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文档简介

1、绪论土壤发生学:研究土壤形成因素-土壤发生过程-土壤类型及其性质三者之间的关系的学说。土壤分类学:土壤是成土因素综合作用的产物,在不同时期不同成土环境下有不同的土壤。(PPT); 土壤分类学就是选取土壤分类标准对土壤这个地球表面的连续的历史自然综合体进行划分,通过构建分类单元与分类等级的逻辑关系,形成树枝状的分类系统,以便人们在不同的概括水平上认识他们,区分各种土壤以及它们之间的关系。(课本)土壤地理学概念:土壤地理学是以土壤及其与地理环境系统的关系为研究对象,它是研究土壤的发生发育、土壤分类及时空分异规律,进而为调控、改造和利用土壤资源提供科学依据 的学科,是自然地理学与土壤科学之间的交叉学

2、科,也是一门综合性和生产性很强的学科; 土壤地理学是研究土壤分布的地理规律的学科,讲各种土壤类型的形成条件、分布范围、土壤的形成过程、土壤的剖面形态特征和理化性质,并对这些土壤类型的适宜利用方向,土壤限制因素的改良进行阐述。第一章 土壤形成因素分析1、成土因素学说的发展:道库恰耶夫、西比尔采夫等道库恰耶夫,土壤发生学派,是成土因素的创始人,他认为土壤是母质、生物、气候、地形、 时间的综合作用;西比尔采夫提出了土壤地带性概念,根据土壤地理分布特点将土壤划分为3个土纲:显域土纲、隐域土纲、泛域土纲;威廉斯,生物发生学观点,强调了土壤形成中 生物主导和人类生产活动的重大影响;詹尼,对成土五大因素的修

3、正。2、气候因素是怎样影响土壤的形成发育的?(温度和降水)影响过程:气候因素一一土壤水、热状况一一风化过程一一植物生长、微生物活动,有机质的合成与分解一一土壤中所有物理、化学和生物作用一一土壤形成的方向和强度一一土壤地理分布。气候影响土壤有机质的含量: 过度湿润和长期冰冻有利于有机质的积累, 干旱和高温有利 于有机质的矿化;温度和其它条件不变时, 降水越大土壤有机质含量越高; 降水量和其它条 件不变时,温度越高土壤有机质含量越高。气候影响岩石矿物风化强度:热带地区岩石风化和土壤形成速度,风化壳和土壤厚度温带和寒带地区气候影响粘土矿物的形成: 不同气候带的土壤中, 具有不同次生粘土矿物: 干冷地

4、区的土 壤一水云母,温暖湿润或半湿润气候条件下一蒙脱石和蛭石, 湿热地区一高岭石类,高度湿 热地区一铁、铝氧化物;岩石的原始矿物的风化演化系列: 形成伊利石(脱K)、蒙脱石(缓 慢脱盐)、高岭石(迅速脱盐)和三水铝石(脱硅)0物质迁移随水分和热量的增加而增加(与CEC的关系):从风化和成土过程产物的迁移规律看一一在湿润地区 (如灰化土地区),土壤中游离的盐基遭到强烈的淋洗;在半干旱气候条件下(如黑钙土地区),土壤中易溶性盐分受到淋洗,而碳酸盐则在土体中相对聚积;在 干旱地区(如棕钙土地区),易溶盐分仅在土壤上层遭到淋洗。候影响土壤分布规律:温度:寒温带 气一灰化土; 温带化一暗棕壤;暖温带 气

5、一棕壤;亚热带和热带 化一红壤、醇红壤等;干湿程度: 温带湿润气候区 化一淋溶土;温带半湿润 半干旱区化一弱淋溶土,钙积土;温带干旱区 化一荒漠土3、岩石的原始矿物的风化演化系列:脱K、脱盐基等各形成什么矿物?脱钾形成伊利石,缓慢脱盐基形成蒙脱石,迅速脱盐基形成高岭石,脱硅形成三水铝石4、生物成土因素是如何影响土壤形成发育的?(植物、动物、微生物)综述:生物一一太阳能一一土壤养分的生物富集一一推动土壤演化过程-肥力形成;补充淋失损失,养分富集;选绿色植物是土壤有机质的初始生产者:有限养分无限使用 择吸收使养分组成质量提高;固氮。动物在成土过程中的作用:生活在土壤中的动物, 通过其生命活动、机械

6、扰动,参加了土壤 与动物之间,以及土壤中的物质和能量的交换、 转化过程,相当深刻地影响土壤的形成与发 育。其作用有:养分转化;挖掘 、混和、土壤组成性质变化;动物遗体增加土壤有机质。(课本:动物的作用表现在它们对土壤物质的机械混合,对土壤有机质的消耗、分解以及它们将代谢产物归还到土壤中去。)微生物在土壤形成中的作用:微生物是分解者、还原者。其作用有:分解;合成;固氮;转 化 硅、铁、磷、钾细菌。微生物种类繁多,数量极大,对土壤的形成,肥力的演变起着重 大的作用,构成了土壤中生物小循环的一个不可缺少的环节,并导致腐殖质的形成和土壤腐殖质层中营养元素的积累。5、母质的概念及类型?母质:形成土壤的岩

7、石风化物经外力搬运堆形成的残积物、坡积物、 洪积物、冲积物、湖积物、海积物、冰水沉积物、风积物等母质类型 残积类型1i残积母质el运积类型1水成流水沉积冲积母质 _ Jal坡积母质 _dl洪积母质Pl1湖积母质1l海积母质m风成黄土母质eol砂丘冰川成因冰磺母质gl地心引力成因重力堆积母质6、地形因素影响土壤形成的主要作用表现在哪些方面?。、一方面是使物质在地表进行在分配;、另一方面是使土壤及母质在接受光、热条件方面发生差异,以及接受降水或潜水在土体的重新分配方面的差异。7、土壤的相对年龄及绝对年龄?绝对年龄:指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间。相对年龄:指土壤的

8、发育程度,一般用剖面分异程度加以确定,无具体年份。8、人类因素从哪几个方面来影响土壤的形成发育?加速演化自然土壤-耕作土壤改变方向荒漠土壤-绿洲土壤改变肥力褐土-(土娄)土消除障碍层 粘盘层流沙层铁盘层白土层9、基本成土过程及形成土壤发生层的成土过程?基本成土过程总述:有机物与无机物以固体、液体或气体的形式加到土壤中;这些物质从土壤中丧失;在土壤内部有机物或无机物的迁移;在土壤内部有机物或无机物的转化。课本2426 页共 15 种基本成土过程要掌握。形成土壤发生层的成土过程: 原始成土过程:在冰雪复盖、寒冷干燥的条件下,从岩石露出地表而有微生物着生开始到高等植物定居之前形成的土壤过程。本过程基

9、本可分三个阶段:首先是出现自养型微生物的 “岩漆 ”阶段;接着是各种异养型微生物,如细菌、粘液菌、真菌、地衣共同组成的原始植物群落,着生于岩石表面与细小孔隙中,通过生命活动使矿物进一步分解,使细土和有机质不断增加,即所谓“地衣 ”阶段;第三阶段是“苔藓 ”阶段,生物风化与成土过程的速度大大加快,为高等绿色植物的生长准备了肥沃的基质。有机质积累过程:包括腐质化过程、粗腐质化过程(课本 27页)、泥炭化过程(P32)粘化过程(P28)钙化过程:在土壤母质的基岩风化物或地表沉积体,在土壤形成过程中淋溶脱钙和淀积积钙,以及复钙过程等,是一种比较普遍的现象。淋溶脱钙过程湿润半湿润区: 在降水量大于蒸发量

10、的生物气候条件下,其矿物风化过程的先期就是脱钙,钙变为碳酸氢钙的形式溶于土壤水而排出土体,使土壤变为盐基不饱和状态;没有石灰反应。钙积过程干旱半干旱区: 如果大气的干燥度提高,像大陆性的温带草原,则碳酸氢钙不会完全排出土体,而是由A 层或 A/B 层向下淋溶到一定深度,这时土壤孔隙中的二氧化碳分压或水分含量降低,则碳酸氢钙放出二氧化碳而变成碳酸钙沉积出来。复钙过程它是指有一部分已经脱钙的土壤表层, 由于自然 (如生物表层吸收积累或风带来的含钙尘土降落)或人为施肥(如施用石灰、钙质土粪等),而使表土层含钙量大于B 层的成土过程。盐化、碱化、脱盐化与脱碱化过程:盐化过程主要是干旱、 半干旱气候条件

11、下,地下水中的盐分通过毛管蒸发而在土壤表层和土体上部进行积累的过程。这些盐分主要是一些中性盐类(K+、 NaCl、 Na2SO4、 Ca2+、 Mg 2+),在海水影响地区,盐分来源于海水浸渍。pH 值一般在7-8.5 左右;盐分主要残留在土壤表层,形成盐霜、盐结皮脱盐化过程由于地形、 气候或人工排水改良的结果,使原有表层含盐的土壤通过降水或人工洗盐,而将盐分淋洗到下层,或排出土体。前者称之为残余盐土,后者可变为非盐土(1g/kg ) 。碱化过程是指钠离子在土壤胶体上的累积, 使土壤呈强碱性反应,并形成物理性质恶化的碱化层,又称钠质化过程。种类:Na2CO3、 NaHCO 3 碱土的表层积滞碱

12、性反应的水分,使土壤腐殖质扩散于碱液而被淋溶,并在下层形成柱状的不透水的碱化层 。脱碱化过程碱土中的可溶性钠盐以及含钠胶体经水分淋洗,胶体上的Na+被H+取代。碱化过程的逆过程,实际上就是Na+脱离土壤胶体进入土壤溶液的过程。灰化过程:这是在冷湿的纯针叶林的生物气候条件下产生酸性淋溶的一系列过程。包括灰化、隐灰化、漂灰化等过程。( P30-31)白浆化过程:P31富铁铝化过程一一*脱盐基:在湿热条件下,硅铝酸盐矿物发生强烈的水解, 释放出盐基,使风化液呈中性或微碱性。这样,一方面是盐基离子不断自风化液中流失;*脱硅:另一方面是分解产物中的硅酸在碱性风化液中扩散而随盐基一同流失(硅酸淋溶)。*富

13、铝化:在这种强烈的脱盐基与脱硅过程中,铝、铁、镒、钛等元素在碱性风化液中发生沉淀而相对富集于原来的土层中。所以,这种铁铝等的富集与含量增加与硅酸含量的大量淋失是相对而言的, 这与灰化B层的铁铝镒的淀积有着本质的区别。P杜乔富尔:热带、亚热带土壤风化的三个阶段:铁硅铝化过程一一在此阶段内,铁的水解与氧化和红化过程中,主要次生粘土矿物为2:1型,在雨季产生Bt层。铁红化过程一一土壤处于中度至高度的化学风化阶段,表现在其土 壤的粘粒矿物中,除主要为高岭石和不同数量的氧化铁外,还有相当数量的伊利石或蒙脱石,但没有或极少有三水铝石。铁铝化阶段(砖红壤式的富铁铝化过程)一一是指土壤中可溶盐和碳酸盐彻底淋失

14、,交换性盐基强度淋失,大部分二氧化硅及少量铁、铝氧化物淋溶,大部分铁铝氧化物形成结晶态针铁矿、赤铁矿及三水铝石而被高度富集的作用。在这种富铁铝化的土壤中,粘粒矿物以高岭石和铁铝氧化物为主,极少或没有伊利石和蒙脱石。水成土壤过程:分为潜育化、潴育化过程、泥碳化,这些都是在潜水位较高的影响下,在底土中进行的以还原或以氧化还原交替进行为主的成土过程。(P32) 熟化过程:熟化过程是指在人为干预下,土壤兼受自然因素和人为因素的综合影响下进行的土壤发育过程。其中,人为因素是主导的。(P32)10、地质大循环和生物小循环的概念。地质大循环是指地面岩石的风化、风化产物的淋溶与搬运、堆积,进而再次成岩作用。生

15、物小遁豆是指生物在其风化产物的基础上进行植物营养元素的富集、保蓄,使部分营养元素暂时脱离地质大循环的轨道。11、表征地质风化度和土壤淋溶程度的几个指标:土壤风化淋溶系数、土壤淋溶系数、土 壤风化系数、硅铝率及硅铁铝率(注意全土和粘粒中各自代表的含义)、铁的游离度。P35-3612、土壤主要发生层的各种符号含义(大写、小写)。森林土壤,A层的上面为枯枝落叶层所覆盖,传统上称覆盖层,或有机层O,以O来表示枯枝落叶层,以A表示腐殖质层。淋溶层(A):处于土体的最上部,又可称 表土层,包括有机质的累积层或物质淋溶层。本 层中生物活动最为强烈,进行着有机质的积累转化作用,形成一个颜色较暗、一般具有粒状结

16、构。如果在比较湿润的地区,这一层内还发生物质(包括有机质和矿物质)的淋溶作用, 所以又叫淋溶层。在本层进行的物质淋溶作用,使某些物质移动到土体下层或移出土体之外, 促使土体构型分异,形成了别的发生层次。因此,A层是土壤剖面中最为重要的发生学层次, 不论是自然土壤还是耕作土壤,不论是发育完全的剖面,还是发育较差的剖面,都有A层。淀积层(B):在A层的下面,是由物质淀积作用而造成的。本层的淀积物主要来自土体的 上部,也可以来自土体的下部及地下水,由地下水上升,带来水溶性或还原性物质,因土体中部环境条件改变而发生沉积聚集;还可以来自人们施用石灰、 肥料等来自土体外部的物质,这些物质在土体的中部、下部

17、乃至土体的表层淀积。淀积层有以下几种特点:*淀积层一般在土体的中部或下部。*淀积层的物质多种多样, 有粘粒,有钙质物(碳酸钙、石膏)、铁、镒、铝等,它们和粘粒混杂,或各自形成单独的新 生体。 *由于物质在土体某一部位的沉积需要一定的条件,或是在某种生物气候带,土壤的风化淋溶作用十分强烈,被风化淋溶的物质被彻底自土体淋失而无淀积层(如醇红壤)或淀积层发育得非常微弱(如初育土)。因此,一个发育完全的剖面,必须有淀积层这个重要的发生层。*许多土壤类型的诊断层次是淀积层,因为淀积层比较能完整的反映成土过程的特征,而且比较稳定母质层(C):处于土体最下部,没有明显的成土过程的土壤层次称为母质层。它是由风

18、化程 度不同的岩石风化物或地质沉积物所构成。用以表示发生层的层位和性状:A淋溶层B淀积层C母质层O堆积于表层的有机质层,水分 不饱和,有机质含量350g/kg (枯枝落叶层)H堆积于表层的有机质层。水分长期饱和,有机质含量350g/kg(泥炭层)E硅酸盐粘粒遭破坏,粘粒、铁、 铝三者皆有损失,有砂、粉砂聚 集R连续的坚硬岩层层次传统国际符号现代国际符号含义枯枝落叶层AOO疏松的枯枝落叶堆积和卜部已初步腐解的粗腐殖质腐殖质层AlAh暗色腐殖质与矿质颗粒的紧密融、结合淋溶漂白层A2E一般为灰白色,又称灰化、过渡层ABAB漂白层A层1司B层过渡,肩腐殖质.粘化层BBt棕色或褐棕色,粘粒聚积,块、核状

19、,较紧实铁镒斑纹层B mnBs铁镒呈斑纹,胶膜积聚钙积层B caBk后白色的石灰聚积过渡层BCBCB层向C层过渡母质层CC疏松母质层母岩层RR坚硬母质层用以表示发生层的形态或性状:P39过渡土层:兼有两种发生土层特征的土层,无明显界线,如: AB BA EB混合土层:不同土层块体的混合, 可鉴别原属土层,由动物人为耕作或外力造成土层的混合,如:A/B B/A13、土壤剖面、土壤发生层、土体构型等的含义。土壤剖面(soil profile)是一个具体土壤的垂直断面,一个完整的土壤剖面应包括土壤形成过程中所产生的发生学层次,以及母质层次。不同发生层的组合就构成了各种类型的土体构型, 也就是各种各样

20、的土壤类型。土壤发生层(简称土层)是指土壤形成过程中所形成的剖面层次(或土体构造层次)。土体构型(土壤剖面构型):它是指各土壤发生层有规律的组合、有序的排列状况,是土壤剖面的最重要特征。由于各种土体构型是由特定的、并有内在联系的发生土层所组成,所以它是我门鉴别土壤分类单元的基础。第二章 土壤分类1、土壤分类单元一个土壤类型就是在所选择的作为区分标准的土壤性质上相似的一组土壤个体,并且依据这些性质以区别其它土壤个体。将土壤类型称为土壤分类单元。2、中国现行土壤分类体系中的分类等级,各高级分类单元及低级分类单元的划分依据是什 么?命名方法是什么?现行中国土壤分类体系的指导思想核心是:每一个土壤类型

21、都是在各成土因素的综合作用下,由特定的基本成土过程所产生,且具有一定的土壤剖面形态和理化性状特征的土壤。在实际工作中,以成土条件划分土壤,不再强调土壤性质是否与条件吻合。该分类系统的高级分类单元主要反映的是土壤在发生学方面的差异,而低级分类单元则主要考虑到土壤在其生产利用方面的不同。我国现行的土壤分类系统采用连续命名与分段命名相结合的方法。土纲和亚纲为一段以土纲名称为基本词根,加形容词或副词前缀构成亚纲名称,亚纲段名称是连续命名。土类和亚类为一段,以土类名称为基本词根, 加形容词或副词前缀构成亚类名称。土种和变种名称也不能自成一段,必须与土类、亚类、土属连用。(P4548)3、美国土壤系统分类

22、的分类原则与命名方法。该分类法将发生学土层和土壤特性给予定量化,建立了一系列的诊断层和诊断特征,用来划分鉴定土壤,不以发生理论为依据, 而以土壤性状本身为依据。 从最高分类等级到最低分类 等级依次是:土纲、亚纲、土类、亚类、土族和土系。命名方法:美国土壤系统分类的土壤分类单元的命名采用拉丁文及希腊文词根拼缀法,试图国际化。实际上这是一种连续命名法,即以土纲名称为词根,累加形容词或副词, 分别依次构成亚纲、土类、亚类、土族的名称。土系的名称仍然用首先发现它的地方命名。4、诊断层、诊断特征诊断层,是指用于识别土壤分类单元,在性质上有一系列定量说明的土层。诊断特征是指有定量说明的土壤性质。(P48-

23、49)凡用于鉴别土壤类别的, 在性质上有一系列定量规定的土层称为诊断层;如果用于分类目的的不是土层,而是具有定量规定的土壤性质(形态的、物理的、化学的),则称为 诊断特性。5、国际土壤分类的发展趋势。诊断定量化的土壤分类方法代表了当代世界土壤分类的发展趋势。接受诊断分类思想和方法的越来越多;通过相互交流,诊断层和诊断特征的概念在进一步补充和完善的前提下逐步 融合。6、中国土壤系统分类的特点?诊断现象?中国土壤系统分类的特点:(1)分类原则、诊断层和诊断特性和分类系统。(2)检索系统, 每一种土壤可以在这个系统中找到所属的分类位置,也只能找到一个位置。以诊断层和诊断特性为基础的中国土壤系统既与国

24、际接轨,又充分体现我国特色。诊断现象:中国土壤系统分类中还把在性质上已发生明显变化,但尚未达到诊断层或诊断特性规定指标,但在土壤分类上具有重要意义,即足以作为划分土壤类别依据的称为诊断现象(主要用于亚类一级)。第三章中国土壤形成的地理基础1、我国气候带的划分:根据热量及湿度各分为哪些气候区?根据水热条件可分为:纬度:气温南北差异(东部季风区)海距:湿润程度差异(西北干旱区) 地形:垂直景观差异(青藏高原区)按照热量分区:从北到南依次为:寒温带、中温带、暖温带、北亚热带、中亚热带、南亚热 带、热带:按照干燥度差异分区:东南沿海湿润区,从伏牛山、太行山、燕山至大兴安岭一 线两侧的半湿润区,青、甘、

25、宁、内蒙一带的半干旱区;以及西北部的干旱区。2、我国主要成土母质(风化壳)的类型?岩石矿物经风化、搬运、堆积而成的地壳的疏松表层称成土母质,又叫风化壳。一、我国的主要风化壳类型:( 1 ) 、富铝风化壳和第四纪红色粘土:广泛分布于热带和亚热带湿润地区,高温多雨条件下,盐基强烈流失,土壤中的铁铝氧化物大量聚积,呈红黄色,又称红色风化壳,粘土矿物以赤铁矿、高岭石为主,形成铁盘和网纹层,发育为红壤、黄壤、赤红壤、砖红壤。第四纪红色粘土的四个层段:a)均质红土层:最表层,15m;b)网纹红土层:红、白、黄相间的网纹,15m;c)铁镒胶膜结核层:夹杂于红色土层间;d)砾石层:下部,粘土夹圆的石英岩和花岗

26、岩砾石(夹砾层)( 2) 、硅铝风化壳:分布于温带的东北华北湿润区和半湿润区。风化物中的铝硅酸盐类只有中等蚀变,脱盐基、脱钾、脱钙,盐基开始不饱和,pH 中性到微酸性,养分较多,粘土矿物以蒙脱石为主。根据风化程度不同又可分为:A)饱和硅铝风化壳:含钙,盐基饱和度高,分布在东北华北,发育黑土、华北褐土;B )不饱和硅铝风化壳:盐基淋失多,氢增加,呈微酸性,盐基不饱和,分布在丘陵山区,发育棕壤、暗棕壤;C)弱富铝硅铝风化壳:高温多雨条件下,盐基大量流失,脱盐基脱硅,铁铝富集,分布在长江流域以南,发育黄棕壤;D )碎屑硅铝风化壳:风化弱,分布在高山,形成高山草甸土、高山草原土。( 3) 、四川石灰质

27、紫红色砂页岩风化壳区紫色岩层,固结度差,易风化,侵蚀强,形成紫红色风化壳。主要分布在四川盆地等地。( 4) 、广西石灰岩岩溶风化物地区碳酸盐风化壳:主要分布于东北、华北、 西北黄土高原干旱地区和南方碳酸盐基岩区。( 5) 、碎屑风化壳:多见于青藏高原与高山地区(干旱寒冷地区)。风化作用以物理风化为主,化学风化微弱,风化层薄,质地粗,砾石含量60%以上。( 6) 、含盐风化壳:特征为含有大量的可溶性盐。多出现于极干旱的内陆盆地中部或盐渍性基岩区,西北柴达木盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地、华北平原、内蒙高原、东北平原西部以及滨海地区。西北以氯化物、硫酸盐为主;东北、 华北以碳酸钠、氯化物为主;吐鲁番

28、盆地有硝酸盐聚积;沿海地区以氯化物为主;都发育为盐土。( 7) 、还原系列:主要分布于低洼地形,受渍水影响,母质中铁锰呈还原态,或受氧化还原交替的影响,母质现灰蓝色或锈斑,磷酸盐的活性增强,有效性提高。发育沼泽土、泥炭土、潜育化土壤二、河流沉积物:如黄河、长江、湖泊等沉积物。三、风成推积物:1、黄土马兰、离石和午城,南京附近的下蜀黄土等。2、沙质堆积物风力推动的移动堆积的沙土3、土壤分布的水平地带性、垂直地带性、纬度地带性、经度地带性、隐地带性土壤?我国主要的纬度地带性及经度地带性土壤都有哪些?水平地带性:土壤分布的水平地带性是指土壤分布与热量的纬度地带性和湿度的经度地带性的关系,但是大的构造

29、地理 如大的山脉、高原等可以明显地影响这一格局。垂直地带性:由于随地形的海拔升高而发生温度有规律的下降,如在中纬度地区,山体每上升100m,气温下降0.6C,而且降水也相应地增加,因此,岩石风化,自然植被,农业利 用等也发生类似于自南向北的地理变异,称之为垂直地带性。纬度地带性:因为自赤道向两极,地球接受太阳的辐射量呈有规律的递减,所有的岩石风化、植被景观也都呈现出有规律的变化,土壤也相应发生这种纬度性的变化。经度地带性:由于大陆与海洋的位置关系及大气环流的影响而形成海洋性气候、季风气候 (或地中海式气候) 以及大陆干旱气候等不同的湿度带,这种湿度带基本平行于经度,而土壤亦随之发生规律的分布,

30、称之为土壤分布的经度地带性。主要纬度地带性土壤:南北纬度地区性,由北而南依次为:棕色针叶林土、暗棕壤、棕壤与 褐土、黄棕壤与黄褐土、黄壤与红壤、赤红壤、醇红壤。主要经度地带性土壤: 温带地区的经度地带性由东往西为:黑土、黑钙土、栗钙土、棕钙土、灰漠土 ;暖温带地区的经度地带性由东往西为:棕壤、褐土、黑结土、灰钙土、棕漠土第四章 棕色针叶林土、暗棕壤和白浆土1、棕色针叶林土、暗棕壤及白浆土的概念。棕色针叶林土是在寒温带针叶林下,冻融回流淋溶型(夏季表层解冻时铁、铝随下行水流淋 溶淀积;秋季表层结冻时夏季淋溶淀积物随上行水流表聚)的棕色土壤,曾被命名为山地灰化土,棕色灰化土,灰化土。暗棕壤是在温带

31、湿润季风气候和针阔混交林下发育形成的,剖面构型为O-AB-Bt-C,表层腐殖质积聚,全剖面呈中至微酸性反应,盐基饱和度60-80%,剖面中部粘粒和铁镒含量均高于其上下两层的淋溶土。白浆土是在温带半湿润及湿润区森林、草甸植被下,在微度倾斜岗地的上轻下粘母质上,经过白浆化等成土过程形成的具有暗色腐殖质表层、灰白色的亚表层 一白浆层及暗棕色的粘化淀积层的土壤,剖面构型为Ah-E-Bt-C (或Cg)。白浆土的白浆层含有大量的SiO2粉末、淀积层含有大量的铁镒结核。2、为什么棕色针叶林土没有发生典型的灰化过程,而仅发生了隐灰化过程?在温暖多雨季节,真菌分解针叶林的凋落物时,形成酸性强、活性较大的富里酸

32、类的腐 殖酸下渗水流,含有富里酸类的下渗水流导致土壤盐基及矿物质Fe、Al的络合淋溶,使土壤盐基饱和度降低,土壤呈酸性。但由于气候寒冷,淋溶时间短,淋溶物质受冻层的阻隔, 这种酸性淋溶作用不能有显著的发展,同时淀积作用也不明显。因此,棕色针叶林土的有机酸的络合淋溶过程只能称为隐灰化过程或准灰化过程。3、白浆土的E层与灰化土的E层有什么不同?白浆土的E层是白浆化过程(还原性漂白过程)形成的,主要是由于土壤上层滞水造成 还原条件,有机质使铁镒还原并随侧渗水漂洗出上层土壤使土壤表层脱色形成了E层,主要表现为盐基、铁、镒、严重漂失,土粒团聚作用削弱,形成板结和无结构状态;灰化土的 E层是灰化过程形成的

33、, 降水淋洗、富含有机酸的土壤使土体上部矿物中的铝硅酸盐蚀变分 解并析出铝、镒等金属离子与有机酸形成络合物,向下淋溶,而在土体上部形成二氧化硅富集的灰白色淋溶层,即E层。4、白浆土的低产原因何在?如何改良? 白浆土低产原因分析:(1)耕层构造不良,白浆土 Ah层肥力状况较好,但 Ah层很薄,其下面是养分贫瘠、水分 物理性质不良的白浆层, 是托水、隔水、阻碍作物生长的障碍层次;再往下便是粘紧不透水 的淀积层,根系难以向下伸展,但淀积层养分比较富集。 这样的耕层构造,使土体贮水量小, 易造成表涝、表旱。绝大部分根系分布在很薄的表层内,营养容积小,作物生长后期供肥不 足。所以,白浆土种植作物,一般植

34、株矮小,产量不高不稳。( 2)养分总贮量不高,分布不均。白浆土有机质和全量氮、磷、钾等养分主要之中分布在Ah 层,含量较高,但养分有效性较低,尤其有效磷更缺;E 层养分迅速下降,表现特别贫瘠,Bt 层好转。由于养分分布不均,总贮量不高,有效性也不高,难以满足作物生长过程中对养分的需求。( 3)水分物理性质差:由于白浆土土体构型不良,白浆层透水性很弱,粘化淀积层几乎不透水,致使土体容水量小,春天化冻时,不煞水,夏秋雨季不下渗,容易产生上层滞水的内涝和地表积水的表涝。土壤上层干湿交替频繁,春季降雨少就出现明显旱象。水分状况十分不稳定,既不耐旱,也不耐涝。由于质地粘重,难以耕作。春天融冻时,土壤过湿

35、冷浆,影响种子萌芽和苗期生长,也常常影响春麦适时播种,使其在生长季节正值雨季,易感染锈病,造成减产。白浆土改良途径通过对白浆土低产原因的分析,可以看出,改良白浆土必须把培肥和改良土壤结合起来,彻底改造白浆层乃至粘化淀积层,逐渐增厚黑土层,这样才能取得良好的该土增产效果,为作物高产、稳产创造良好的土壤环境。为此,采取如下措施:( 1 )深松深施肥:深松能打破梨底层,加深耕层,通过深松把有机肥深施入白浆层,对改造白浆层,使其逐渐熟化,达到土肥相融,可增加总孔隙度和通气空隙,降低容重,提高土壤贮水能力,有利于作物根系向下扩展。但深松必须结合施有机肥,否则影响该土的效果。( 2)秸杆还田与施用草炭:两

36、者对提高有机质含量,增加土壤养分,增强生物活性及改善土壤物理性质等均有良好效果。应用得当,其增产效果达10%左右。配施化肥可增产30%以上。还田秸杆要粉碎,并配合以一定量的氮肥,以改变C/N 比。而且还田时间以早为佳,因秸杆水分较多,有利于腐解。( 3)种稻改良:白浆土种水稻可趋利避害,从水分与养分两方面消除了旱作弊端。白浆层低渗透性有利于节水种稻,由于种稻的还原条件,使高价铁转为低价铁,故可使铁态磷释放出有效磷。使稻作在一定时间内不缺磷或很少缺磷。而且种稻水田有利于有机质的积累。( 4)种植绿肥与施用石灰:种植绿肥如与发展牧业结合,更易为群众接受,绿肥培肥土壤可增产15%40%,且有 3 年

37、后效。适宜绿肥品种有油菜、碗豆、草木樨和秣食豆等。施用石灰,据黑龙江省农场总局的852农场和云山农场, 在白浆土上石灰施用量150750kg/ha,大豆增产11.7% 22.3% 。( 5)水土保持和排水:岗地白浆土应搞好水土保持防止水土流失;低地白浆土要开沟排水,调节土壤水分状况。这是岗地、低地白浆土建设高产稳产农田的基础,在此基础上才能发挥其它改土措施的作用。其它,如客土掺沙改良白浆土的物理性状等,效果也很好。5、棕色针叶林土、暗棕壤、白浆土的形成条件和形成过程上有什么异同?棕色针叶林土,寒温带湿润针叶林下的淋溶土,表层有一定厚度的酸性粗腐殖质,但冬季严寒而漫长,冻层(包括季风性和永久性的

38、)存在时间长(一般可达半年以上),影响土体淋溶, 因而酸性络合淋溶的灰化过程不明显,这有别于欧亚同纬度的海洋性气候地区的灰化土带。暗棕壤,温带针叶林下的淋溶土,低温时间长,仅有利于有机质积累,粘化现象不明显,因而也有别于一般的棕壤。白浆土,形成于一定地形和母质条件下的潴育淋溶的土壤,具有特有的漂白层,大面积分布于温带湿润地区。第五章棕壤与褐土1、棕壤、褐土、粘化过程(两种类型)棕壤是在暖温带湿润半湿润大陆季风气候、落叶阔叶林下,发生较强 淋溶作用和粘化作用形成的土壤,土壤剖面通体 无石灰反应,呈微酸性,具有明显粘化特征。总面积2015万2 hm。褐土是在暖温带半湿润季风气候条件, 干旱森林与灌

39、木草原植被下, 经过粘化过程和钙 积过程发育而成的土壤,具有粘化 B层的土壤。剖面中某部位有 CaCO3积聚,中性或微酸 性,属半淋溶土,总面积 2515.85hm2。粘化过程:棕壤以淋淀粘化为主,褐土以残积粘化为主。2、棕壤与褐土的主要成土过程有哪些?(一)棕壤的形成过程棕壤的形成过程的基本特点是:有明显的淋溶作用、粘化作用和较强烈的生物积累作用。(1)、淋溶作用:棕壤在风化过程和有机质矿化过程形成的一价(Na+、K+)矿质盐类均已淋失,二价(Ca2+、Mg2+)盐类除为土壤胶体吸附外,游离态的大部分淋失,故土壤一 般呈中性偏酸、无石灰反应,盐基不饱和。高价的Fe、Al、Mn则有部分游离,铁

40、镒游离度分别在25%30%和50%70%,并有明显淋溶淀积现象, 在剖面的中、下部结构体表面呈棕 黑色铁镒胶膜形态。(2)、粘化作用:在温暖湿润的气候条件下,化学风化较强烈,土壤发生粘化作用,包 括土壤中粘粒的形成和粘粒在土壤中积聚两个方面,即残积粘化和淋移淀积粘化。前者是土体内风化作用所形成粘粒的就地积聚,后者是风化和成土作用形成的粘粒矿物,分散于土壤的水分中成为悬液,沿结构间的缝隙或其它大的孔隙随水下移,至一定深度,由于水分减少,粘粒淀积,或是带负电荷的粘粒在盐基较多的下层电性被中和而凝聚, 从而使粘粒在下层积聚,形成了粘粒淀积层。所以淋移粘化分布的剖面层位较低。棕壤的粘化作用,一般以淋移

41、淀积粘化为主,残积粘化为辅。粘粒淀积层的特点, 一是在结构体表面可以看到光学定向的粘粒胶膜;二是淀积层中粘粒含量要比上部淋溶层高, Bt层的粘化系数1.2。(3)、生物积累作用:棕壤在湿润气候条件和森林植被下,生物积累作用较强。 表现在:1)在湿润的森林植被下形成大量的有机质或腐殖质的积累,特别积聚于表层。2)棕壤虽然因淋溶作用而使矿质营养元素淋失较多,但由于阔叶林的存在,以枯 枝落叶形式向土壤归还 Ca、Mg等盐基较多,可以不断补充淋失的盐基, 并中和部分有机酸, 因而使土壤呈中性和微酸性,而没有灰化特征。这种在土壤上部土层中强烈进行着灰分元素 的积聚过程,使棕壤在其形成过程中,创造和保持了

42、较高的自然肥力。3)在木本植物及湿润气候条件下,形成的腐殖质以富里酸为主,H/F为0.470.82;开垦耕种后形成胡敏酸的量则有所增加。(一)褐土的形成过程(1)、干旱的残落物腐殖质积累过程:干旱森林与灌木草原的残落物在其腐解与腐殖质积聚过程中有两个突出特点。第一是残落物均以干燥的落叶而疏松地覆于地表,以机械磨擦破碎和好气分解为主, 所以积累的土壤腐殖质少,腐殖质类型主要为胡敏酸;第二是残落物中含Ca量丰富,保证了土壤风化中钙的部分淋溶补偿,甚至产生了部分表层复钙现象。(2)、碳酸钙的淋溶与淀积:在半干润条件下,原生矿物的风化首先开始大量的脱钙阶 段,其CaO随含有CO2的重力水由土壤剖面的表

43、层渗到下层,以至于形成地下水流。在这 风化阶段的元素迁移特点是CaO、MgO大于SiO2和R2O3的迁移。但由于半干润季风气候的特点,一方面是降水量小, 另一方面是干旱季节较长,土体中带有Ca(HCO3)2水流的分压CO2势到一定深度即行减弱而产生CaCO3的沉淀。这种淀积深度,也就是其淋溶深度,一般与其降水量成正比。(3)、残积粘化,也称之为残积风化或地中海风化,即粘粒的形成是由土体内的矿物进行原地的土内风化而成,很少产生粘粒的机械移动,因而粘粒没有光学向性。残积粘化包括两个方面:一方面是矿物中的铁在当地水热条件下,于土体内进行铁元素的水解与氧化,形成部分游离氧化铁(有无定型与微晶型) ,染

44、色,土体颜色发褐。但 是其总体含铁量不产生变异;另一方面表现是土壤原生矿物水化与脱钾的初步风化阶段,形成了大量的水化云母等次生矿物。而且也有进一步风化而形成的蛭石等。(4)、淋移粘化:即在一定降水和生物气候条件下,粘土矿物继续脱钙,形成另外一种 颗粒最细的新生粘土矿物 如蒙脱石等,并开始于雨季期间随重力水在主体结构间向下悬 移,在一定深度形成粘粒淀积层,这种粘粘往往有光学向性,一般土体水分的干湿交替有利于粘粒下移。在褐土的粘化过程中一般以残积粘化为主,而夹有一定的淋移粘化,它们在不同的亚类中,其比重并不一样。一般石灰性褐土以前者为主,淋溶褐土以后者为主。然而, 在一个剖面中两者常常同时混合存在

45、,而且从理论上讲残积粘化往往层位稍高,淋溶粘化可能层位稍低。但是两者常常也是混同的。3、棕壤的粘化过程与褐土的异异同点是哪些?棕壤以淋移淀积粘化为主,残积粘化为辅,淋溶作用较强,粘化的层次出现的层位稍低,层 次厚度较大,粘化系数 Bt/A1.4, SQ2/R2O3一般V 2.5左右,pH值近酸,f即6.06.5 左右,且剖面中无 CaCO3积聚,这也是淋溶褐土与棕壤的主要区别。褐土分布于温暖半湿润地区, 水分条件比棕壤差,淋溶作用也弱于棕壤, 在剖面中有明显的 CaCO3积聚;粘化作用以残积(余)粘化为主,而淋溶淀积粘化作用不明显,粘化层次出现 部位稍高,层次厚度小;pH值中性到彳碱性,SQ2

46、/AI2O3等分子比率都大于棕壤,而铁镒的游离度和活化度明显低于棕壤。4、棕壤或褐土的棕色或褐色的起因是什么?在粘粒形成和粘粒悬移过程中,铁镒氧化物也发生淋移。全量铁镒、游离铁镒和活性铁镒自表层向下层有增加的趋势,表明铁镒氧化物有微弱向下移动的特征,因此棕壤的心土呈鲜艳的棕色;褐土的残积粘化过程中,矿物中的铁在当地水热条件下,于土体内进行铁元素的水解与氧化,形成部分游离氧化铁(有无定型与微定型),它是染色物质的基础,所以土体颜色发褐。第六章黄棕壤与黄褐土1、弱富铝化过程弱富铝化过程:P.杜乔富尔提出亚热带和热带土壤风化的铁硅铝化、铁红化( feramgination ) 与铁铝化(ferral

47、litisation )三个风化相,如果说棕壤化过程相当与铁硅铝化相,则弱铝化则 相近于铁红化阶段,钾矿物的快速风化,SiO2也开始部分淋溶,并形成 2 : 1或2 : 1 : 1或1 : 1型的粘土矿物,铁明显释放,形成相当数量的针铁矿或赤铁矿为主的游离氧化铁,因 为铁的水化度较高,故颜色较棕,在风化 B层的游离氧化铁20g/kg,游离度40%, 土体 中的铁、镒形成胶膜或结核,聚集在结构体的外围,接近地表的结核较软,易碎;而下层则 较坚硬。2、黄棕壤的粘化过程与棕壤、褐土的异同点是哪些?黄棕壤的粘化过程由于具有较高的温度和雨量,为其母质风化提供了有利条件,原生矿物变成粘土矿物的过程较快,处

48、于脱钾和脱硅阶段,粘粒含量高,常形成粘重的心土层,甚至形成粘磐。土壤微形态研究表明: 孔隙壁有各种形态的光性定向粘粒胶膜和大量铁质淀积 胶膜。这说明黄棕壤不仅具有残积粘化,而且以淋移粘化过程为主, 这一点与棕壤相同; 且二者气候都较为湿润,有较为黏重的心土层,都是通体无石灰反应。但棕壤为暖温带落叶阔叶林下 的淋溶土壤,与黄棕壤相比,它表层腐殖质积累较强,而粘化层较薄,铁的风化移动性较差,而粘粒的SiO2/Al 2O3较高。褐土为暖温带半淋溶土纲,土壤的粘化层薄,全剖面的盐基饱和度80%,高于黄棕壤,常有一定的CaCO3新生体,pH值一般为7.08.5,铁的游离度V 40%。黄棕壤: 脱盐基酸化

49、和弱脱硅富铝化,体 现过度特点。 粘化作用明显:形成大量粘粒并产生明显淋淀粘化,形成粘化层( Bt)。棕壤: 强淋溶过程,酸化; 强粘化作用,形成明显的 Bto明显的生物富盐基过程,导致表层pH高于下层3、粘磐黄褐土与白浆化黄褐土的基本性质和改良利用上的差异?白浆化黄褐土因具有板结、贫瘠的白浆层,所以通透性差,作物根系不易下扎,土壤容 易形成上层滞水而滞苗, 播种遇雨极易闷种烂籽, 造成缺苗断垄,加之盐基代换容量小,保 肥力差,施肥后易猛发倒棵。在改良上应首先开沟排渍,其次要深翻改土,推广条垄深翻, 还可以采用“心土混层耕犁",在不破坏耕层的情况下,使白浆层与淀积层混拌。除了多施 有

50、机肥外,应注意分期追肥、增磷补钾。宜种作物主要有花生、山芋,此外,还有小麦、大 豆、玉米等。适种树种有枫杨、白榆、臭椿等。果树有苹果、梨、桃等。在造林中,除注意 挖沟排渍外,还应采用深挖穴、足施肥、高培土等措施。第七章红壤、黄壤、砖红壤及赤红壤1、红壤、黄壤、醇红壤及赤红壤共同的成土过程是什么?脱硅富铁铝化过程。2、什么是铁铝土?其形成的气候条件?铁铝土:又称富铝土,是我国热带、亚热带湿润地区具有明显脱硅富铝化特征的土壤系列,包括热带的醇红壤、南亚热带的赤红壤、中亚热带的红壤和黄壤等 4个土类。铁铝土由于它 们分布在我国水热条件最优越的地区,所处地形又以低山、丘陵、 台地为主,故其开发利用 价

51、值高,是我国极为重要的土壤资源。其形成的气候条件是:高温、高湿。(P126)铁铝土的基本特征 1) .化学风化过程强烈: 矿物经水解、脱钾、脱盐基、脱硅等过程,最后仅以高岭石和铁、 铝氧化物为主。这超出了生物化学风化所影响的范畴,而称之为地球化学风化。 2) .剖面深厚:一般真正的土体(A+ B)厚度仅12m,而这类土体下的风化壳层 (包 括运积风化壳)可达 1020m以上。 3) 3) 土壤肥力低:即所谓酸、粘、瘦、蚀等不良的物理性状与化学性状。 4) 4) 由于高温、多湿,铁的氧化物在土体中表现突出的颜色,如赤铁矿(hematite) 、褐铁矿( limonite )等水化度低,为红色;针

52、铁矿(lipidocrocite )水化度高,为黄色等。3、红壤的主要成土过程有哪些(脱硅富铁铝、生物富集)? 脱硅富铁铝化过程的三个阶段第一阶段,一般首先是原生矿物的强烈水解,形成一些简单的化合物。第二阶段,由于水解风化中形成较大量的碱金属与碱土金属,使风化溶液呈中性至微 碱性,因而形成碱性的所谓硅酸淋溶。第三阶段,由于风化盐基的进一步淋溶而使土体上部酸化,因而使铁、铝胶体开始活动, 在干湿交替的气候条件下,一方面是铁的氧化物胶体蒙覆于粘粒表面,在土壤干旱期变为针铁矿与赤铁矿,使土壤颗粒变红,即所谓红化过程;另一方面是粘土矿物的进一步破坏,形成高岭石,以至三水铝石,这就是富铝化过程的最后阶段

53、。在铁硅铝化相内,铁的水解与氧化和红化过程中,主要次生矿物为2: 1 型,在干旱季节部分吸收性复合体或多或少地饱和,在雨季开始粘粒下淋而产生B 层;在铁红化相阶段,则次生矿物的1 : 1 型较2: 1 型增加,但绝无三水铝石存在,铁的红化作用与吸收性复合体的饱和程度则主要取决于气候的干湿度,但以2: 1 型矿物为主的粘粒的淋溶粘化仍是活跃的;到铁铝化阶段,原生矿物及2: 1 型矿物彻底破坏,仅有高岭石及游离的三水铝石,由于粘粒的日益增加而阻止粘粒分散于水体的淋移,无真正Bt层形成。(一)脱硅富铝化过程( 1)脱盐基酸化,肥力下降( 2)铁铝相对富集,形成铁铝残余聚积层。表现为铁子、铁盘等结核。

54、粘粒的硅铝率(Ki= SiO2/Al2O3)和硅铝铁率(Saf=SiO2/R2O3)的不断降低,粘粒矿物由2:1型向1:1型和铁、铝氧化物简单化的矿物演变。( 3)形成大量的游离氧化铁(铁的游离度):砖红壤:85%;红壤:50%-60%。 不同的游离氧化铁使土壤染成不同颜色。赤铁矿赤褐铁矿针铁矿褐铁矿Fe2O3Fe2O30.5H2OFe2O3 H2OFe2O31.5H2OFe2O32-n_H2O红色红棕色黄棕色黄棕色黄色(4)随着粘粒Sa值降低,粘粒矿物简单化,胶体品质变差,负电荷减少,并产生正电荷,净负电荷减少,保肥力减弱。(二)养分的生物富集过程养分的循环迅速而强烈。体现:1) 、合成量大

55、2) 、分解速度快3) 、 耕层富盐基作用耕层富盐基作用(生物自肥作用):植被将分散下移的养分集中地表而表土养分含量增高的过程。4、黄壤的主要成土过程有哪些(黄化过程、脱硅富铝化、生物富集)?1) ) 、 脱硅富铝化作用相对较弱渗滤液中SiO2 (mg/L)减少: 红壤16.2黄壤9.5;粘粒硅铝率:2.0-2.5, 而红壤为1.9-2.2 ;粘土矿物:中亚热带黄壤的以蛭石为主,次为高岭石和水云母;热带及南亚热带的山地黄壤以高岭石占优势。2) 、 土壤黄化作用明显这是黄壤独具的特殊成土过程。即由于成土环境相对湿度大,土中经常保持潮湿,致使土壤中的氧化铁高度水化形成一定量的针铁矿(FeO OH),并常与有机质结合。导致剖面形成黄色或蜡黄色,其中尤以剖面中部的淀积层为明显。这种由于土壤中氧化铁高度水化形成水化氧化铁的化合物致使土壤呈黄色的过程为黄壤的黄化过程。3) 、

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