自然地理 第六章土壤圈幻灯片.ppt

第六章土壤圈，第一节土壤圈的物质组成和特性第二节土壤形成与地理环境的关系第三节土壤分类和空间分布规律第四节土壤类型的特性第五节土壤资源的合理利用和保护，教学了解土壤圈的物质组成、特性及形成与地理环境的关系，以及土壤分类、土壤类型和空间分布规律。教育困难土壤源形成与地理环境的关系及土壤分类、土壤类型和空间分布。第一节土壤圈的物质组成和特性，第一节土壤及其土壤肥力这一概念土壤是能够在地球陆地表面生长植物的松散表面，是独立的自然体。由于人类对土壤的使用方式不同，对土壤产生了不同的概念。土壤的基本属性和本质属性是肥力。土壤肥力是指土壤为植物生长持续提供和调整养分、水分、空气和热量的能力。土壤的养分、水分、空气、热量的四大肥力不是孤立的，而是相互连接，相互制约的。土壤的另一个重要特征是，在合理的经营管理下，土壤的肥力不断改善，而不是因利用而减少。土壤是可持续、可再生的自然资源。人类开始利用土壤发展农业以来，不断使用耕作、灌溉和施肥等技术措施，影响、控制和改变土壤的原始特性，使其成为人类需要的农业土壤。因此农业土壤实际上是人类在人类控制下自然土壤不断进化的人类劳动的产物。农业土壤肥力还包括受自然条件支配的自然肥力和人工控制的人工生育总量。总的来说，随着农业技术的发展和水平的提高，人工肥力所占的比例和作用将越来越大，土壤的熟练度也将越来越高，整个土壤的肥力水平也将提高。因此，土壤可以通过合理利用改善，为人类提供越来越多的优质产品。相反，在掠夺式经营下，土壤肥力减少，单位面积产量减少，整体环境状况恶化。第二，在地理环境中土壤循环的位置和功能，在地理环境中总是占有一定位置的地球大气层、水权、生物圈、岩石圈之间的界面上，地球各种圈中最活跃的生命力最活跃的圈之一，土壤循环和能量平衡。1进行土壤圈及生物圈养分元素的循环，土壤支持和调整生物体的生长发育过程，提供植物所需的养分、水分和适当的理化环境，决定自然植物的分布。2影响土壤圈和水权的水分平衡和循环、陆地和水域降水的再分配、要素的表生地球化学迁移过程和水平分布、水权的化学组成。土壤圈和大气中的大量及微量气体的交换影响大气化学成分、水和能量的平衡。吸收氧气，释放CO2，CH4，H2S，氮氧化合物和氨，影响地球大气的变化。4土壤圈和岩石圈循环金属元素和微量元素，土壤复盖在岩石圈表面，对其有一定的保护作用，减少了各种外力的破坏。土壤循环对地理环境的作用，1土壤物质循环的能量变化，生物转化，水循环，包括碳、氮、硫、磷循环和环境效应在内的土壤循环和地球生命的作用。2土壤圈及人类生存条件、土壤资源区域开发与管理、综合农业中的动态变化、土壤中农林产业适宜性评价、营养要素的空间调节、土壤圈各障碍因素对农业生产的限制作用。3土壤循环中重金属元素的空间分布、迁移、转换和动态变化，土壤污染物的来源、分布、变化、迁移、富集集对生物环境的影响和调控等土壤圈和自然环境；复合农业生态系统中土壤的功能和优化模型。、4土壤圈和地球土壤变化，包括自然和人类条件下土壤之间不同类型的历史演变；预测现代土壤形成过程的基本特征变化；土地退化对土壤微量气体通量及温室效应的影响。5土壤物质的组成和特性，包括土壤胶体表面的特性。土壤中有害物质的化学行为、土壤水分特性、植物养分的化学性质、主要微生物的生理和生态特性的土壤有机质组成、特性、土壤生态系统的结构、功能等。第三，土壤形态、土壤形态表示土壤和土壤剖面的外部形态特征。土壤剖面结构、土壤颜色、纹理结构、连接保留、多孔等。(a)土壤剖面和土壤发生层，土壤剖面可以理解为从地表垂直向下的土壤纵向剖面，也可以理解为完全垂直的土壤顺序。它是由性质和形态不同的土层重叠而成的。这种土壤大体上是水平的，在成为土壤的过程中，物质被浸出、沉积、移动和转化而形成。自然土壤剖面发生层的划分和命名于19世纪末，俄罗斯土壤壤学加多库车耶夫将土壤剖面划分为3个发生层。腐殖质聚合层(a)过渡层(b)变质层(C)1967国际土壤学会将土壤剖面描述为(有机层(o)腐殖质层(a)淋溶层(e)沉积层(b)岩层(C)岩层枯叶层(保护层)用A0或o表示。这种落叶可以分为两个子层：未分解的(A0)和未分解的(a)。腐殖质-淋溶层(a层)。这是剖面中最活跃的土壤形成层。在生物地球化学的作用下，土壤有机质腐烂分解，合成腐殖土。在表土中进行明显的积累，与矿物质相结合，形成更深、块状、富含养分的腐殖质层(A1)。另一方面，由于水的渗透，水溶性物质移动到层，产生了所谓的浸出过程。在可溶性特别强的土壤中，可溶性物质不仅从该层浸出，铁、铝、粘等不溶性物质也发生化学和机械迁移，在该层的下半部分只剩下最难移动的风化最强的矿物颗粒，如石英砂，因此颜色较浅(通常为灰白色)，颗粒粗糙，养分不足的绘画亚层(A2或e)。这是火土中最典型的。3 .沉积层(b层)。位于表土和底土之间的主要特征是上部冲刷的物质固定，纹理坚硬，有块状或棱镜等结构，新生体经常出现，颜色和a层也有明显的差异。4.母质层(c层)。形成土壤的母体或基础，在浸出、沉积层下，由不受土壤影响或影响不大的风化残留物或积累组成。岩层下面是未风化的基岩(用d或r表示)。在特定剖面中，除了分割上述基本阶层外，还可以分割子层(例如A3、B1、B2、B4等)、转换层(例如AB、BC)和潜在层(g)、钙积累层(Cc)、石膏层(Cs)和铁板层(CFe)等，o层、a层、b层、c层、耕层土壤剖面、耕层(表土)是人工表面，例如沉积表面、沉积表面、堆肥表面等。土壤疏松，结构良好，有机物含量高，颜色暗，土壤比较肥沃。犁地(耕层)在耕层下，土作为上层，坚硬腐殖质含量比较低。灯芯(生土)被犁下的耕作所小，沉积作用明显，颜色浅。底土(死土)几乎不受耕作的影响，根少，土壤不发达，仍然保持母质的特性。可以将土壤颜色作为判断和研究土壤轮廓组合示意图、土壤一般形态特征、土壤颜色变化的土壤形成条件、土壤形成过程、肥力特征和演化的基础。土壤颜色是土壤分类和命名的重要基础之一，有以颜色命名的红色土壤、黄土、黑土、黑土、黑钙土、板栗土、石灰土等。黑色表示土壤腐殖质含量高，含量减少与灰白色和土壤中石英、高岭石、碳酸盐、长石、软膏和可溶性盐有关。红色是土壤中含有更高的赤铁矿或水合赤铁矿的黄色，由于水合氧化铁，褐色中含有大量伊利石、云母矿物和其他水合度的氧化铁混合物，紫色玻璃氧化锰含量高的绿色或蓝色土壤水分被还原，作为土壤质地的土壤颗粒的组合特性，一般为沙、壤土和粘土沙土：沙含量在70%以上。结构松散，通风排水条件良好，但水利能力弱。粘土质：粘着占优势，粘着含量在40%以上，结构比较密，习性，通风和排水条件差，但水分保持肥胖能力强。土壤质量土壤：沙粒、粉粒和粘性颗粒的含量比较均匀，其特性介于两者之间。农业价值高的土壤大部分是土壤。土壤质地、土壤结构、松散压实土壤松散程度多孔土壤颗粒之间存在的空间包括土壤水分、空气通道和仓库土壤水分土壤的干湿程度、反应土壤的含水量。受地表水和地下水，以及土壤本身的特性和外部条件等影响。现场直观判断时，通常有四个步骤：湿：用手挤压，水从土里流出；助手：为了留下湿痕，可以放在纸上，用土球或土条擦。Run:拿到手后，有湿润，用手压了一下，留下了一些痕迹。干燥：放在手上没有冷的快感，粒子变成坚硬的团块。新生体土壤发育过程中物质再次浸出积累的产物。根据新生物质的性质和形状，土壤类型、发育过程和历史进化特性由侵入体内进入土壤的特殊物质、4、土壤中的物质组成，土壤由固体、液体和相同的三相物质组成，是无机物、有机物、部分活微生物，占重量构成的矿物质的95%。液体和烧伤占50%，经常处于彼此的增长和减少状态。(a)土壤矿物构成了土壤的主要组成物质土壤的“骨架”。存在于已知的90多种元素土壤中的土壤矿物，是土壤矿物的主要组成部分，基本上是自生土母质，根据其成因可分为原生矿物和次生矿物，原生矿物各种岩石没有被不同程度的物理风化化学风化，风化的碎片，原始化学组成和晶体结构没有变化。二次矿物由原生矿物风化而成的新矿物。土壤二次矿物分为简单盐、二次氧化物和二次铝硅酸盐三类；(2)土壤有机质是指土壤中动植物残留微生物及其分解和合成材料。进入土壤的有机物可分为两类。即一般有机物的种类，包括动物和植物的残留和蛋白质、树脂、碳水化合物、有机酸等分解的中间物。通常占土壤有机质总量的10-15%(泥炭地除外)，与土壤结合不好。另一类是特殊有机物腐殖质，这是动物和植物残渣通过微生物作用，复杂转化而成的有机胶体物质。它的构成、结构都比一般有机物复杂，特性特别，是与土壤紧密结合的有机化合物。占土壤有机质总量的85-90%，是土壤中固有的二次有机物质。土壤有机质的化学组成为碳水化合物、氮化合物、木质素、含硫磷化合物。土壤微生物被有机物转化的作用土壤中的细菌、放线菌、真菌、藻类、原生动物等是土壤有机质转化的主要动力，有机物转化的两个过程1矿化过程是土壤中存在的复杂有机物，微生物和其他因素在水等作用下分解成简单的有机化合物，一些简单的无机物(盐类)和CO2，NO2，NO2从复杂到简单的转换过程，被称为有机物的矿化过程。这个过程释放有机物质的养分，使植物可以利用，在转换过程中，产生有机酸和无机酸，有助于母体的风化和养分释放。2腐殖质过程将土壤有机质分解为简单化合物，同时在其间，产物通过微生物的参与进行生物化学作用，合成为新的含氮高分子有机化合物3354腐殖质。这个过程称为腐殖质过程。有机物对土壤肥力的影响，1 .土壤有机质含有丰富植物所需的营养元素和多种微量元素，持续提供植物吸收和利用。2.土壤有机质具有较强的替代能力，可以大量吸收植物的养分，以避免淋失。3.土壤有机质和氨基酸等是形成钙镁铝和稳定性复合物，提高无机磷酸盐溶解度的络合剂。4 .2，3-羧酸和金属离子具有形成稳定复合物的能力，对土壤中的微量元素具有活化作用。5.土壤有机胶体是具有良性胶体作用且酸碱缓冲力强的多酸根的有机弱酸性。6.腐殖质是使土壤成为良好的块状结构，改善土壤耕作的结合剂。7.腐殖质较暗，提高土壤吸热能力的同时导热性低，对保温有好处。(c)土壤水分，土壤水分是土壤的重要成分和重要肥力因素。它不仅是植物生活必需的生态要素，也是土壤生态系统中物质和能量流动的媒介，存在于空隙中。土壤水分的来源和消耗主要发生在大气降水、地下水和灌溉水，水蒸气的凝结增加了少量的土壤水。消费主要是土壤蒸发、植物吸收利用和蒸腾、水分泄漏和径流土壤水分平衡水=水进口-水支出，土壤水分类型土壤水分主要是水分吸收、毛细水和重力水水分吸收水被土壤颗粒表面张力吸收的水蒸气分解，不能移动，植物不能吸收。毛细管气孔中被毛细管力吸附保存的水分是自由液态水，是土壤中植物利用的两种有效水分。一种是由降水或灌溉供应的，与地下水无关的毛细水。另一种是从地下水位上升的毛管提水，其上升高度取决于纹理和毛细管气孔的大小。据悉，雨后，土壤平时能维持的最大数量的毛管把水困在田里。重力水土壤水分含量超过现场水分储备(沿悬挂最大数量的毛细管气孔向下移动的多余水分)。(4)土壤空气主要来自大气，成分和大气基本相似，质量和数量与大气不同。土壤生物生命活动的影响二氧化碳比大气的含量高，氧气比大气低。土壤空气中的水蒸气超过70%，大气低于4%，土壤固氮微生物固定了一部分氮，增加了土壤氮含量，土壤中的硝化、硝化、氮转化为氮和氨，释放到大气中，因此基本上是平衡的。第五，土壤物质之间的相互作用，(a)土壤机械组成土壤大小不同的土壤颗粒以不同比例混合出现的土壤厚度状态，称为土壤的机械组成或土壤质地。土壤质地分类是基于土壤各馏分含量的相对比例，影响土壤水分、空气、热量的运动，影响土壤质地的性质和养分的转换(质地和有效数量之间的密切关系)。土壤质地影响土壤结构类型，粘土高的土壤容易形成水稳定性团聚体和裂缝；细砂或极细的砂率较大的土壤只能形成不稳定的结构；粗沙子不能复合。(b)土壤胶体的性质是土壤中颗粒大小在1 100毫米之间的物质高度分散。土壤矿物胶体的种类，包括二次硅酸盐、简单铁、铝氧化物、腐殖质有机酸蛋白及其衍生物等大分子有机化合物，有三种。有机-无机复合胶体，土壤的有机胶体和无机胶体通过各种结合(桥)力结合的有机-无机复合物。土壤胶体的特性1巨大的表面和表面能量2带电性3分散和粘性土壤的离子交换土壤胶体表面与溶液介质的电荷符号相同的离子交换。(c)土壤溶液，土壤溶液是土壤水分及其溶质的统称，溶液中包含的物质有几种。不净降水及其物质被土壤接受的溶解气体无机盐和无机胶体复合物，来自土壤酸碱反应土壤酸性和碱性物质的h和ho-quantity中和土的氧化还原反应氧化剂m-n电子；还原剂土壤的缓冲土壤具有添加酸或碱时缓冲ph值的能力，第二部分是土壤形成与地理环境的关系，土壤是自然各土