(土壤学教学课件)第八章成土因素和土壤形成过程

最新资料推荐最新资料推荐#/19而在洼低地，其情况刚好相反。不同地貌部位对太阳辐射的吸收和地面辐射状况不同一般来说，南坡接收的太阳辐射量大，温度较高，北坡接收的太阳辐射量小，温度较低。盆地地形闭塞，地面辐射受阻，温度较高，如我国的四川盆地的重庆是三大火炉之一。（三）地形影响土壤发育和分布由于不同地貌部位影响母质类型和水热条件，在不同母质类型和水热条件下可形成不同的土壤类型，所以，地形也影响土壤的发育和分布，在不同的地貌部位出现不同的土壤。在中小地貌横断面上，随地形起伏，母质和地下水的变化依次出现的有发生联系的一系列土壤，称为土链（soilcatena）。在不同地貌部位，由于成土条件的不同依次出现许多土壤，土壤与土壤之间有发生上的共轭关系。五、时间因素对土壤形成的影响（一）任何土壤都是生物、气候和地形因素作用于母质因素经过不同时间的表现。也就是说母质、生物、气候和地形因素尽管相同，经历的时间不同，形成的土壤也有较大的差别，从这个意义上来说，时间也是土壤形成的一个重要因素。为什么经历的时间不同，形成的土壤不同呢？这主要有两方面的原因：第一，生物、气候和地形因素作用于母质的时间越长，它们之间物质和能量交换的量越大，可以由量变到质变，转变为另一土壤类型。第二，生物、气候、地形和母质因素并不是静止不变的，它们也每时每刻地。发生着变化，对土壤的影响随时间的不同而不同，促使土壤发生变化。事实上，这两种情况都是存在的，不可分割。所以，通过研究土壤的形成年龄了解土壤与环境条件即成土因素相互作用的强度，帮助人们从动态的观点了解土壤形成过程的实质。那么怎样衡量土壤形成时间的长短呢？关于土壤形成时间的长短，威廉斯曾提出绝对年龄和相对年龄的概念。（二）土壤形成时间长短的表示方法1.绝对年龄是指土壤在当地新母质上开始形成的时候算起直到现在的真实年龄。好象人从降生时起，直到目前的时间。确定绝对年龄的方法有C14同位素法，抱粉分析法等。2.相对年龄是指土壤的发育程度。一般用剖面分异程度加以确定，土壤剖面发生层越多，厚度越大说明土壤的发育程度就越高，经历的时间越长，即相对年龄较大。相反，如果剖面分异不明显层次较薄者相对年龄就小。这好象判断一位不相识的生人年龄，从他的头发颜色，面部皱纹的多少，腰是否弯曲及弯曲程度即可了解他的大致年龄，是属于青年、中年或老年。一般来说，绝对年龄大，则其相对年龄也大，但由于成土条件与土壤作用的程度不同，有时并不一致。要特别注意。六、人为因素对土壤形成和演变的影响人类活动作为一个成土因素，与自然成土因素有着本质的区别，其区别在于以下几个方面：（一）目的性（二）社会性（三）深刻性七、土壤的形成过程（一）土壤形成过程的基本规律土壤形成过程的基本规律是地表物质地质大循环和生物小循环的对立统一规律1.地表物质的地质大循环①含义：指地表岩石经风化、搬运、堆积，在海洋底部固结成岩，再经地壳运动抬升出露地表，重新开始另一循环，这个循环过程称为地质大循环。特点：岩石风化形成了土壤的基底物质母质。岩石只有经过地质大循环才具有了一定的通透性和保肥保水能力，为土壤肥力发展提供了前提条件。其方向力图使土壤养分淋失，纳入新的地质大循环。从这一点来说，对土壤形成是不利的。其循环周期长、范围广。地质大循环周期很长，只能用地质历史时间来表示，而且影响的范围很广，涉及到陆地和海洋。生物小循环①含义：植物从土壤中选择吸收养分和水分并存储在活的生物体（植物、动物和微生物）内，再以有机残体的形式归还给地表，并经过微生物分解，将其所含的养分和水分重新释放出来进入土壤，开始新的另一循环。这个循环过程称为生物小循环。②特点：不是简单的重复过程而是螺旋式上升的。力图将各种养分物质保持在土壤中而避免流失。每经过一个生物小循环土壤表层的养分含量都有所提高。所以它不是一个简单的重复性循环，而是螺旋式上升的。可见这个循环可使土壤肥力不断提高。其循环快，范围小，效率高。生物体从生长发育到死亡被微生物分解这个过程较地层大循环来说短得多，多则几年到几十年，少则数月（如草本植物体），其循环周期短。而且影响范围较小，往往植物体就地死亡并被分解。由于它循环快，范围小所以它的循环效率也较高。地质大循环和生物小循环的关系总起来说，地质大循环和生物小循环的关系是对立统一的关系。对土壤养分来说，两者的方向是相反的、矛盾的。这是因为地质大循环力图将土壤养分排出土体，纳入地质循环过程中，而生物小循环则力图将各种养分物质累积于土壤中免于淋失，所以，这两个循环就其进行的方向来说是相反的、矛盾的、对立的。生物小循环是在地质大循环的基础上进行的。地质大循环使岩石形成土壤母质，为生物生活提供了前提条件。如果没有地质大循环就不可能有生物小循环。从地质历史时间来看，生物小循环是地质大循环中的一个小规模循环。试想当海洋地壳上升时，大片陆地肯定要被海水淹没，生物小循环停止，进入地质大循环。两者的对比关系共同决定着土壤的肥力状况如果生物小循环〉地质大循环，土壤肥力发展生物小循环V地质大循环，土壤肥力减退生物小循环=地质大循环，土壤处于平衡状态值得注意，土壤平衡也有多种情况。如果，在高寒地区达到土壤平衡，则属低水平土壤平衡，表现是长期土层薄、层次不明显、肥力低。在湿热地区达到土壤平衡，则属高水平土壤平衡，表现是土层厚、层次多，肥力高而且长期稳定少变。二）主要的成土过程1.原始土壤形成过程是土壤形成的起始点。在岩石表面或新风化物上出现低级植物（如地衣、苔藓及真菌等），它们使矿物分解，从中获得养分，供少量水分生长，形成原始土壤（如高山寒漠土、冰沼土等）。这些土壤的共同特点是：土层薄、无明显发生层次、有机质含量低、砾石含量高。2.灰化过程指土体表层SiO2残留，R203及腐殖质淋溶淀积的过程。这个过程发生在寒带和寒温带气候条件下，该地区生长的植物是针叶林。由于气温低，地表枯枝落叶分解慢，故地表枯枝落叶层很厚，层中含有大量的水分。另外针叶树中富含树脂、单宁物质，所以分解它们的微生物主要是真菌，在真菌分解单宁、树脂类物质时产生大量酸性较强的有机酸富里酸，又因针叶树种含灰分盐基少，不能有效中和有机酸，使土壤呈强酸性。在强酸性作用下，土壤矿物被强烈破坏形成盐基、SiO2和R2O3等，在土壤呈强酸性的条件下，SiO2推动性弱而残留在土壤亚表层，R2O3活动性强在表层发生淋溶而在下层发生淀积。这种过程的结果使土壤亚表层SiO2含量相对增高，颜色变浅呈灰白色。粘化过程指土体中粘粒的形成和聚积过程。这个过程的结果使土壤中形成一个粘粒含量相对较高的层次，叫粘化层。在温带和暖温带湿润条件下，水热条件比较稳定，有利于原生矿物的分解，并形成大量的次生粘土矿物。土壤表层的粘粒在水分下渗时随水向下移动，下层淀积，而下层的原地生成的粘粒残留原地不动，结果使土体心土层出现一个粘粒含量相对较高的层次粘化层。如河南省境内的棕壤和黄棕壤都有比较明显的粘化层。富铝化过程指土体中SiO2淋失，R203相对富积的过程，与灰化过程相反，结果形成一个富含铁、铝的红色土层。在湿热的条件，植物是阔叶林，阔叶林较针叶林含灰分较多，分解时既有真菌也有细菌。形成的腐殖质没有酸性较强的富里酸也有酸性较弱的胡敏酸，再加上分解释放的盐基较少能中和一部分有机酸使土壤呈酸性或弱酸性。原生和次生矿物彻底分解，形成盐基、硅酸和R2O3等物质。在弱酸性的条件下，SiO2和盐基大量淋失，R203则移动性很弱，保留在土体中，致使土体呈红色。如果这个过程进行了强烈位移形成铝土矿和铁盘，如热带森林条件的砖红壤就具有这种特征。腐殖化过程指在各种植物作用下，在土壤表层进行的腐殖质形成和积累过程。我们在讲有机质分解转化时，曾提到在有机质矿质化的同时，又发生着腐殖质的形成过程，即腐殖化过程。其结果在土壤表层带出现一个颜色相对较暗，有机质含量相对较高的层次腐殖质层。这个过程在所有土壤中都有出现，是一个普遍发生的成土过程，只不过是有些土壤强烈，有些土壤不强烈而已。如草原土壤腐残殖化过程非常强烈，形成的腐殖质层较厚而且含量较高。在荒漠地带这个过程很微弱，腐殖层很薄，含量很低，森林土壤则居中。泥炭化过程指土壤有机质以半分解有机残体形式在土壤中累积过程。这个过程的结果使土壤表层出现一个植物纤维还清晰可见，处于半分解（即没有完全分解）的有机质积累层泥炭层。这个过程在沼泽地带常常出现。沼泽分布区一般来说气温较低，地表有常年积水。沼泽植物死亡后，有机残体进入土壤表层，而表层常年积水，土壤处于还原状态。在还原状态下，有机质进行嫌气分解，这种分解往往不彻底而且进行的速率很慢。在上年的有机残体没有被彻底分解之前，又有新的有机残体进入土壤。所以在土壤中积累的有机质都是分解不完全的半分解腐殖质，其纤维还可清楚看见。这个层次即泥炭层。钙化过程指碳酸盐（CaC03、MgC03）在土体中的淋溶淀积过程。其结果在土体中部往往形成一个富含碳酸盐的层次钙化层。这个过程发生在半干旱草原地带，降水少，土壤淋溶作用弱，土体中只有易溶性盐如NaCl、KCL等在季节性降水时淋出土体。铅、铝、硅基本不发生移动，而Ca2+、Mg2+只部分发生淋溶，Ca2+、Mg2+从土壤表层向下淋溶到一定深度就淀积下来,形成钙化层。例如我省豫西地区的褐土即可见到钙化层。盐化过程指各种易溶性盐分在土壤表层逐渐积累的过程。这个过程使土壤表层易溶盐含量达到0.6％以上时即称的盐土，这个含盐较高的层次叫做盐化层。那么易溶性盐是如何积累到土壤表层的呢？有以下两种情况：在滨海地区，土壤母质中就含有较多的NaCl易溶性盐，很易形成盐土。在半湿润半干旱地区，地下水位较浅，地下水的易溶性盐随毛管上升到达土壤表层积累起来，一旦含量达到0.6％时即形成盐土，如我省黄河北岸的封丘县有大面积的盐土，在我国西北部广大地区都有大面积盐土分布。碱化过程指交换性Na+进入土壤胶体并发生积聚的过程。如果因某种原因，土壤中含有很多的Na+,Na+即可交换土壤胶体上的其它阳离子，而被土壤胶体吸收。而NaOH呈强碱性，pH值可达9以上，对作物生长非常不利。如果胶体吸收有过多的Na+时，胶体还可发生分散，处于胶溶状态，此时土壤结构发生破坏，湿时稀烂、泥泞，干时坚硬板结，通气严重不良，影响植物正常生长甚至不能生长植物。在干旱时碱土下部往往可见柱状结构。潜育化过程指土体中所发生的还原过程。在长期渍水条件下，土壤呈还原状态，Eh一般低于350mv,有时甚至为负值。土壤中的一些高价矿物，主要是eFe和和Mn，变为低价状态Mn2+、Fe2+，价并游离出来，低价eFe化合物多呈兰灰或青灰色，所以整个土层呈兰灰或青灰色称潜育层。如水稻土、沼泽土等土壤常发生潜育化过程。潴育化过程：指土体发生的氧化还原交替进行的过程。在地势低洼，地下水位较浅的地方，土壤受地下水季节变动的影响，雨季上升到达土壤某一层次，此时发生潜育化过程，形成Fe2+、Mn2+，呈兰灰色。在干旱季节，地下水位下降，原来发生潜育化的土层，则发生氧化，Fe2+、Mn2+Fe3+、Mn4+沉积下来，形成锈纹