土壤地理学总结

土壤地理学PAGEPAGE11土壤绪论1.土壤（土被）是指覆盖在地球表面（具有一定肥力）能生长植物的疏松层。（包括大陆和湖海浅水区的地表）。 土壤是发育于地球表层具有生物活性和孔隙结构的介质，是地球陆地表面的脆弱薄层。 土壤是固态地球表面具有生命活动，处于生物与环境间进行物质循环和能量交换的疏松表层。2.土壤的本质特征和基本属性—肥力土壤肥力—指土壤（适时适量地）供应和协调植物生长发育所需要的水分、养分、空气、温度（扎根条件和无毒害物质）的能力。四大肥力因子：水、肥、气、热。3.认识土壤从单个土体着手，单个土体（pedon）是土壤剖面的立体化形式，作为土壤的三维实体，其体积最小。横切面形态近似六边形。面积的大小取决于土壤的变异程度。单个土体的面积约1-10平方米两个以上的单个土体组成的群体，称为聚合土体，又称土壤个体。聚合土体之间存在着层次排列、土壤特性方面的若干差异。4.土壤是最基本的农业生产资料1）土壤是自然形成物，人类生产活动，只能影响其生产力水平和质量转化，但人类不能随意制造土壤（自然性）2）其存在和分布有明显的地域性，人类只能在一定空间位置上来利用它，这种地域性也极大地限制了人类活动和生存空间。3）利用面积的有限性和不可代替性。4）土壤生产潜力的相对无限性5.土壤与人类的关系1）土壤是人类赖以生存的物质基础2）土壤是人类财富、权力的象征3）土壤与人类社会发展，人类文明有着密切关系6.土壤地理学及其研究内容土壤地理学是研究土壤与地理环境间的相互关系的科学，是地理学知识运用在人类社会实践中的一个重要领域，也是自然地理学与土壤学之间的边缘科学。它是研究土壤的发生、发展、分类和分布规律，进而为调控、改造和利用土壤资源提供科学依据的科学目的：充分合理地开发利用土壤资源；保护土壤的生态平衡；恢复和重建良好的土壤生态系统。7.土壤自净能力定义：土壤对进入其中的污染物通过复杂多样的物理过程、化学过程及生物化学过程，使其浓度降低、毒性减轻或者消失的性能。物理自净（扩散与稀释，淋洗，挥发，吸附和沉淀等）化学自净（氧化还原，化合分解，酸碱反应，络合和螯合作用）物理化学自净（土壤胶体的吸附，凝聚）生物自净（生物生理代谢，即生物降解与转化作用）土壤形态与土壤剖面1.土壤形态是指土壤外部的特征，如土壤剖面构造、土壤颜色、质地、结构、结持性、孔隙状况等，这些特征是可以通过观察者的感觉来认识的。土壤剖面——从地面垂直向下的单个土壤纵断面成为土壤剖面。土壤发生层（土层）——由于在土壤发育过程中，产生了各种特殊的成土作用，所以在土壤剖面中出现多种水平层次，称为土壤发生层。2.土壤发生层的划分和命名19世纪末，俄国土壤学家道库恰耶夫最早把土壤剖面分为三个发生层，即：腐殖质聚积表层（A）、过渡层（B）和母质层（C），ABC命名法(见图)。1967年国际土壤学会提出把土壤剖面划分为：有机层（O）、腐殖质层（A）、淋溶层（E）、淀积层（B）、母质层（C）、母岩层（R）等六个发生层。我国近年来在土壤调查和研究中也趋向于采用O、A、E、B、C、R土层命名法。O层：指以分解的或未分解的有机质为主的土层。它可以位于矿质土壤的表面，也可被埋藏于一定深度。A层：形成于表层或位于O层之下的矿质发生层。土层中混有有机物质，或具有因耕作、放牧或类似的扰动作用而形成的土壤性质。它不具有B、E层的特征。E层：（强烈淋溶）硅酸盐粘粒、铁、铝等单独或一起淋失，石英或其他抗风化矿物的砂粒或粉粒相对富集的矿质发生层。E层一般接近表层，位于O层或A层之下，B层之上。B层：在上述各层的下面，并具有下列性质：①硅酸盐粘粒、铁、铝、腐殖质、碳酸盐、石膏或硅的淀积；②碳酸盐的淋失；③残余二、三氧化物的富集；④有大量二、三氧化物胶膜，使土壤亮度较上、下土层为低，彩度较高，色调发红。C层：母质层。多数是矿质层，但有机的湖积层也划为C层。R层：即坚硬基岩，如花岗岩、玄武岩、石英岩或硬结的石灰岩，砂岩等都属于坚硬基岩。G层（潜育层）长期为水饱和，土壤中的高价铁锰被还原并迁移，土体呈灰蓝、灰绿或灰色的矿质发生层P层（犁底层）由于农具的镇压，人畜践踏等压实而成，主要见于水稻土耕作层之下J层（矿质结壳层）一般位于矿质土壤的A层之上，如盐结壳，铁结壳等。凡兼有两种主要发生层特性的土层，称为过渡层，如AB、AC、BC等3.土层界线类型土层之间的界线有几种形状，大多数是平整状。波状，见于森林土壤的腐殖质层下限；袋状，见于草原土壤的腐殖质层下限；舌状，见于生草灰化土灰化层下限和草原土壤的腐殖质层下限，“舌”的长宽比为2—5；指状，亦称水流状，见于冻土腐殖质层下限，指的长宽比大于5，也可由腐殖质沿根孔或掘土动物穴向下流动而成；参差状，也有称冲蚀状，见于强度灰化土的灰化层下限，是强淋溶作用土壤的特征；锯齿状，有时见于粘质灰化土；栅栏状，见于碱土脱碱化层与柱状层之间。4.土壤剖面构型土体构型——土壤发生层的数目、排列组合形式和厚度统称为土体构型。土壤剖面构型是土壤剖面构造类型的简称。在土壤形成过程中，由于存在着多种成土过程，而在不同时期，不同条件下，成土作用的强度都有差异。所以，造成了不同的土体物质形态，最终形成众多的、有规律的土壤层次组合、排列——土体构型。5.剖面类型：根据土壤发育程度的弱强把土壤剖面分为AC剖面、AC剖面、A（B）C剖面、ABC剖面，按水成作用影响分出AG剖面。根据土壤剖面发生层的特征，可以分为简单剖面和复杂剖面两大类：简单剖面原始剖面：剖面上部只有很薄的A层或AC层，下面即为母质层C。又叫AC剖面。弱分异剖面：剖面层次分异不明显，A、B、C各层之间无明显界线。正常剖面：最常见的一种剖面构型，具有代表该土壤形成过程的完整发生层，而且土层厚度正常。侏儒剖面：土壤发生层完整，但每一土层的厚度甚薄，仅数厘米。巨型剖面：厚度可达数米至十余米。侵蚀剖面：土壤剖面上部被侵蚀掉，又叫截头剖面，只残存部分A层者为弱度侵蚀剖面，缺A层和残存部分B层者为中度侵蚀剖面，缺A、B层者为强度侵蚀剖面。复杂剖面异源母质剖面：土壤剖面上部土层的成土物质与底部基岩或母质的物质组成不一致的剖面。埋藏剖面：由于后来物质的覆盖，在土壤剖面的一定深度中出现一个或一个以上埋藏层或埋藏剖面的剖面。多元发生剖面：土壤剖面中有二个以上由于生物气候条件演替而形成的，反映土壤不同发育历史和环境条件的特征性发生层。堆叠剖面：原来的土壤剖面上多次被沉积物质覆盖，或者由于大量施用泥肥、土粪或进行淤灌等使土壤表层或耕层不断垫高。翻动剖面：剖面表土层以下的土层经人为翻动到地表。人造剖面：在采矿、兴修水利等活动后，将混杂的土壤物质堆积或填回而形成的剖面。6.土壤的颜色土壤颜色（soilcolure）是土壤最重要的形态特征之一。根据土壤颜色的变化可作为判断和研究成土条件、成土过程、肥力特征和演变的依据。土壤颜色也是土壤分类和命名的依据之一，如红壤、黄壤、黑钙土、栗钙土等。土壤颜色主要决定于土壤的化学组成与矿物组成，它既反映土壤物质的组成和变化，又是成土过程的结果和外在表现。影响土壤颜色的主要因素有：有机质、矿物质、水分、质地和生物活动等。7.土壤质地（soiltexture）是指土壤颗粒粗细的情况，又称机械组成。在野外常根据手指研磨土壤的感觉近似地作出判断，准确地测定要在室内用机械分析方法来进行。一般土壤质地分为砂土、壤土和粘土等。8.土壤结构（soilstructure）指土壤颗粒胶结的状况。土壤中固体颗粒或者彼此孤立地存在着（如沙粒），或者相互粘结在一起形成一定形状和大小的团聚物，称为结构体。9.土壤结持性（soilconsistency）是指土壤对机械应力所表现出来的状态。包括粘着性和可塑性。在野外，应分别记载干、润、湿时结持性。土壤干时结持性：指土壤风干状态在手中挤压的破碎难易程度，分为松散、松软，稍坚硬、坚硬，很坚硬、极坚硬等级别。土壤润时结持性：土壤物质在手中挤压时破碎的难易程度，分为松散、极疏松、疏松、坚实、很坚实、极坚实等级别。10.土壤孔隙状况土壤孔隙状况有两方面的内容：一方面是孔隙的大小，土壤孔隙状况常在较大的结构体表面观察，常分为微孔隙、很细孔隙、细孔隙、中孔隙、粗孔隙，很粗孔隙。另一方面是孔隙的多少，分为少孔隙、中孔隙、多孔隙等。毛管孔隙和非毛管孔隙11.土壤干湿度土壤干湿度反映土壤中水分含量多少。在野外，靠人手对土壤感觉凉湿的程度及用手指压挤土壤是否出水的情况来判断。分干、润、潮、湿等级别。12.新生体（newformations或pedologicalfeatures）是指土壤发育过程中土壤物质重新淋溶淀积和集聚的生成物。根据新生体可以判断土壤类型、起源及其发育过程。新生体可分为化学起源与生物起源二种。13.侵入体是指土壤中不是由成土过程所产生，而是由于外界进入的特殊物质。侵入体在一定程度上能说明土壤的形成与土地利用的状况。岩石形态冰冻形态人为形态生物形态土壤组成1.土（泥巴）空隙水矿物质、有机质土壤气体土壤水分固相气相液相2.土壤矿物质（1）原生矿物是在风化过程中未改变化学组成和结晶构造的原始成岩矿物。 土壤原生矿物的种类和含量，随母质的类型、风化强度和成土过程的不同而异。主要有硅铝酸盐类、磷酸盐类、碳酸盐类、氧化物类、硫化物类。①原生矿物是构成土壤的骨骼——土粒；②并通过风化提供养分；(土壤为什么是固相整体，植物生长所需养分从何而来)③部分转化为次生矿物。（2）次生矿物是由岩石风化和成土过程中新生成的矿物。次生矿物在土壤的主要作用是一为植物生长保储、提供养分；二是参与土壤的结构形成。其化学组成和结晶构造都经过改变，而不同于原来的原生矿物。次生矿物是土壤物质中最细小的部分（粒径＜0.001毫米），具胶体的性质，所以又常称之为粘（黏）土矿物或粘粒矿物。主要有简单盐类、次生氧化物类、次生铝硅酸盐类。次生粘土矿物的绝大部分属于硅铝酸盐类，它们在土壤属性上的作用同它们的类型及构造特征有紧密关系；原生的硅铝酸盐类矿物的结晶构造的第一种基本单位是硅氧四面体[SiO4]4-粘土矿物的第二种基本构造单位为铝氧八面体：[AlO6]9-.同晶置换（同型异质替代）——当粘土矿物形成时，晶格内的组成离子（中心离子）常被另一种大小相近而且电性相同的离子所替代，这种现象称为同晶代换（同型异质替代）。常见的是Al3+代换Si4+,Ca2+、Mg2+代换Al3+。3.土壤矿物的风化过程（迁移转化）物理风化又称机械崩解作用，指矿物发生机械破碎，而没有化学成份和结晶构造变化的作用。化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化，并产生新矿物的作用。（1）水的溶解作用（2）水化作用（3）水解作用（4）氧化作用生物风化：指动物、植物、微生物的生命活动及其分解产物对岩石矿物的风化作用。根系的挤压；地衣、苔藓保蓄水分，加强化学风化；呼吸产生的二氧化碳和有机酸，分解矿物等。4.土壤矿物的地理分布不同的生物气候带，土壤中矿物质分布有所不同，一般在干冷气候条件下土壤含有较多的原生矿物，在湿热气候条件下，土壤含有较多的氧化铁、氧化铝和氧化铁等较为稳定的矿物。强烈化学风化的热带和亚热带地区，土壤中含有较多的高岭石、水铝石、氧化铁和氧化铝等次生矿物。在干旱寒冷的地区，粘土矿物以伊利石、蛭石、蒙脱石较为普遍。在温暖或温湿条件比较适中的地区，粘土矿物也以伊利石为主，但还出了少量高岭石。5.土壤有机质是指土壤中的各种含碳有机化合物及其衍生物，包括动植物残体、微生物体和这些生物残体的不同分解阶段的产物，以及由分解产物合成的腐殖质等.土壤有机质是土壤肥力的重要物质基础。6.土壤有机质的来源和组成来源：动植物残体7.土壤有机质的转化土壤有机质转化的意义在于对良好土壤结构形成、土壤肥力的稳定协调以及养分的释放、动物、微生物活动和植物的正常生长等方面意义十分重大。有机质的转化包括有机质的矿化和腐殖质化两个既矛盾又统一的变化过程。8.矿化过程与腐殖质化过程矿化过程指土壤动植物残体在微生物作用下，把复杂的有机质分解为简单的化合物，最后变成无机化合物的过程。分解后的较简单的产物被土壤微生物重新合成，形成更为复杂的有机质，即为土壤腐殖质。这个由简单到复杂的过程，叫做腐殖质化过程。土壤的腐殖化作用（过程）是指，进入土壤的生物残体，在土壤微生物作用下，合成腐殖质的过程。这是个极其复杂的生物化学过程。9.土壤水分和土壤空气土壤水分主要来自大气降水、灌溉水、地下水。此外，水汽的凝结也会增加土壤水分的含量，但这种水分含量很少，不占重要地位。土壤水分的消耗主要有土壤蒸发、植物吸收和蒸腾，水分渗漏和径流损失等，其中地面蒸发和水分渗漏最为重要。土壤水分的收入和消耗使土壤水含量相应变化的情况，叫做土壤水量的平衡，其表达式为：△水＝水收入—水支出10.土壤水的状态及类型按基本形态划分：固态水（较少）、液态水和气态水按水分的吸附情况和特殊结合形态（结合作用力）的类型）进行划分：化学结合水：参与粘土矿物的晶格组成，并被矿物牢固保存的水。（水铝片）化学束缚水（由化学键作用）固态水变态结晶水：同矿物晶格相结合，但结合不坚固易被分离的水（但是不易被植物吸收）物理束缚水：吸湿水，薄膜水毛管水：被毛管力吸附保持于土壤空隙的水。（毛管，孔径＜0.1mm），是十分重要的有效水11.水分常数及土壤水的有效性人为的为土壤水定出界限，令各种类型水分含量的最大值为该类型水的水分常数。吸湿水最大值——最大吸湿水量（吸湿系数）当土壤空气相对湿度达到饱和时，土壤吸湿水含量达到最大值时，称最大吸湿量，又称吸湿系数。膜状水的最大含量——最大分子持水量毛管悬着水达到最大值的土壤含水量——田间持水量毛管上升水的最大值——毛管持水量当土壤孔隙全部充满水时，重力水饱和时的含水量——饱和持水量（全蓄水量）膜状水即使含量还高，植物便开始凋萎，植物呈永久萎蔫时的土壤含水量——凋萎系数土壤有效水的数量可由土壤水分常数计算：土壤有效水量＝田间持水量－凋萎系数土壤水分有效性主要受土壤质地、结构、有机质含量等影响.12.土水势(soilwaterpotential)是指单位水量从一平衡的土-水系统移动到与它同温度而处于参比状态的水池时所作的功。基质势，溶质势，压力势，重力势13.土壤保水能力的大小，抗旱能力的强弱，常用土壤有效含水量来衡量。土壤有效含水量一般指田间持水量至永久萎焉百分数（凋萎系数）间的含水量。上限定于田间持水量是由于土层表层所有的毛管都充满水，平时可以保水，又可以给植物供水的最大量.14.植物吸水主要是被动吸水方式。土壤向植物供水是由土壤土水势同植物内水势的差值决定的，其动力决定于水势梯度：土水势＞根水势＞茎水势＞叶水势＞大气水势15.土壤与大气的气体交换两种机制：一是土壤空气和大气的整体交换；二是部分气体由于浓度差差生的相互扩散。气体交换的两个基本条件：土壤固相部分有足量的空隙，提供气体的进出。必须具有气体运动的动力，如气体气压梯度或浓度差的存在。土壤空气与大气间的气体交换，以及土体内部允许气体扩散和流通的性能，称为土壤通气性。土壤性质1.物理性质：主要包括土壤质地、土壤结构、孔隙度等。土壤颗粒级——将粒径大小相近、性质相似的土粒归为一类，称为粒级。土壤质地——土壤是由许多大小不同的土粒、按不同的比例组合而成的，这些不同粒级混合在一起表现出来的土壤粗细状况，称为土壤质地（土壤机械组成）。2.土壤结构土壤颗粒常常相互作用胶结成各种形态的团聚体，团聚体的组合排列形态称为土壤结构。土壤结构的类型（1）片状结构（2）棱柱状结构（3）柱状结构（4）角块状结构（5）团块状结构（6）粒状结构（7）团粒状结构3.土壤结构的形成结构形成的两个关键：胶结物质和胶结力土壤结构的形成除了依靠胶结物质的作用外，还需要外力的推动：生物的作用，干湿交替，冻融交替，耕作挤压4.土壤的一般物理性，是指土壤的比重、容重和土壤孔隙性。土壤孔隙决定于土壤质地、有机质含量、土壤结构等。孔隙良好的土壤能够很好协调水热气和养分的状况，有利于土壤肥力的发挥和作物的生长发育。土壤的比重：单位体积固体的重量与同体积水的重量之比（真比重）。土壤的容重：单位体积的原状土体（包括固体和孔隙）的干土重与同体积水的重量之比，（假比重）以g/cm3表示。土壤的孔隙度：土粒与土粒，结构体与结构体之间通过店面接触关系，形成大小不等的空间，土壤中的这些空间称为土壤孔隙。单位体积土壤内孔隙所占体积的百分比称为土壤孔隙度。5.土壤孔隙根据其大小和性能分为两种：一种是土壤孔隙直径小于0.1mm的，称为毛管孔隙，具有明显的毛管作用。毛管孔隙所占土壤体积的百分比，称为毛管孔隙度。毛管孔隙使土壤具有贮水性能。另一种土壤孔隙直径大于0.1mm，称为非毛管孔隙，非毛管孔隙所占土壤体积的百分比，称为非毛管孔隙度，非毛管孔隙不具有持水能力。非毛管孔隙度的大小取决于团聚体的大小，团聚体越大，非毛管孔隙度也越大6.土壤的物理机械性：土壤的物理机械性是指土壤在各种含水状况下，受到外力作用时显示出一系列的动力学的性质，包括土壤的粘结性、粘着性、膨胀性和收缩性、可塑性。7.土壤胶体土壤胶体是土壤中高度分散的部分，是土壤中最活跃的物质。（1）矿质胶体（无机胶体），主要是次生粘土矿物（2）有机胶体：主要是腐殖质，还包括有机酸、蛋白质及其他大分子有机化合物（3）有机—无机复合胶体：土壤有机胶体和矿质胶体通过离子键、氢键等将有机质和矿质结合形成的胶体类型。在土壤中最常见也是最重要的胶体种类胶体的构造有两种形式，若胶体内部组成的分子或离子排列组合有严格规律的为晶形胶粒，若排列无严格规律的则属非晶形胶粒。土壤无机胶体多属晶形胶体，有机胶体多属非晶形胶体。胶核是胶粒的核心，土壤胶体胶核的成分由二氧化硅、氧化铁、氧化铝、次生铝硅酸盐腐殖质等的分子团所组成的微粒核。胶体性质：巨大的比表面和表面能，土壤胶体的带电性。土壤胶体可以呈溶胶和凝胶两种形态存在，而且两者可以相互转化。由溶胶转为凝胶，称为凝聚作用；相反由凝胶分散为溶胶，称为消散作用。（决定土壤结构的形成或离散）土壤胶体表面吸收的离子与溶液介质中其电荷符号相同的离子相交换，称为土壤的离子吸收和土壤的离子交换作用。根据土壤胶体吸收与交换的离子不同，土壤的离子交换（ion-exchangeofsoil），可分为：阳离子的吸收和交换作用阴离子的吸收和交换作用土壤的其他吸收作用：

1）土壤机械吸收作用：孔隙过滤2）土壤物理吸收作用：借助表面能吸附分子物质3）土壤化学吸收作用：可溶物形成难溶物的沉淀过程4）生物吸收作用：生物对养分的选择行吸收8.土壤溶液土壤液相的作用和功能（1）输导作用：养分在土壤中移动，向植物输送（2）调节作用：决定土壤的酸碱环境、氧化还原环境（3）影响土壤的物理状况：通气