土壤地理學復習資料

土壤地理學土壤的定義：土壤是發(fā)育于地球陸地表面含有生物活性和孔隙構造的介質，是陸地表面的脆弱薄層。土壤肥力：是指土壤為植物生長發(fā)育供應、協調營養(yǎng)因素（水分和養(yǎng)分）和環(huán)境條件（溫度和空氣）的能力。土壤圈與其它圈層的關系：土壤圈與大氣圈在近地表層進行著頻繁的水分、熱量、氣態(tài)物質的遷移轉化，土壤不僅因其疏松多孔而能接受大氣降水及其沉降物質以供應生命之需，并且還能向大氣釋放二氧化碳等氣體，參加碳氮硫磷等元素的全球循環(huán)。土壤圈與水圈的關系親密，如大氣降水通過土壤過濾、吸持與滲入進入水圈，成為全球水分循環(huán)的重要構成部分，從而對水體的物質構成產生影響，在改善生態(tài)環(huán)境的同時供應生命體對水分的需要；水分也是土壤圈物質能量遷移轉化的重要載體和影響土壤性質的介質。土壤圈與巖石圈聯系更為親密，巖石圈表層的風化物是土壤形成的物質基礎，植物生長發(fā)育所需的礦質營養(yǎng)元素均來源于巖石的風化，土壤侵蝕及其堆積也是巖石圈中沉積巖形成的重要物源。土壤圈與生物圈的關系也極為親密，土壤是陸地生物圈的載體，土壤支撐綠色植物，并供應其根系吸取水分和養(yǎng)分；同時生物活動又對土壤圈的形成發(fā)育含有深刻的影響。土壤剖面：從地面垂直向下到母質層的土壤縱斷面。從上至下依次為枯枝落葉層、腐殖質層、淋溶層、淀積層、母質層和母巖層枯枝落葉層：堆積枯枝落葉，下部已初步分解腐殖質層：腐殖質含量高，與礦物顆粒緊密結合形成暗色土層淋溶層：物質淋失，顏色較淺淀積層：淋溶層淋移物質在此層淀積，形成柱狀、核狀、棱柱狀構造，較緊實母質層：土層較深，受成土因素影響小，保持母質特性母巖層：未風化的巖石土壤質地或機械構成：土壤顆粒的不同粒級所占的重量比例組合即粒級大小及構成比例，反映土壤砂粘程度將粒徑大小相近、性質相似的土粒歸為一類，稱為粒級土壤粒級分為石塊、礫石、砂粒、粉粒、黏粒五個大類別石塊、礫石和砂粒由原生礦物構成，粉粒由抗風化能力較強石英構成，黏粒由次生礦物構成砂質土：透水性強，保水性差；通氣性強，為好氣條件；潛在養(yǎng)分少，保肥性差，養(yǎng)分轉化快，有效性好，熱性土；疏松易耕粘質土：透水性差，保水性強；通氣性差，；潛在養(yǎng)分多，保肥性強，養(yǎng)分轉化快，有效性差，冷性土；粘重難耕質量差壤土：砂粘適中，兼有砂質土和粘質土的優(yōu)點，是農業(yè)生產上質地抱負的土壤通氣透水性良好，保水保肥性能好，含水量適宜，土溫比較穩(wěn)定，粘性不大，耕性較好，宜耕期長，適宜耕作多個作物上砂下粘：蒙金土土壤構造：土壤固相顆粒經常是互相作用而聚積形成大小不同、形狀各異的團聚體，土壤中這些團聚體的組合排列方式稱為土壤構造土壤構造的類型單粒狀構造：由松散的未膠結的土壤顆粒構成粒狀構造：團粒狀構造多出現在土壤表層，按團聚體的大小分為粒狀、團粒狀、團塊狀塊狀構造；柱狀構造；片狀構造；大塊構造團粒狀構造在土壤肥力中的作用：在農業(yè)生產上最有價值的土壤構造型是水穩(wěn)性的團粒構造含有團粒構造的土壤的總孔隙度高達55%，孔隙的比例較為適宜，并且在土壤中的分布均勻，大小相間分布。土壤團粒之間為非毛管孔隙，增加了土壤的通透性；土壤團粒內部為毛管孔隙，使土壤含有良好吸水蓄水和保肥能力由于團粒構造土壤較好解決了土壤水分與空氣同時存在的矛盾，能夠較好地調節(jié)土壤導熱性，熱容量狀況，使土壤溫度變化較為穩(wěn)定團粒構造的土壤有機質和多個養(yǎng)分的含量都比較豐富，團粒構造表面的有機質在好氣微生物的作用下，有助于養(yǎng)分的釋放；而團粒構造內部的有機質則以嫌氣性分解為主，分解緩慢利于養(yǎng)分保存含有團粒構造的土壤，其黏著性、黏結性和可塑性均較小，有助于耕作土壤孔隙土粒密度（或土壤比重）：單位容積土壤固相顆粒的質量（風干）土壤密度（或土壤容重）：指單位容積原狀土壤的質量（風干），涉及土壤固相物質所占據的和土壤孔隙所占據的容積。土壤孔隙度：指單位原狀容積土壤中孔隙所占容積的百分數毛管孔隙：土壤孔徑<0.1mm的孔隙，含有毛管作用，水在毛管力的作用下運動非毛管孔隙：孔徑>=0.1mm的孔隙，不顯毛管作用，不能保持水分，可作通氣透水的通道，經常為空氣占據，只有大雨過后短時間被水分飽和無效孔隙：直徑不大于0.001mm的孔隙，水受到極大的吸引力，不發(fā)生毛管運動，水分不能運動，也不能通氣，對作物來說是無效的土壤的物質構成：固相（礦物質和有機質）、液相（水）、氣相（空氣）次生黏土礦物：大多數是由原生礦物經風化后重新形成的新礦物，其原來化學構成和構造都有所變化而不同于原來的原生礦物，顆粒纖細，結晶較差，甚至是極細的非結晶質顆粒。次生層狀硅酸鹽礦物：硅四周體是由四個氧原子和一種硅原子所構成，許多硅原子能夠共用氧原子形成一層，氧原子排列成為中間有空的六角形，稱為硅氧片鋁八面體由6個氧原子圍繞一種鋁原子構成，許多個鋁八面體互相連接成片稱為鋁氧片根據次生鋁硅酸鹽礦物晶體內所含硅氧片和鋁氧片的數目和排列方式，將其劃分為1：1型和2：1型兩大類1：1型礦物重要有高嶺石類礦物，2：1型礦物重要有蒙脫石類，水云母類和蛭石類礦物高嶺石類礦物其構晶架由一種硅氧片和一種鋁氧片重疊而成，遇水不易膨脹，屬于非脹縮性礦物蒙脫石類礦物其構晶架由兩個硅氧片和一種鋁氧片重疊而成，遇水易膨脹，含有吸附氧離子的能力，可塑性和膨脹收縮性土壤有機質土壤有機質轉化過程：礦質化過程，腐殖化過程礦質化過程：土壤有機質在微生物作用下，分解成簡樸的無機化合物和礦質養(yǎng)分，同時釋放出養(yǎng)分的過程腐殖化過程：土壤有機質在微生物的作用下，把產生的簡樸有機化合物轉化成更復雜穩(wěn)定的高分子有機化合物—腐殖質的過程土壤腐殖質：暗褐色的，芳香族構造的，含有多官能團的含氮的，復雜的高分子有機化合物。在土壤中普通以腐殖酸鹽的形態(tài)存在，并與礦物粘粒結合形成復合物腐殖質的構成：胡敏素（失去水溶性和堿溶性）胡敏酸（溶于堿，不溶于水和酸）富里酸（溶于水、酸和堿）胡敏酸和富里酸統(tǒng)稱腐殖酸腐殖酸整體呈黑色或黑褐色，富里酸呈淡黃色，胡敏酸為褐色腐殖質是兩性膠體，但以負電荷為主是一種親水膠體，有強大的吸水能力穩(wěn)定性強，抵抗微生物分解能力強土壤水：土壤水的類型1）吸濕水（緊束縛水）：土粒通過吸附力吸附空氣中水汽分子所保持的水。吸附力很強，對植物無效膜狀水（松束縛水）：土粒吸附力所保持的液態(tài)水，在土粒周邊形成持續(xù)水膜毛管水：在土壤毛管力作用下保持和移動的液態(tài)水。是土壤中移動較快而易為植物吸取的水分，是輸送土壤養(yǎng)分到植物根系的重要載體。毛管懸著水：在地下水較深的狀況下，降水或澆灌水進入土壤，借助毛管力保持在土壤上層的毛管孔隙中，與來自地下水上升的毛管水并不相連，仿佛懸掛在上層土壤中同樣田間持水量：土壤中毛管懸著水的最大含量毛管上升水：借助毛管力由地下水上升進入土壤中的水4）重力水：借助重力作用下能在土壤的非毛管孔隙中移動的水凋萎系數：當植物發(fā)生永久凋萎時的土壤含水量土水勢：土壤水的自由能和原則狀態(tài)水的自由能的差值。水從土水勢高的地方流向低的地方基質勢：由土粒吸附力和毛管力所產生的。非飽和土壤的基質勢為負值，飽和土壤基質勢最大，為零，土壤含水量越大，基質勢越高溶質勢：由溶質對水的吸附所產生。負值，土壤溶質濃度越高，溶質勢越低重力勢：由重力作用產生的水勢。任何時候都存在，土壤水高于參比面，為正，低于參比面，為負壓力勢：有壓力差引發(fā)的。只有當土壤水分飽和時才有壓力勢，不飽和壓力勢為零，飽和土層越深，壓力勢越高土壤空氣：土壤空氣中的二氧化碳含量高于大氣，氧氣含量低于大氣，水汽含量高于大氣，含有還原性氣體土壤膠體陽離子交換作用：帶負電膠體所吸附的陽離子與溶液中的陽離子進行交換陽離子交換能力次序：三價鐵>鋁離子>氫離子>鈣離子>鎂離子>氨根>鉀離子>鈉離子土壤陽離子交換量：指土壤膠體所能吸附多個陽離子的總量土壤膠體的陽離子交換量次序：有機膠體>蒙脫石>水化云母>高嶺石>含水氧化鐵，鋁土壤質地愈細，其陽離子交換量愈高2：1型礦物的交換量比1：1型大當土壤溶液的pH值減少時，土壤膠體微粒表面所帶負電荷減少，其陽離子交換量減少土壤的酸堿度和緩沖性我國普通土壤pH值在4-9之間，南酸北堿活性酸度：又稱有效酸度，是由土壤溶液中游離的H+所形成潛性酸度：土壤膠體表面所吸取的交換性致酸離子（氫離子、鋁離子），只有在轉移到土壤溶液中，變成溶液中的H+離子，才會使土壤呈現酸性土壤緩沖性：指土壤抵抗外來物質引發(fā)酸堿反映激烈變化的能力，即在土壤中加入酸、堿物質后，土壤PH值不隨之變化，仍保持相對穩(wěn)定的能力土壤產生緩沖能力的因素：土壤含有交換吸取的能力，隨陽離子交換量的增加而增大；土壤溶液中存在著弱酸及其鹽，對酸的緩沖能力隨鹽基飽和度的增高而增大，對堿的緩沖能力隨鹽基飽和度的減小而增大；酸堿兩性化合物，如氫氧化鋁土壤形成成土因素：氣候、生物、母質、地形、水文氣候影響土壤的形成過程：氣候支配著成土過程的水熱條件氣候影響巖石礦物風化強度和物質的淋溶過程氣候影響次生黏土礦物的形成氣候對土壤有機質的積累和分解起重要作用氣候影響土壤分布規(guī)律，特別是地帶性分布規(guī)律生物影響土壤的形成過程：植物在土壤有機質積累中的作用：植物將分散在母質、水圈和大氣圈中的營養(yǎng)元素選擇性地吸取起來，運用太陽輻射能合成有機質，從而將太陽輻射能轉變?yōu)榛瘜W潛能并引入成土過程中植物對土壤礦質養(yǎng)分及性狀的影響：植物將營養(yǎng)元素選擇性的吸取，運用太陽輻射能合成有機質建造植物體，植物在新陳代謝過程中及死亡之后，植物軀體代謝產物和殘體償還土壤，在土壤微生物的作用下這些有機物中所包含的礦質營養(yǎng)元素釋放，造成土壤中礦質營養(yǎng)元素的相對富集和土壤性狀的相對改善針葉林植被下形成土壤的酸度高于闊葉林植被下土壤的酸度土壤動物作用微生物的作用：分解有機質，釋放養(yǎng)分；合成腐殖質；加速無機物的轉化；分解礦物質土壤形成的母質因素：母質的機械構成直接影響到土壤的機械構成、礦物構成及其化學成分，從而影響土壤的理化性質、土壤物質與能量的遷移轉化過程非均質的母質會造成地表水分運行狀況與物質能量遷移的不均一性母質種類、母質的礦物與化學元素構成對土壤形成發(fā)育的方向和速率也有決定性的影響土壤形成的地形因素：地形影響土壤水熱狀況與物質分異：支配地表徑流、土內徑流、排水狀況，影響土壤水分、土壤性狀和成土作用強度、過程影響地表物質構成和地球化學分異過程，如正負地形通過地形高度、坡向影響土壤的水熱組合：海拔高度的影響，土壤的垂直分異現象；坡向影響，陰坡陽坡，背風坡迎風坡土壤形成的水文因素：水分在母巖崩裂過程中的作用：水分在土壤物質轉化過程中的作用：土壤形成的時間因素：成土過程灰化過程：在寒溫帶針葉林植被下，地面堆積較厚的枯枝落葉層，通過微生物分解后，形成富里酸，對土壤礦物起著強烈的破壞作用，產生強酸性淋溶作用。使土壤上部的堿金屬和堿土淋失，鐵鋁膠體淋溶淀積于下部，二氧化硅殘留在土壤上部，在表層形成一種灰白色淋溶層次，稱為灰化層粘化過程：在溫帶暖溫帶半濕潤半干旱的地區(qū)，在土壤內發(fā)生強烈的原生礦物分解和次生粘土礦物的形成，表層粘粒向下機械淋洗，在土體中下層有明顯的粘粒聚積，形成一種相對粘重的層次，稱為粘化層富鋁化過程：在熱帶亞熱帶高溫多雨地區(qū)，在闊葉林植被下，枯枝落葉分解后呈弱酸性二氧化硅和鹽基大量淋失，鐵鋁氧化物留在土體內，使土體呈紅色腐殖化過程：指在植物作用下，在土壤表層進行的腐殖質形成和積累過程。暗色表層，較高的鹽基飽和度泥炭化過程：指土壤有機質以半分解有機殘體形式在土壤中累積過程。這個過程的成果使土壤表層出現一種植物纖維還清晰可見，處在半分解（即沒有完全分解）的有機質積累層——泥炭層。這個過程在沼澤地帶經常出現。鈣化過程：指碳酸鹽（CaCO3、MgCO3）在土體中的淋溶淀積過程。其成果在土體中部往往形成一種富含碳酸鹽的層次——鈣化層。這個過程發(fā)生在半干旱草原地帶，降水少，土壤淋溶作用弱，土體中只有易溶性鹽如NaCl、KCL等在季節(jié)性降水時淋出土體。鉛、鋁、硅基本不發(fā)生移動，而Ca2+、Mg2+只部分發(fā)生淋溶，Ca2+、Mg2+從土壤表層向下淋溶到一定深度就淀積下來，形成鈣化層。鹽化過程：指多個易溶性鹽分在土壤表層逐步積累的過程。這個過程使土壤表層易溶鹽含量達成0.6％以上時即稱的鹽土，這個含鹽較高的層次叫做鹽化層。在濱海地區(qū)，土壤母質中就含有較多的NaCl易溶性鹽，很易形成鹽土。在半濕潤半干旱地區(qū)，地下水位較淺，地下水的易溶性鹽隨毛管上升達成土壤表層積累起來堿化過程：指交換性Na+進入土壤膠體并發(fā)生積聚的過程。如果因某種因素，土壤中含有諸多的Na+，Na+即可交換土壤膠體上的其它陽離子，而被土壤膠體吸取。土壤膠體呈現強堿性，還可發(fā)生分散，處在膠溶狀態(tài)，土壤構造差潛育化過程：指土體中所發(fā)生的還原過程。在長久漬水條件下，土壤呈還原狀態(tài)，土壤中的某些高價礦物，重要是Fe和Mn，變?yōu)榈蛢r狀態(tài)Mn2+、Fe2+，并游離出來，低價Fe化合物多呈蘭灰或青灰色，因此整個土層呈蘭灰或青灰色——稱潛育層。如水稻土、沼澤土等土壤常發(fā)生潛育化過程。潴育化過程：指土體發(fā)生的氧化還原交替進行的過程。在地勢低洼，地下水位較淺的地方，土壤受地下水季節(jié)變動的影響，雨季上升達成土壤某一層次，此時發(fā)生潛育化過程，形成Fe2+、Mn2+，呈蘭灰色。在干旱季節(jié)，地下水位下降，原來發(fā)生潛育化的土層，則發(fā)生氧化，Fe2+、Mn2+——Fe3+、Mn4+沉積下來，形成銹紋銹斑。這個氧化還原交替進行的過程即潴育化過程。形成潴育層，有大量銹紋銹斑出現。如草甸土等土壤都有這一特性。土壤分類土壤發(fā)生學分類：在理論上，地剪發(fā)生學分類的思想與原則是強調以土壤本身屬性為根據，強調土壤屬性-成土過程-成土因素的統(tǒng)一。但在應用這一分類系統(tǒng)進行野外土壤調查時，往往將極大的注意力放在土壤與成土因素、與地理景觀的互有關系上，因而叫做地剪發(fā)生學土壤分類派別。分類體系：最高一級是地帶生態(tài)組，它根據與大的自然條件親密有關并且不易為改良方法所變化的特性來劃分，重要是水熱狀況。第二級分類單元是根據土壤受地下水影響的特性所劃分的四個系列：自成型——正常徑流條件下，大氣濕潤，不受地下水影響。2.沖積型——有短時間春汛影響。3.半水成型——降水或洪水之排泄不暢區(qū)或地下水位在3—6米。4.水成型——地下水埋深不到3米，甚至長久為地表水或洪水沉沒。第三級為土壤的生物-物理-化學特性系列，根據有機質分解特點、吸取性復合體的飽和度、陽離子構成及可溶性鹽來劃分，共分5個系列。第四級為發(fā)生學土類，是該分類體系的基本分類單元。土類的概念為：發(fā)育在同樣的生物氣候和水文條件下，含有相似的基本成土過程和類似的土壤剖面特性。地剪發(fā)生學土壤分類體系在土類下列根據亞地帶或自然條件的相性更替劃分不同亞類，以反映土類間的過渡。地剪發(fā)生學分類體系亞類下列分土屬、土種、亞種、變種、土組和土相等。土壤系統(tǒng)分類：根據土壤本身的性質分類土壤，只是將發(fā)生理論作為選擇土壤分異特性時的參考，以達成將類似發(fā)生的土壤歸集到同一類別中的目的分類體系：美國《土壤系統(tǒng)分類》是一種6階層的多級分類系統(tǒng)。從最高等級到最低等級依次是：土綱（order）、亞綱（suborder）、（大）土類（greatgroup）、亞類（subgroup）、土族（family）和土系（series）。在最高等級，有10個（現在是11個）分類單元，即10個土綱。在最低分類等級，有1多個土系。1.土綱：最高分類階層，反映成土過程。根據診療層或診療特性劃分。2.亞綱：土綱的續(xù)分單元。根據土壤水分狀況以及其它反映土壤發(fā)育的土壤診療特性劃分。3.（大）土類：根據診療層的種類、排列和發(fā)育程度以及其它診療特性對亞綱續(xù)分而成。4.亞類：土類的續(xù)分單元。以上土綱、亞綱和土類的劃分根據重要是支配土壤發(fā)育過程的起因（如土壤水分狀況）或標志（如診療層）。5.土族：這個階層的目的是在一種亞類中歸并含有類似的物理和化學性質的土壤。6.土系：最低的分類階層。土系是根據比土族和土族以上各階層所用的性質變異范疇更窄的指標來對土族作進一步續(xù)分，方便分出性質更均一的分類單元。7.土相：土相不是《土壤系統(tǒng)分類》中的分類單元。事實上，土相提供了一種實用（技術）分類。兩種分類的比較：土壤發(fā)生分類重要根據土壤發(fā)生演變規(guī)律進行土壤類型的劃分。土壤系統(tǒng)分類是以診療層和診療特性為基礎的譜系式的定量土壤分類。土壤系統(tǒng)分類是以有定量限定的診療層和診療特性所反映的屬性為根據；土壤發(fā)生分類則以地帶性的生物氣候條件為首先根據。土壤發(fā)生分類的缺點：分類根據側重成土因素，對土壤本身屬性研究局限性側重研究中心地帶的典型土壤類型，對過分帶土壤注意局限性指標界限不明確，定量化局限性過分強調地帶性因素，將自然帶與土壤帶混淆對耕作土壤注意局限性持續(xù)命名法比較冗長，不便使用土壤診療分類的優(yōu)缺點：優(yōu)點：分類指標以診療層和診療特性為主，利于觀察和度量分類的屬性的數據庫建設，為自動分類提供了可能拼音命名，簡要扼要，利于理解缺點：分類指標過于繁瑣，且某些高級單位概括較廣，如淋溶土的淋溶過程的物質差別較大；干旱土涉及鈣積土、發(fā)育程度低的土壤及鹽分引發(fā)的生理干旱土等未重視耕作土土系未反映根系生長，且土系間缺少聯系土壤類型：富鋁土：是在熱帶和亞熱帶濕潤氣候條件下，土體中的鋁硅酸鹽礦物受到強烈分解，鹽基不停淋失，而氧化鐵、鋁在土壤中殘留和聚集所形成的土壤，其中氧化鋁最穩(wěn)定，稱之為富鋁土成土條件：氣候高溫多雨；自然植被以熱帶雨林、季雨林（磚紅壤），亞熱帶常綠闊葉林（紅壤）為主；地形以山地丘陵為主，成土母質為多個酸性和基性巖，并以富鋁風化殼為主成圖過程：富鋁化過程：硅酸鹽、鋁硅酸鹽原生礦物強烈分解，產生以高嶺石為主的次生粘土礦物和鐵鋁氧化物。脫鹽基—脫硅—富鐵鋁。不同熱量帶的富鋁化程度不同生物富集過程分類：磚紅壤，磚紅壤性紅壤，紅壤，黃壤運用和改良：充足發(fā)揮水熱條