第五章土壤的形成、分類與分布

第五章土壤的形成、分類與分布第一節(jié)土壤的形成過程一、自然土壤的形成過程二、成土因素在成土過程中的作用三、土壤的剖面形態(tài)特征四、主要成土過程第二節(jié)土壤分類原則與分類系統(tǒng)一、土壤分類的目的和意義二、我國土壤分類系統(tǒng)第三節(jié)土壤分布規(guī)律性第三節(jié)土壤分布規(guī)律一、水平地帶性二、垂直地帶性三、土壤區(qū)域性一、土壤形成過程的一般概念

土壤形成過程指的是在一定的時空條件下，母巖或母質(zhì)與生物、氣候因素以及土體內(nèi)部所進(jìn)行的物質(zhì)與能量的遷移和轉(zhuǎn)化過程的總體。這一過程的總體可用圖9.1、圖9.2予以說明。第一節(jié)土壤的形成過程圖9.1土壤形成中物質(zhì)遷移和轉(zhuǎn)化示意圖圖9.2土壤能量轉(zhuǎn)換示意圖二、自然土壤形成

土壤形成不外乎是由土壤的有機(jī)質(zhì)積累和地球化學(xué)兩個基本過程組成的。這兩個基本過程則是土壤形成的實(shí)質(zhì)（基本矛盾）。

地球化學(xué)過程（地質(zhì)大循環(huán)）

有機(jī)質(zhì)積累過程（生物小循環(huán)）

土壤形成的實(shí)質(zhì)

（一）地質(zhì)大循環(huán)

巖石礦物經(jīng)風(fēng)化作用所釋放的可溶溶性養(yǎng)料和粘粒等風(fēng)化產(chǎn)物，受雨水的淋溶，使其隨雨水流到低處進(jìn)入江河，最后匯入海洋，沉積以后，經(jīng)漫長的地質(zhì)年代，又重新形成巖石。當(dāng)?shù)貧ぐl(fā)生變動，海底變?yōu)殛懙貢r，巖石重新露出地面，又可再次進(jìn)行風(fēng)化、淋溶和沉積等過程。

巖石風(fēng)化產(chǎn)物巖石特點(diǎn)：時間極長，范圍廣，植物營養(yǎng)元素向下淋失。（二）生物小循環(huán)

由風(fēng)化釋放出的無機(jī)養(yǎng)分轉(zhuǎn)變?yōu)樯镉袡C(jī)質(zhì)再轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)養(yǎng)分的循環(huán)。

養(yǎng)分有機(jī)物養(yǎng)分

特點(diǎn)：時間短、范圍小，植物營養(yǎng)元素向上富集。

陸上巖石母質(zhì)可溶性及難溶性物質(zhì)海底沉積巖大循環(huán)活有機(jī)體有機(jī)殘體土壤的發(fā)生和發(fā)展可溶性及難溶性物質(zhì)腐殖質(zhì)肥力不斷提高小循環(huán)大小循環(huán)的關(guān)系風(fēng)化作用風(fēng)化作用地殼上升生物、化學(xué)、機(jī)械沉積作用養(yǎng)分釋放微生物分解礦物化腐殖化（三）地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)的關(guān)系

1、生物小循環(huán)是在地質(zhì)大循環(huán)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。地質(zhì)大循環(huán)是營養(yǎng)元素的釋放。生物小循環(huán)是養(yǎng)料的累積。2、兩種過程相互滲透和不可分割，同時同地進(jìn)行。3、地質(zhì)大循環(huán)僅僅形成了成土母質(zhì)。沒有創(chuàng)造符合植物生長需要的良好的水、肥、氣、熱條件。生物小循環(huán)使巖石風(fēng)化產(chǎn)物脫離了母質(zhì)階段，形成土壤。

土壤形成的實(shí)質(zhì)是地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)的矛盾與統(tǒng)一。三、成土因素在成土過程中的作用

土壤體內(nèi)部的生物小循環(huán)和地質(zhì)大循環(huán)是推動土壤形成或發(fā)展的內(nèi)因；土壤形成的因素則是土壤形成的外因。這些土壤形成因素通過土壤形成的內(nèi)因推動或制約土壤的形成和發(fā)展。土壤形成因素可分為兩大類：

人為作用自然成土因素?zé)o論什么類型的土壤，總有它自己的起源，并始終是母質(zhì)，生物，氣候，地形和成土?xí)r間等自然成土因素綜合作用的產(chǎn)物。（一）母質(zhì)殘積類型——?dú)埛e母質(zhì)沖積母質(zhì)流水沉積坡積母質(zhì)洪積母質(zhì)成土母質(zhì)水類型湖積母質(zhì)海積母質(zhì)黃土母質(zhì)運(yùn)積母質(zhì)風(fēng)砂丘冰川——冰磧母質(zhì)地心引力——重力堆積母質(zhì)

1、總的來說，母質(zhì)一方面是建造土體的基本材料，是土壤的“骨架”：另一方面它是植物礦質(zhì)養(yǎng)料元素(氮素不在內(nèi)）的最初來源。2、母質(zhì)因素直接影響著成土過程的速度，有時還影響于成土過程的性質(zhì)或方向。一般地說，成土過程進(jìn)行得愈久(即定向發(fā)育時期愈長)，母質(zhì)同土壤的性質(zhì)差別就愈大：但母質(zhì)的某些性質(zhì)，卻會頑強(qiáng)地保留在土壤中。3．從母質(zhì)風(fēng)化釋放的各種元素在戍土過程中的作用來分析，主要有以下一些特點(diǎn)：硅，鋁，氧三元素是母質(zhì)中含量最多的元素，它們是形成土壤枯粒礦物的骨架。鐵、錳二元素在土壤氧化還原過程中起重要作用，又是土壤中主要的有色變價元素，它們在通氣良好的氧化條件下，分別呈現(xiàn)紅、黃色(鐵)和褐、黑色(錳）。在還原條件下，鐵呈青色，錳則無色或呈粉紅色(如硫酸錳)。鈉、鉀等一價堿金屬鹽基離子是促使粘粒及腐殖質(zhì)分散的主要離子，易造成土壤粘閉．泥濘而不利通氣滲水；堿性鈉鹽在土壤中富集，則可生成鹽堿土。

鈣、鎂等二價堿土金屬離子是促進(jìn)粘粒凝聚以形成穩(wěn)固的土壤團(tuán)聚體的重要元素，對土壤結(jié)構(gòu)的形成有重要作用，而它們以碳酸鹽形態(tài)在土體的下層淀積時，就形成了鈣層土，是半濕潤、半干旱區(qū)土壤發(fā)育的重要標(biāo)志之一。硫素，除作為植物養(yǎng)料元素外，還可以Fe5或FeS：(黃鐵礦)形態(tài)積累于還原性土壤中。它們被氧化后，可形成硫酸。這在特定的成土條件下，可產(chǎn)生酸性硫酸鹽土，呈極端強(qiáng)烈的酸性反應(yīng)，其pH值可低至2—3以下。4、成土母質(zhì)與土壤質(zhì)地關(guān)系密切。母巖對紅壤顆粒組成的影響母巖各級顆粒含量（%）質(zhì)地名稱粗砂粒細(xì)砂粒粗粉粒細(xì)粉粒粗粘粒細(xì)粘粒片巖6321961225粉壤土砂巖0212242231粉粘土花崗巖249851440壤粘土砂頁巖0201551545粘土5、不同成土母質(zhì)的礦物組成及化學(xué)組成不同。原生礦物：基性巖母質(zhì)含角閃石、輝石、黑云母等抗風(fēng)化力弱的深色礦物較多。酸性巖母質(zhì)則含石英、正長石、白云母等抗風(fēng)化強(qiáng)的淺色礦物較多。粘土礦物：酸性巖中鉀長石能形成高嶺石等?；瘜W(xué)組成：從基性巖到酸性巖母質(zhì)，隨硅的增加而鐵、錳、鎂鈣顯著減少，鈉鉀則顯著增加。不同母巖發(fā)育的紅壤化學(xué)特征地點(diǎn)母巖層次

H2O

SiO2Al2O3Fe2O3

CaO

MgOK20

Na20

表土16.2622.8232.5318.99痕跡0.120.220.14云南石灰?guī)r底土18.4923.6033.6219.96痕跡0.090.220.13母巖7.971.900.400.2836.6811.100.06痕跡表土13.7330.7730.6718.18痕跡0.530.090.03廣東玄武巖底土13.5031.5731.5315.95痕跡0.430.100.10母巖0.0549.2815.882.828.848.130.773.59表土11.1854.5622.106.00痕跡0.420.160.12五指山花崗巖底土10.4954.4624.334.86痕跡0.411.900.14母巖1.8871.8316.131.011.300.793.372.45(二)氣候

氣候決定著成土過程的水、熱條件。水分和熱量不僅直接參與母質(zhì)的風(fēng)化過程和物質(zhì)的地質(zhì)淋溶過程，而更為重要的是它們在很大程度上，控制著植物和微生物的生長，影響土壤有機(jī)物的積累和分解，決定著養(yǎng)料物質(zhì)的生物小循環(huán)的速度和范圍。所以氣候因素直接或間接影響土壤形成過程的方向和強(qiáng)度及影響土壤地理分布，是土壤形成和發(fā)展的重要因素。1、氣候?qū)ν寥浪疅釥顩r2、氣候?qū)ν寥烙袡C(jī)質(zhì)含量的關(guān)系3、氣候?qū)︼L(fēng)化過程和土壤淋溶過程的影響風(fēng)化速度母質(zhì)及土壤風(fēng)化層的厚度，隨上溫及濕度的增高而增厚，這是一種普遍的現(xiàn)象。土溫或氣溫與土壤育機(jī)質(zhì)，全氮量并沒有一定的相關(guān)性。土壤顏色亦因土溫或氣候帶的溫差而不同。在冷濕帶，土色以灰為主；在暖熱半濕潤帶，常呈棕色至褐色：暖濕熱帶，土色常呈赤色，棕紅色或黃色。表土顏色和有乎竺苧苧相關(guān)性較大，表土有機(jī)質(zhì)多，呈黑灰色。但亞表土的基色剛主要由鐵、錳氧化物或氫氧化物的含量和分散度所決定。土溫高，土壤內(nèi)排水好．土壤中鐵，錳物質(zhì)的氧化及水化過程強(qiáng)烈發(fā)展，使土壤常顯紅、黃色；苦排水不良，則因鐵，錳被還原而呈青色。（三）生物生物在成土過程中的作用1、生物有創(chuàng)造養(yǎng)分的能力。2、生物有選擇吸收的性能。3、生物有集中養(yǎng)分的能力。4、生物有保蓄養(yǎng)分的能力。植被在成土過程中的作用：把分散在母質(zhì)、水體和大氣中的營養(yǎng)元素選擇地吸收起來，利用太陽輻射，進(jìn)行光合作用，制造成活有機(jī)質(zhì)，并把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闈撃?，再以有機(jī)殘體的形式，聚積在母質(zhì)表層。然后，經(jīng)過微生物的分解、合成作用，或進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，使母質(zhì)表層的營養(yǎng)物質(zhì)和能量逐漸豐富起來，改造了母質(zhì)，推動土壤的發(fā)展。二、土壤的剖面形態(tài)特征土壤剖面：從地面向下挖掘而裸露出來的垂直切面。產(chǎn)生的原因：由于自然因素和人為因素的影響，土體中發(fā)生物質(zhì)的移動與淀積，使土壤上下土層在形態(tài)或成分上發(fā)生差異，出現(xiàn)土壤發(fā)生層次。研究的意義：了解成土因素對土壤形成過程的影響以及土壤內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)動、肥力特點(diǎn)等內(nèi)部性狀。是區(qū)別土壤類型的重要方法之一。剖面形態(tài)鑒別的依據(jù)：土壤顏色、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、松緊度、新生體、酸堿度、石灰反應(yīng)等。土壤層次分化過程：

CA

C

A

B

C

A

EBC母質(zhì)幼年土成熟土老年土

1、自然土壤剖面覆蓋層（O）

O疏松的枯枝落葉層，未經(jīng)分解。

Ah

暗色的腐殖質(zhì)層。腐殖質(zhì)與土?；旌衔?。淋溶層（A）E

灰白色的灰化層。易溶性物質(zhì)失。

AB

向B層過渡層，似A層。淀積層（B）

B棕色至紅棕色的淀積層。

BC

向C層過渡層。母質(zhì)層（C）C

巖石風(fēng)化物的殘積物或運(yùn)積物。基巖（R）

R

未風(fēng)化的巖石。2、耕作土壤剖面耕作層疏松、結(jié)構(gòu)良好，有機(jī)質(zhì)含高

A

顏色較暗，厚度為15-30厘米。

犁底層P

厚度約10-15厘米，緊實(shí)、色淺，（亞表土層）心土層

W

色淺、緊實(shí)、保水保肥。受耕（生土層）作施肥影響少。底土層C

色淺，緊實(shí)，保持母質(zhì)特性。（死土層）微生物在成土過程中的作用：分解有機(jī)質(zhì)釋放各種養(yǎng)分；合成腐殖質(zhì)；固定空氣中的氮素；釋放礦物中的礦質(zhì)營養(yǎng)。動物在成土過程中的作用：是土壤有機(jī)質(zhì)的來源；影響土壤中物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化；（四）地形因素1、地形與母質(zhì)的關(guān)系山地上部母質(zhì)主要是殘積母質(zhì)；坡地母質(zhì)主要是坡積物；山前平原母質(zhì)為洪積物；在河流階地、濱海附近主要是沖積物和海積物。2、地形與水、熱條件的關(guān)系不同地形部位影響土壤水分和熱量分布，從而導(dǎo)致土壤礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的分解、合成、淋溶、積累以及土壤剖面的發(fā)育各異。3、地形與土壤發(fā)育和地理分布的關(guān)系在山區(qū)，由于海拔高度和地形的關(guān)系，從山底到山頂，氣候和植被發(fā)生有規(guī)律的變化，從而使山地土壤具有垂直分布的特點(diǎn)。南、北坡組合類型和界限也有明顯的區(qū)別。（五）時間因素土壤形成的母質(zhì)、氣候、生物和地形等因素的作用程度或強(qiáng)度，隨著時間的延長而加深。（六）人類活動四、主要成土過程（一）原始土壤的形成過程巖石母質(zhì)水分、養(yǎng)料生物無機(jī)營養(yǎng)型細(xì)菌異養(yǎng)型細(xì)菌二氧化碳藻類和地衣原始植物群落生物累積原始土壤（二）有機(jī)質(zhì)聚積過程土體上部進(jìn)行有機(jī)質(zhì)積累的過程。包括腐殖化和泥炭化過程等。（三）粘化過程土壤中粘粒形成和積累的過程；包括殘積粘化和淀積粘化。前者發(fā)生在干旱區(qū)；后者發(fā)生在暖溫帶。（四）鹽化及脫鹽過程鹽化過程：是各種易溶性鹽類在土壤表層逐漸積聚的過程。脫鹽過程：鹽土在人類改良利用措施的影響下，逐漸排除過多的鹽類，降低含鹽量的過程。（五）堿化和脫堿過程（六）白漿化過程在季節(jié)性還原淋溶條件下，粘粒與鐵、錳淋溶淀積的過程。（七）灰化過程在酸性淋溶作用的條件下，土壤表層除石英外的其他礦物被淋失或從土體排出，其結(jié)果在殘落物層下部，形成強(qiáng)酸性的灰白色土層。（八）脫硅富鋁化過程土體中脫硅、富鐵鋁的過程。（九）潛育化過程（十）潴育化過程（十一）熟化過程在人類的合理利用和定向培育下，土壤向著肥力提高的方向發(fā)展的過程。第二節(jié)土壤分類原則與分類系統(tǒng)一、土壤分類的目的和意義

目的是闡明土壤在自然因素和人為因素影響下發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律；揭示成土條件、成土過程和土壤屬性之間的必然聯(lián)系，從而建立土壤分類系統(tǒng)，使人們能更好的認(rèn)識、利用、改良和保護(hù)現(xiàn)有的土壤資源。二、我國土壤分類系統(tǒng)

分類的原則：客觀地反映土壤發(fā)生及其演變規(guī)律、肥力和生產(chǎn)性能等自然規(guī)律。我國分類系統(tǒng)：采用土綱、亞綱、土類、亞類、土屬、土種、亞種七級分類制。第三節(jié)土壤分布規(guī)律土壤地帶性：研究土壤在地球表面的分布規(guī)律，以及產(chǎn)生這種分布規(guī)律的原因。

地帶性規(guī)律：土壤與大氣候、生物相適應(yīng)的分布規(guī)律。包括：一、水平地帶性

土壤在水平方向上隨生物氣候帶而演替的規(guī)律性；二、垂直地帶性

土壤