土壤docWord文件下载.docx
《土壤docWord文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土壤docWord文件下载.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
②是人类生存环境的净化器——自净能力有限
物理自净——通过扩散与稀释、淋洗、挥发、吸附、沉淀等使土壤污染物浓度或活性降低；
化学自净——通过氧化还原、化合分解、酸碱反应、络合螯合等使土壤污染物浓度或活性降低、毒性减小或消失；
物理化学自净——通过土壤胶体的吸附、解吸和凝聚等使土壤污染物浓度或活性降低、毒性减小或消失；
生物自净能力——通过生物的生理代谢，即生物降解与转化作用使土壤污染物浓度或活性降低、毒性减小或消失。
（二）人类社会对土壤影响：
①.农业土壤是人类劳动的产物
人类生产活动作用于土壤，引发了自然土壤的一系列改变：
改变成土因素——变自然植被为人工植被，使进入土壤的植物残体发生质与量的变化；
灌溉活动改变了土壤的水分状况；
改变成土过程——自然成土过程消弱，人工熟化过程增强；
改变土壤属性——各种耕作措施的实施，使土壤理化性质发生改变。
上述改变的结果：
自然土壤——人工土壤。
②.不合理的利用方式导致土壤退化：
低平原区的大水漫灌——次生盐渍化；
草原开垦——土壤沙化；
毁林开荒——土壤侵蚀；
单一施用化肥——土壤板结；
农药与工业三废——土壤污染
9土壤地理学研究的主要内容和方法：
（一）研究内容
①.土壤发生的研究：
研究土壤内部各组成成分、层次结构及其与外界环境之间的物质与能量交换过程；
研究土壤的形成、变化和发展规律。
②.土壤分类的研究：
分析当前国际上各种土壤分类制，甄别土壤个体之间属性的相似性和差异性，研究制定符合我国实际情况的科学的土壤分类制。
③.土壤地理分布规律的研究：
探索土壤与地理环境相适应而表现出的分布规律。
④土壤调查与制图的研究：
把握区域土壤类型与空间分布，摸清区域土壤资源底数；
鉴别土壤资源质量（生产力）的优劣，明确有利条件和限制性因素，指导土壤资源开发利用。
⑤.土壤资源合理利用与保护：
针对土壤资源的特点及其存在的土壤侵蚀、污染、肥力退化、沙化、酸化、盐渍化、潜育化等问题，研究其合理利用与保护的途径和措施。
⑥土壤生态系统的研究：
从生态系统角度研究土壤与地理环境各组成要素间的物质循环、能量传递过程以及作用结果。
（二）研究方法：
①土壤野外调查与定位观测研究法②实验室化验分析研究法③数理统计法④3S方法
10土壤地理学的发展概况
（一）国外土壤地理学的发展概况——受地域差异、生产力发展水平、研究角度和出发点的不同，形成多种学派：
①土壤发生学：
B.B.道库恰耶夫、威廉斯——成土因素学说和土壤发生学
②农业化学学派：
德.李比希——归还说③农业地质学派：
德.法鲁——风化物说
④土壤诊断学派：
马伯特、詹尼、斯密斯——土壤诊断学
（二）我国土壤地理学的发展概况——不同历史时期各具特色：
①古代：
相关著作：
《尚书·
禹贡篇》——世界上有关土壤地理的最早文献；
《管子·
地员篇》——我国最早的土壤分类文献；
《说文解字》；
《周礼》、《齐民要术》等
②近代：
主要受西欧和美国学派影响，先后对我国的主要土壤开展了调查研究，编绘了全国性和地方性的土壤图，拟定了我国最早的土壤分类系统（1941），把水稻土作为独立的土类进行划分。
③建国后：
80年代以前——土壤发生学派；
80年代以后——土壤诊断学派（土壤系统分类）
第一章土壤系统组成、结构与功能
第一节土壤系统的组成
土壤由三相物质五种组分构成：
固相（50%）—土壤矿物质（38%）、有机质和活的生命有机体；
液相—土壤水或土壤溶液；
气相—土壤空气
1土壤的固相组成：
（一）土壤矿物质——土壤中各种无机固态矿物的总称,是土壤的主要组成部分之一。
来源：
由成土母质继承和演化而来——源于成土母质（岩石风化物）
成因类型：
原生矿物和次生矿物
原生矿物——各种岩石受到不同程度的物理风化，而未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和结晶构造均未改变。
次生矿物——由原生矿物经风化后重新形成的新矿物，其化学组成和构造都有所改变而不同于原生矿物。
①原生矿物——主要种类：
硅酸盐类、氧化物类、硫化物类和磷酸盐类
硅酸盐类矿物——在土壤原生矿物中占绝对优势（长石类、云母类、橄榄石类、辉石，角闪石类）；
氧化物类矿物——是土壤的基底物质（石英）；
硫化物类矿物——是土壤中硫素的主要来源（铁的硫化物矿物，即黄铁矿和白铁矿）；
磷酸盐类矿物——是土壤中无机磷的重要来源（主要是磷灰石，经风化，其中的磷得以释放）；
土壤原生矿物对土壤肥力的贡献：
为植物生长发育提供矿质养分；
对植物体起支撑作用。
②次生矿物——主要种类：
简单盐类、次生氧化物类和次生铝硅酸盐类
⑴.简单盐类——由土壤原生矿物风化和土壤溶液中析出产生（包括K、Na、Ca、Mg的碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐和氯化物；
常见于干旱和半干旱地区以及滨海地区的土壤中）
⑵.次生氧化物类——由原生矿物风化而形成（Fe2O3：
多见于湿热地区土壤，是土壤的重要染色物质；
Al2O3：
多见于湿热地区土壤，是铝硅酸盐矿物的风化产物，性质极稳定；
MnO/MnO2：
是原生矿物在湿热条件下高度风化或在潴水条件下经氧化还原产生，在土壤结构表面上常呈棕、黑色胶膜，或呈结核状存在；
SiO2：
常见于温带森林土壤，由土壤溶液中溶解的SiO2在酸性介质中凝聚产生，多以粉末状附着于土壤结构表面）
⑶次生铝硅酸盐类——又称次生黏土矿物（由硅酸盐、铝硅酸盐类原生矿物风化分解而成，为结晶型矿物）次生铝硅酸盐类矿物类型：
根据次生铝硅酸盐类矿物结晶构造中硅氧片和水铝片的数目和重叠方式的不同，分为：
1∶1型矿物——以高岭石和埃洛石为代表。
遇水不易膨胀，为非胀缩性矿物；
其可塑性、黏结性、代换量都较低，富含高岭石的土壤供肥、保肥能力差。
2∶1型膨胀性矿物——以蒙脱石、绿泥石、拜来石为代表。
遇水易膨胀；
具有较强的吸附性、可缩性和胀缩性，富含蒙脱石的土壤，植物易感水分缺乏，同时干裂现象严重。
2∶1非膨胀性矿物——以水云母、伊利石为代表。
遇水膨胀受限，胀缩性较弱，同晶置换现象，可使矿物颗粒带有负电荷，其吸附性介于1:
1型矿物和2:
1型膨胀性矿物之间。
2∶2型矿物：
以绿泥石为代表。
晶层构造与蒙脱石类矿物相似，吸附水分较少，所以不易膨胀，同晶替代现象普遍，可塑性、黏结性、吸湿性、粘着性介于伊利石与高岭石之间，其代换量远低于蒙脱石和蛭石。
土壤次生矿物对土壤肥力的贡献：
次生粘土矿物是土壤矿物中最细小的部分，具有胶体特性，影响土壤的理化性质（吸附性、胀缩性、粘着性、结构性等）；
同时，其吸附性的存在，使土壤具备了保肥与供肥能力。
（二）土壤有机质——土壤中以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物。
包括：
动植物残体、微生物体及其不同分解阶段的产物，以及由分解产物合成的腐殖质。
土壤有机质是土壤重要的组成物质。
含量少、作用重要：
直接或间接地供应植物生长发育所需的N、P、S等养分元素；
影响土壤的物理、化学和生物学等性质。
.来源：
土壤生态系统的各组成部分
①植物（生产者）——残体（首要来源）
不同的植被类型，植物残体的数量和成分差异很大：
一般是森林＞草原＞荒漠
森林植被中，热带森林＞亚热带森林＞温带森林＞寒温带针叶林
草原植被中，热带稀树草原＞温带草原＞荒漠化草原＞荒漠植被
②动物（消费者）——分泌物和尸体③微生物（分解者）——分泌物和遗体④人工施用有机肥料
.存在的状态：
机械混合——未分解和半分解状态的有机残体与土壤矿质机械混合
生命体——吸附于土壤矿质或其他有机质的表面
溶液态（或称游离态）——游离单糖、游离氨基酸和游离有机酸等
有机—无机复合态——与土壤矿质部分相结合的有机质
.类型：
——普通有机化合物和特殊有机化合物
普通有机化合物——糖类、含氮化合物、含磷化合物、含硫化合物；
特殊有机化合物——腐殖质（土壤微生物利用有机质分解产物重新合成的在组成、结构和性质上具有共同特征，又有差异的一系列暗色无定形的高分子化合物的统称）
胡敏酸和富里酸占腐殖质总量的60%左右，一般情况，腐殖质主要指胡敏酸和富里酸。
元素组成：
主要由C、H、O、N、S等元素组成，胡敏酸C、N含量较高，而O、S含量则较富里酸低。
土壤有机质的（地域）分布特征：
①热带雨林：
土壤有机质含量逐渐降低，H/F0.5以下
②中温带半湿润草甸草原地区：
土壤有机质含量最高，并以胡敏酸为主（H/F2.5）
③温带干旱荒漠地区：
土壤有机质含量逐渐降低，富里酸逐渐取代胡敏酸占据主导地位（H/F0.6）
④寒温带针叶林地区：
土壤有机质含量变化不明显，H/F0.5以下
土壤有机质对土壤肥力的贡献：
是植物养料的源泉；
是土壤保肥与供肥能力的根本；
是土壤物理性质的调节剂；
是植物生长激素
2土壤的液相组成
（一）土壤水：
植物的生存因子；
土壤向植物供给养分的介质——土壤溶液；
影响土壤原生矿物的风化、次生矿物的形成；
影响土壤有机物的分解与合成；
影响土壤物质迁移，使土壤剖面分化。
大气降水——是土壤水的主要来源和原始补给源；
地下水——地势低平地区土壤水的重要来源，影响土壤形成和发育（水成土壤、盐渍土壤）；
灌溉水——耕作土壤水分的重要来源；
水汽凝结——干旱地区土壤水的重要来源。
类型——依形态和在土壤中的受力状况分类：
①固态水：
以固体状态存在于土壤中的水分。
存在于高、中纬度地区永冻层、季节性冻层中。
特点：
不具备溶解能力，对植物而言是无效水。
②气态水——以气体状态存在于土壤中的水分。
存在于土壤孔隙中。
不能被植物利用。
能移动，并能转化为其他形态的水分。
其含量影响土壤水分的蒸发。
③化学束缚水——土壤矿物矿物晶格的组成部分。
化合水：
参与粘土矿物晶格组成，并被矿物所牢固保持的水。
结晶水：
和矿物晶格相结合不够牢固的水分。
不能直接参与土壤的物理作用，也不能为植物所利用。
其释放过程是矿物晶格的破坏过程。
④物理束缚水
吸湿水（紧束缚水）：
由土壤颗粒的表面张力所吸附气态水。
吸附力很强；
无溶解性，不能移动。
膜状水（松束缚水）：
被吸附在吸湿水膜外层的水分。
保持力较吸湿水低，无溶解性，移动缓慢，有效性低，仅部分有效。
⑤毛管水——土壤毛管孔隙中毛管力吸附保存的水分。
依其水分来源，分为毛管悬着水和毛管上升水。
移动快，易被植物吸收，是输送养分至植物根际的主要载体。
并参与土壤中的理、化、生过程。
⑥重力水——受重力作用可从土壤中排出的水分。
有很强的淋溶作用。
如有不透水层阻隔，可潴积形成上层滞水，影响土壤发育。
土壤水分常数与土壤水分有效性：
土壤水分常数——土壤所保持的各种水分类型的最大数值。
最大吸湿水量：
吸湿水的最大数值（吸湿系数）；
最大分子持水量：
膜状水的最大数值
田间持水量：
毛管悬着水的最大数值；
饱和持水量：
土壤全部孔隙所能保持的水份的最大数值
凋萎系数：
当植物发生永久凋萎时的土壤含水量
土壤水分有效性——能否被植物吸收利用。
土壤有效水：
凋萎系数与田间持水量之间的土壤水（毛管水和膜状水的一部分）。
土壤水量平衡与土壤水分状况
①土壤水量平衡——土壤水分收入和消耗使含水量相应变化的情况。
②土壤水分状况——根据土壤水分的收支情况划分
淋溶型：
年降水量大于蒸发量，土壤水分以下行为主，土体中的物质受到淋溶或机械迁移，以森林土壤为代表。
非淋溶型：
年降水量小于蒸发量，只能达到土体的有限深度，土壤物质只被淋洗到一定深度而淀积，以草原土壤为代表。
渗出型或上升型：
降水量小于蒸发量，地下水位高，因蒸发强烈，下层可溶性盐随毛管水带到表层，引起土壤盐渍化，多出现在干旱和半干旱地区。
停滞型或滞水型：
地势低洼，土壤排水不良，土壤水分长期停滞于土体中，以沼泽化土壤为代表。
冻结型：
在高纬地带或高山、高原地区，土壤温度低于0℃，土壤中水分冻结形成永冻层，以苔原土壤（冰沼土）为代表。
土壤水的能量概念：
土水势——把单位质量纯水，可逆地、等温地以无限小量从标准大气压下，规定水平的水池移至土壤中某一点而成为土壤水所作的有用功。
基质势——源于土壤颗粒（基质）吸附力、毛管力对土壤水的作用；
溶质势——源于溶质对土壤水吸引力
压力势——源于压力场的压力差；
重力势——源于地心引力
（二）土壤溶液——土壤水及其所含溶质的总称：
组成：
土壤水——毛管水、膜状水、重力水
溶质——无机盐类、有机物化合物、溶解性气体、污染物质
无机盐类——K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+的CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-、NO3-、PO43-。
有机物化合物——腐殖质、有机酸、碳水化合物、蛋白质等。
溶解性气体——O2、CO2、N2等。
污染物质——重金属及有机污染物
成分来源：
矿物质分解、有机质分解、大气降水、灌溉与施肥、环境污染
性质：
组成复杂，浓度稀薄；
组成和浓度经常处于变化之中；
具有酸碱性、缓冲性和氧化-还原反应
酸碱性——取决于土壤溶液中氢离子的浓度
影响因素：
盐类——强酸弱碱盐、强碱弱酸盐水解；
酸类——H+；
代换性阳离子——H+、Al3+；
生物活动——增加CO2浓度
作用：
影响次生黏土矿物的形成；
影响微生物活动及有机质转化；
影响土壤结构的形成；
影响土壤养分的有效性；
影响植物的生长发育
缓冲性——抵抗因外界因子作用引起的酸碱剧烈变化的性能
土壤胶体吸附的代换性阳离子；
土壤中两性化合物；
土壤中弱酸及其盐类
为植物生长和微生物活动创造比较稳定的生活环境
氧化还原反应——变价物质
土壤通气状况；
土壤有机质含量；
土壤生物活动
影响土壤形成过程、土壤属性；
影响植物营养条件
3.土壤的气相组成
（一）土壤空气的来源和组成
来源：
——主要来自近地面大气，存在于未被水分占据的土壤孔隙中。
组成：
主要成分均为：
O2、CO2、N2、H2O
（二）土壤的气体交换（土壤呼吸）
实质：
——吸氧吐碳即：
土壤空气中的CO2进入近地面大气，近地面大气中的O2进入土壤空气
动因：
土壤空气与近地面大气O2和CO2分压的变化。
影响因素：
气压——改变压力梯度；
风——加速气体交换；
气温——热胀冷缩，促进气体交换；
降水——排气，促进气体交换；
土壤孔隙度——影响土壤通气状况；
土壤含水量——影响土壤空气含；
土壤有机质含量——影响土壤空气组成
（三）土壤的气体交换的意义：
影响土壤微生物活动——通气不良的情况下，好气微生物活动受到抑制，降低土壤有机质的分解速度，并产生还原产物，不利于植物吸收利用，甚至对植物产生毒害。
影响植物的正常生长发育——如果土壤气体交换速率过低，植物根系就会停止生长或死亡，降低对水分和养分的吸收能力。
第二节土壤系统的结构
土壤系统的结构——土壤系统三相组成之间的相互联系、相互作用的方式及其在空间上的关联性。
营养结构——土壤营养物质的迁移、转化的关系形态结构——土壤剖面空间的关联性
一、土壤系统的营养结构
土壤系统营养结构的核心——土壤有机质在微生物作用下的矿质化作用与腐殖化作用。
土壤微生物：
细菌——土壤微生物中最大的类群，适于中性至微碱性环境。
好气条件下，强烈分解有机质，形成CO2、NH3、H2O和各种无机盐类。
嫌气条件下，有机质分解速度缓慢，形成分解不彻底的产物。
真菌——呈菌丝状，适于酸性和好气环境。
能将有机质彻底分解，并能参加腐殖质的形成。
菌丝体有助于土壤结构体的形成。
放线菌——呈菌丝状，适于有机质丰富、碱性、较干旱环境。
对木质素等难分解的物质有很大作用。
藻类——常见藻类有蓝绿藻、绿藻、硅藻等。
（一）矿质化作用——有机质在土壤微生物的参与下被氧化为最终的分解产物的过程。
1、矿质化作用的阶段性；
复杂有机化合物→简单有机化合物→无机化合物
第一阶段：
为有机物质的分解阶段，即有机物质在微生物分泌的体外酶的作用下，逐步降解成为构成复杂有机物的基础有机化合物，也就是将大分子有机物降解成为小分子有机物。
第二阶段：
是微生物将第一阶段分解形成的简单的有机化合物吸收至体内，一部分用来建造微生物的自身躯体；
而另一部分被氧化为最终的分解产物——CO2、H2O、NH3、H2PO4-和S042-，微生物同时获得其生命活动所必需的能量。
2、矿质化作用的影响因素：
有机质的类型，有机质的C/N，土壤环境条件
（二）腐质化作用——进入土壤中的生物残体在土壤微生物作用下转变为腐殖质的过程。
（三）矿质化作用与腐质化作用的关系
矿质化作用——有机质的分解过程，为植物生长提供有效态矿质营养元素（供肥）
腐质化作用——腐殖质的形成过程，为土壤提供腐殖质，保持和提高土壤肥力（保肥）
矿质化作用与腐殖化作用是同时发生的两个过程。
矿质化过程腐殖化过程的前提，腐殖化过程是矿质化过程的部分结果。
有利于矿质化作用的因素几乎都是有损于腐殖化作用的因素。
二、土壤系统的形态结构
土壤系统形态结构的核心——土壤三相相互作用下，土壤形态的分化——形成土壤发生层。
土壤剖面——从地面垂直向下的土壤纵断面土壤发生层（土层）——由成土作用而形成
土壤层次——由非成土作用形成
土体构型（土壤剖面构型）——土壤剖面中土壤发生层（土层）的数目、排列组合形式和厚度
（一）土壤形态分层化的驱动力
1、近地面大气带——光、热、水、空气等2、生物地被带——有机物质及其转化
3、岩石风化带——矿质营养元素、水分的补给
（二）土壤发生层的划分
有机质层（O）：
由聚积在地面上的枯枝落叶所构成。
腐殖质层（A）：
在接近地表处形成的矿质土层，以腐殖质积累为特征，且腐殖质与矿物质紧密结合。
淋溶层（E）：
由于淋溶作用而使物质迁移和损失的土层。
淀积层（B）：
上层淋溶物质的淀积层次。
母质层（C）：
岩石风化物的残积物或运积物，未受成土作用的影响。
母岩层（R）：
未风化的岩石。
（三）土壤发生层特征的表示
g：
因氧化还原交替而形成的锈斑纹，如Bg、Btg、Cg。
h：
有机质在矿质层中的聚积，如Ah、Bh。
k：
碳酸钙的聚积。
s：
有斑纹、胶膜和结核等铁锰新生体聚积，如Bs。
t：
粘粒淀积，如Bt。
y：
石膏聚积，如Cy、By。
z：
易溶盐积，如Az。
（四）土壤剖面构造类型
原始剖面型：
A——C正常剖面：
A——B——C
多次堆积剖面：
A——B——A1——B1——C侵蚀剖面：
B——C
（五）土壤颜色——取决于土壤化学组成与矿物组成，反映土壤物质的组成和变化，是成土过程的结果和外在表现。
黑色——腐殖质；
白色——石英、高岭土、石灰和水溶性盐类；
红色——赤铁矿；
黄色——水化氧化铁；
棕色——次生黏土矿物；
紫色——游离锰氧化物；
灰蓝色——亚铁矿物
第三节土壤系统的功能
土壤系统的功能——土壤系统与其外部环境相互联系、相互作用中所表现出来的性质和能力。
一、植物的肥力库
化学因素：
土壤养分、酸碱度、吸附及交换性能；
物理因素：
土壤质地、土壤结构、土壤孔隙度、土壤热学性质；
生态因素：
生态环境与土壤的协调性、土壤生物的活性
（一）影响土壤肥力的化学因素
1、土壤养分——土壤提供的植物生长所必需的营养元素。
形态：
水溶态、代换态、矿物态、有机态
2、土壤的酸碱度——取决于土壤溶液中氢离子的浓度。
（1）土壤溶液氢离子的来源：
有机质分解、含硫矿物氧化、含氯矿物分解、植物根系和微生物呼吸
（2）土壤酸度的类型：
活性酸度、潜在酸度；
依据测定方法不同分为代换性酸度和水解性酸度。
水解酸度>
代换性酸度>
活性酸度
（3）土壤酸碱度对土壤肥力的影响：
影响土壤养分的有效性、影响微生物活动及有机质转化、影响原生矿物分解和次生矿物的形成、影响土壤结构的形成、影响植物的生长发育
3、土壤吸附及交换性能——取决于土壤胶体的种类和数量，决定土壤的供肥、保肥性能。
（1）土壤胶体的种类：
矿质胶体、有机胶体、有机-无机复合体
（2）土壤胶体的性质：
具有巨大的比表面和表面能、具有电性
（3）土壤的离子吸收与交换
①阳离子代换量——土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量（影响因素：
胶体类型、溶液的pH值、土壤质地）：
pH值越大，交换量越大；
土壤质地越细，交换量越大
②盐基饱和度——交换性盐基离子总量占阳离子交换量的百分比
③阴离子交换——带正电荷的土壤胶体所吸附的阴离子与土壤溶液中阴离子的交换作用
一般：
干旱、半干旱及半湿润地区为盐基饱和土壤；
温带、亚热带、热带湿润地区为盐基不饱和土壤
（二）影响土壤肥力的物理因素
1、土壤质地——土壤中不同粒径矿质颗粒的组合状况
土壤质地对土壤肥力的影响——影响土壤水分、空气和热量的状况，同时影响着养分的转化。
2、土壤结构——土壤单粒和复粒的排列、组合形式。
单粒结构：
沙质土壤；
粒状结构：
肥沃土壤表层；
片状结构：
耕作土壤犁底层
块状结构：
较粘重土壤心土层；
柱状结构：
碱土心土层；
凌柱状结构：
粘质土壤中、底层
土壤结构的肥力意义：
土壤结构是土壤肥力的调节器:
水稻土犁底层的形成有利于阻止水分的下渗;
心土层块状结构的形成有利于土壤水分和养分的保蓄;
团粒结构对土壤水、肥、气
升级会员 