土壤地理學(xué)-第七講

三(1)母質(zhì)的質(zhì)地和土壤性狀的關(guān)系細(xì)質(zhì)地的母質(zhì)上發(fā)育來(lái)的土壤，一般有機(jī)含量高。母質(zhì)質(zhì)地影響滲透性、淋洗速度和膠體的遷移。細(xì)質(zhì)地的母質(zhì)趨向于阻礙淋洗和膠體的遷移，這使得土體發(fā)育較淺。(2)母質(zhì)層理對(duì)土壤發(fā)育的影響剖面中母質(zhì)質(zhì)地有差異，即層理明顯的情況下，不僅直接造成土壤剖面的質(zhì)地分布變化，而且影響水分垂直運(yùn)動(dòng)，從而影響土壤中物質(zhì)遷移的不均一性；上輕下粘的母質(zhì)，形成“蒙金土”，降水迅速透過(guò)上部質(zhì)地較輕的土層，而吸收保蓄在質(zhì)地較重的心土層中。質(zhì)地上粘下砂的母質(zhì)體，形成“漏風(fēng)土”，一方面不利于水分下滲造成地表積水洪澇；另一方面，下滲水緩慢地透過(guò)粘土層時(shí)，只在砂粘界面上作短暫的滯留，然后便迅速地滲漏。(3)母質(zhì)組成和土壤性質(zhì)的關(guān)系對(duì)于礦質(zhì)土壤，如果它含有大量的易風(fēng)化的鋁硅酸鹽礦物，這些礦物在合適的水熱條件下迅速風(fēng)化，產(chǎn)生大量粘粒，使土壤質(zhì)地粘重。另一方面，如果母質(zhì)幾乎完全由抗風(fēng)化的礦物（如石英）組成，形成的粘粒極少，產(chǎn)生粗質(zhì)地的土壤。不含游離石灰的花崗巖類(lèi)、輝長(zhǎng)巖類(lèi)等火成巖類(lèi)的風(fēng)化產(chǎn)物與富含石灰的沉積巖類(lèi)的風(fēng)化產(chǎn)物相比較，前者土壤發(fā)育較后者迅速。由各種礦物成分組成的母質(zhì)與由單一礦物組成的母質(zhì)相比，前者的土壤發(fā)育較后者迅速。在一定的地理區(qū)域內(nèi)，其他成土條件相似的情況下，土壤發(fā)生和土壤母質(zhì)的性狀有著緊密的發(fā)生學(xué)關(guān)系，土壤類(lèi)型的不同主要是母質(zhì)不同造成的。1、地形通過(guò)影響降水和輻射的再分配而影響土壤發(fā)生地形一般分為正地形與負(fù)地形，正地形是物質(zhì)和能量的分散地；負(fù)地形是物質(zhì)和能量的聚集地。不同的坡度影響太陽(yáng)輻射角，從而影響接收的太陽(yáng)輻射能量，造成土壤溫度的差異。坡向不同影響接收的太陽(yáng)輻射能不同，也造成土壤溫度的差別。2、地形影響土壤形成過(guò)程中的物質(zhì)再分配在山區(qū)，坡上部的表土不斷被剝蝕，使得底土層總是暴露出來(lái)，延緩了土壤的發(fā)育，產(chǎn)生了土體薄、有機(jī)質(zhì)含量低、土層發(fā)育不明顯的土壤或粗骨性土壤。坡麓地帶或山谷低洼部位，常接受由上部侵蝕搬運(yùn)來(lái)的沉積物，也阻礙了土壤發(fā)育，產(chǎn)生了土體深厚、整個(gè)土體有機(jī)質(zhì)含量較高、但發(fā)生土層分異也不明顯的土壤。微地形變化也對(duì)土壤發(fā)生產(chǎn)生影響。地形部位對(duì)土壤的發(fā)生和土壤的各種特性有很大影響。祁連山、居延海間含鹽風(fēng)化殼鹽分地球化學(xué)分異圖(據(jù)熊毅，1986)

河谷地形發(fā)育對(duì)土壤形成、演化的影響示意圖總之，地形制約著地表物質(zhì)和能量的再分配，地形的發(fā)育支配著土壤的演替，在不同的地形形態(tài)上，就形成不同土壤類(lèi)型。不同地帶土壤剖面發(fā)育與成土年齡相關(guān)示意圖

(據(jù)Gerrard，2000)2、土壤發(fā)育速度土壤發(fā)育速度取決于成土條件，不同的土壤發(fā)育階段，土壤發(fā)育速度不同。有利于土壤快速發(fā)育的條件是：溫暖濕潤(rùn)的氣候；森林植被；低石灰含量的松散母質(zhì)；排水條件良好的平地。阻礙土壤發(fā)育的因素是：干冷的氣候；草原植被；高石灰含量且通透性差、緊實(shí)的母質(zhì)；陡峭的地形。據(jù)報(bào)道，美國(guó)阿拉斯加州冰磧物上形成的灰化土歷時(shí)1000年左右，而在瑞士云杉林下類(lèi)似灰化土的形成只經(jīng)歷了370年。土壤的發(fā)育速度整體上隨發(fā)育階段而變化。一個(gè)土壤的有機(jī)質(zhì)含量的變化可以分為三個(gè)階段：在土壤發(fā)育初期階段，有機(jī)質(zhì)含量迅速地增加，因?yàn)橥寥乐杏袡C(jī)質(zhì)增加的大大超過(guò)有機(jī)質(zhì)的分解速度；成熟階段的土壤以有機(jī)質(zhì)含量的穩(wěn)定不變?yōu)樘卣鳎穗A段有機(jī)質(zhì)的增加與消耗持平；到了老年期，或由于合成有機(jī)質(zhì)和條件消失（如土壤貧瘠），土壤有機(jī)質(zhì)含量以下降為特征。也有以硅酸鹽粘土礦物的形成來(lái)表征土壤的發(fā)育速度.3、土壤發(fā)育的主要階段如果土壤發(fā)育條件有利，母質(zhì)可以在較短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝啄晖痢?。這個(gè)階段的特征是有機(jī)質(zhì)在表面累積，而風(fēng)化、淋洗或膠體的遷移都是微弱的，僅存在A(yíng)層與C層，土壤性狀在很大程度上是由母質(zhì)繼承來(lái)的。隨著B(niǎo)層的發(fā)育，土壤達(dá)到成熟階段。如果成土條件不變，成熟土壤繼續(xù)發(fā)展，最終可以變?yōu)楦叨确之惖耐寥?，土壤進(jìn)入老年階段。在穩(wěn)定條件下土壤發(fā)育的時(shí)間序列示意圖六、土壤發(fā)育與人類(lèi)活動(dòng)的關(guān)系

自從有了人類(lèi)文明史，人們就開(kāi)始干預(yù)土壤的發(fā)生發(fā)展。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，人們對(duì)土壤的干擾程度越來(lái)越大。自然土壤開(kāi)辟為耕作土壤是普遍的情況。有的土壤分類(lèi)系統(tǒng)中列出了“人工土”分類(lèi)單元，說(shuō)明人們高度重視人為活動(dòng)給土壤帶來(lái)的影響。如聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的土壤分類(lèi)中列出了“人工土”單元?！爸袊?guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)”中設(shè)立了人為土綱，包括水稻土、菜園土、灌淤土等土類(lèi)。人類(lèi)活動(dòng)作為一個(gè)成土因素與其他自然因素有著本質(zhì)上的不同。這個(gè)不同在于人類(lèi)活動(dòng)是有有目的的。這些活動(dòng)對(duì)土壤造成的影響有時(shí)是有益的，有時(shí)是有害的?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)耕作土壤景觀(guān)(據(jù)USAD，2002)耕作土壤是受人類(lèi)干預(yù)最大的土壤。然而，人類(lèi)對(duì)于土壤的影響是在自然土壤基礎(chǔ)之上發(fā)生的。自然成土條件所留下的自然土壤的特性，必然賦予了耕作土壤不同的特性，而且自然成土條件仍繼續(xù)與人類(lèi)活動(dòng)一起綜合地影響著土壤發(fā)生過(guò)程，這就是千差萬(wàn)別的耕作土壤的起因。人為活動(dòng)是人類(lèi)根據(jù)生活和生產(chǎn)的要求而對(duì)土壤的干預(yù)，因此，它是一個(gè)獨(dú)特的成土因素，屬社會(huì)成土因素范疇。因?yàn)椋?、人為影響是多方面的，不是某一單一因素，綜合的名詞稱(chēng)之為“熟化”。2、它的影響是快速的，并隨著人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)力的技術(shù)水平的提高，其影響的速度、強(qiáng)度都將加快，而且會(huì)出現(xiàn)更多的熟化土壤?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)器對(duì)土壤的影響(據(jù)USAD，2002)3、人為影響是在各自然因素仍在發(fā)生作用的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，各自然因素仍繼續(xù)影響的程度主要取決于人為影響的措施類(lèi)型。4、人為活動(dòng)的影響有兩重性，可以產(chǎn)生正效應(yīng)（高度熟化），也可能產(chǎn)生破壞性的負(fù)效應(yīng)（剝削地力、加速侵蝕、沙化、污染）。中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)耕施用農(nóng)家肥的土壤景觀(guān)第二節(jié)土壤系統(tǒng)物的遷移與轉(zhuǎn)化

一、土壤形成過(guò)程的一般概念成土條件組合的多樣性，造成了成土過(guò)程的復(fù)雜性。在每一塊土壤中都發(fā)生著一個(gè)以上的成土過(guò)程，其中有一個(gè)起主導(dǎo)作用的成土過(guò)程決定著土壤發(fā)展的大方向，其他輔助成土過(guò)程對(duì)土壤也起到程度不同的影響。不同的土壤有不同的主導(dǎo)成土過(guò)程，即主導(dǎo)成土過(guò)程的多樣性形成了眾多的土壤類(lèi)型。B、P，威廉斯關(guān)于生物累積過(guò)程是主導(dǎo)成土過(guò)程的觀(guān)點(diǎn)帶有片面性。（一）土壤形成過(guò)程的一般概念土壤形成過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物質(zhì)和能量遷移的過(guò)程的總體；土壤形成過(guò)程是隨著時(shí)間而進(jìn)行的，它經(jīng)歷了一個(gè)從無(wú)到有，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)的建造過(guò)程，是復(fù)雜的螺旋式的上升過(guò)程；土壤形成過(guò)程中物質(zhì)遷移和轉(zhuǎn)化示意圖土壤形成過(guò)程是在一定的地理位置（方向，速度和強(qiáng)度），地形（水平方向運(yùn)動(dòng)的重要條件）和地球重力場(chǎng)（下垂方向運(yùn)動(dòng)的重要條件）之下進(jìn)行的；土壤形成過(guò)程是由相互對(duì)立的生物的、物理的、化學(xué)的和物理化學(xué)的一系列的基本現(xiàn)象構(gòu)成的，而且經(jīng)常處于不平衡狀態(tài)，從而導(dǎo)致土壤朝某一方向發(fā)展。二、土壤形成中的基本規(guī)律（一）土壤形成過(guò)程的實(shí)質(zhì)

是生物累積過(guò)程和地球化學(xué)過(guò)程的對(duì)立統(tǒng)一?；蛘哒f(shuō)，土壤形成的基本規(guī)律是物質(zhì)大循環(huán)過(guò)程與生物小循環(huán)過(guò)程矛盾的統(tǒng)一；（二）土壤形成過(guò)程的重要標(biāo)志

深厚的含腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)層的出現(xiàn)；土體中有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合體的形成。三、主要成土過(guò)程我們將土壤中物質(zhì)的交換與轉(zhuǎn)化看作為成土過(guò)程；但不把土壤中能量的交換和轉(zhuǎn)化作為成土過(guò)程，而僅僅將它看作是成土過(guò)程的動(dòng)力；盡管能量交換和轉(zhuǎn)化與物質(zhì)的交換和轉(zhuǎn)化常是相伴發(fā)生的。（一）礦物風(fēng)化為主的成土過(guò)程1、原始成土過(guò)程從巖石露出地表而有微生物著生開(kāi)始到高等植物定居之前形成的土壤過(guò)程，稱(chēng)之為原始成土過(guò)程。本過(guò)程基本可分為三個(gè)階段：1）“巖漆階段”；2）“地衣階段”；3）“苔蘚階段”。2、粘化過(guò)程是指土體中的礦質(zhì)顆粒由粗變細(xì)而成粘粒，以及粘粒在剖面中積聚的過(guò)程1)殘積粘化過(guò)程指在溫暖的半濕潤(rùn)氣候條件下，原生礦物進(jìn)行土內(nèi)風(fēng)化形成粘粒并聚積在B層，形成Bt層的過(guò)程。Bt層一般pH值近中性，結(jié)構(gòu)體的粘粒膠膜不多，粘粒的軸平面方向不定。褐土中的粘化過(guò)程往往是以這種粘化為主。(2)淋溶粘化也稱(chēng)淀積粘化，指在濕潤(rùn)和半濕潤(rùn)的溫暖地帶，土體上層風(fēng)化的粘粒分散于土壤水中形成懸液，并隨滲漏水活動(dòng)而在土內(nèi)遷移，一般也稱(chēng)為懸遷作用或粘粒的機(jī)械淋溶。Bt層一般距表土有一定的深度(與降水量有關(guān))、pH偏酸性，結(jié)構(gòu)面上膠膜明顯，粘粒的縱軸平面總是和接受平面相平行，即所謂定向排列。3、富鋁化過(guò)程

指在濕熱的生物條件下進(jìn)行的脫硅作用和鐵鋁相對(duì)富集的作用，也稱(chēng)為富鐵鋁化過(guò)程。在濕熱條件下，硅鋁酸鹽礦物發(fā)生強(qiáng)烈的水解，釋放出鹽基，使風(fēng)化液呈中性或微堿性。這樣，一方面是鹽基離子不斷自風(fēng)化液中流失；另一方面是分解產(chǎn)物中的硅酸在堿性風(fēng)化液中擴(kuò)散而隨鹽基一同流失。在這種強(qiáng)烈的脫鹽基與脫硅過(guò)程中，鋁、鐵、錳等元素在堿性風(fēng)化液中發(fā)生沉淀而富集于原來(lái)的土層中。（二）生物富集為主的成土過(guò)程1、腐殖質(zhì)積累過(guò)程

指各種植物在土體中，特別在土體表層進(jìn)行腐殖質(zhì)形成的過(guò)程。這是最為普遍的一個(gè)過(guò)程。由于植物類(lèi)型不同，其覆蓋度和有機(jī)質(zhì)的分解情況不同，腐殖質(zhì)的形成和累積特點(diǎn)也各不相同。在半干旱和半濕潤(rùn)的溫帶草原、草甸或森林草原等生物氣候條件下，形成較高量的黑色胡敏酸的鈣飽和腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)A層深厚（如＞30㎝），土層較軟。在森林土壤系列中，形成所謂酸性的粗腐殖質(zhì)過(guò)程，其腐殖酸以富里酸為主，腐殖層也較薄。2、泥炭化過(guò)程

指有機(jī)質(zhì)以植物殘?bào)w的累積過(guò)程。

主要發(fā)生在沼澤、河湖岸邊的低濕地段，地下水位高。

（三）鹽分聚積為主的成土過(guò)程1、鈣積化過(guò)程指碳酸鹽在土體中淋溶和淀積的過(guò)程。土層的鈣含量不斷增加的過(guò)程稱(chēng)之積鈣的過(guò)程。圖鈣化過(guò)程圖解土層中鈣不斷減少的過(guò)程稱(chēng)之脫鈣過(guò)程。土體中脫鈣后又重新積累碳酸鈣的過(guò)程稱(chēng)之為復(fù)鈣過(guò)程。產(chǎn)生的原因是富含鈣質(zhì)的灌溉水、地下水將鈣質(zhì)物注入土體而成；或人為施用石灰、石膏等肥料而演變成鈣質(zhì)土。鈣積層在發(fā)生學(xué)上具有重要意義。這表現(xiàn)在：1）反映某些土壤在成土過(guò)程中碳酸鈣在土體內(nèi)重新分配的特點(diǎn)。黑鈣土、栗鈣土、棕鈣土有不同厚度而且在不同深處的鈣積層。2）反映水熱條件不同。這與降水量、蒸發(fā)量大小相關(guān)。2、鹽化過(guò)程

指干旱氣候條件下，地下水中的鹽分通過(guò)毛管蒸發(fā)而在土壤上部或土體中易溶性鹽的聚積過(guò)程，它是鹽土的形成過(guò)程。鹽分組成主要是鉀、鈉的氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽和重碳酸鹽。

鹽化過(guò)程圖解殘積鹽化過(guò)程是指我國(guó)西北干旱沙漠地帶，在古地形古氣候條件下，由于氣候干旱，過(guò)去鹽分保存至今。所謂現(xiàn)代積鹽過(guò)程是指現(xiàn)代氣候、水文母質(zhì)和生物條件下，土壤的積鹽過(guò)程。如干旱少雨和高山荒漠地區(qū)，特別是暖溫帶漠境，土壤積鹽嚴(yán)重。3、堿化過(guò)程

指土壤膠體中含15%以上交換性鈉，使土壤呈堿性反應(yīng)并產(chǎn)生堿化層的過(guò)程。堿化過(guò)程是堿土的形成過(guò)程。土壤堿質(zhì)化（或稱(chēng)鈉質(zhì)化）是指土壤溶液中的Na+進(jìn)入膠體，轉(zhuǎn)變?yōu)榻粨Q性Na+，使飽和度不斷增高的過(guò)程，即土壤鈉化率增高的過(guò)程。所謂鈉化率是指交換懷鈉離子的飽和度。土壤堿性化系指土壤溶液的總堿度（CO32-+HCO3-

）增高（＞1.5me/L）和PH上升至堿性值（＞9.0）的變化過(guò)程。堿化過(guò)程發(fā)展的特點(diǎn)：1）鹽的底聚性。土壤中易溶性鹽處于淋溶狀態(tài)，使之集中在堿化層以下，而表土含鹽量很低；2）有柱狀堿化層。在表土以下形成柱狀堿化層；3）堿化層有一定量蘇打（Na2CO3），故堿土呈堿性反應(yīng)的特點(diǎn)，不含或少含易溶性鹽（中性鹽）。（四）氧化還原為主的成土過(guò)程1、潛育化過(guò)程

指土體長(zhǎng)期漬水條件下使變價(jià)元素（鐵、錳）轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原狀態(tài)，形成灰色、深灰色或灰藍(lán)色土層的過(guò)程。它要求土壤有漬水(包括常年或季節(jié)性漬水)，有機(jī)質(zhì)處于嫌氣性分解狀態(tài)這兩個(gè)條件。潛育化程度與土壤有機(jī)質(zhì)含量，母質(zhì)有關(guān)。潛育層的厚度、位置高低與淹水時(shí)間長(zhǎng)短、質(zhì)地、地下水位高低有關(guān)。2、潴育化過(guò)程土體中地下水產(chǎn)生季節(jié)性升降變化，促進(jìn)氧化還原作用交替進(jìn)行，在土體結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)銹紋、銹斑或鐵錳結(jié)核的過(guò)程。也稱(chēng)假潛育過(guò)程。潴育化過(guò)程出現(xiàn)位置的高低，可以判斷地下水位上升的高低。潴育層的厚度可以了解地下水位變化幅度的大小。潛育化與潴育化共同特點(diǎn)都是漬水影響下發(fā)生的，但后者漬水經(jīng)常處于變動(dòng)狀況下，在這種干濕交替下，土體中形成銹紋、銹斑或鐵錳結(jié)核的土層。（五）淋溶為主的成土過(guò)程1、灰化過(guò)程指土體表層（特別是亞表層）SiO2殘留，鐵、鋁與腐殖質(zhì)形成絡(luò)合物的淋溶淀積過(guò)程。產(chǎn)生的前提是：1）充沛的水分淋洗；2）強(qiáng)酸性腐殖質(zhì)產(chǎn)生；3）多酚類(lèi)等有機(jī)絡(luò)合物的存在?；一^(guò)程圖解P代表年均降水量；PE代表年均陸面蒸發(fā)量明顯進(jìn)行地區(qū)是在我國(guó)寒溫帶針葉林。針葉林殘落物被真菌分解產(chǎn)生強(qiáng)酸性富里酸，隨著豐富的下滲水，對(duì)土壤表層礦物產(chǎn)生深刻的分解和淋溶，表層礦物質(zhì)分解的鹽基和粘粒、鐵鋁氧化物淋溶到土體中下部沉積，而上部土層中殘留著不被酸性介質(zhì)溶解的硅酸，經(jīng)過(guò)脫水作用形成非結(jié)晶形態(tài)的硅粉。以粉砂為主的養(yǎng)分貧乏、強(qiáng)酸性、松散土層，即稱(chēng)之灰化層，該層不利于植物根系生長(zhǎng)。2、隱灰化過(guò)程

是灰化過(guò)程尚未發(fā)展到灰化層明顯出現(xiàn)，但實(shí)質(zhì)上確有鐵、鋁、錳物質(zhì)的酸性淋溶和淀積作用的則稱(chēng)之隱灰化過(guò)程。3、漂灰化過(guò)程指土體內(nèi)還原離鐵、錳作用和灰化作用相疊加的過(guò)程。漂灰化過(guò)程出現(xiàn)在我國(guó)南部熱帶、亞熱帶山地上部。4、白漿化過(guò)程(假灰化過(guò)程)硅鋁風(fēng)化殼指土體中出現(xiàn)離鐵、離錳的漂洗過(guò)程。其機(jī)理是還原加淋溶。白漿化過(guò)程也可說(shuō)成是還原性漂白過(guò)程。白漿層鹽基、鐵、錳嚴(yán)重漂失，土粒團(tuán)聚