第七章 土壤形成和发育

1、Insert Text Here第七章第七章 土壤形成和发育土壤形成和发育 红土红土青土青土黑土黑土黄黄土土白土白土第一节第一节 土壤形成因素土壤形成因素 (soil forming factor)土壤形成因素土壤形成因素又称又称成土因素，成土因素，是影响土壤形成和发是影响土壤形成和发育的基本因素。育的基本因素。五大成土因素：五大成土因素：气候、母质、生物、地形、时间气候、母质、生物、地形、时间一、母质一、母质地壳表层的岩石经过风化，变为疏松的堆积物，这地壳表层的岩石经过风化，变为疏松的堆积物，这种物质叫种物质叫风化壳风化壳(weathering crust) ，它们在地球，它们在地球陆地上有

2、广泛的分布。陆地上有广泛的分布。母质是风化壳的表层母质是风化壳的表层，是指原生基岩经过风化、搬，是指原生基岩经过风化、搬运、堆积等过程于地表形成的一层疏松、最年轻运、堆积等过程于地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层，它是形成土壤的物质基础，是的地质矿物质层，它是形成土壤的物质基础，是土壤的前身。土壤的前身。母质的类型母质的类型母质类型按成因可分为母质类型按成因可分为残积母质残积母质和和运积母质运积母质两大类。两大类。残积母质残积母质是指岩石风化后，基本上未经动力搬运而是指岩石风化后，基本上未经动力搬运而残留在原地的风化物；残留在原地的风化物；运积母质运积母质是指母质经外力，如水、风、冰川和

3、地心是指母质经外力，如水、风、冰川和地心引力等作用而迁移到其它地区的物质。引力等作用而迁移到其它地区的物质。运积母质残积母质成土母质类型)(崩积物重积母质地心引力冰碛母质冰川砂丘黄土母质风海积母质湖积母质洪积母质坡积母质冲积母质流水沉积水河谷，三角洲河谷，三角洲坡地坡地,三麓平原三麓平原山前平原山前平原湖泊，沼泽沉积物湖泊，沼泽沉积物沿岸，海相沉积物沿岸，海相沉积物冰川沿冰川沉积物冰川沿冰川沉积物风沙地貌风沙地貌loess母质的类型母质的类型母质在土壤形成中的作用母质在土壤形成中的作用母质影响土壤矿物质组成和性质母质影响土壤矿物质组成和性质 母质堆积类型的影响：残积物（粗、薄、瘦）母质堆积类型

4、的影响：残积物（粗、薄、瘦） 坡积物（细、厚、肥）坡积物（细、厚、肥）母质影响土壤养分母质影响土壤养分 岩浆岩：花岗岩形成的土壤富钾而缺磷；玄武岩岩浆岩：花岗岩形成的土壤富钾而缺磷；玄武岩形成的土壤缺钾而富磷；形成的土壤缺钾而富磷； 沉积岩：砂岩形成的土壤盐基养分较贫乏；页岩沉积岩：砂岩形成的土壤盐基养分较贫乏；页岩形成的土壤盐基养分较丰富。形成的土壤盐基养分较丰富。母质影响土壤发育和形态特征母质影响土壤发育和形态特征 总之，成土过程进行得愈久，母质与土壤的总之，成土过程进行得愈久，母质与土壤的性质差别就愈大。但母质的某些性质却仍会顽强性质差别就愈大。但母质的某些性质却仍会顽强地保留在土壤中。

5、地保留在土壤中。例如分布在我国华南的砖红壤例如分布在我国华南的砖红壤是我国境内风化强度最深、成土时间最长的一类是我国境内风化强度最深、成土时间最长的一类土壤，但母质对砖红壤的性质仍有深刻的影响土壤，但母质对砖红壤的性质仍有深刻的影响中国土壤母质分布特征中国土壤母质分布特征总的来说；在秦岭、淮河一线以南地区，多是各种岩石在原总的来说；在秦岭、淮河一线以南地区，多是各种岩石在原地风化形成的风化壳，并以红色风化壳分布最广。昆仑山、地风化形成的风化壳，并以红色风化壳分布最广。昆仑山、秦岭、山东丘陵一线以北地区，主要的成土母质是黄土状秦岭、山东丘陵一线以北地区，主要的成土母质是黄土状沉积物及沙质风积物，

6、在各大江河中下游平原，成土母质沉积物及沙质风积物，在各大江河中下游平原，成土母质主要是河流冲积物。平原湖泊地区的成土母质主要是湖积主要是河流冲积物。平原湖泊地区的成土母质主要是湖积物。高山、高原地区，除了各种岩石的就地风化物以外，物。高山、高原地区，除了各种岩石的就地风化物以外，还有冰碛物和冰水沉积物。还有冰碛物和冰水沉积物。 二、气候二、气候(水热条件水热条件)气候对土壤形成的影响主要体现在两个方面：气候对土壤形成的影响主要体现在两个方面： 直接参与母质的风化直接参与母质的风化（物理风化、化学风化、生（物理风化、化学风化、生物风化）物风化），水热状况直接影响矿物质的分解与合成水热状况直接影响

7、矿物质的分解与合成及物质积累和淋失；及物质积累和淋失； 控制植物生长和微生物的活动，影响有机质控制植物生长和微生物的活动，影响有机质的积累和分解，决定养料物质循环的速度。的积累和分解，决定养料物质循环的速度。 （一）湿度因子对土壤形成的影响（一）湿度因子对土壤形成的影响表表 1 1 中国气候分区中国气候分区湿度对土壤形成的作用主要表现在以下几个方面湿度对土壤形成的作用主要表现在以下几个方面： 1 1、影响土壤中物质的迁移、影响土壤中物质的迁移淋溶型水分状况淋溶型水分状况：由于土壤水分运动的方向以：由于土壤水分运动的方向以下行下行为主，为主，物质遭到淋溶（物质遭到淋溶（leaching），因此这

8、种土壤常具有盐基），因此这种土壤常具有盐基饱和度低、酸性强等特点饱和度低、酸性强等特点非淋溶型水分状况非淋溶型水分状况：其特点是：其特点是蒸发量略大于降水量蒸发量略大于降水量，因此，因此这类土壤常具有中性至微碱性反应、盐基饱和度高的特这类土壤常具有中性至微碱性反应、盐基饱和度高的特点，剖面中常有钙积层。点，剖面中常有钙积层。上升水型水分状况上升水型水分状况：其特点是：其特点是蒸发、蒸腾总量大大蒸发、蒸腾总量大大超过降水量超过降水量，其差额由地下水补充，如果地下水，其差额由地下水补充，如果地下水矿化度高，则会导致盐渍化；如果地下水达不到矿化度高，则会导致盐渍化；如果地下水达不到地表，而只能达到剖

9、面中部，则称为地表，而只能达到剖面中部，则称为“半上升水半上升水型型”水分状况。水分状况。停滞型水分状况停滞型水分状况：其特点是：其特点是地表经常积水地表经常积水，沼泽化，沼泽化土壤即属此类型。土壤即属此类型。2 2、影响土壤中物质的分解、合成和转化、影响土壤中物质的分解、合成和转化表土有机质含量常随大气湿度的增加而增加，湿润表土有机质含量常随大气湿度的增加而增加，湿润地区的土壤风化度较高，而在干旱地区则较弱。地区的土壤风化度较高，而在干旱地区则较弱。随着湿度增加，土壤中赤铁矿含量趋向减小，针铁随着湿度增加，土壤中赤铁矿含量趋向减小，针铁矿含量则增加，土壤颜色也由红转黄。矿含量则增加，土壤颜色

10、也由红转黄。温度状况将影响矿物和有机物质的风化与合成。一般来温度状况将影响矿物和有机物质的风化与合成。一般来说，每增加说，每增加10温度，反应速率可成倍增加。温度从温度，反应速率可成倍增加。温度从0增长到增长到50时，化合物的解离度可增加时，化合物的解离度可增加7倍。倍。（二）温度对土壤形成的影响（二）温度对土壤形成的影响 （三）温度和湿度的共同影响（三）温度和湿度的共同影响实际上实际上水热两因子是共同作用水热两因子是共同作用着的，只有着的，只有两者互相配两者互相配合，才能促进土壤的形成发展合，才能促进土壤的形成发展。 在热带地区，只有在充足的水分条件下在热带地区，只有在充足的水分条件下,高温

11、才能促高温才能促进原生矿物的深度风化，形成砖红壤，而在缺少水分进原生矿物的深度风化，形成砖红壤，而在缺少水分的条件下，风化强度较弱，土壤向燥红土方向发展。的条件下，风化强度较弱，土壤向燥红土方向发展。（四）气候变化与土壤形成（四）气候变化与土壤形成 由于气候带、植被和土壤之间存在明显的关系，由于气候带、植被和土壤之间存在明显的关系，许多土壤学家非常重视气候在土壤形成中的作用，并许多土壤学家非常重视气候在土壤形成中的作用，并提出了土壤地带性的概念。提出了土壤地带性的概念。 在中国温带，自西向东大气湿度递增，依次出现：在中国温带，自西向东大气湿度递增，依次出现：棕漠土、灰棕漠土、灰漠土、棕钙土（灰

12、钙土）、栗钙棕漠土、灰棕漠土、灰漠土、棕钙土（灰钙土）、栗钙土、黑钙土和黑土。土、黑钙土和黑土。 在中国温带东部湿润区，由北而南热量递增，土壤分在中国温带东部湿润区，由北而南热量递增，土壤分布依次为：布依次为：暗棕壤、棕壤（褐土）、黄棕壤、黄壤、红壤和砖红壤。暗棕壤、棕壤（褐土）、黄棕壤、黄壤、红壤和砖红壤。 土壤是气候变化土壤是气候变化(climatic variation)的记录者的记录者 气候的变化往往在土壤性质中可以得到体现，气候的变化往往在土壤性质中可以得到体现，所以我们可以通过研究古土壤的性质，来追朔过所以我们可以通过研究古土壤的性质，来追朔过去的气候。去的气候。古土壤（古土壤（P

13、aleosol):非现代环境条件下形成的土壤，非现代环境条件下形成的土壤，具有埋藏或未被埋藏的表面具有埋藏或未被埋藏的表面中国湿润海洋性地带谱中国湿润海洋性地带谱 气候带气候带 植被类型植被类型 土壤类型土壤类型 热带热带 南亚热带南亚热带 中亚热带中亚热带 北亚热带北亚热带 暖温带暖温带 温带温带 寒温带寒温带 季雨林或雨林季雨林或雨林 亚热带季雨林亚热带季雨林 常绿阔叶林常绿阔叶林 常绿、落叶阔叶混交林常绿、落叶阔叶混交林 落叶阔叶林落叶阔叶林 针阔混交林针阔混交林 针叶林针叶林 砖红壤砖红壤 赤红攘赤红攘 红壤、黄壤红壤、黄壤 黄棕壤、黄褐土黄棕壤、黄褐土 棕壤棕壤 暗棕壤暗棕壤 棕色针

14、叶林土棕色针叶林土 中国土壤气候特征与土壤分布中国土壤气候特征与土壤分布中国土壤形成气候特征中国土壤形成气候特征气候因素在土壤形成上的作用，主要表现为水热条件对气候因素在土壤形成上的作用，主要表现为水热条件对土壤形成的方向、强度所发生的影响。温度的差别直土壤形成的方向、强度所发生的影响。温度的差别直接影响到母岩的风化作用，以及土壤中的物理、化学接影响到母岩的风化作用，以及土壤中的物理、化学和生物作用的强度和方向。例如，在寒冷地带，矿物和生物作用的强度和方向。例如，在寒冷地带，矿物质的化学分解作用微弱，植物年长缓慢，有机质年增质的化学分解作用微弱，植物年长缓慢，有机质年增长量小，微生物的活动弱，

15、致使有机质分解困难，因长量小，微生物的活动弱，致使有机质分解困难，因而土壤中养分的转化也缓慢。反之，在热带地区，矿而土壤中养分的转化也缓慢。反之，在热带地区，矿物质除石英外，大部分被彻底分解，植物生长迅速，物质除石英外，大部分被彻底分解，植物生长迅速，有机质年增长量大，微生物活动旺盛，土壤中养分的有机质年增长量大，微生物活动旺盛，土壤中养分的转化也快。转化也快。三、三、生物生物生物在土壤形成过程中起生物在土壤形成过程中起主导作用主导作用，是促进土壤发，是促进土壤发生发展生发展最活跃的因素最活跃的因素。生物因素：生物因素：植物、土壤动物和土壤微生物植物、土壤动物和土壤微生物。植物在成土过程中的作

16、用植物在成土过程中的作用能量转化及有机质形成能量转化及有机质形成 利用太阳辐射能，合成有机质利用太阳辐射能，合成有机质富集作用及有效化富集作用及有效化 把分散在母质、水体和大气中的营养元素有选择地吸收把分散在母质、水体和大气中的营养元素有选择地吸收起来，同时伴随着矿质营养元素的有效化。起来，同时伴随着矿质营养元素的有效化。促进土壤形成及结构体的发展促进土壤形成及结构体的发展 植物根系可分泌有机酸，通过溶解和根系的挤压作用破植物根系可分泌有机酸，通过溶解和根系的挤压作用破坏矿物晶格，改变矿物的性质，促进土壤的形成；并通过坏矿物晶格，改变矿物的性质，促进土壤的形成；并通过根系活动，促进土壤结构的发

17、展。根系活动，促进土壤结构的发展。自然植被和水热条件的演变，引起土壤类型的演变自然植被和水热条件的演变，引起土壤类型的演变 由东北往华南的森林植被和土壤的分布依次为：针叶林由东北往华南的森林植被和土壤的分布依次为：针叶林(棕色针叶林土棕色针叶林土)针阔混交林针阔混交林(暗棕壤暗棕壤)落叶阔叶林落叶阔叶林(棕棕壤壤)落叶常绿阔叶林落叶常绿阔叶林(黄棕壤黄棕壤)常绿阔叶林常绿阔叶林(红壤、黄壤、红壤、黄壤、赤红壤赤红壤)雨林、季雨林雨林、季雨林(砖红壤砖红壤)。土壤动物在成土过程中的作用土壤动物在成土过程中的作用1、参与了土壤腐殖质的形成和养分的转化。、参与了土壤腐殖质的形成和养分的转化。2、动物

18、的活动可疏松土壤，促进团聚结构的形成。、动物的活动可疏松土壤，促进团聚结构的形成。3、土壤动物种类的组成和数量在一定程度上是土壤、土壤动物种类的组成和数量在一定程度上是土壤类型和土壤性质的标志，可作为土壤肥力的指标。类型和土壤性质的标志，可作为土壤肥力的指标。植被类型和土壤类型的关系（据Bridges: World Soils)植物促进了岩石风化，加速了成土过程微生物在成土过程中的作用微生物在成土过程中的作用（1）分解有机质，释放各种养分，为植物吸收利用；）分解有机质，释放各种养分，为植物吸收利用；（2）合成土壤腐殖质，发展土壤胶体性能；）合成土壤腐殖质，发展土壤胶体性能；（3）固定大气中的氮

19、素，增加土壤含氮量；）固定大气中的氮素，增加土壤含氮量；（4）促进土壤物质的溶解和迁移，增加矿质养分的有效）促进土壤物质的溶解和迁移，增加矿质养分的有效度（如硅酸盐细菌能促进土壤中磷钾溶解移动）。度（如硅酸盐细菌能促进土壤中磷钾溶解移动）。中国植被分布特征中国植被分布特征植被在土壤形成上有重要作用。在不同的气候条件下，各种植彼类型与土壤植被在土壤形成上有重要作用。在不同的气候条件下，各种植彼类型与土壤类型间也呈现出密切的关系。类型间也呈现出密切的关系。植被类型能直接影响土壤形成方向植被类型能直接影响土壤形成方向；同时，；同时，随着土壤性质的变化，又能促使随着土壤性质的变化，又能促使 植彼类型发

20、生变化。例如，分布在大、植彼类型发生变化。例如，分布在大、小兴安岭一带的暗棕壤，是在针叶和落叶阔叶混交林下形成的，但是当森小兴安岭一带的暗棕壤，是在针叶和落叶阔叶混交林下形成的，但是当森林由于自然原因或人为原因受到破坏后，土壤水分的蒸腾量大为减少，土林由于自然原因或人为原因受到破坏后，土壤水分的蒸腾量大为减少，土壤由于变湿，促进了草甸植被的发展，土壤有机质来源丰富，暗棕壤逐渐壤由于变湿，促进了草甸植被的发展，土壤有机质来源丰富，暗棕壤逐渐演变为富含腐殖质的黑土。但是，此后随着腐殖质大量积累和蓄水性不断演变为富含腐殖质的黑土。但是，此后随着腐殖质大量积累和蓄水性不断加强，以及由于母质粘重和冻层托

21、水而促成土壤内排水不畅，土壤逐渐沼加强，以及由于母质粘重和冻层托水而促成土壤内排水不畅，土壤逐渐沼泽化，使残存的、稀疏的旱生树种，为湿生性树种所取代，草甸植被也渐泽化，使残存的、稀疏的旱生树种，为湿生性树种所取代，草甸植被也渐演替成沼泽一草甸或沼泽植被，从而又促进土壤向沼泽化黑土或沼泽上的演替成沼泽一草甸或沼泽植被，从而又促进土壤向沼泽化黑土或沼泽上的方向发展。方向发展。 此外，土壤动物对于成土作用的影响也是不可忽视的。从微小的原生此外，土壤动物对于成土作用的影响也是不可忽视的。从微小的原生动物至高等的脊椎动物，都以它们各自的特定生活方式，参与了土壤中的动物至高等的脊椎动物，都以它们各自的特定

22、生活方式，参与了土壤中的一些有机物残体的分解与破碎作用，以及搬运和疏松了土壤及母质，从而一些有机物残体的分解与破碎作用，以及搬运和疏松了土壤及母质，从而使大量的空气、水分能更容易渗入使大量的空气、水分能更容易渗入 到土壤中去，影响着土壤的温度和湿到土壤中去，影响着土壤的温度和湿度，以及其他的物理性质。还有一些动物能参与土壤结构的形成，并引起度，以及其他的物理性质。还有一些动物能参与土壤结构的形成，并引起土壤的化学成分改变。一些比较大型的穴居脊椎动物，能强烈翻动土壤，土壤的化学成分改变。一些比较大型的穴居脊椎动物，能强烈翻动土壤，改变土壤剖面的上层次序，甚至把大量的母岩碎片翻盖在土壤表面上。因改

23、变土壤剖面的上层次序，甚至把大量的母岩碎片翻盖在土壤表面上。因此，在土壤形成过程中，植物和动物都起着重要的作用。此，在土壤形成过程中，植物和动物都起着重要的作用。 四、四、地形地形地形是影响土壤和环境之间进行物质、能量交换的地形是影响土壤和环境之间进行物质、能量交换的一个重要条件，它与母质、生物、气候等因素的一个重要条件，它与母质、生物、气候等因素的作用不同，作用不同，不提供任何新的物质不提供任何新的物质。主要是影响。主要是影响水水热条件及母质的再分配热条件及母质的再分配，进而影响土壤的形成，进而影响土壤的形成 。（一）地形与母质的关系（一）地形与母质的关系 冲积物冲积物坡积物坡积物洪积物洪积

24、物残积物残积物1、山地上部或台地上，主要是、山地上部或台地上，主要是残积母质残积母质；2、坡地和山麓地带的母质多为、坡地和山麓地带的母质多为坡积物坡积物；3、在山前平原的冲积扇地区，成土母质多为、在山前平原的冲积扇地区，成土母质多为洪积物洪积物；4、河流阶地、泛滥地和冲积平原、湖泊周围、滨海、河流阶地、泛滥地和冲积平原、湖泊周围、滨海附近地区，相应的母质为附近地区，相应的母质为冲积物、湖积物和海积物冲积物、湖积物和海积物。（二）地形与水热条件的关系（二）地形与水热条件的关系 图图7.4 7.4 地形对土壤水分状况的影响地形对土壤水分状况的影响 地形主要影响到土壤水热再分配关系地形主要影响到土壤

25、水热再分配关系（1）在较高的地形部位，部分降水受径流的影响，从高处流）在较高的地形部位，部分降水受径流的影响，从高处流向低处，部分水分补给地下水源，向低处，部分水分补给地下水源，土壤中的物质易遭淋失；土壤中的物质易遭淋失；（2）在地形低洼处）在地形低洼处,土壤获得额外的水量，土壤获得额外的水量，物质不易淋溶，物质不易淋溶，腐腐殖质较易积累殖质较易积累,土壤剖面的形态也有相应的变化。土壤剖面的形态也有相应的变化。坡面的形态：坡面的形态： （1）凸坡和光滑的坡面不易保存水分，而凹坡与粗糙坡面水）凸坡和光滑的坡面不易保存水分，而凹坡与粗糙坡面水分较充足。分较充足。（2）平原地区因地下水位较高，因此微

26、地形的差异会引起土）平原地区因地下水位较高，因此微地形的差异会引起土壤水分状况很大的差别。壤水分状况很大的差别。地形的差别还可导致地形雨地形的差别还可导致地形雨 在热带、亚热带低山区，随着海拔升高，降水量也随之在热带、亚热带低山区，随着海拔升高，降水量也随之增加。此外，背风面的降水量与迎风面也有很大的差异。增加。此外，背风面的降水量与迎风面也有很大的差异。 地形对水分状况的影响，在湿润地区尤为重要；而地形对水分状况的影响，在湿润地区尤为重要；而在干旱地区则相对较小在干旱地区则相对较小 地形也影响着地表温度地形也影响着地表温度 不同的海拨高度、坡度和方位对太阳辐射能吸收和地不同的海拨高度、坡度和

27、方位对太阳辐射能吸收和地面散射不同，例如南坡常较北坡温度高。面散射不同，例如南坡常较北坡温度高。1、地形对土壤发育的影响，在山地表现尤为明显。、地形对土壤发育的影响，在山地表现尤为明显。 山地地势高、坡度大，切割强烈，水热状况和植被变化在，山地地势高、坡度大，切割强烈，水热状况和植被变化在，因此山地土壤有垂直分布的特点。如：四姑娘山因此山地土壤有垂直分布的特点。如：四姑娘山2、地形发育（地形受地质营力的作用也在不断发生变化）也对、地形发育（地形受地质营力的作用也在不断发生变化）也对土壤发育带来深刻的影响土壤发育带来深刻的影响 由于地壳的上升或下降，影响土壤的侵蚀与堆积过程及气由于地壳的上升或下

28、降，影响土壤的侵蚀与堆积过程及气候和植被状况，使土壤形成过程、土壤和土被发生演变。候和植被状况，使土壤形成过程、土壤和土被发生演变。（三）地形与土壤发育的关系（三）地形与土壤发育的关系例如，随着河谷地形的演化，在不同地形部位上，可构成水例如，随着河谷地形的演化，在不同地形部位上，可构成水成土（河漫滩）成土（河漫滩） 半水成土半水成土( (低级阶地低级阶地) ) 地带性土地带性土( (高级阶高级阶地地) )的发生系列。的发生系列。中国地形与土壤中国地形与土壤大的方面来说，大地形的分布特点能影响各地气候和生物带的分布。大的方面来说，大地形的分布特点能影响各地气候和生物带的分布。 我国的主要山脉排列

29、是呈西南至东北走向我国的主要山脉排列是呈西南至东北走向,阻碍了海洋湿润气流的西进。阻碍了海洋湿润气流的西进。生物带排列也相应的从东南的常绿阔叶林带和落叶阔叶林带生物带排列也相应的从东南的常绿阔叶林带和落叶阔叶林带,逐步过渡到西逐步过渡到西北灌木草原带。因此，我国土壤地带的水平分布，显出略呈西南至东北方北灌木草原带。因此，我国土壤地带的水平分布，显出略呈西南至东北方向的带状特征。此外，山地的海拔越高，山体越大，在不同高度上和山体向的带状特征。此外，山地的海拔越高，山体越大，在不同高度上和山体两侧的气候、生物和土壤特征的分异也越显著。两侧的气候、生物和土壤特征的分异也越显著。 例如，秦岭是东西走向

30、的高大山脉，对来自南方的暖湿气流和来自北例如，秦岭是东西走向的高大山脉，对来自南方的暖湿气流和来自北方的干冷气团都有阻滞作用，所以山地南坡和北坡的土壤有显著不同。在方的干冷气团都有阻滞作用，所以山地南坡和北坡的土壤有显著不同。在南坡形成酸性的黄棕壤，而北坡形成中性至微碱性的褐土。又如，大体上南坡形成酸性的黄棕壤，而北坡形成中性至微碱性的褐土。又如，大体上呈南北走向的大兴安岭和太行山脉，同东南季风呈直角相交，在夏季，迎呈南北走向的大兴安岭和太行山脉，同东南季风呈直角相交，在夏季，迎风雨降水量大，有利于土壤中物质的化学分解和生物积累；背风面受气温风雨降水量大，有利于土壤中物质的化学分解和生物积累；

31、背风面受气温增高，湿度小的焚凤影响，土壤的淋溶和生物积累都较弱。因此，这些山增高，湿度小的焚凤影响，土壤的淋溶和生物积累都较弱。因此，这些山地就成了不同类型土壤的分界线。例如，大兴安岭东坡为暗棕壤，而西坡地就成了不同类型土壤的分界线。例如，大兴安岭东坡为暗棕壤，而西坡为灰黑土。至于海拔越高，土壤变化越复杂，形成的土壤类型就越多，是为灰黑土。至于海拔越高，土壤变化越复杂，形成的土壤类型就越多，是因为气温随山地海拔增高而递减；在一定高度范围内，降水量随高度增高因为气温随山地海拔增高而递减；在一定高度范围内，降水量随高度增高而增大；植被类型也相应地更替，所以土壤类型也不同，表现出垂直分布而增大；植被

32、类型也相应地更替，所以土壤类型也不同，表现出垂直分布的规律。的规律。 五、五、成土时间成土时间 土壤是一个历史自然体，时间因素对土壤形成没有土壤是一个历史自然体，时间因素对土壤形成没有直接的影响，但时间因素可体现土壤的不断发展。直接的影响，但时间因素可体现土壤的不断发展。成土时间长，受气候、生物作用时间长，与母质、成土时间长，受气候、生物作用时间长，与母质、母岩差异大；反之亦然。母岩差异大；反之亦然。土壤年龄土壤年龄(soil age)土壤年龄是指土壤年龄是指土壤发生发育时间的长短土壤发生发育时间的长短。1、绝对年龄绝对年龄(absolute age)：指该土壤在当地新鲜风化：指该土壤在当地新

33、鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间，通层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间，通常用年表示；常用年表示；2、相对年龄相对年龄(relative age)：指土壤的发育阶段或土壤的：指土壤的发育阶段或土壤的发育程度。发育程度。土壤剖面发育明显，土壤厚度大，发育度高，相对年龄土壤剖面发育明显，土壤厚度大，发育度高，相对年龄大；反之相对年龄小。大；反之相对年龄小。 通常说的土壤年龄是指土壤的发育程度通常说的土壤年龄是指土壤的发育程度，而不是，而不是年数，亦即通常所谓的年数，亦即通常所谓的相对年龄相对年龄。土壤形成速率和所需的时间土壤形成速率和所需的时间1、母质和环境条件的差异会影响

34、风化作用和土壤形成、母质和环境条件的差异会影响风化作用和土壤形成的速率的速率 2、土壤发育速率与自然界许多过程一样，随时间的变、土壤发育速率与自然界许多过程一样，随时间的变化而变化化而变化 一般当土壤处于幼年阶段时，土壤的特性随时间一般当土壤处于幼年阶段时，土壤的特性随时间变化很快，但随着成土年龄的增加，速率渐渐转慢，变化很快，但随着成土年龄的增加，速率渐渐转慢，且不同的成土过程在时间上的变化强度也是不同的。且不同的成土过程在时间上的变化强度也是不同的。3、不同地区、类型的土壤，形成的时间有很大的差异、不同地区、类型的土壤，形成的时间有很大的差异土壤形成的阶段性土壤形成的阶段性Mohr和和Va

35、n Baren曾把热带地区的土壤形成分为曾把热带地区的土壤形成分为5个阶个阶段：段： 初期：初期：为未风化的母质；为未风化的母质； 青少年期：青少年期：风化已经开始，但许多母质物质仍保留在风化已经开始，但许多母质物质仍保留在土壤中；土壤中； 壮年期：壮年期：易风化的矿物大部分已分解，粘粒明显增加；易风化的矿物大部分已分解，粘粒明显增加； 老年期：老年期：矿物分解已处于最后阶段，只有少数强抗风矿物分解已处于最后阶段，只有少数强抗风化的原生矿物被保存；化的原生矿物被保存； 最后阶段：最后阶段：土壤发育已完成，原生矿物基本上彻底风土壤发育已完成，原生矿物基本上彻底风化。化。土壤年龄的测定：土壤年龄的

36、测定：碳的同位素比值碳的同位素比值原理：测定土壤样品中碳同位素原理：测定土壤样品中碳同位素C14：C12的比值，在地学上，应用其它元素的比值，在地学上，应用其它元素的同位素比值，如的同位素比值，如U238:Rb206, K40:Ar40（数十万年）来确定岩石和矿物（数十万年）来确定岩石和矿物的绝对年龄。的绝对年龄。在宇宙线内种子的作用下，空气中的氮的原子核发生聚变，在天然条件下，在宇宙线内种子的作用下，空气中的氮的原子核发生聚变，在天然条件下，仅形成极少数的仅形成极少数的C14。在这些不断形成的放射性同位数碳和与之相混的稳。在这些不断形成的放射性同位数碳和与之相混的稳定性同位素之间，建立了稳定

37、的平衡。在一切活者的动物和植物组织中，定性同位素之间，建立了稳定的平衡。在一切活者的动物和植物组织中，C14的相对含量和大气中的的相对含量和大气中的C14：C12一样，在死亡的有机质中，碳素与周一样，在死亡的有机质中，碳素与周围环境间的代谢终止。同位素围环境间的代谢终止。同位素C14慢慢衰变，其半衰期约为慢慢衰变，其半衰期约为5500年。死亡年。死亡的植物残体越久，则其中所含的植物残体越久，则其中所含C14愈少，因此测定土壤中腐殖质中的放射愈少，因此测定土壤中腐殖质中的放射性的碳的活性，就可以推算出年龄。性的碳的活性，就可以推算出年龄。 由于由于1C14活性非常低，用此法测定的临界年龄为活性非

38、常低，用此法测定的临界年龄为45万年。万年。六、六、人类活动人类活动1.人类活动对土壤的影响是有意识、有目的、定向的。人类活动对土壤的影响是有意识、有目的、定向的。2.人类活动是社会性的，它受着社会制度和社会生产力的影人类活动是社会性的，它受着社会制度和社会生产力的影响，在不同的社会制度和不同的生产力水平下，人类活动响，在不同的社会制度和不同的生产力水平下，人类活动对土壤的影响及其效果有很大的差别。对土壤的影响及其效果有很大的差别。3.人类活动的影响可通过改变各自然因素而起作用，并可分人类活动的影响可通过改变各自然因素而起作用，并可分为有利和有害两个方面为有利和有害两个方面 。4.人类对土壤的

39、影响也具有两重性，利用合理，有助于土壤人类对土壤的影响也具有两重性，利用合理，有助于土壤肥力的提高；利用不当会破坏土壤。肥力的提高；利用不当会破坏土壤。第二节第二节 土壤形成过程土壤形成过程(soil-forming process)一、土壤形成实质一、土壤形成实质土壤形成是一个综合性的过程，它是土壤形成是一个综合性的过程，它是物质的地质大物质的地质大循环与生物小循环矛盾统一的结果循环与生物小循环矛盾统一的结果。地质大循环地质大循环是指地面岩石的风化、风化产物的淋溶与是指地面岩石的风化、风化产物的淋溶与搬运、堆积，进而产生成岩作用搬运、堆积，进而产生成岩作用.生物小循环生物小循环是植物营养元素

40、在生物体与土壤之间的循是植物营养元素在生物体与土壤之间的循环：环：植物从土壤中吸收养分，形成植物体，后者供动物生长，植物从土壤中吸收养分，形成植物体，后者供动物生长，而动植物残体回到土壤中，在微生物的作用下转化为植物需而动植物残体回到土壤中，在微生物的作用下转化为植物需要的养分，促进土壤肥力的形成和发展。要的养分，促进土壤肥力的形成和发展。 地质大循环和生物小循环的特点地质大循环和生物小循环的特点 （1）地质大循环涉及空间大，时间长，植物养分元素不积累；）地质大循环涉及空间大，时间长，植物养分元素不积累； （2）生物小循环涉及空间小，时间短，可促进植物养料元素）生物小循环涉及空间小，时间短，可

41、促进植物养料元素的积累，使土壤中有限的养分元素发挥作用。的积累，使土壤中有限的养分元素发挥作用。1、原生矿物的风化、原生矿物的风化 物理风化、化学风化、生物风化物理风化、化学风化、生物风化2、粘粒矿物的形成、粘粒矿物的形成 二、土壤发生中的基本成土作用 3.物质迁移物质迁移两大方向：（两大方向：（1）向下向下淋溶及其淀积以及被彻底淋淋溶及其淀积以及被彻底淋出土体的物质移动；（出土体的物质移动；（2）向上向上迁移的养分元素迁移的养分元素的生物富集作用，易溶性盐类、还原性铁锰等随的生物富集作用，易溶性盐类、还原性铁锰等随毛管上升而在表土积聚的作用。物质移动的机理毛管上升而在表土积聚的作用。物质移动

42、的机理分：有分：有溶迁作用溶迁作用，还原迁移作用还原迁移作用、螯迁作用螯迁作用、悬悬迁作用迁作用和和生物迁移作用生物迁移作用 。三、主要的成土过程三、主要的成土过程 (soil-forming process)原始成土过程原始成土过程从岩石露出地表着生微生物和低等植物开始到高等植从岩石露出地表着生微生物和低等植物开始到高等植物定居之前形成的土壤过程。物定居之前形成的土壤过程。有机质积聚有机质积聚(accumulation)过程过程 在木本或草本植被下在木本或草本植被下,有机质在土体上部积累的过程。有机质在土体上部积累的过程。 粘化粘化 (clayification)过程过程土壤剖面中粘粒形成和

43、积累的过程。可分为残积粘化土壤剖面中粘粒形成和积累的过程。可分为残积粘化(residual clayification)和淀积粘化和淀积粘化(illuvial clayification) 。钙积钙积(calcification)与脱钙与脱钙(decalcification)过程过程 干旱、半干旱地区土壤钙的碳酸盐移动积累的过程。干旱、半干旱地区土壤钙的碳酸盐移动积累的过程。盐化盐化(salinization)与脱盐与脱盐(desalinization)过程过程 盐化过程盐化过程是指地表水、地下水以及母质中含有的盐分，在是指地表水、地下水以及母质中含有的盐分，在强烈的蒸发作用下，通过土壤水的垂

44、直和水平移动，强烈的蒸发作用下，通过土壤水的垂直和水平移动，逐渐向逐渐向地表积聚地表积聚 。脱盐过程脱盐过程是土壤中可溶性盐通过降水或人为灌溉洗盐、开是土壤中可溶性盐通过降水或人为灌溉洗盐、开沟排水，降低地下水位，沟排水，降低地下水位，迁移到下层或排出土体。迁移到下层或排出土体。 碱化碱化(solonization)与脱碱与脱碱(solodization)过程过程碱化过程碱化过程是交换性钠或交换性镁不断进入土壤吸收复合体是交换性钠或交换性镁不断进入土壤吸收复合体的过程。的过程。脱碱过程脱碱过程是指通过淋洗和化学改良，使土壤碱化层中钠离是指通过淋洗和化学改良，使土壤碱化层中钠离子及易溶性盐类减少

45、，胶体的钠饱和度降低。子及易溶性盐类减少，胶体的钠饱和度降低。富铝化富铝化(allitization)过程（脱硅过程（脱硅(desilicification)富铝化过程）富铝化过程） 指在湿热气候条件下，土壤中矿物发生强烈化学风化，铝、指在湿热气候条件下，土壤中矿物发生强烈化学风化，铝、硅、铁和盐基物质发生分离，硅和盐基物质被大量淋失，铝硅、铁和盐基物质发生分离，硅和盐基物质被大量淋失，铝和铁在土壤中发生相对富积。和铁在土壤中发生相对富积。 潜育化潜育化(gleyization)和潴育化和潴育化(pseudogleyization)过程过程 潜育化过程潜育化过程是土壤长期渍水，受到有机质嫌气分

46、解，而铁是土壤长期渍水，受到有机质嫌气分解，而铁锰强烈还原，形成灰兰灰绿色土体的过程。锰强烈还原，形成灰兰灰绿色土体的过程。 潴育化过程潴育化过程是土壤渍水带经常处于上下移动，土体中干湿是土壤渍水带经常处于上下移动，土体中干湿交替比较明显，使土壤中氧化还原反复交替，结果在土体内交替比较明显，使土壤中氧化还原反复交替，结果在土体内出现锈纹、锈斑、铁锰结核和红色胶膜等物质。出现锈纹、锈斑、铁锰结核和红色胶膜等物质。熟化熟化(anthropogenic mellowing of soil)过程过程 通过耕作、培肥与改良，促进水肥气热诸因素不断谐调，通过耕作、培肥与改良，促进水肥气热诸因素不断谐调，使

47、土壤向有利于作物高产方面转化的过程。使土壤向有利于作物高产方面转化的过程。 退化退化(degeneration)过程过程 因自然环境不利因素和人为利用不当引起土壤肥力下降，植因自然环境不利因素和人为利用不当引起土壤肥力下降，植物生长条件恶化和土壤生产力减退的过程。物生长条件恶化和土壤生产力减退的过程。 土壤物理退化（坚实硬化、铁质硬化、侵蚀、沙化）、土土壤物理退化（坚实硬化、铁质硬化、侵蚀、沙化）、土壤化学退化（酸化、碱化、肥力减退、化学污染）、土壤生壤化学退化（酸化、碱化、肥力减退、化学污染）、土壤生物退化（有机质减少、动植物区系减少）。物退化（有机质减少、动植物区系减少）。第三节土壤发育第

48、三节土壤发育(soil development)土壤发育是指地壳表面的岩石风化体及其再积土壤发育是指地壳表面的岩石风化体及其再积体，接受其所处的环境因素的作用，而形成体，接受其所处的环境因素的作用，而形成具有一定剖面形态和肥力特性的土壤。具有一定剖面形态和肥力特性的土壤。一、土壤的个体发育一、土壤的个体发育(individual development of soil)土壤的个体发育是指土壤的个体发育是指具体的土壤具体的土壤从岩石风化产物或从岩石风化产物或其它新的母质上开始发育的时起，直到目前状态其它新的母质上开始发育的时起，直到目前状态真实土壤的具体历程。它只涉及到土壤的个体真实土壤的具体历

49、程。它只涉及到土壤的个体（即具体的个别土壤即具体的个别土壤） 二、土壤的系统发育二、土壤的系统发育(systematic development of soil)土壤系统发育指土壤发生类型在漫长地质时期内的发土壤系统发育指土壤发生类型在漫长地质时期内的发生和发展过程。生和发展过程。 土壤既是一个独立的历史自然体，同时也是整个土壤既是一个独立的历史自然体，同时也是整个地表的一个自然要素。地表的一个自然要素。 它是独立的而不是孤立的，它与其它历史自然体它是独立的而不是孤立的，它与其它历史自然体一样，具有自已特殊的发生规律，一样，具有自已特殊的发生规律，但这种发展不是但这种发展不是孤立地进行的，而是

50、与周围的外在环境条件相互发孤立地进行的，而是与周围的外在环境条件相互发生作用，辩证地发展着。生作用，辩证地发展着。三、土壤剖面和土体构型三、土壤剖面和土体构型(soil profile and polypedon pattern)1、土壤剖面、土壤剖面(soil profile)土壤的主要形态特征土壤的主要形态特征 是从地面向下直到土壤母质的垂直切面，具有若干个是从地面向下直到土壤母质的垂直切面，具有若干个大体与地面平行的土层。大体与地面平行的土层。 土壤剖面是土壤内在性质的外部表现，是成土因素长期作用的土壤剖面是土壤内在性质的外部表现，是成土因素长期作用的历史记录，是认土、用土、改土的主要依

51、据之一。历史记录，是认土、用土、改土的主要依据之一。2、土壤剖面、发生层和土体构型、土壤剖面、发生层和土体构型土壤剖面土壤剖面是一个具体土壤的垂直断面，其深度一般达到基岩或是一个具体土壤的垂直断面，其深度一般达到基岩或达到地表沉积体的相当深度为止。一个完整的土壤剖面应包达到地表沉积体的相当深度为止。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（发生层）和母质层。括土壤形成过程中所产生的发生学层次（发生层）和母质层。土壤发生层土壤发生层是指土壤形成过程中所形成的具有特定性质和组成是指土壤形成过程中所形成的具有特定性质和组成的、大致与地面相平行的，并具有成土过程特性的层次。作的、大致与

52、地面相平行的，并具有成土过程特性的层次。作为一个土壤发生层，至少应能被眼识别，其不同于相邻的土为一个土壤发生层，至少应能被眼识别，其不同于相邻的土壤发生层。识别土壤发生层的形态特征一般包括颜色、质地、壤发生层。识别土壤发生层的形态特征一般包括颜色、质地、结构、新生体和紧实度等结构、新生体和紧实度等 土体构型土体构型是各土壤发生层在垂直方向有规律的组合和有序的排是各土壤发生层在垂直方向有规律的组合和有序的排列状况。不同的土壤类型有不同的土体构型，因此土体构型列状况。不同的土壤类型有不同的土体构型，因此土体构型是识别土壤的最重要的特证是识别土壤的最重要的特证2、土壤发生层（土层）、土壤发生层（土层

53、）(soil horizon)土壤在成土过程中分化形成的层次土壤在成土过程中分化形成的层次 发生层的区分：主要根据颜色、质地、结构、发生层的区分：主要根据颜色、质地、结构、松紧度、新生体、石灰性和酸碱性等形态特征松紧度、新生体、石灰性和酸碱性等形态特征自然土壤发生层自然土壤发生层(natural soil horizon)枯枝落叶层枯枝落叶层(litter horizon)（A0） 分解、半分解的有机物质积累的层次，分解、半分解的有机物质积累的层次， 木本植被下的森林土壤最为明显。木本植被下的森林土壤最为明显。 淋溶层淋溶层(eluvial horizon) （A）腐殖质层腐殖质层(humus

54、 horizon)(A1)由于腐殖质的累积，腐殖质和矿质养料由于腐殖质的累积，腐殖质和矿质养料含量丰富，且结合紧密，多呈良好的含量丰富，且结合紧密，多呈良好的团粒结构，土色较深。团粒结构，土色较深。淋溶层淋溶层(eluvial horizon) (A2) 由于雨水的淋洗作用，土体中易溶性盐类及铁、由于雨水的淋洗作用，土体中易溶性盐类及铁、铝水化物、腐殖质胶体受到淋失，向下移动，使该层铝水化物、腐殖质胶体受到淋失，向下移动，使该层腐殖质及养分含量减少，土色较浅。腐殖质及养分含量减少，土色较浅。淀积层淀积层(illuvial horizon) (B) A层淋溶下移物质淀积而成，矿质养分含量丰富。层

55、淋溶下移物质淀积而成，矿质养分含量丰富。母质层母质层(parent material horizon) （C） 位于淀积层之下，是未受淋溶和淀积作用，发育位于淀积层之下，是未受淋溶和淀积作用，发育程度很低或未发育的岩石风化层。程度很低或未发育的岩石风化层。母岩层母岩层(parent rock) （D） 旱地土壤发生层旱地土壤发生层(upland soil horizon)耕作层耕作层(surface soil layer)（A） 受人为耕作、施肥、灌溉等影响，受人为耕作、施肥、灌溉等影响，OM含量丰富，颜色较深，疏松含量丰富，颜色较深，疏松多孔，结构良好。（多孔，结构良好。（20cm左右）左右

56、）犁底层犁底层(plow sole layer)（P） 耕作层之下，由于长期受耕犁、耕作层之下，由于长期受耕犁、机械挤压，粘粒下移，较紧实、机械挤压，粘粒下移，较紧实、粘重，起托水托肥作用。（粘重，起托水托肥作用。（68cm)ABCD心土层心土层(subsoil layer)（B） 犁底层之下，起保水保肥作用，对作物犁底层之下，起保水保肥作用，对作物后期生长有一定影响作用。（后期生长有一定影响作用。（2030cm）底土层底土层(substratum)（C） 未受耕作影响，保持母质或自然土壤未受耕作影响，保持母质或自然土壤淀积层原来面貌。淀积层原来面貌。最基本的三个发生层组成最基本的三个发生层组

57、成淋溶层（淋溶层（A层）层）：处于土体最上部，故又称为表土层，它包括有：处于土体最上部，故又称为表土层，它包括有机质的积聚层和物质的淋溶层。本层中生物活动最为强烈，机质的积聚层和物质的淋溶层。本层中生物活动最为强烈，进行着有机质的积聚或分解的转化过程。在较湿润的地区，进行着有机质的积聚或分解的转化过程。在较湿润的地区，该层内发生着物质的淋溶，故称为淋溶层。它是土壤剖面中该层内发生着物质的淋溶，故称为淋溶层。它是土壤剖面中最为重要的发生学土层，任何土壤都具有这一土层。最为重要的发生学土层，任何土壤都具有这一土层。淀积层（淀积层（B层）层）：它处于：它处于A层的下面，是物质淀积作用造成的。层的下面

58、，是物质淀积作用造成的。淀积的物质可以来自土体的上部，也可来自下部地下水的上淀积的物质可以来自土体的上部，也可来自下部地下水的上升，可以是粘粒也可以是钙铁锰铝等，淀积的部位可以是土升，可以是粘粒也可以是钙铁锰铝等，淀积的部位可以是土体的中部也可以是土体的下部。一个发育完全的土壤剖面必体的中部也可以是土体的下部。一个发育完全的土壤剖面必须具备这一个重要的土层。须具备这一个重要的土层。母质层（母质层（C层）层）:处于土体最下部处于土体最下部,没有产生明显的成土作用的土没有产生明显的成土作用的土层层,其组成物就是前面所述的母质。其组成物就是前面所述的母质。四、土壤分布四、土壤分布（一）土壤的地带性（一）土壤的地带性 原因：成土条件在地球上分布有规律。原因：成土条件在地球上分布有规律。 主要是气候和生物主要是气候和生物地带性土壤；地带性土壤； 地形、母质地形、母质非地带性土壤非地带性土壤（二）土壤水平地带性（二）土壤水平地带性 平原地区与纬度或经度相平行的土壤带状分布规律。平原地区与纬度或经度相平行的土壤带状分布规律。 1.1.土壤纬度地带性土壤纬度地带性 地带性土类大致与纬度平行，呈带状分布规律。地带性土类大致与纬度平行，呈带状分