩层多为倾斜岩层,其层面与水平面的交角在85间,多为东北西南,下面以“月照松林”这块岩石所测数据为代表进行说明:(参见下表一)庐山的山体整体多表现为单面山,下面将以五五个山峰以选取跟山体大致相似的岩层产状要素所测出的数据为代表进行说明庐山山体的构造特征:(
9、参见下表二)2.3 庐山地貌发展与现状庐山是由北东南西断裂作用上升而成的断块山,平面呈肾型,中部宽向东北是西南逐渐收窄。山体内的褶皱、断层、个单斜构造地貌都很明显,此外,还有尚在争论中的第四纪山岳冰川地貌。2.3.1 构造地貌由构造(褶皱和断层)所控制的山脊主要有 5 列,由南向北,高度逐渐降低,山脊之间为谷要有 4 列,山脊和谷地平行排列,而且均作北东南西。1、褶皱构造地貌分述如下:第一峰(1300m)46NE226SW31640第二峰(1332m)63NE243SW32830第三峰(1348m)86NE266SW35623第四峰(1358m)61NE241SW33125第五峰(1350m)
10、112SE292NW2220岩层代表海拔高度(米)倾向倾角月照松林110051 NE 232 SW14834(1)五单面山:它由五背斜的北翼所成,其南翼因断层陷落于山南,平均高 1358米。(2)山背斜山:山背斜山受山背斜构造控制,北东南西,主要由石英岩组成。高 1453 米。(3)虎背岭单面山:它是虎背岭倒转背斜背翼断馅厚残留的南翼,成为单斜层及单面山。(4)东谷(又称):向斜谷,受牯岭向斜所控制,位于女儿城北侧,两谷地本来向同一方向延伸,但因为受剪刀峡断层的错东的错东影响,故使向东北倾斜,而东谷向西南倾斜。2、断层构造地貌分述如下:(1)虎背岭断层崖地貌:它是因虎背岭北侧的莲花洞大断层把虎
11、背岭错开,使北翼断落而称,该断层崖在石门洞和莲花洞一带高达 1000 米,向东北方和西南方降低,断层崖呈阶梯状,如好汉坡一带呈二级阶梯。(2)五断层崖地貌:因庐山正断层切过五背斜南翼而呈。它在秀峰、海会一带崖高1000 米,向东北方递减,断层崖亦分段,断崖受流水下切和溯源侵蚀,形成许多垭口,所谓五就是五大垭口之间的山峰。2.3.2 河谷地貌类型:(1)、成因:发源于庐山的河流,主要是循软弱岩层和地质构造发育,其流向主要是北东南西,其次是横切构造的而较新发育的河流。它们流向大都与上述流向垂直。(2)、形态:河谷的形态十分特殊,这就是上游为宽谷,下游为峡谷,两者之间出现裂点和瀑布。1、宽谷:多发育
12、在软弱岩层之上,与地质构造相适应,且与岩层一致,谷宽而浅,谷地内覆盖着第四纪堆积物。2、峡谷:表示第四纪地壳上升,河流强烈下切而成。峡谷谷坡陡峭或阶梯状,纵比降大,多裂点和瀑布,表示幼年期河谷特征。(3)、宽谷和峡谷的比较1、宽谷是早期发育的老河谷,发育时间较长,它是在地壳稳定、地势低矮的条件下形成,说明宽谷形成之时的当日庐山,高度比现在低矮得多。说明宽谷生成之后,庐山曾经发生强烈上升。2、峡谷是年轻河谷。是在地壳强烈上升和河流下切而成的,说明宽谷生成之后,庐山曾经发生强烈上升。3、从宽谷的高度和峡谷的下切深度表明,庐山上升量由中部向东北部递减。4、庐山之北的平原地带,由于地壳下沉,河流下切成
13、为沉溺河谷,有的河段被长江的河漫滩或自然堤隔开而成为湖泊,如九江附近的八里湖、甘棠湖、白水湖等。5、庐山河流带出的物质出山后,在出口堆积成扇形地,这些古扇形地受切割后,成为阶地状,约有 3 级。2.3.3 冰川地貌1、冰蚀地貌(1)、冰斗:大坳冰斗等。(2)、冰川谷:大校场等。(3)、羊背石:如琴湖旁的羊背石。(4)、冰窖:东谷等。2、冰碛地貌(1)、终碛垄:如花寺内。(2)、侧碛:如裁缝岭侧碛。(3)、漂砾:如西谷的“飞来石”。2.4 庐山水系及其演变1、水系的形态:在构造影响下,河流流向与构造一致,两者相互平行,作北东南西向,少数河流流向与构造垂直,作南东北西向。2、河流袭夺:河流袭夺的原
14、因主要是庐山上升之前,山体内的河流已发育为成老河谷阶段,即河流循软弱岩层发育和沿岩层。(1)锦绣谷袭夺河:西谷原来由虎背岭南侧向西流入石门涧,但在天桥附近被向西流的锦绣谷袭夺。:A.花径风口 是西谷自然延伸部分,谷内堆积物与西谷相似,保持着棕红色棕黄色沙砾层及棕红色网纹红土风化壳。B.在裂点(天桥)以上为宽谷(西谷),以下为峡谷(锦绣谷)。(2)东谷支流袭夺河:该小河穿过女儿城山岭,袭夺了大校场河上游,使大校场河上游原来向西南流入湖盆地,改为向西北流入东谷,造成汉口峡。3、瀑布:由于溯源侵蚀作用,即流水向沟谷侵蚀,随着侵蚀作用不断加强,侵蚀面不断后退,转折点坡度变大,水流到次便会形成跌水,形成
15、瀑布,如三叠泉瀑布、大口瀑布。2.5 庐山的气候气象特点庐山在气候上处于我国带东部季风区域,因受东亚季风环流的影响,具有鲜明的亚热带季风湿润气候的特色。同时,庐山是一座中山,随着海拔高度的增加,水热状况存在着垂直分异,与周围平原地区相比较,具有明显的山地气候的特点。对山地来说,水热状况随高度的变化必然导致气候上的差异,从而形成垂直气候带。庐山带上限南部约为 550600m,北部约为 500m,大1200m 以上属于温带,期间为暖温带。如下图所示:2.5.1 庐山的气候有明显的垂直带性差异若按我国采用日平均温度10 C 持续期间累计值(活动积温t100C)确定,即以热带t100 C 为 8000
16、90000 C,带t100 C 为 450080000 C,暖温带t100 C为 340045000 C 的标准划分,庐山东麓的星子t100 C 为 5450.60 C,西北坡麓的九江t100 C 为 5399.80 C,则庐山山麓符合带标准;牯岭t100 C 为 3295. 50 C,虽不到暖温带标准低限,但山地气候垂直分异不同于水平气候带的分异,高原、山地积温的有效性比平原要大,若以t100 C32000 C 定为暖温带标准低限为合理的话,则庐山至少存在两个热量带带和暖温带。2.5.2 庐山气温比同纬度平原地区低(参见表 3)表 3 庐山气温与同纬度平原地区比较地区气温年平均气温1 月份平
17、均气温7 月份平均气温牯岭11.50C-0.10 C22.60 C2.5.3 庐山降水比同纬度的山下平原多(参见表 4)表 4 庐山降水与同纬度的山下平原比较0.1mm 雨日多年平均 167.7 天 均为 138 天左右2.5.4 庐山相对湿度山上山下也有差别(参见表 5)表 5 庐山相对湿度山上山下比较另外,日较多,牯岭全年雾日平均为 188.1 天,也是庐山相对湿度较大的原因之一。这些气候特征决定了庐山植被垂直带谱的性质。3.庐山土壤形成条件土壤类型及其属性是与成土的自然条件紧密相关的,人们通常把气候、母质、地形、生物和时间作为土壤发生发展的基本条件,即五大成土,再加上人为,这六种相互联系
18、、相互渗透、相互制约,共同对土壤的发生发展起作用。其中以生物对土壤的形成,特别是对土壤肥力的发生发展具有重要的意义。第四纪以来的新构造运动对庐山土壤的形成和分布产生深刻的影响,使庐山沿着断裂上升为目前相对高度达1000-1400米的山地,为土壤垂直地带的形成奠定了基础,并给予庐山)部、北(坡)部的气候、生物和土壤的分布以一定的影响。山体受外力作用塑造,形成起伏和缓的褶皱构造各种地貌形态。山体地势低平,丘陵、阶地广泛分布,丘陵高度一般在海拔300-400米之间,为古剥夷面的残存部分。阶地一般可分三级:10-15米,15-40米,80-140米。这些地项目地区牯岭星子九江年相对湿度78%75%77
19、%项目地区牯岭星子九江平均年降水量1833.5mm1344.7mm1300.0mm星子17.30 C4.60 C29.30 C九江17.20 C4.40 C29.60 C貌特点,在一定程度上影响到土壤性状的差异和土壤类型的分布规律。庐山的气候和植被的垂直地带性,决定了土壤类型的发育和发育程度。随着海拔高度的增加,地表水热状况的垂直分异,深刻地制约着植被的垂直分布,由山麓到山顶植被的分布规律是:常绿阔叶林常绿、落叶阔叶林落叶阔叶林,土壤的发育和类型与其相适应。形成丘陵平原的红壤-山地黄壤山地棕壤的垂直带普。地貌和水文条件对土壤的形成和发育也起着一定的作用,影响到局部地区土壤发育的方向,形成某些非
20、地带性的土壤,如,仰天坪一带,地形平缓,地面相对低洼处,因排水不畅,多生喜湿沼泽植被,普遍发生沼泽化过程,从而发育着山地沼泽土。在江边和湖滨平地区,因水的影响,往往形成草甸土。本区成土母质的类型多种多样,在山区剥蚀和侵蚀作用强烈,成土母质一般以坡积、坡积残积为主,其上发育的土壤一般土层浅薄,且多含碎石块。在丘陵和山地平缓之处,却广泛分布着一定厚度的残积母质,其上发育的土壤较深厚,质地较细,向下粗骨部分逐渐增加。在湖滨及河谷地区的成土母质主要是第四纪的沉积物,其上发育的土壤组成物质较细,土层深厚。第四纪风积母质分布也较广泛。4.庐山土壤类型根据土壤在形成时影响主导的不同,可以把土壤类型分为地带性
21、土壤和非地带性土壤。地带性土壤:与气候、生物有直接联系(即气候植被)、并在地球陆地表面呈带状分布、与大型自然地理带基本一致的土壤,称为地带性土壤,较早时叫“显域性土壤”。庐山地区,自山麓至山顶,依次分布着红壤黄壤及山地黄壤山地黄棕壤山地棕壤。非地带性土壤:在较为局部的土壤形成也叫“地方性土壤形成”,例如:母质、地形、水文地质等的作用下,呈斑状星散分布在地带性土壤之间的土壤,称为非地带性土壤,较早时叫“隐域性土壤”。庐山地区,山地顶部形成有山地草甸土;局部潮湿的洼地分布着山地沼泽土;部分岩石缝隙中则发育了石缝土。4 1 地带性土壤411 红壤红壤形成的气候条件:红壤主要发育在常绿阔叶林下,年积温
22、10积温 75009500,年降水量在 16002000mm,属于高温多雨气候,植物生长和有机质的分解比较迅速。庐山的红壤广泛分布于海拔 400m 以下的低山丘陵地带,植被为常绿阔叶林、灌丛草本。成土母质主要为花岗岩、片麻岩、石英砂岩等残积和残积坡积物。红壤主要成土过程:庐山上红壤的形成主要是富铝化与生物富集化两种互相的过程长期作用的结果。(1)富铝化过程:在高温条件下,矿物发生风化产生大量可溶性的监基、硅酸 Fe(OH)3、Al(OH)3。在淋溶条件下,碱基和硅酸被下不断淋洗进入水后流走。由于 Fe(OH)3、Al(OH)3 的活动性小,发生相对积累,这些积聚的 Fe(OH)3、Al(OH)
23、3 在干燥条件下发生脱水形成无水的 Fe2O3 和 Al2O3,红色的赤铁矿使土壤呈现红,色形成富 Fe、Al 的层次。(2)生物富集化过程:在带常绿阔叶林下,水热条件优越,植被生长旺盛,生物的小循环作用十分旺盛。植被生长旺盛致使植被的物质归还量大,每年都可形成大量的枯枝落叶凋落物;生物的小循环作用十分旺盛致使凋落物能以极快的速度矿质化而使各种元素进入土壤;这为土壤的机质的数量提供了大量的收入。在这些过程的共同作用下土壤生物富集。红壤的形成以富铝化过程为基楚,生物富集化过程为前提,这两个过程了红壤特殊的形状和剖面特征。现以秀峰去月照亭小路旁,海拔 120m 处红壤部面为例进行说明。红壤剖面特征
24、:野外土壤表了月照亭小路旁,海拔 156m 处红壤的各种特征和数据等具体情况,通过分析知道红壤具有如下的剖面特征及理化性状。(1)剖面特征:表中看出所采样红壤的土层不算深厚,因为挖到了 106cm 处已经可以看到红壤的母岩层;质地表现较为均一的壤砂土;结构以松散状为(2)理化性状:从整个土壤剖面的垂直变化得知,此采样红壤的颜色从红棕色过度到暗,整个剖面的颜色变化什么明显;土壤干湿程度从干过度到润;土壤的值差异不大,土壤呈中强酸性反应。根据在秀峰对红壤的实地与研究得到以下数据,土坑:2009人:日期:2009 年 5 月 22 日 (晴)土坑类型:主要剖面土坑地点:秀峰半山亭小路旁 N29281
25、9.9E1155704.4H156M地形部位: 山麓土壤名称:山地红壤水位:低母质:坡积物+砂岩动植物:乔木()+灌丛(桃金娘)+草本(芒萁)+苔藓被排灌情况:良好土壤剖面所 在地示意图:土地利用情况:利用与保护土壤剖面图发生层剖面深度(厘米)颜色质地结构干湿度松紧度孔隙植物根系新生体侵入体值A00-5A5-395YR5/4紫棕中壤 轻壤团粒润潮松多多无无4.3B39-905YR5/8淡红棕中壤 重壤团粒 -松散润潮松多多中无无4.5BC90-1177.5YR5/6淡棕轻壤 重壤松散 结构润潮松多少无无4.6野外土壤(表一)根据上表,可总结得出该红壤的的特点如下:该处土壤的成土母质以砂岩为主。
26、砂岩在不同地方抗风化的能力不同,在此处的抗风化能力为中,所以其风化程度没有庐山山上的高。土壤中的粘粒含量不算太高,以中粘为主,粘土以高岭土为主;土壤颗粒以中为主。颜色:该剖面的红色并不典型,这是因为该地为自然保护区,植被得到了很好的保护,土壤层水分常年充足,氧化铁轻微水化,土壤。土壤呈酸性,另外土壤与其所处的环境是密不可分的,因此也从该地所出现的酸性指示植物(芒箕)判断出土壤的酸性。由于地表附满了苔藓,所以该剖面较湿润。412 黄壤及山地黄壤黄壤及山地黄壤形成的气候条件:黄壤是带湿润气候条件下形成的富含水合氧化铁(针铁矿)的黄色土壤,与红壤分布于同一气候类型区,但其分布区年均温稍低而年雨量稍高
27、。黄壤的土壤富铝化程度低于红壤,而酸度通常略大于红壤。正常发育的黄壤,腐殖质含量较高,分布于山麓地形较低平的部位,或发育在粘重而排水不良的母质上;山地黄壤分布在 800m(北坡),900m()以下的地带,局部地区可达 1000m 左右,二者母质大都为花岗岩、砂岩混合岩及第四纪沉积物。黄壤及山地黄壤主要成土过程:黄壤及山地黄壤,其富铝化程度与红壤相近或略低,由于黄壤受局部低洼地形影响,排水不良,而山地黄壤所处海拔较高,空气湿度较大,因此,它们经常处于湿润状态,其自然含 水量及吸湿水含量均较红壤为高。在带湿润气候条件下,以及有机酸的作用下,岩石风化强烈,原生矿物破坏,产生游离的硅、铁、铝的氧化物,
28、其中氧化铁与氧化铝便与水结合,形成含水的铁铝矿物,使土R117(150)壤呈黄色。黄壤及山地黄壤剖面特征:黄壤及山地黄壤剖面时,选取了石门涧海拔约 320m 处黄壤及山地黄壤剖面进行分析。(1)黄壤及山地黄壤小于 5 微米的黏粒,下层比上层含量要高,山地黄壤尤为显著。这可能黏粒下移,或是母质本身性质所致,也可能是表层受到侵蚀,以致黏粒含量较少。(2)黄壤和山地黄壤的基本形状:黄壤的有机质含量很低,表层有机质含量仅 1.5%左右,山地黄壤有机质可达 3%左右。(3)黄壤和山地黄壤呈酸性反应,值差异不大,酸度主要由活性铝所致,黄壤和山地黄壤的硅铁铝率较红壤为大,但不规则。(4)黄壤与山地黄壤其富铝
29、化程度与红壤相近或略低。由于黄壤受局部低洼地影响,排水不良,而山地黄壤所处海拔较搞,空气湿度较大,因此,它们经常处于湿润状态,其自然含水量及吸湿水含量均较红壤为高。野外土壤表(表二)日期: 09 年 5 月 21 日 晴人:土坑:2009土坑类型:主要剖面土坑地点:石门涧出口鸳鸯桥旁N293339.8E 1155627.0 11274m地形部位:低山路土壤名称:山地黄壤水位:低母质:坡织物指示植物:常绿阔叶林、灌丛(优势)、草本、芒箕排水情况: 良好土壤剖面所在地示意图:土地利用状况:保护与利用土壤剖面 图发生层剖面深度(厘米)采样深度(厘米)颜色质地结构干湿度松紧 度孔隙植物 根系新生体侵入
30、体值413 山地壤山地壤形成的气候条件:壤主要形成于暖温带热温带气候条件下,年均温为 1518,10积温为 60007500,降水多集中在夏秋两季,年降水量 8001500mm。植被为落叶阔叶林与常绿阔叶林。庐山的山地壤分布在海拔 800(900)1200m 地带的各种母质上,植被为常绿、落叶林,或灌木、草本。山地壤主要成土过程:山地壤的成土过程包括粘化过程和有机质积累过程。(1)有机质积累过程:在暖温带热温带气候条件及植被类型丰富(常绿、落叶林,或灌木、草本)的条件下,植物的生物归还量很大,能产生大量的枯枝落叶凋落物。然而这些大量枯枝落叶在暖温带气候条件下,生物活性比上述较弱,有机质分解(矿
31、质化过程)较弱,腐殖化过程相对较强烈,致使有机质的大量积累。(2)粘化过程:粘化过程在温带和暖温带的湿润、半湿润气候条件下特别突AO AB1 B2 B3B4077272751516969106106(157)75YR2/275YR4/4暗棕棕棕棕棕重轻重轻轻黏中黏中黏团粒团粒小团块团粒小团块团粒小团块小块状润潮松松松松松多多多多中中很多多多中少无无4.849495.05.0出。土体中稳定和适宜的水热条件,有利于原生矿物化学风化作用的进行。但风化的强度逊于铁铝化过程,风化作用的产物主要是次生的粘土矿物,如伊利石、蒙脱石、高岭石等。粘化过程的结果通常是在土体心部形成一个次生矿物的粘化层 Bt。粘化
32、过程是庐山上山地壤的成土过的重要环节。母岩矿物在受到充分风化作用后,风化成为 2:1 型的蒙脱石,其粒度细小,形成 0.002mm 的粘土多,粘粒含量很高。在雨水多时,土层发生淋溶作用,水分把上层较小颗粒的粘粒带至中层,且于中层形成粘粒含量高的粘化层。山地壤剖面特征:在庐山,以回龙路侧山坡海拔 1098m 处、黄龙寺西 100m 路边小坡处的壤剖面为例对壤的土地特征进行说明和了解。从这两个山地黄壤剖面野外土壤表均中可以看出山地壤的基本剖面特征和理化性质。(1)剖面特征:两个土壤剖面具有基本一致的发生层(A0AABB1B2BC),分层一致;具有相同的轻中粘的质地。(2)理化性状:两个采样点的土壤
33、颜色大致一致(暗棕、淡棕、)。有机质全氮量含量较高。这说明,山地壤,随气候的冷湿,生物小循环的速度减缓,水解性酸随深度的增加而减少,代换性酸明显降低,代换量不高,吸收性复合体不饱和度达 80%以上。土壤酸度以活性铝为主。另一方面,通过对壤的表的分析,知道山地壤的土壤有机质层较厚,有机质含量较高,这是由于在特定的温度条件下,有机质积累大于分解所形成的。而有机质层的厚度主要决定在土壤之上植被的类型,两个土壤剖面分别对应纯扁柏林和针阔林,所以这两个有机质层(A0)的厚度也有明显的不同。不同的植物具有不同的生物归量,扁柏林的生物归量最少,有机质层的厚度表现为:针阔林纯扁柏,有机质含量:针阔林(5-8%
34、)纯扁柏(3-5%)。而胡则表现为:针阔林纯扁柏林。野外土壤表(表三)414 山地棕壤山地棕壤形成的气候条件:山地棕壤主要形成于中暖温带地区。国家的棕壤大多是在暖温带季风气候、落叶阔叶林下发育的。主要是发育在夏季暖热多雨,冬季寒冷干旱的气候类型下,年均温在 1014,年积温为 45000日期:2009 年 5 月 20 日 晴人:土坑:2009VI土壌类型:对照剖面土坑地点:黄龙路 N 293256.9E1155202.6 905m地形部位:山麓土壤名称:林地壌水位:低母质:坡积物指示植物:阔叶林、毛竹、灌丛、草本排水情况:良好土壤剖面所在地示意图:无土地利用状况:绝对自然保护区土壤 剖面图发
35、生层剖面深度 (厘米)采样深度(厘米)颜色质地结构干湿度松紧度孔隙植物根系新生体侵入体值AO AABBBC0510YR 5/810YR 7/67.5YR5/67.5YR6/8淡淡棕暗轻黏轻黏中黏重壤团块团粒小团块小团粒粒状润润润润稍松紧紧松中中中少多多 中中少少4.95.05.15.25500,年降水量为 500mm1000mm 地区。庐山上的山地棕壤分布于海拔 1200m 以上的山地,植被为落叶阔叶林。由于森林植被破坏,目前大都为灌丛草类。母质主要为砂岩、板岩的坡积物,局部地区以风积为主。山地棕壤主要成土过程:棕壤的形成过程主要包括两个部分:粘化过程和有机质积累过程。(1)粘化过程:由于棕壤
36、地区温暖季节较长,温度较高,冬季土壤冻结也较暗棕壤地区为浅,所以,残积粘化作用发展较为强烈,在一年进行的时间亦较长,并且下部的土壤由于比较湿润,粘化作用更为强烈。庐山上山地棕壤的以坡积物为母质岩,矿物在受到充分的风化后,山公路去五小路旁山地棕壤景观风化成为 2:1 型的次生矿物蒙脱石,其粘粒含量高,含量可达 45%以上,颗粒小,在水的作用下进行粘化过程,上层粘粒被水带至下层并进行积累,形成粘化层。(2)有机质积累过程:在生物气候条件下,棕壤的盐基成分的生物循环相当强烈,在生物归还量很大的情况下,大量的枯枝落叶形成相当厚度的有机质层,由于气候较温暖,微生物的活性较弱,故腐殖化过程较有机质过程强,
37、有机质发生累积,因此在棕壤上层土层有机含量较高。山地棕壤剖面特征:在这次庐山实习中,对庐山山公路去五小路旁 50m 海拔 1295m 处的山地棕壤进行了剖面,了如野外土壤表中的数据,通过对庐山土壤表的棕壤土壤剖面的分析,可以清楚了解庐山上山地棕壤的剖面特征及理化性状。(1)剖面特征:从表中可以知道棕壤的有土层较深厚,因为挖到 97cm仍是土层的淀积层 B3;由于有机质的充分累积,故土层有较厚的有机质层 A0,厚度可达 5cm;质地为轻中粘。(2)理化性状:土壤各分层颜色自上而下逐渐变淡,由暗棕淡棕,这应该是由于粘粒下移现象不明显的关系。由于山地降水较丰富,所以整个土体都呈湿润状态;由于水分较充
38、足,物质有一定的淋溶,土壤呈微酸性反应,土壤代换量不高,吸收复合体不饱和;代换性酸比前面的红壤和山地土壤均低;吸收性钙的含量远比前述土壤为多。日期:2009 年 5 月 20 日 雨人:土坑:2009III土坑类型:主要剖面野外土壤表(表四)4 2 非地带性土壤421 草甸土山地草甸土形成的气候条件:草甸土是直接受水浸润,在草甸植被下发育而成的半水成土壤,广泛分布在世界各大河流泛滥地、冲积平原、三角洲和滨湖、滨海等地势地平地区。我国的草甸土主要分布在东北平原、华北平原、内蒙古及西北地区的河谷平原的沿河。山地草甸土主要成土过程:庐山上草甸土的形成主要是有机质积累和潜育化过程共同作用的结果。(1)
39、有机质积累过程:草甸土形成于山地比较平缓地段,植被为茂密的山地草甸群落。在生长季节中,土温并不过低,草本植物生长高大而旺土坑地点:N293333.6E1155925.41291m地形部位:山麓土壤名称:山地棕壤水位:低母质:坡积物指示动植物:排灌情况:良好土壤剖面所在地示意图:土壤利用情况:绝对自然保护区土壤 剖面 图发生层剖面深度( 厘米)采样深度 (厘米)颜色质地结构干湿度松紧度孔隙植物 根系新生体侵入体值AO AAB B1 B205538385757686883黑红棕暗轻 轻 中 重黏粒润松多有有有无无无5.15.25.35.3盛,不论地表或,都积累了大量的有机质,因此,土壤形成的生草过
40、程旺盛,但由于暖湿的生长季节不长,土壤经常保持湿润,有机质分解缓慢,较深的土层,积聚了大量的有机质,形成暗黑色或灰色的腐殖质层。(2)潜育化过程:由于受地形的限制,降水后形成的过量重力水不能迅速排出,整个土体或下层土壤全年处于饱和状态,水分占据了几乎所有的空隙,空气难以流通,因此土体处于缺氧的条件下,还原作用占优势。高价状态的铁离子还原为低价的亚铁离子。其它一些变价元素(如锰离子),也呈低价还原状态,还原土层以灰色为基调,有时出现蓝绿色。在水位有季节性变动的部位,大空隙部分时间会有空气的流通,因此出现一些局部的氧化现象,亚铁离子转化为氧化铁(高价),在蓝灰的基质上出现褐红色的斑块或花纹。山地草
41、甸土剖面特征以庐山山小采样的草甸土剖面(海拔1235m)为例进行说明。野外采样所记录的草甸土剖面可以了解庐山上草甸土的剖面特征及理化性状。(1)剖面特征:山地草甸土的有机质层较深厚且,这是因为大量生物归还量在土壤经常保持润的情况下,有机质分解缓慢,较深的土层,积聚了 大量有机质,形成暗色腐殖质层。有机质含量相当高,可与草原地带的黑钙土相媲美,随深度增加,有机质明显减少。山地草甸土的粉砂粒和粘粒含量均较高,特别是表层,随深度增加,粘粒下降,这可能与表层矿物粘化过程相当快有关。(2)理化性状:此草甸土由上至下逐渐变浅(由黑),这种变化全因为土表具有大量有机质积累,致使深暗,而由于水分过多且排水不良
42、所以导致有机物不能被带到下层,故形成上层较下层深。此外,还在采出的土壤样本中可以清楚的看到在土体中出现一些偏红的斑块,这正是土壤在成土过,由于同土体中所含水量不同,土体经历了湿水过程和干水过程不断交替、长期作用而成的锈色铁锰结合体;土壤呈酸性反应,活性铝含量较前述土壤为低,水解性酸较高,但随剖面深度的增加而减少,代换性酸不高。(3)采样情况:由于观察草甸土那天,庐山下起暴雨,整个草甸土剖面都处于水淹的条件下,而且庐山草甸土剖面上面有一层厚厚的覆盖层,大大增加了观察难度。但从另一方面,在这样水淹的条件下,也更好地理解草甸土形成的过程,水淹条件称为潜育层发育的关键422 石缝土石缝土形成的气候条件
43、:石缝土是隐域土的一种,广布于海拔各个高度的植被相对贫脊的地区,往往形成于大块石头、出露的山顶、石与石之间的凹型部位等坡积物较少的陡坡和侵蚀地方。其物质以生物来源为主,主要是枯枝落叶等植物残体积累分解的产物,岩石风化产物少,B 层不明显,土壤剖面不完整。日期:2009 年 5 月 20 日 (雨)人:土坑:2009土坑类型:主要剖面土坑地点:山水库上游N293344.6E1155924.1 H 1233M地形部位:河流袭夺,河流上游+水库下游土壤名称:草甸土母质:坡积物指示动植物:+灌丛桃金娘、箭竹+莎草排灌情况:不良土壤剖面所 在地示意图:土地利用情况:绝对自然保护区土壤剖面 图枯枝落叶 层
44、覆盖层发生层剖面深 度(厘米)颜色质地结构干湿度松紧度孔隙植物根系新生体侵入体值A00-55-58A58-765Y2 /1黑中壤重壤团 粒 小团块湿松多多无无5.4G62-8110YR4/3暗轻中壤重壤小 块状 块状湿稍松多中锈 斑,锈 纹无5.3石缝土主要成土过程:石缝土的物质来源不同于标准成土过程发育的土壤。其主要来源于有机质,依靠有机残体在石缝中长年累月地积累下来所逐渐形成的。石缝土剖面特征:由于并没有到五第三峰石缝土观察,但根据资料可以归纳出石缝土的有机质层含量高,A 层与 AB 层的厚度可达30cm 厚;石缝土土壤的疏松度大,应是母质均为大块的石块,风化作用不大,风化物之间空隙大所致
45、;而土壤颜色较深,以黑棕色为主。野外土壤表(表六)日期:2009 年 5 月 18 日 (阴)人:土坑:2009土坑类型:主要剖面土坑地点:五第三峰N293939.6E1160055.5 H 1318M地形部位: 山顶巨石块间土壤名称:石缝土水位: 低母质: 指示动植物:灌丛 桃金娘+草本排灌情况:土壤剖面所 在地示意图:土地利用情况:土壤剖面 图发生层剖面深 度(厘米)颜色质地结构干湿度松紧度孔隙植物根系新生体侵入体值A00-4A4-2210R 2 /1黑 红重壤团粒润松多多无无5.0AB22-347.5YR 2 /2黑棕轻粘团粒潮松多多无无5.2AC34(39)7.5YR 3/4暗棕轻粘小
46、 团块潮稍松中多无无5.1423 粗骨土一般在山地的顶级部位出现,在这样的部位,物质难以保存,植物生长也不好,粗骨土剖面发育很弱,层次分异不明显,以 A-C型为主,A 层有机质积累少,土层含大量粗糙物质,如砾石。庐山山水库左岸出露的剖面,从土壤学看,可作为粗骨土。43 特殊土壤古红土在山丘地带还广泛分布着一种古老的红壤,为分布于江南丘陵地的第四纪红色粘土,通常由均质红土层、网纹层和砾石层所,它是第四纪初期的沉积物,但在一定程度上又具有成土作用的特征,故称为古红土。古红土的来源:庐山在 900 米-1100 米这个高度范围都比较广泛地存在这种古红土,特别是在海拔 1000 米左右。此次实习点处的
47、高度原本应该为壤,但是由于庐山的抬升,便形成了这种独特的古红土。古红土的形态特征:在这次实习中,以山天狗洞旁边的古红土土坑海拔 1080m 进行了。由观察可以分析出古红土剖面特征及理化性状。(1)剖面特征:此古红土的剖面发生层为A0AABBB1B2BC,具有较厚的有机质层;质地为以轻粘为主。(2)理化性状: 剖面以红棕色为基调,由上自下逐渐变淡(由灰棕棕红),由于水只能从土壤裂隙、植物根系,形成还原环境,氧化铁还原,三价铁还原为二价铁,二价铁溶解性强,二价铁流去,颜色变淡,上层土壤较下层湿润;土壤呈酸性反应。另外,古红土中的网纹层在庐山的分布是非常广泛的。网纹层是由于铁和铝以氧化物的形式在土壤
48、中,由于水分、温度比较高,矿物粒度细,土壤致密而形成的。其形成原理是水渗透性差,水分沿着土壤结构体与结构体之间的裂隙或植物根系与土壤界面,形成一个庐部的还原环境,铁可以在此还原为山古红黄色,最后成为白色。由于年代久土网远,上面已覆盖了后来形成的山地纹局Fe2+,而被流失,逐渐使其红色变为观壤。古红土在现代庐山出现的状况:古红土以目前的状态埋藏于海拔1000m 处的高山,主要经历了成土和抬升两个阶段。第三世纪来,庐山气候湿热,风化壳粘粒含量高,较粘重,土壤在风化后形成了大量的粘土矿物,粘土矿物的颗粒非常细小,它们在一起而形成了致密的结构,阻碍了水的渗透,但是还不能形成一个很明显的滞水层,水就会沿
49、着两个途径流失,一是土壤结构体的界面,二是植物根系与土壤之间的裂隙,水沿着这些路径流失时,就行成一个局部的小还原环境。三价的铁离子就会被氧化为二价铁离子,并随着土壤水流出土体。可以看到由于铁离子的减少,颜色就会变淡,变成是黄色的,这种环境一直保持下去,铁元素就彻底地流失,土壤水经过的土体就会变成白色,形成高岭土。所以红间的网纹和红黄相间的网纹状指示了土体的发育程度,具有红间的网纹层的土壤比具有红黄相间网纹层的土壤发育要更加成熟。野外土壤表(表七)日期:2009 年 5 月 20 日 雨人:五、庐山土壤南北坡分布的规律山地由于海拔的增加,土壤形成的生物、气候条件产生相应的变化,致使土壤形成的类型和分布产生垂直变化的现象,称为土壤垂直地带性规律。庐山地处中带,其基带的地带性土壤是红壤、黄壤。因此,庐山土壤的垂直带谱是建立在红壤、黄壤这一基带基础之上的。同时,庐山又处于我国东部季风湿润区内,其土壤垂直地带 谱,属湿润性质。庐山山势雄伟,但相对高度只有1400米左右。这些,对庐
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