土壤系统动态特性分析--土壤学VIP

第二章土壤系统动态特性的分析第一节土壤系统的环境因素,(一)成土因素学说的建立B.B.道库恰耶夫是成土因素学说的创始人。1883年，他发表了著名的专题论文“俄国黑钙土”，为成土因素学说奠定了基础。B.B.道库恰耶夫确立了土壤是个历史自然体；提出了土壤与环境辩证统一的概念，创立了用综合性的观点和方法研究土壤的科学方法。这些是他对土壤学划时代的贡献。成土因素学说是科学发展的时代产物。,(二)道库恰也夫土壤形成因素学说的基本观点,它是5种自然因素综合作用的产物；各种成土因素所起的作用是相互不能代替的；所有成土因素始终是同时同地，不可分割地影响着土壤的产生和发展；随着成土因素的变化，随着空间因素的变化，土壤也随着不断形成和演化着。,(三)成土因素学说的发展,1、B.P.威廉斯提出了土壤统一形成过程学说这个学说强调了土壤形成中生物因素的主导作用和人类生产活动对土壤产生的重大影响。他提出了土壤年龄和土壤个体发育与演替的概念。其认识是存在片面性的，因为一个土壤个体可以在比较短的时间内发育形成；也可以受到各种不同的影响而改变；甚至由于侵蚀或其他作用而被消灭，并不仅仅与植被进化相关。,2、著名的美国土壤学家H.詹尼（1948）在他的成土因素一书中做出的贡献Sf(Cl,O,R,P,T)式中的S，Cl,O,R,P,T分别代表土壤、气候、生物、岩石、地形和时间，号代表其他成土因素。不同地区、不同类型的土壤往往是某一成土因素占优势，如果这个因素所起的作用超过其他因素的综合作用，那么就得出以某一因素占优势的函数式。,道库恰耶夫和詹尼的土壤形成方程式只是对土壤形成概念的一种概括，并不能用现代数学（微积分）方法逐个解答公式的每一个成分。因为每一个成土因素都是极其复杂的动态系统，它们不仅是独立的、可变的，而且彼此之间又是紧密联系着错综复杂地作用于土壤。,二、土壤与成土因素的关系（一）土壤发育与母质的关系1、母质的概念土壤母质是岩石风化的产物，它是土壤形成的物质基础。2、母质影响土壤发生发展的三个共同特点,(1)母质的质地和土壤性状的关系细质地的母质上发育来的土壤，一般有机含量高。母质质地影响渗透性、淋洗速度和胶体的迁移。细质地的母质趋向于阻碍淋洗和胶体的迁移，这使得土体发育较浅。,(2)母质层理对土壤发育的影响,剖面中母质质地有差异，即层理明显的情况下，不仅直接造成土壤剖面的质地分布变化，而且影响水分垂直运动，从而影响土壤中物质迁移的不均一性；上轻下粘的母质，形成“蒙金土”，降水迅速透过上部质地较轻的土层，而吸收保蓄在质地较重的心土层中。质地上粘下砂的母质体，形成“漏风土”，一方面不利于水分下渗造成地表积水洪涝；另一方面，下渗水缓慢地透过粘土层时，只在砂粘界面上作短暂的滞留，然后便迅速地渗漏。,(3)母质组成和土壤性质的关系,对于矿质土壤，如果它含有大量的易风化的铝硅酸盐矿物，这些矿物在合适的水热条件下迅速风化，产生大量粘粒，使土壤质地粘重。另一方面，如果母质几乎完全由抗风化的矿物（如石英）组成，形成的粘粒极少，产生粗质地的土壤。不含游离石灰的花岗岩类、辉长岩类等火成岩类的风化产物与富含石灰的沉积岩类的风化产物相比较，前者土壤发育较后者迅速。,由各种矿物成分组成的母质与由单一矿物组成的母质相比，前者的土壤发育较后者迅速。在一定的地理区域内，其他成土条件相似的情况下，土壤发生和土壤母质的性状有着紧密的发生学关系，土壤类型的不同主要是母质不同造成的。,(二)土壤发育与生物的关系,成土作用中的生物因素包括植物、动物和微生物。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。微生物在土壤中分解有机质，合成腐殖质，构成了土壤中生物小循环的一个不可缺少的环节。,图4-15生物群落及其对成土过程的作用图式,图4-12南极洲基岩表面地衣着生与土壤的发生景观,自然植被可以被非常粗略地分为两大类型，即森林和草原。支持它们生长的土壤分别叫做森林土壤和草原土壤。每一种植被对支持它的土壤的影响不同，因而不同植被下发育的土壤也具有不同的特性。,1、植被类型影响土壤中有机质的数量和分布,一般来说，草原土壤与森林土壤相比较：1)草原土壤的有机质含量约为森林土壤的两倍；2)有机质在土壤中的分状况是：森林土壤的有机质集中于地表，并且随深度锐减；而草原土壤的有机质含量则随深度增加逐渐减少。,图4-14不同植物作用下形成土壤的有机质垂直分布比较(据熊毅，1990),2、植被类型对植物营养循环的影响,一般说，草原植被的残体与森林植被的残体比较，前者含碱金属和碱土金属比后者高；因此，草原土壤的盐基饱和度高于森林土壤的盐基饱和度，前者的PH值也较后者高。阔叶林与针叶林相比较，前者灰分中的Ca、K含量较后者高，后者灰分中Si占优势。因此，针叶林下的土壤酸度比阔叶林下的土壤酸度高。,3、植被类型影响土壤淋溶与淋洗的速度,相同的气候条件下，如果相邻生长的森林作草原具有类似的地面坡度和母质，森林土壤则显示了较强的淋溶与淋洗强度。造成这样的差别有三个原因：(1)森林土壤每年归还到土壤表面的碱金属与碱土金属盐基离子较少。,(2)森林的水分消耗主要是蒸腾，降水进入土壤中的比例较大，水的淋洗效率较高。(3)由于第一条的原因，加上枯枝落叶层中产生的有机酸较多，使森林植被下土壤中的下行水是酸的，溶液中的H交换并进一步淋洗掉较多的代换性盐基，伴之而来的是胶体分散、粘粒下移。甚至酸性溶液加速土壤原生矿物的分解，产生更大强度的淋溶或淋洗。,总之，生物因素是影响土壤发生发展的最活跃因素。土壤动物、微生物和植被构成了土壤生态系统并共同参与了成土过程。它们构成的生物小循环是成土过程中的积极因素。在这三者之中，植物起着积极主导作用。特别是绿色高等植物，使土壤与母质有了性质上的差别。由于不同植物类型的生长方式不同，所形成的土壤有机质在性质、数量和积累方式上也不同，这造成了土壤性质的差别。,(三)土壤发育与气候的关系,影响土壤发生的重要气候因素是降水和温度。在土壤与气候关系的研究中，水热条件常常被作为一般的气候指标。土壤和大气之间经常进行着水分和热量的交换，气候直接影响着土壤的水热状况。气候条件和植被类型有着直接的关系，因而气候也通过植被的影响而间接地影响土壤形成。总的来说，土壤形成的外在推动力归根结蒂都来自于气候因素，气候是直接和形成过程的方向和强度的基本因素。,图土壤温度与大气温度的相关分析图式(据沃洛布耶夫，1958),图4-3不同地带土壤中苜蓿碎屑分解速率的实验模拟(据Jenny,1983),1、气候影响土壤有机质的含量,(1)降水量和其他条件保持不变时，温带地区土壤的有机质含量随着温度的增加而减少。如我国温带地区，自北而南，从漂灰土暗棕壤褐土，土壤有机质含量逐渐减少。(2)另一方面，当温度保持不变，其他条件类似的情况下，随着降水量的增加，有机质含量增加。如我国中温带地区自西而东，由栗钙土黑钙土黑土，有机质含量增加。思考：我国华南地区土壤与东北地区相比较哪里的有机质含量高？,图4-8印度24等温沿线区表土有机碳含量与年降水量关系图(据Jenny,1983),图4-7土壤剖面发育与气候湿润度的关系图,2、气候对土壤化学性质和粘土矿物类型的影响,高温高湿的气候条件促进迅速的风化及物质迁移转化。而导致最低程度风化的环境条件是温暖但干旱或冷且干旱的气候地区。(1)气候与土壤粘土矿物类型的关系我国温带湿润半湿润地区，土壤粘土矿物以伊利石、蒙脱石、绿泥石和蛭石等2：1型铝硅酸盐粘土矿物为主。亚热带的湿润地区，土壤粘土矿物以高岭石或其他1：1型铝硅酸盐粘土矿物为主。而在我国高温高湿的热带地区，土壤中的粘土矿物主要是三二氧化物。,(2)降水与土壤阳离了交换量的关系随着降水量的增加，土壤阳离子交换量呈增加的趋势但这种规律只是发生在温带地区，不能外推到热带。,(3)降水与盐基饱和度、土壤酸碱度的关系在年降水量少而蒸发迅速的地区，土壤呈中性或偏碱性，这是我国中部和北部地区的一般情况。在较湿润的地区，土壤的盐基饱和度的降低同时酸度的增加，这是我国东南地区土壤的一般情况。,(4)降水对土壤中盐分积累与淋洗的影响,降水量的变化也影响土壤中易溶盐类的多少。在西北荒漠和荒漠草原地带，降水稀少，土壤中易溶盐大量累积，只有极易溶解的盐类，如NaCl、K2SO4有轻微淋洗，出现大量CaSO4结晶，甚至出现石膏层，而CaSO4、MgCO3则根本未发生淋溶。在内蒙古及华北草原，森林草原带，土壤中的一价盐类在部分小淋失，两价盐类在土壤中有明显分异，大部分土壤都有明显的钙积层。在华东、华中、华南地区，两价碳酸盐也都淋失掉，进而出现了硅酸盐的移动。,图4-6美国中部土壤碳酸钙层出现深度与年降水量关系图(据Jenny,1983),(四)地形因素的成土作用分析,地形在土壤形成过程中，只是通过对物质与能量的再分配起间接作用，因此，它并未和土壤之间进行物质与能量的交换，而只是影响在土壤和环境之间进行的物质与能量的交换。,1、地形通过影响降水和辐射的再分配而影响土壤发生,地形一般分为正地形与负地形，正地形是物质和能量的分散地；负地形是物质和能量的聚集地。不同的坡度影响太阳辐射角，从而影响接收的太阳辐射能量，造成土壤温度的差异。坡向不同影响接收的太阳辐射能不同，也造成土壤温度的差别。,2、地形影响土壤形成过程中的物质再分配,在山区，坡上部的表土不断被剥蚀，使得底土层总是暴露出来，延缓了土壤的发育，产生了土体薄、有机质含量低、土层发育不明显的土壤或粗骨性土壤。坡麓地带或山谷低洼部位，常接受由上部侵蚀搬运来的沉积物，也阻碍了土壤发育，产生了土体深厚、整个土体有机质含量较高、但发生土层分异也不明显的土壤。微地形变化也对土壤发生产生影响。,地形部位对土壤的发生和土壤的各种特性有很大影响。,图4-18祁连山、居延海间含盐风化壳盐分地球化学分异图(据熊毅，1986),图4-19河谷地形发育对土壤形成、演化的影响示意图,总之，地形制约着地表物质和能量的再分配，地形的发育支配着土壤的演替，在不同的地形形态上，就形成不同土壤类型。,(五)时间因素在成土过程中的作用,我们现在所研究的各种各样的土壤类型均可看作是处在一个时间极长、范围极广的统一运动过程中的一刻静止瞬间的片断。气候、生物、母质、地形等因素，是通过时间因素作用于成土过程的。在其他因素相同的情况下。具有不同年龄或不同发生历史的土壤必然存在着性状上的差异。,图4-22不同地带土壤剖面发育与成土年龄相关示意图(据Gerrard，2000),1、土壤年龄的概念,B.P.威廉斯提出了土壤的绝对年龄和相对年龄的概念。就一个具体土壤而言，它的绝对年龄应当从该土壤由新鲜风化层或新母质上开始发育的时候算起；相对年龄则由个体土壤的发育程度来判断。在一定区域内，土壤的发生土层分异越明显，相对年龄越大。相对年龄可以通过土壤发育程度即剖面土层分异程度来判断。绝对年龄则得用地学测年的方法确定，如地层对比法、古地磁断代法、热释光法、同位素法等。,2、土壤发育速度,土壤发育速度取决于成土条件，不同的土壤发育阶段，土壤发育速度不同。有利于土壤快速发育的条件是：温暖湿润的气候；森林植被；低石灰含量的松散母质；排水条件良好的平地。阻碍土壤发育的因素是：干冷的气候；草原植被；高石灰含量且通透性差、紧实的母质；陡峭的地形。据报道，美国阿拉斯加州冰碛物上形成的灰化土历时1000年左右，而在瑞士云杉林下类似灰化土的形成只经历了370年。,土壤的发育速度整体上随发育阶段而变化。一个土壤的有机质含量的变化可以分为三个阶段：在土壤发育初期阶段，有机质含量迅速地增加，因为土壤中有机质增加的大大超过有机质的分解速度；成熟阶段的土壤以有机质含量的稳定不变为特征，此阶段有机质的增加与消耗持平；到了老年期，或由于合成有机质和条件消失（如土壤贫瘠），土壤有机质含量以下降为特征。也有以硅酸盐粘土矿物的形成来表征土壤的发育速度,3、土壤发育的主要阶段,如果土壤发育条件有利，母质可以在较短的时间内转变为“幼年土”。这个阶段的特征是有机质在表面累积，而风化、淋洗或胶体的迁移都是微弱的，仅存在A层与C层，土壤性状在很大程度上是由母质继承来的。随着B层的发育，土壤达到成熟阶段。如果成土条件不变，成熟土壤继续发展，最终可以变为高度分异的土壤，土壤进入老年阶段。,图在稳定条件下土壤发育的时间序列示意图,三、土壤发育与人类活动的关系,自从有了人类文明史，人们就开始干预土壤的发生发展。随着生产的发展，人们对土壤的干扰程度越来越大。自然土壤开辟为耕作土壤是普遍的情况。有的土壤分类系统中列出了“人工土”分类单元，说明人们高度重视人为活动给土壤带来的影响。如联合国粮农组织的土壤分类中列出了“人工土”单元。“中国土壤系统分类”中设立了人为土纲，包括水稻土、菜园土、灌淤土等土类。,人类活动作为一个成土因素与其他自然因素有着本质上的不同。这个不同在于人类活动是有有目的的。这些活动对土壤造成的影响有时是有益的，有时是有害的。,图现代农业耕作土壤景观(据USAD，2002),耕作土壤是受人类干预最大的土壤。然而，人类对于土壤的影响是在自然土壤基础之上发生的。自然成土条件所留下的自然土壤的特性，必然赋予了耕作土壤不同的特性，而且自然成土条件仍继续与人类活动一起综合地影响着土壤发生过程，这就是千差万别的耕作土壤的起因。,人为活动是人类根据生活和生产的要求而对土壤的干预，因此，它是一个独特的成土因素，属社会成土因素范畴。因为：1、人为影响是多方面的，不是某一单一因素，综合的名词称之为“熟化”。2、它的影响是快速的，并随着人类社会的生产力的技术水平的提高，其影响的速度、强度都将加快，而且会出现更多的熟化土壤。,图4-24现代农业机器对土壤的影响(据USAD，2002),3、人为影响是在各自然因素仍在发生作用的基础上进行的，各自然因素仍继续影响的程度主要取决于人为影响的措施类型。4、人为活动的影响有两重性，可以产生正效应（高度熟化），也可能产生破坏性的负效应（剥削地力、加速侵蚀、沙化、污染）。,图4-26中国传统农耕施用农家肥的土壤景观,图人类过度放牧引起土壤风蚀的景观,图4-27人类砍伐林木引起土壤侵蚀的景观,一、填空题1、20世纪40年代，美国土壤学者提出了与道库恰耶夫相似的函数关系式。2、土壤发育的外在推动力来自于。3、土壤形成的物质基础是。4、土壤形成因素中，不提供任何新物质，只引起地表物质与能量的再分配的因素是。二、名词解释1、绝对年龄：2、相对年龄：三、简答题1、气候因素是如何影响土壤的发生与发育的？2、地形因素是如何影响土壤的发生与发育的？3、道库恰耶夫土壤成土因素学说的主要观点是什么？四、论述题1、论述各成土因素在土壤形成过程中的作用。,第二节土壤系统物的迁移与转化一、土壤形成过程的一般概念,成土条件组合的多样性，造成了成土过程的复杂性。在每一块土壤中都发生着一个以上的成土过程，其中有一个起主导作用的成土过程决定着土壤发展的大方向，其他辅助成土过程对土壤也起到程度不同的影响。不同的土壤有不同的主导成土过程，即主导成土过程的多样性形成了众多的土壤类型。B、P，威廉斯关于生物累积过程是主导成土过程的观点带有片面性。,（一）土壤形成过程的一般概念,土壤形成过程是一个复杂的物质和能量迁移的过程的总体；土壤形成过程是随着时间而进行的，它经历了一个从无到有，从简单到复杂，从低级到高级的建造过程，是复杂的螺旋式的上升过程；,图5-8土壤形成过程中物质迁移和转化示意图,图5-9土壤能量转换示意图,土壤形成过程是在一定的地理位置（方向，速度和强度），地形（水平方向运动的重要条件）和地球重力场（下垂方向运动的重要条件）之下进行的；土壤形成过程是由相互对立的生物的、物理的、化学的和物理化学的一系列的基本现象构成的，而且经常处于不平衡状态，从而导致土壤朝某一方向发展。,二、土壤形成中的基本规律（一）土壤形成过程的实质是生物累积过程和地球化学过程的对立统一。或者说，土壤形成的基本规律是物质大循环过程与生物小循环过程矛盾的统一；（二）土壤形成过程的重要标志深厚的含腐殖质结构层的出现；土体中有机无机复合体的形成。,三、主要成土过程,我们将土壤中物质的交换与转化看作为成土过程；但不把土壤中能量的交换和转化作为成土过程，而仅仅将它看作是成土过程的动力；尽管能量交换和转化与物质的交换和转化常是相伴发生的。,（一）矿物风化为主的成土过程,1、原始成土过程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，称之为原始成土过程。本过程基本可分为三个阶段：1）“岩漆阶段”；2）“地衣阶段”；3）“苔藓阶段”。,2、粘化过程,是指土体中的矿质颗粒由粗变细而成粘粒，以及粘粒在剖面中积聚的过程1)残积粘化过程指在温暖的半湿润气候条件下，原生矿物进行土内风化形成粘粒并聚积在B层，形成Bt层的过程。Bt层一般pH值近中性，结构体的粘粒胶膜不多，粘粒的轴平面方向不定。褐土中的粘化过程往往是以这种粘化为主。,(2)淋溶粘化也称淀积粘化，指在湿润和半湿润的温暖地带，土体上层风化的粘粒分散于土壤水中形成悬液，并随渗漏水活动而在土内迁移，一般也称为悬迁作用或粘粒的机械淋溶。Bt层一般距表土有一定的深度(与降水量有关)、pH偏酸性，结构面上胶膜明显，粘粒的纵轴平面总是和接受平面相平行，即所谓定向排列。,3、富铝化过程指在湿热的生物条件下进行的脱硅作用和铁铝相对富集的作用，也称为富铁铝化过程。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；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。在这种强烈的脱盐基与脱硅过程中，铝、铁、锰等元素在碱性风化液中发生沉淀而富集于原来的土层中。,（二）生物富集为主的成土过程,1、腐殖质积累过程指各种植物在土体中，特别在土体表层进行腐殖质形成的过程。这是最为普遍的一个过程。由于植物类型不同，其覆盖度和有机质的分解情况不同，腐殖质的形成和累积特点也各不相同。,在半干旱和半湿润的温带草原、草甸或森林草原等生物气候条件下，形成较高量的黑色胡敏酸的钙饱和腐殖质，腐殖质A层深厚（如30），土层较软。在森林土壤系列中，形成所谓酸性的粗腐殖质过程，其腐殖酸以富里酸为主，腐殖层也较薄。,2、泥炭化过程指有机质以植物残体的累积过程。主要发生在沼泽、河湖岸边的低湿地段，地下水位高。,（三）盐分聚积为主的成土过程1、钙化过程指碳酸盐在土体中淋溶和淀积的过程。土层的钙含量不断增加的过程称之积钙的过程。,图钙化过程图解,土层中钙来断减少的过程称之脱钙过程。土体中脱钙后又重新积累碳酸钙的过程称之为复钙过程。产生的原因是富含钙质的灌溉水、地下水将钙质物注入土体而成；或人为施用石灰、石膏等肥料而演变成钙质土。,钙积层在发生学上具有重要意义。这表现在：1）反映某些土壤在成土过程中碳酸钙在土体内重新分配的特点。黑钙土、栗钙土、棕钙土有不同厚度而且在不同深处的钙积层。2）反映水热条件不同。这与降水量、蒸发量大小相关。,2、盐化过程指干旱气候条件下，地下水中的盐分通过毛管蒸发而在土壤上部或土体中易溶性盐的聚积过程，它是盐土的形成过程。盐分组成主要是钾、钠的氯化物、硫酸盐、碳酸盐和重碳酸盐。,图盐化过程图解,残积盐化过程是指我国西北干旱沙漠地带，在古地形古气候条件下，由于气候干旱，过去盐分保存至今。所谓现代积盐过程是指现代气候、水文母质和生物条件下，土壤的积盐过程。如干旱少雨和高山荒漠地区，特别是暖温带漠境，土壤积盐严重。,3、碱化过程指土壤胶体中含15%以上交换性钠，使土壤呈碱性反应并产生碱化层的过程。碱化过程是碱土的形成过程。土壤碱质化（或称钠质化）是指土壤溶液中的Na+进入胶体，转变为交换性Na+，使饱和度不断增高的过程，即土壤钠化率增高的过程。所谓钠化率是指交换怀钠离子的饱和度。土壤碱性化系指土壤溶液的总碱度（CO32-+HCO3-）增高（1.5me/L）和PH上升至碱性值（9.0）的变化过程。,碱化过程发展的特点：1）盐的底聚性。土壤中易溶性盐处于淋溶状态，使之集中在碱化层以下，而表土含盐量很低；2）有柱状碱化层。在表土以下形成柱状碱化层；3）碱化层有一定量苏打（Na2CO3），故碱土呈碱性反应的特点，不含或少含易溶性盐（中性盐）。,（四）氧化还原为主的成土过程,1、潜育化过程指土体长期渍水条件下使变价元素（铁、锰）转变为还原状态，形成灰色、深灰色或灰蓝色土层的过程。它要求土壤有渍水(包括常年或季节性渍水)，有机质处于嫌气性分解状态这两个条件。潜育化程度与土壤有机质含量，母质有关。潜育层的厚度、位置高低与淹水时间长短、质地、地下水位高低有关。,2、潴育化过程土体中地下水产生季节性升降变化，促进氧化还原作用交替进行，在土体结构表面出现锈纹、锈斑或铁锰结核的过程。也称假潜育过程。潴育化过程出现位置的高低，可以判断地下水位上升的高低。潴育层的厚度可以了解地下水位变化幅度的大小。潜育化与潴育化共同特点都是渍水影响下发生的，但后者渍水经常处于变动状况下，在这种干湿交替下，土体中形成锈纹、锈斑或铁锰结核的土层。,（五）淋溶为主的成土过程1、灰化过程指土体表层（特别是亚表层）SiO2残留，铁、铝与腐殖质形成络合物的淋溶淀积过程。产生的前提是：1）充沛的水分淋洗；2）强酸性腐殖质产生；3）多酚类等有机络合物的存在。,图5-11灰化过程图解,P代表年均降水量；PE代表年均陆面蒸发量,明显进行地区是在我国寒温带针叶林。针叶林残落物被真菌分解产生强酸性富里酸，随着丰富的下滲水，对土壤表层矿物产生深刻的分解和淋溶，表层矿物质分解的盐基和粘粒、铁铝氧化物淋溶到土体中下部沉积，而上部土层中残留着不被酸性介质溶解的硅酸，经过脱水作用形成非结晶形态的硅粉。以粉砂为主的养分贫乏、强酸性、松散土层，即称之灰化层，该层不利于植物根系生长。,2、隐灰化过程是灰化过程尚未发展到灰化层明显出现，但实质上确有铁、铝、锰物质的酸性淋溶和淀积作用的则称之隐灰化过程。3、漂灰化过程指土体内还原离铁、锰作用和灰化作用相叠加的过程。漂灰化过程出现在我国南部热带、亚热带山地上部。,4、白浆化过程指土体中出现离铁、离锰的漂洗过程。其机理是还原加淋溶。白浆化过程也可说成是还原性漂白过程。白浆层盐基、铁、锰严重漂失，土粒团聚作用削弱，形成板结和无结构状态。,在较冷凉湿润地区，由于质地粘重、冻层顶托等原因，易使大气降水或融冻水在土壤表层阻滞，造成上层土壤还原条件，在有机质这个强还原剂参与下，一部分铁锰被还原并随下渗水或侧渗水而漂洗出上层土体，另一部分铁锰干季就地形成铁锰结核，这样，土壤表层逐渐脱色，形成一白色土层白浆层。,四、土壤的熟化过程,土壤熟化过程是指耕种土壤兼受自然因素和人为因素综合影响下进行土壤发育的过程。其中人为因素起主导作用。水耕熟化过程：指在有水层条件下的耕作熟化过程，如水稻土的形成过程。旱耕熟化过程：指在无水层条件下的耕作熟化过程。如旱作土壤的形成过程。,图土壤旱耕熟化过程图解,（三）熟化过程的内容一般是指在人为因素影响下，通过耕作、施肥、灌溉、排水和其它措施，使土壤的土体构型被改造；土壤中存在的对作物生长障碍因素的减弱或消除；协调土体水、肥、气、热等诸方面发生急剧的变化等，从而为农作物高产稳产创造有利的土壤条件。由于一般情况下，土壤熟化措施都是有目标的、有针对性的，所以往往巳改变土壤性质的时间是很快的，也就是，土壤熟化过程具有快速、定向两大特点。,图中国黄土高原南部人为旱耕的土垫过程示意图,一、名词解释1、成土过程一般概念；2、粘化过程；3、钙化过程；4、灰化过程二、简答题1、以氧化还原为主的成土过程有哪些？它们之间的区别是什么？2、以矿物风化为主的成土过程有哪些？三、论述题1、联系生活实际，谈谈成土过程。,第三章土壤分类第一节土壤分类的概述一、土壤分类的目的的意义,（一）土壤分类的概念根据其自身的发生发展规律，在系统地认识土壤的基础上对土壤所作的科学区分。,（二）土壤分类的目的与意义,目的：根据对大量具体材料的分析对比，将外部形态和内在性质相同或近似的土壤，并入相当的分类单位，纳入一定的分类系统，以正确地反映土壤之间以及土壤与环境之间在发生上的联系，反映它们的肥力水平和利用价值，为合理利用土壤、改造土壤和提高土壤肥力提供依据。,意义1、土壤分类的成果，可反映出土壤科学的发展水平，特别是反映出土壤地理学和土壤发生学的研究水平；2、土壤分类的成果，在理论上能反映土壤科学的发展水平，在实践上能为提高农业生产水平服务。,二、土壤分类的发展历史,目前，世界各国尚无公认的土壤分类原则和系统。本着“古为今用”、“洋为中用”的精神，运用辩证唯物观点，总结土壤分类历史经验，发展我国的土壤分类体系。（一）国际土壤分类发展趋势,1、道库恰耶夫以前的土壤分类时期古希腊、古罗马的土壤分类是从形态着眼的。直到18世纪中叶，德国AD泰以尔划分出粘土至砂土的6个级别；直至19世纪未，俄国土壤学家BB道库恰耶夫将土壤看作发生发展的观点，被称之土壤发生学派。据此观点，他（1900）提出了土壤发生分类系统。土壤发生分类本世纪初在国际上产生了极大的影响，从而使土壤分类进入了一个崭新的阶段。,2、三个学派鼎立的时代俄国土壤发生学派在十月革命以后得到了继承和发展，50年代发展达到一个高潮。美国马伯特的分类虽受原苏联学派的影响，但始终保持其特点，是控土壤分类的起点。以库比纳为代表的形态发生分类则在西欧独树一帜，从而构成了50年代三个学派鼎立的局面。,3、美国系统分类兴起的时期60年代是美国系统分类兴起的时期。美国系统分类是从1951年开始着手修改，1960年提出第七次土壤分类草案。1975年正式出版了土壤系统分类一书。该分类最大特点是建立了诊断层和诊断特性系统，确立了土系至土类间各级分类的定量指标，并用拼掇法命名以别于以前的土壤名称。美国土壤系统分类的兴起，在世界各国引起强烈反响。,4、各学派朴素渗透的时期从60年代开始，特别是现在，已不再是三个学派鼎立，而开始了一个以美国系统分类为主导的各学派朴素渗透的时期。目前国际上土壤分类的趋势是：1）接受诊断层分类的愈来愈多；2）对本国所特有土壤类型的研究进一步深化；3）大部分国家在土壤分类变革时期都保持自己的传统和习惯，尤其在土壤命名上。,第二节土壤发生学分类,以发生学理论为基础的原苏联土壤分类体系，早已成为世界三大分类体系中的主要派别。随着土壤发生学理论研究不断深入，土壤分类研究也在不断发展。原苏联近代土壤分类的二个主要学派：一是以EH伊万诺娃为代表的地理发生学派；一是以柯夫达为代表的历史发生学派。前者是原苏联土壤分类传统的重要学派。,（一）分类原则、特点,BB道库恰耶夫创立土壤地带性学说及以生物为主导成土因素学说，奠定了原苏联土壤发生学分类的理论基础。1、是依据中心思想概念分类。即典型土壤类型的分类。易造成边界定义不明确，类别之间出现交叉。,2、是把土壤的分类与分区结合起来把整个原苏联的土壤，包括地带性土壤、隐域性土壤和泛域性土壤都按地理条件或在空间上全部控制起来，使每种土壤都有一个适当的位置，比较好的处理了地带性和非地带性土壤的问题。,3、是土壤划分的依据和标准逐步从定性走向定量原苏联在土壤分类表之后，有12个附表，对土壤的水分条件、形态特征、机械组成、盐分状况等都提出了数量指标和划分标准。4、是在分类系统中采用演绎法，以土类为基本单元，按土壤发生上的质量变化逐级细分。土壤命名仍然以土类为主的连续命名法。,土壤发生分类，用土类的地带性推演概括，规律性清晰，系统性明确。但对土壤属性的研究和对耕种土壤的划分还嫌不足。发生学土壤分类制的另一缺点，是缺乏明确定量指标，亚类以下土壤的划分和命名尚难统一。单纯运用土壤地带推演的结果，有时会导致一些不符合实际的情况。,第三节土壤诊断学分类,美国土壤诊断学分类亦称土壤系统分类。自1960年美国土壤第七次分类草案和1975年土壤系统分类一书发表以来，土壤分类开始从定性走向定量的阶段，这对世界土壤分类产生巨大影响。诊断层和诊断特性为依据的美国土壤诊断学分类代表了当今世界土壤分类的新方向。,（一）分类原则、特点,1、是以边界定义概念分类指诊断学分类着重于土壤本身属性，用诊断层和诊断我来明确各土壤类型在土壤分类中的地位。2、是土壤分类标准趋于指标化、数量化把土壤实体作为分类的实际对象。各分类指标是可直接感知和定量测定的土壤属性，从而减少了土壤类别划分的主观任意性。,3、是分类主要采用归纳法即以土系作为基层分类单元，用大量的土系归纳而成，将1万多个土系归纳为10个土纲和200多个土类）。美国分类系统几经变动，但基层分类单元变动不大。4、是高级分类单元（土纲、亚纲、大土类）的命名彩拉丁化即采用拉丁文及希腊文等字根拼掇法，有利于国际交流。,5、该分类系统的特点与以前的发生学分类制相比，美国新土壤分类制的努力是创新性质的。分类指标定量化，有利于计算机自动分类；土壤命名拉丁化，可以顾名思义。该分类制也存在一些缺陷，表现在：未能完全贯彻发生学的原则，指标过于繁琐分散，有高级单元概括过广，易造成混淆或混乱。,（二）诊断层和诊断特性,1、所谓“诊断层”是指用以识别土壤类别，在性质上有一系列定量说明的土层。美国土壤分类包括6个诊断表层和17个诊断表下层。前者如松软表层、人为表层、暗色表层、有机表层、厚熟表层、淡色表层；后者如粘化层、灰化淀积层、氧化土层、钙积层等。,2、如果用于分类目的的不是土层，而是具有定量说明的土壤性质，则称为诊断特性。美国土壤分类诊断特性共有25个，如铁铝特性、变性特性、土温状况、土壤水分状况等。,（三）美国土壤命名,土壤命名采用拉丁化，是采用英文、拉丁文、希腊文等词汇中的几个字母作为前缀或字根，分别拼接成为土纲、亚纲、土类、亚类名称，构成了从土纲至亚纲、土类、亚类的连续命名法。,1、土纲名称字头或字根i或o+Sol(来自拉丁文solum，即土壤之意)作为土纲名。如新成土纲，为Entisol，字根ent。2、亚纲名称亚纲字根土纲字根形成的。Udult=ud+ult湿老成土=湿润+老成土,3、土类名称土类的字根亚纲的字根土纲的字根形成。如：Paleudult=Pale+ud+ult古湿润老成土古老湿润老成土4、亚类名称一个或更多的形容词其所属土类名词形成的。即在土类名称前，附加形容词。如：,5、土族名称一系列形容词其所属亚类名称形成的,6、土系名称按城镇名（该土壤省首次发现时的地名）命名。例：,例：,第四节中国的土壤分类,（一）我国的土壤分类简史1、早期的土壤分类早在公元前二三世纪就出现了禹贡和管子.地员篇等最早的古代土壤分类。其中禹贡是世界上土壤分类的最早尝试。从分类学的观点来看，中国古代的土壤分类都是实用的土壤分类或技术土壤分类，并非系统分类和自然分类。,真正的土壤自然分类是20世纪30年代从美国传入了起源于俄国道库恰耶夫的土壤发生和分类学说。我国古代的土壤分类比西欧最早的土壤分类要早2000多年，但由于长期的封建统治而未得到应有的继承和发展。,2、以20世纪30年代为分界线，近代的土壤分类可细分为四个阶段1）引进美国的马伯特分类阶段（19301953）；2）学习原苏联的地理发生分类（19541958）1954年拟订的“中国土壤分类表”是我国第一个按照苏联土壤发生学理论拟订的土壤分类，很大程度上是照搬，它对我国以后的土壤分类有重要影响。,（3）全国第一次土壤普查的农业土壤分类阶段（19581978）1958年在全国范围内开展了群众性土壤普查，这在我国土壤科学历史上是一次空前壮举；在分类命名上，采用以农民群众名称为主的逐级命名法。,在这20年里，中国土壤分类研究强调走群众路线，学习总结农民识土辨土的经验。这在很大程度上延缓了土壤分类科学的步伐，使我国土壤分类越来越落后于世界水平。我国现行的土壤分类体系，尽管历经修订，仍属于地理发生学土壤分类。,（4）发生分类向系统分类方向发展的过度阶段以1978年颁布的中国土壤分类暂行草案为代表，它是为指导全国开展第二次土壤普查工作而制订的，在土壤普查中得到广泛应用，等于是全国土壤分类体系。从1985年完成“中国土壤系统分类”第一稿开始，一直到现在进行着系统分类方面的研究。,（二）我国现行的土壤分类我国土壤分类学科的建立与发展是逐步渐进的，既不能否定过去，又要有继承和发展。我国吸取国际土壤分类的经验，博采众长，初步建立了具中国特色的发生诊断学分类。1、分类原则、特点,1）土壤分类的发生学原则真正地贯彻发生学原则，必须把成土因素、成土过程和土壤属性三者结合起来考虑，但应以属性作为土壤分类的基础。思考：（1）土壤分类能不能以成土条件为分类基础？（2）土壤分类能不能以成土过程作为土壤分类的标准？,2）土壤分类统一性原则3）贯彻科学性、生产性、群众性三结合的原则土壤分类的指导思想是既要反映出土壤发生发展的规律，又要考虑分类为农业生产和农业现代化服务。,2、我国现行土壤分类体现的特点1）是吸取诊断层和诊断特性作为分类的基础，从而使土壤分类处于定性向定量转化的阶段；2）是充分注意了我国土壤的特色。如我国人为活动对土壤影响的深刻性，热带亚热带土壤分布的广泛性，西北内陆土壤的干旱性以及“世界屋脊”高山土壤的独特性等；3）是总结了我国土壤分类命名原则和方法。力图建立具有我国特色的土壤系统分类。,（二）分类级别和依据,1、土纲是根据土类间发生和性状的共性归纳来划分。全国现共分为铁铝土、淋溶土、半淋溶土、钙层土、干旱土、漠土、初育土、半水成土、水成土、盐碱土、人为土、高山土等12个土纲。,2、亚纲主要根据气候的水热条件和其它条件的差异来划分。如铁铝土纲，根据气候条件分湿热铁铝土和湿暖铁铝土2个亚纲。又如半水成土纲，根据土壤有机质的丰缺和土色，分淡半水成土和暗半水成土2个亚纲；,3、土类是高级分类单元，它是一定的综合自然条件或人为因素作用下，经过一个主导或几个附加的次要的成土过程，具有一定相似的发生层次，均有相对稳定的性态特征可资鉴别，土类间在性质上有质的差异。划分土类依据1）土壤的发生类型与当地生物气候条件相吻合。在不同生物气候条件下，形成不同地带性土壤，即所谓地带性。如湿热铁铝土亚纲分砖红壤、赤红壤、红壤等土类。,2）在自然因素、人为因素（如耕作、种植、施肥、灌排等）影响下，具有一定特征的成土过程。如富铝化过程、粘化过程等；3）每一个土类具有独特的剖面形态及相应的土壤属性，特别是具有作为鉴定该土壤类型特征的诊断层。如红壤的富铝化层，潜育性土壤的潜育层等。4）由于成土条件和成土过程的综合影响，在同一个土壤类型内必有相类似的肥力特征和改良利用方向与途径。如红壤的酸性，盐土的盐分，褐土的干旱问题。,4、亚类是土类范围