第九章第2節(jié)土壤的形成和發(fā)育

1、一、形成土壤的兩個(gè)基本作用一、形成土壤的兩個(gè)基本作用 即風(fēng)化作用與疏松層的形成過程和生物作用對(duì)母質(zhì)的改造過程。1、風(fēng)化作用與疏松層的形成、風(fēng)化作用與疏松層的形成 在自然界外力作用下，巖石由大塊破碎為碎屑母質(zhì)的過程叫風(fēng)化作用。 風(fēng)化過程起著兩方面的作用： 致密巖石的破壞； 營養(yǎng)元素的釋放。 風(fēng)化作用主要有物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化兩種基本形式。第二節(jié)第二節(jié) 土壤的形成和發(fā)育土壤的形成和發(fā)育2 2、生物作用對(duì)母質(zhì)的改造、生物作用對(duì)母質(zhì)的改造 生物的改造作用也有兩個(gè)方面：有機(jī)質(zhì)的加入；養(yǎng)分元素的富積。腐殖質(zhì)是一種暗色無定形的膠體物質(zhì)。 生物改造作用的另一顯著影響，是植物對(duì)養(yǎng)分元素的富積過程。植物根系能有選擇

2、地吸收那些對(duì)植物生長有用的營養(yǎng)成分，暫時(shí)儲(chǔ)存在生物體內(nèi)，并通過殘落物的分解用釋放至土壤的表層。二、土壤剖面及其變化二、土壤剖面及其變化1 1、土壤剖面模式、土壤剖面模式O O：有機(jī)層：有機(jī)層 A A：淋溶層：淋溶層E E：漂白淋溶：漂白淋溶層層B B：淀積層：淀積層C C：母質(zhì)層：母質(zhì)層R R：母巖：母巖2 2、土壤剖面的變化、土壤剖面的變化3 3、土壤的演進(jìn)、土壤的演進(jìn) 土壤演進(jìn)指土壤剖面的發(fā)育隨成土?xí)r間進(jìn)程的變化而變化的過程。土壤發(fā)育的四個(gè)階段土壤發(fā)育的四個(gè)階段: :原始階段：原始母質(zhì)原始階段：原始母質(zhì)幼年階段：幼年土壤（幼年階段：幼年土壤（A-CA-C型土壤）型土壤）壯年階段：成熟土壤（

3、壯年階段：成熟土壤（A-B-CA-B-C型土壤）型土壤）老年階段：老年土壤（局部出現(xiàn)老年階段：老年土壤（局部出現(xiàn)E E層）層）圖9.16 土壤發(fā)育階段示意圖三、土壤形成的影響因素：三、土壤形成的影響因素：影響土壤的因素有六種，即：影響土壤的因素有六種，即： 母質(zhì)因素母質(zhì)因素 生物因素生物因素 氣候因素氣候因素 地形因素地形因素 時(shí)間因素時(shí)間因素1.1. 人為因素人為因素1 1、母質(zhì)因素、母質(zhì)因素（1 1）常見的幾種母質(zhì)類型）常見的幾種母質(zhì)類型土壤母質(zhì)：土壤母質(zhì)：風(fēng)化作用使巖石破碎，理化性質(zhì)改變，形成結(jié)構(gòu)疏松的風(fēng)化殼。殘積母質(zhì)：殘積母質(zhì)：風(fēng)化殼保留在原地形成的殘積物；運(yùn)積母質(zhì)：運(yùn)積母質(zhì)：在重力、

4、流水、風(fēng)力、冰川等作用下風(fēng)化物質(zhì)被遷移形成崩積物、海積物、湖積物、冰磧物和風(fēng)積物；（2 2）母質(zhì)與土壤的關(guān)系）母質(zhì)與土壤的關(guān)系 母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)和植物礦質(zhì)養(yǎng)分元素（氮除外）的最初來源； 母質(zhì)代表土壤的初始狀態(tài)，在氣候與生物的作用下，經(jīng)過上千年的時(shí)間，才逐漸轉(zhuǎn)變成可生長植物的土壤； 母質(zhì)對(duì)土壤的物理性狀和化學(xué)組成均產(chǎn)生重要的作用； 隨著成土過程進(jìn)行得愈久，母質(zhì)與土壤間性質(zhì)的差別也愈大； （3 3）母質(zhì)類型與土壤質(zhì)地的關(guān)系）母質(zhì)類型與土壤質(zhì)地的關(guān)系不同造巖礦物抗風(fēng)化能力不同石英白云母鉀長石黑云母鈉長石角閃石輝石鈣長石橄欖石基性巖母質(zhì)的土壤質(zhì)地較細(xì)，粉砂、黏粒較多，砂粒較少酸性巖母質(zhì)的土壤質(zhì)

5、地較粗，砂粒較多，粉砂、黏粒較少土壤礦物組成、化學(xué)組成與土壤母質(zhì)的關(guān)系：土壤礦物組成、化學(xué)組成與土壤母質(zhì)的關(guān)系：基性巖母質(zhì)的土壤：基性巖母質(zhì)的土壤：含角閃石、輝石、黑云母等深色（暗色）礦物；酸性巖母質(zhì)的土壤：酸性巖母質(zhì)的土壤：石英、正長石、白云母等淺色礦物；基性巖母質(zhì)：基性巖母質(zhì)：鐵、錳、鎂、鈣含量較高；酸性巖母質(zhì)：酸性巖母質(zhì)：硅、鈉、鉀含量較高；2 2、生物因素、生物因素 生物是土壤有機(jī)質(zhì)的來源和土壤形成過程中最活躍的因素； 首先，巖石表面在適宜的日照和濕度條件下滋生出苔蘚類生物，它們依靠雨水中溶解的微量巖石礦物質(zhì)得以生長，同時(shí)產(chǎn)生大量分泌物對(duì)巖石進(jìn)行化學(xué)、生物風(fēng)化； 隨著苔蘚類的大量繁殖，

6、生物與巖石之間的相互作用日益加強(qiáng)，巖石表面慢慢地形成了土壤； 最后，一些高等植物在年幼的土壤上逐漸發(fā)展起來，形成土體的明顯分化。 在生物因素中，植物起著最為重要的作用（為什么？）。植物有選擇地吸收母質(zhì)、水體和大氣中的養(yǎng)分元素，并通過光合作用制造有機(jī)質(zhì)，然后以枯枝落葉和殘?bào)w的形式將有機(jī)養(yǎng)分歸還土壤。 動(dòng)物除以排泄物、分泌物和殘?bào)w的形式為土壤提供有機(jī)質(zhì)，并通過啃食和搬運(yùn)促進(jìn)有機(jī)殘?bào)w的轉(zhuǎn)化外，有些動(dòng)物如蚯蚓、白蟻還可通過對(duì)土體的攪動(dòng)，改變土壤結(jié)構(gòu)、孔隙度和土層排列等。 微生物在成土過程中的主要功能是有機(jī)殘?bào)w的分解、轉(zhuǎn)化和腐殖質(zhì)的合成。3 3、氣候因素、氣候因素（1 1）氣候?qū)ν寥佬纬傻闹苯佑绊懀海?/p>

7、候?qū)ν寥佬纬傻闹苯佑绊懀?通過土壤與大氣之間經(jīng)常進(jìn)行的水分和熱量交換，對(duì)土壤水、熱狀況和土壤中物理、化學(xué)過程的性質(zhì)與強(qiáng)度的影響。舉例：舉例： 在寒冷的氣候條件下，一年中土壤凍結(jié)達(dá)幾個(gè)月之久，微生物分解作用非常緩慢，使有機(jī)質(zhì)積累起來；而在常年溫暖濕潤的氣候條件下，微生物活動(dòng)旺盛，全年都能分解有機(jī)質(zhì)，使有機(jī)質(zhì)含量趨于減少。（2 2）氣候?qū)ν寥佬纬傻拈g接影響：）氣候?qū)ν寥佬纬傻拈g接影響： 通過影響巖石風(fēng)化過程以及植被類型間接地影響土壤的形成和發(fā)育。 舉例：從干燥的荒漠地帶或低溫的苔原地帶到高溫多雨的熱帶雨林地帶，隨著溫度、降水、蒸發(fā)以及不同植被生產(chǎn)力的變化，有機(jī)殘?bào)w歸還逐漸增多，化學(xué)與生物風(fēng)化逐漸增

8、強(qiáng)，風(fēng)化殼逐漸加厚 。4 4、地形因素、地形因素 地形對(duì)土壤形成的影響主要是通過引起物質(zhì)、能量的再分配而間接地作用于土壤的。舉例：舉例：在山區(qū)，由于溫度、降水隨著地勢(shì)升高的垂直變化，形成不同的氣候和植被帶，導(dǎo)致土壤的組成成分和理化性質(zhì)均發(fā)生顯著的垂直地帶分化。 坡度坡度和坡向坡向也可改變水、熱條件和植被狀況，從而影響土壤的發(fā)育。 舉例：舉例：在陡峭的山坡上，由于重力作用和地表徑流的侵蝕力往往加速疏松地表物質(zhì)的遷移，所以很難發(fā)育成深厚的土壤；而在平坦的地形部位，地表疏松物質(zhì)的侵蝕速率較慢，使成土母質(zhì)得以在較穩(wěn)定的氣候、生物條件下逐漸發(fā)育成深厚的土壤。 陽坡由于接受太陽輻射能多于陰坡，溫度狀況比陰

9、坡好，但水分狀況比陰坡差，植被的覆蓋度一般是陽坡低于陰坡，從而導(dǎo)致土壤中物理、化學(xué)和生物過程的差異。 5 5、時(shí)間因素、時(shí)間因素 在適宜的條件下，成土母質(zhì)首先在生物作用下進(jìn)入幼年土壤發(fā)育階段，剖面分化為A層和C層，土壤的性質(zhì)在很大程度上還保留著母質(zhì)的特征； 隨著B層形成和發(fā)育，土壤進(jìn)入成熟階段，這一階段有機(jī)質(zhì)積累旺盛，易風(fēng)化礦物質(zhì)強(qiáng)烈分解，在淀積層中粘粒大量積聚，土壤肥力和自然生產(chǎn)力達(dá)到最高水平。 經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間以后，成熟土壤出現(xiàn)強(qiáng)烈的剖面分化，出現(xiàn)E層，并使A層和B層的特征發(fā)生顯著差異，有機(jī)質(zhì)累積過程減弱，礦物質(zhì)分解進(jìn)入最后階段，只有抗風(fēng)化最強(qiáng)的礦物殘留在土體中，淀積層中粘粒積聚形成粘盤，

10、土壤進(jìn)入老年階段，這一階段土壤的肥力和自然生產(chǎn)力都明顯降低。6 6、人為因素、人為因素 人類生產(chǎn)活動(dòng)主要表現(xiàn)在通過改變成土因素作用于土壤的形成與演化。舉例：人類以水稻、小麥、玉米、大豆等一年生草本農(nóng)作物替代天然植被，由于人工栽培的植物群落結(jié)構(gòu)單一，必須大量輸入物質(zhì)、能量及精心管理才能獲得高產(chǎn)。 人類通過耕耘改變土壤的結(jié)構(gòu)、保水性、通氣性；通過灌溉改變土壤的水分、溫度狀況； 通過農(nóng)作物的收獲將本應(yīng)歸還土壤的部分有機(jī)質(zhì)剝奪，改變土壤的養(yǎng)分循環(huán)狀況；1. 通過施用化肥和有機(jī)肥補(bǔ)充養(yǎng)分的損失，從而改變土壤的營養(yǎng)元素組成、數(shù)量和微生物活動(dòng)等。 土壤形成因素在土壤形成過程中的作用：（即指：母質(zhì)、生物、氣候

11、、地形、成長時(shí)間五大自然因素），根據(jù)土壤成因?qū)W說，可將土壤的形成因素歸納如下： 母質(zhì) 動(dòng)物 草本 成土因素 生物 植物 木本 空間因素 氣候 微生物 自然因素 成土條件 地形土壤形成因素土壤形成因素 時(shí)間因素-成土年齡(成土?xí)r間) 人為因素 - 人類的作用四、土壤的主要成土過程四、土壤的主要成土過程 土壤物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)化的四個(gè)基本土壤物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)化的四個(gè)基本過程：過程：（1）輸入（2）輸出（3）轉(zhuǎn)移（4）轉(zhuǎn)化成土過程成土過程概念概念生境生境特點(diǎn)特點(diǎn)結(jié)果結(jié)果診斷診斷1 1 腐殖化過程腐殖化過程（humificationhumification）進(jìn)入土壤的有機(jī)質(zhì)殘?bào)w轉(zhuǎn)化進(jìn)入土壤的有機(jī)質(zhì)殘?bào)w轉(zhuǎn)化為

12、腐殖質(zhì)物質(zhì)并在土壤表層為腐殖質(zhì)物質(zhì)并在土壤表層積累的過程積累的過程草原及草甸植草原及草甸植被條件下被條件下冷濕草原和草甸冷濕草原和草甸植被下的腐殖質(zhì)植被下的腐殖質(zhì)層較厚，顏色暗層較厚，顏色暗腐殖質(zhì)層腐殖質(zhì)層2 2 泥炭化過程泥炭化過程（paludizationpaludization）有機(jī)質(zhì)以植物殘?bào)w形式在土有機(jī)質(zhì)以植物殘?bào)w形式在土體上部積聚的過程體上部積聚的過程地下水位較高，地下水位較高，或地表積水的或地表積水的沼澤地帶沼澤地帶不礦化、不腐殖不礦化、不腐殖質(zhì)化質(zhì)化形成泥炭形成泥炭泥炭層泥炭層3 3 灰化過程灰化過程podzolizationpodzolization土壤表層氧化物及腐殖質(zhì)淋土

13、壤表層氧化物及腐殖質(zhì)淋溶、淀積而溶、淀積而SiOSiO2 2殘留的過程殘留的過程寒溫帶針葉林寒溫帶針葉林酸性淋溶強(qiáng)烈酸性淋溶強(qiáng)烈鐵鋁膠體絡(luò)合鐵鋁膠體絡(luò)合淋溶淀積下部，淋溶淀積下部， SiOSiO2 2殘留上部殘留上部灰白色淋灰白色淋溶層溶層（SiOSiO2 2 ）4 4 富鐵鋁化過程富鐵鋁化過程alliticationallitication原生礦物強(qiáng)烈分解，硅、原生礦物強(qiáng)烈分解，硅、鐵、鋁發(fā)生分離，鹽基離鐵、鋁發(fā)生分離，鹽基離子和硅酸移動(dòng)并大量淋失，子和硅酸移動(dòng)并大量淋失，鐵鋁物質(zhì)殘留或聚集鐵鋁物質(zhì)殘留或聚集氣候濕熱氣候濕熱伴隨著硅以硅伴隨著硅以硅酸的形式淋失，酸的形式淋失，亦稱脫硅富鋁亦稱

14、脫硅富鋁化過程化過程使上體呈鮮紅使上體呈鮮紅色，甚至形成色，甚至形成結(jié)核或鐵盤層結(jié)核或鐵盤層鐵結(jié)核、鐵結(jié)核、鐵磐層鐵磐層成土過程成土過程概念概念生境生境特點(diǎn)特點(diǎn)結(jié)果結(jié)果診斷診斷5 5 鈣化過程鈣化過程calcificationcalcification在弱淋溶條件下，易溶性鹽大在弱淋溶條件下，易溶性鹽大部分被淋失，硅鐵鋁氧化物基部分被淋失，硅鐵鋁氧化物基本未移動(dòng)，鈣、鎂等鹽類就地本未移動(dòng)，鈣、鎂等鹽類就地累積或沿剖面移動(dòng)并發(fā)生淀積，累積或沿剖面移動(dòng)并發(fā)生淀積，生成石灰層或石膏層的過程生成石灰層或石膏層的過程 干旱、半干干旱、半干旱氣候區(qū)旱氣候區(qū)季節(jié)性淋溶使易季節(jié)性淋溶使易溶性鹽類大部分溶性鹽類

15、大部分淋失淋失硅鋁鐵等氧硅鋁鐵等氧化物基本不化物基本不移動(dòng)，鈣鎂移動(dòng)，鈣鎂淋溶，淀積淋溶，淀積鈣積層或鈣積層或石膏層石膏層6 6 粘化過程粘化過程argilicationargilication土壤中粘粒的生成或淋溶、淀土壤中粘粒的生成或淋溶、淀積而導(dǎo)致粘粒含量增加的過程積而導(dǎo)致粘粒含量增加的過程溫帶、暖溫溫帶、暖溫帶半濕潤半帶半濕潤半干旱地區(qū)干旱地區(qū)水熱條件比較穩(wěn)水熱條件比較穩(wěn)定，發(fā)生較強(qiáng)烈定，發(fā)生較強(qiáng)烈的原生礦物的分的原生礦物的分解和次生粘土礦解和次生粘土礦物的形成物的形成土體的中、土體的中、下層有明顯下層有明顯的粘粒聚集的粘粒聚集粘化層粘化層7 7 潛育化過程潛育化過程（gleizationgleization）長期水分過飽和，鐵錳化合物長期水分過飽和，鐵錳化合物在嫌氣條件下還原，使土壤形在嫌氣條件下還原，使土壤形成灰藍(lán)色至青灰色層次或具紅成灰藍(lán)色至青灰色層次或具紅棕色銹斑、銹紋和鐵錳結(jié)核層棕色銹斑、銹紋和鐵錳結(jié)核層 終年積水終年積水厭氧微生物分解厭氧微生物分解有機(jī)質(zhì)的同時(shí)，有機(jī)質(zhì)的同時(shí)，高價(jià)鐵、錳被還高價(jià)鐵、錳被還原為低價(jià)態(tài)原為低價(jià)態(tài)由于鐵、由于鐵、錳還原脫錳還原脫色，上層色，上層顏色變?yōu)轭伾優(yōu)樗{(lán)