《土地资源绪论》讲义

1、土地资源绪论讲义教学重点 认识土壤圈的物质组成、特性及其形成与地理环境间的关系，掌握土壤分类、土壤类型及空间分布规律。教学难点 土壤圈的形成与地理环境间的关系和土壤分类、土壤类型及空间分布规律。教学活动 实习与实验：在野外或者实验室认识最常见的土壤。1.1.1 土壤的定义 土壤是地球陆地表面具有肥力能够生长植物的疏松层，是独立的历史自然体。其特征：有生物活性、孔隙结构；其功能：有肥力及生产性能, 缓冲与净化功能。 1.1 土壤的基本概念1.1.2 土壤的形成与演化 土壤是成土因素综合作用的产物，在不同时期不同成土环境下有不同的土壤，如图1-1所示。 图1-1 土壤的形成与演化图解 德国科学家亚

2、历山大封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。 1.1.3 土壤形态 土壤形态是指土壤与土壤剖面外部形态特征。如土壤剖面构造

3、、土壤颜色、质地结构，结持性，孔隙度等。 土壤剖面是指从地面垂直向下至母质的土壤纵断面；土壤剖面的立体化就构成了单个土体(pedon)，如图1-2所示。图1-2 土壤发生层、土壤剖面与单个土体图解(据Botkin Daniel B, 1997)土壤剖面发育的一般图式土壤颜色 根据土壤颜色变化可作为判断和研究土壤成土条件、成土过程、肥力特征和演变的依据。 土壤颜色是土壤分类的和命名的重要的依据之一 如用颜色命名的 红壤，黄壤，黑土，黑钙土栗钙土等。 黑色 表示土壤腐殖质含量高，含量减少则呈灰色 白色 与土壤中含石英、高岭石、碳酸盐、长 石、膏和可溶性盐有关 红色 是土壤中含较高的赤铁矿或水化赤铁

4、矿 黄色 是水化氧化铁造成的 棕色 含大量的伊利石、云母类矿物质和不同水化程度的氧化铁混合物 紫色 游离氧化锰含量高 绿色或蓝色 土壤积水处于还原状态，含大量的亚铁氧化物土壤质地 土壤颗粒的组合特征，一般分为砂土， 壤土和粘土 土壤结构 土壤颗粒的胶结情况，有团粒、块状、 核状、柱状、棱状、片状 松紧度 土壤疏松和紧实的程度 孔隙 土粒之间存在的空间，是土壤水分、 空气的通道和仓库 土壤是由固相、液相、气相和土壤生物体四部分组成。适于植物生长的典型壤质土壤的体积组成为土壤孔隙占50，内含水分和空气；土壤固体占50%，其中矿物质占45，有机质占5%；土壤生物体均生活在土壤孔隙之中，如图1-3所示

5、。1.2 土壤基本物质构成图1-5 最适宜植物生长的壤质土壤表土的体积组成 土壤圈是地球表层系统的组成部分，它处于地球表层不同圈层界面及其相互作用的交叉带，是联系有机界与无机界的中心环节，也是结合地理环境各组成要素的纽带。土壤圈物质循环是指土壤圈内部的物质迁移转化过程及其与地球其他圈层之间的物质交换过程，如图1-3所示。1.3 土壤圈与全球变化图1-2 土壤圈在地球系统中的地位示意图 1 土壤圈与生物圈进行养分元素的循环，土壤支持和调节生物的生长和发育过程，提供植物所需养分 、水分和适宜的理化环境，决定自然植被的分布。 2 土壤圈 与水圈 进行水分平衡与循环，影响降水在陆地和水体的重新分配，影

6、响元素的表生地球化学迁移过程及水平分布，也影响水圈的化学组成. 土壤圈与大气圈进行大量及痕量气体的交换，影响大气圈的化学组成，水分与能量的平衡；吸收氧气，释放CO2、CH4、H2S、氮氧化合物和氨气，影响全球大气变化。 4 土壤圈与岩石圈进行着金属元素和微量元素的循环，土被覆盖在岩石圈的表层，对其具有一定的保护作用，减少各种外营力的破坏。 对人类社会发展的直接影响包括：土壤为植物光合作用提供并协调水分、养分、温度、空气等营养条件，以此向人类和陆生动物提供食物、纤维物质；土壤形成发育过程可以分解、净化各种污染物，是人类生存环境的净化器，如图1-4所示。 1.3 土壤圈演化与 人类社会的发展图1-

7、4 土壤圈与人类生存发展的关系示意图1 土壤圈与地球生命作用，包括土壤物质循环的能量变化，生物转化，水循环，碳、氮、硫、磷循环及环境效应。 2 土壤圈与人类生存条件，包括土壤资源区域性开发与管理，综合农业中的动态变化，土壤对农林适宜性评价，营养元素的空间调控，土壤圈的各障碍因素对农业生产的限制作用。 3 土壤圈与自然环境，包括重金属元素在土壤圈中的空间分布、迁移、转化及动态变化，土壤污染物质的来源、分布、变化、迁移、浓集对生物环境的影响及调控；土壤在复合农业生态系统中的功能及优化模式。4 土壤圈与全球土壤变化，包括自然与认为条件下的土壤圈内不同土壤类型历史演变；现代成土过程基本特性变化预测 ；

8、土地退化，土壤痕量气体的通量及其对温室效应的影响。 5 土壤物质的组成与性质，包括土壤胶体表面的性质。土壤中有害物质的化学行为，土壤水分性质，植物营养元素的化学性质，根据主要微生物的生理生态特性，土壤有机质组成，性质，土壤生态系统的结构，功能等。图1-6土壤在陆地生态系统中的功能示意图（据Brady，2000） 土壤肥力是指土壤为植物正常生长发育提供并协调营养物质和环境条件的能力。它是土壤的综合属性和基本功能。土壤中植物养分、水热的输入、输出与储存之间的相互作用，是土壤肥力的核心所在，如图所示。 图3-16 土壤-植物系统养分循环模型 图3-17 植物-土壤系统离子平衡一般模型 图3-18 土

9、壤系统的水分运移模型 土壤肥力包括土壤营养因素和土壤环境条件两个方面。由于土壤环境条件范围相当广泛，这两者之间并无严格区别。土壤肥力因素状态都是与土壤的组成成分、土体构型、土壤结构，以及土壤生态系统紧密联系的，如图3-19所示。 图1 全球土壤-植被景观图图2 全球气温时空变化对土壤形成的影响图3 全球降水量时空变化对土壤形成的影响图4 全球降水量与蒸发量时空变化对土壤形成的影响图5 全球土壤水分状况与气候相关性 土壤固相组成的物理诊断特性主要包括土壤结构、密度、孔隙度、土壤颜色和土壤质地，它们是土壤发生的重要标志，也是影响土壤与环境间热量、水分、养分和气体交换，以及土壤中物质迁移转化的重要因素，因此，成为土壤分类和土壤资源开发利用的重要依据。土壤固相的物理诊断特性图8-4 美国系统分类中土纲的全球分布图(据Malcolm E. Sumner，1999)思考题与个案分析怎样理解土壤在地理环境中的地位和作用，以及土壤和人的关系？人类应该以什么样的态度