完整版土壤地理学期末复习Word下载.docx

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3雨水涵养作用

4生物支撑作用

5稳定和缓冲环境变化的作用

（二）生态功能

1维持生物活性和多样性。

土壤性质直接决定着植物、微生物的生长繁殖。

2更新废弃物的再循环利用。

3缓解、消除有害物质

4调控水分循环系统。

5稳定陆地生态平衡。

（三）环境功能：

环境的缓冲净化体系。

（四）工程功能

（五）社会功能：

是支撑人类社会生存和发展的最珍惜的自然资源。

五、土壤资源：

是具有农、林、牧业生产力的各种类型土壤的总称。

土壤资源的特性：

1土壤资源数量的有限性。

2土壤资源质量的可变性。

3土壤资源空间变异及相对固定性。

大尺度分异、中尺度分异与小尺度分异。

六、土壤地理学研究的主要内容

1.土壤发生、分类的研究；

2.土壤地理分布规律研究；

3.土壤调查、制图和土壤资源的数量统计与质量评价研究；

4.土壤生态系统的研究；

5.土壤资源保护与污染土壤的修复。

七、土壤地理学研究方法

土壤野外调查与定位观测研究法；

实验室化验分析与实验模拟研究法；

遥感技术在土壤调查中的应用；

数理统计与S-GIS在土壤研究中应用；

土壤历史发生研究法。

八、西欧土壤地理学派

1.以化学家李比希（1803－1873）为代表的农业化学土壤学派.植物营养学；

2.以地质学家法鲁（1794－1877）为代表的农业地质土壤学派.岩石风化；

3.以土壤学家库比纳（1897－1970）为代表的土壤形态发生学派.土壤微观形态。

九、俄国土壤地理学派

1.19世70~80年代.苏联科学家道库恰耶夫（В.В.Докучаев.1846~1902）在发表的著作《俄罗斯黑钙土》中.全面地阐述了土壤发生、发展过程.创立了土壤发生学派。

其主要观点有：

1）土壤形成过程是由矿物和岩石经过风化作用和成土过程所形成的。

2）壤是一个独立的历史自然体.在母质、气候、生物、地形、时间等5大成土因素的联合作用下形成。

2.道库卡耶夫的继任者威廉姆斯（В.Р.Вильямс）进一步发展了该学说.创立了统一形成理论。

他特别指出：

1）强调了土壤形成过程是以生物为主导。

更加强调了生物在土壤发生和肥力发展上的作用。

2）土壤形成是以地质大循环和生物小循环共同形成的。

进一步完善了土壤形成与发生的基本理论。

他建立了“统一形成学说”和“土壤肥力学说”、“土壤结果学说”。

十、美国土壤诊断学派（詹妮、史密斯）：

提出了诊断层与诊断特性的概念.并建立了标准化、定量化的美国土壤系统分类体系.成为世界土壤学界应用最为广泛的土壤分类体系。

十一、我国土壤科学发展史

1.古代：

根据土壤颜色划分土壤。

2.中国近代土壤地理学的发展缓慢.1930年之后受欧美土壤学理论的影响.开展了中国境内的土壤调查研究。

3.20世纪50年代受道库恰耶夫土壤发生学派影响.开展土壤地理发生学研究。

4.近年来中国土壤地理学研究正向标准化、定量化和国际化的方向发展。

十二、土壤地理学的发展前景

（一）围绕国民经济建设的需要发展

（二）搞好本学科的基础研究

（三）加强综合研究

（四）积极应用新技术和新方法

当今土壤地理学的发展趋势为：

1.重视土壤圈物质循环及全球土壤变化；

2.土壤资源持续利用研究得到重视；

3.世界土壤资源参比基础和土壤信息系统的研究不断加强；

4.土壤退化的时空变化、形成机制和监测对策；

5.土壤地理学研究内容日益扩展；

6.加强与发展土壤地理学基础性理论研究。

第一章土壤形态、组成与性质

第一节土壤形态

一、土壤形态是土壤的外部特征.包括土壤剖面构造、颜色、结构、质地、孔隙特征、紧实度、湿度、根系、洞穴等。

土壤形态是土壤形成过程的结果和外部表现.也是土壤发育至现阶段的标志。

二、土壤剖面：

土壤剖面是自土地表面垂直向下的土壤纵剖面。

土壤发生层（土层）：

土壤剖面中由成土作用而形成.与地表大致平行的层次。

单个土体：

体积最小.土层性质和形态一致.横切面呈六边形的土壤剖面内立体化三维实体。

聚合土体：

两个以上的单个土体组成的群体.又称土壤个体或土壤实体。

聚合土体是一个景观单位.是土壤分类和制图的基本单位.相当于美国土壤分类的土系或土型.我国土壤分类中的土种或变种。

三、土层：

是成土母质在成土作用影响下沿垂直方向产生分异的结果.是根据颜色、结构、质地、新生体等特征进行划分的。

1.国际土壤学会OAEBCR划分法:

有机层（O）；

腐殖质层（A）；

淋溶层（E）；

淀积层（B）；

母质层（C）；

母岩层（R）。

2.道库恰耶夫的ABC层划分法：

腐殖质聚积层（A）、过渡层（B）和母质层（C）。

3.土层界线类型：

土层之间的界线大多数是平整状。

波状界线.见于森林土壤的腐殖质层下限；

袋状界线见于草原土壤的腐殖质层下限；

舌状.见于生草灰化土灰化层下限和草原土壤的腐殖质层下限；

指状.亦称水流状.见于冻土腐殖质层下限.指的长宽比大于5.也可由腐殖质沿根孔或掘土动物穴向下流动而成：

参差状.也有称冲蚀状.见于强度灰化土的灰化层下限.是强淋溶作用土壤的特征：

锯齿状.有时见于粘质灰化土；

栅栏状.见于碱土脱碱化层与柱状层之间。

四、土壤剖面构型：

因土壤发育程度不同而形成的构造类型。

根据所含层次可分C剖面、AC剖面等。

而根据复杂程度可分简单剖面和复杂剖面两大类。

1、简单剖面

1）原始剖面：

AC剖面.很薄腐殖质层下为母质层.如石灰土.石质土；

2）弱分异剖面：

层次分异不明显.ABC各层间无明显；

3）正常剖面：

具有完成土壤发生层.土壤厚度正常；

4）侏儒剖面：

土壤发生层完整.但土层厚度甚薄；

5）巨型剖面：

湿润热带气候下岩石高度风化形成的厚度达数米甚至上十米的剖面；

6）侵蚀剖面：

剖面上部被侵蚀.又称截头剖面.因侵蚀程度不同分为强度、中度和弱度侵蚀剖面；

2.复杂剖面

1）异源母质剖面：

上层成土物质与母质、母岩不一致。

2）埋藏剖面：

由于后来物质覆盖.剖面深处出现一个或一个以上埋藏剖面。

3）多元发生剖面：

具有两个以上的特征发生层。

4）堆叠剖面：

原有剖面多次被沉积物覆盖。

5）翻动剖面：

剖面表土以下剖面被人为翻动到地表。

6）人造剖面：

人类活动将混杂的土壤物质堆积或填回形成的剖面.如高速公路的边坡。

土壤剖面特征反映了土壤的发育程度、成土因素及形成演化过程。

五、土壤形态学特征

（一）土壤的颜色：

土壤颜色决定于土壤的化学组成与矿物组成.主要包括有机质、矿物质、水分、质地和生物活动等.其中不同的色彩与不同的矿物组成和成土环境有关。

1.黑色：

一般与腐殖质含量呈正相关.是肥力高的标志。

但有些情况除外.如黑粘土、碱土。

此外.硫化物、二氧化锰等矿物及土壤湿度和质地都对土壤黑色深浅有影响。

2.白色：

与石英、高岭石、石灰和水溶性盐类组分有关。

此外.长石、潮湿状态的蓝铁矿、石膏等也可使土壤呈白色。

红色：

主要与赤铁矿或水化赤铁矿在土壤中的聚积有关.富含氧化铁的土壤.排水越好越红。

3.黄色：

与水化氧化铁。

首先是褐铁矿在土壤中聚积的结果.土壤中铁的硫酸盐在土壤改良过程中硫化物氧化形成的黄钾铁钒.呈鲜明的草黄色。

4.棕色：

云母、伊利石及氧化铁混合的粘质土壤。

5.紫色：

游离态的锰氧化物含量高的证据

6.纯蓝色：

北方沼泽土类潜育层的普通颜色.蓝铁矿。

7.绿色、橄榄色：

过度潮湿条件下形成的土壤中.含有独特带有绿色的含铁高的粘土矿物。

（二）土壤质地：

土壤质地指土壤颗粒粗细的情况。

通过手指研磨定性判断.室内通过机械组成的分析法进行.分为砂土、壤土和粘土。

砂土,不论加水多少都不能搓成条或片；

沙壤土,湿时可搓成大拇指粗的土条.再细即断；

轻壤土,湿时可搓成直径3毫米土条.弯曲或提起一端即断裂；

中壤土,湿时可搓成直径8毫米土条.拿起一端不断.但弯曲成直径3厘米圆圈即断裂；

重壤土,湿时可搓成直径2毫米土条.弯曲成直径2—3厘米圆圈不断.压扁有裂纹；

粘土,土质滑腻.湿时可搓成直径2毫米以下的土条.易弯曲成小环.压扁无裂纹。

（三）土壤结构：

土壤结构是土壤颗粒胶结的状况。

土壤团聚体是在土壤形成和发育过程中.由更小的无机和有机颗粒以一定空间排列.垒结成的土体。

土壤结构形状有片状、棱柱状、柱状、角块状、粒状结构等。

根据发育程度可分无结构、弱发育结构、中度发育结构和强发育结构等级别。

（四）土壤结持性：

土壤结持性是土壤对机械应力所表现出来的状态.包括粘着性和可塑性。

在野外.记载干、润、湿时的结持性。

干时结持性：

风干状态在手中挤压的破碎难易程度.分为松散、松软、坚硬等级别。

润时结持性：

松散、极疏松、疏松、坚实等级别。

湿时结持性：

粘着性.在野外以土壤物质在拇指与食指间最大粘着程度表示.分为无粘着、稍粘着、粘着等级别。

可塑性：

加水湿润土壤物质.在手中搓成直径3mm的圆条.继续搓细.视其改变形状而至断裂的能力.分为无塑、稍塑、中塑和强塑等。

（五）土壤孔隙状况：

孔隙的大小、孔隙的多少；

通过较大结构体表面进行观察.分为微孔隙、细孔隙、中、粗孔隙及少孔隙、中孔隙和多孔隙等。

（六）土壤干湿度、紧实度等

六、土壤干湿的程度.反映土壤含水量的多少。

在野外.靠人手对土壤感觉凉湿的程度及用手指压挤土壤是否出水的情况来判断。

分为干、润、潮、湿等。

土壤湿度.根据手感.可分为五级（干、潮、湿、重湿、极湿）：

干：

土壤放在手中没有水分感觉.随后不能用手捏在一起；

潮：

土壤用手能捏在一起.用手摸时有凉的感觉；

湿：

用手捏时.可以在手指上留有印痕；

重湿：

用手捏时.可以使手湿润；

极湿：

用手捏时.有泥水挤出。

七、新生体：

土壤发育过程中土壤物质重新淋溶淀积和集聚的生成物。

根据新生体可判断土壤类型、起源及发育程度。

新生体分为化学起源和生物起源两大类。

1.化学起源的新生体：

易溶性盐类：

氯化物.白色脉纹、斑点、粉膜.多见盐渍土.在干旱、半干旱草原区及荒漠区。

石膏：

白色略带黄色的结晶体.石膏壳、粉膜、脉纹等.是半干旱和干旱地区的荒漠土壤。

碳酸钙：

广布于各自然带.与石灰岩类广泛分布及碳酸盐高度的地球化学迁移能力有关。

常见于弱淋溶土、钙积土、荒漠土等。

二氧化硅：

白色的硅土粉膜状物质.多见于冰沼土、灰化土、灰色森林土、热带和亚热带荒漠土和潮湿热带土壤中。

氧化物、锰等化合物：

三氧化二铁、三氧化二铝、氧化锰等黑色、锈棕色斑纹、结核。

多见于灰化土、湿成土、水稻土。

八、侵入体

侵入体不是由于成土过程形成.是有外界进入的特殊物质。

侵入体主要与人为活动有关.因此常见于耕作土壤.城市绿地土壤中更为多见.如混入的砖头、瓦片、玻璃、塑料、灰渣等。

第二节土壤组成

一、土壤有机质

土壤有机质（soilorganicmatter）指土壤中的各种含碳有机化合物。

包括：

动植物残体、微生物体和这些生物残体的不同分解阶段的产物.以及由分解产物合成的腐殖质。

二、有机质的来源：

1.微生物（最原始）；

2.植物残体（地上部分和地下的根系）；

3.土壤中的动物（如：

蚯蚓、蚂蚁、螨虫、线虫）；

4.各种有机肥料和有机废物。

三、土壤有机物质的组成

1.碳水化合物；

2.含氮化合物；

3.木质素；

4.含磷、含硫化合物；

5.脂肪、蜡质、单宁、树脂。

四、物质分类

1.新鲜有机质；

2.半分解的有机质；

3.腐殖质（占土壤有机质的90%）。

五、土壤腐殖质：

是除未分解和半分解动植物残体及微生物体以外的有机物质的总称。

土壤腐殖质含量高低作为衡量土壤肥力水平的主要标志之一。

1.非腐殖物质—有机残体未分解（原始形态）或部分分解的有机物质。

在增加土壤团聚体稳定性方面有着重要作用。

2.腐殖物质—是经土壤微生物作用后.由多酚和多醌类物质聚合而成的含芳香环结构的、新形成的黄色至棕黑色的非晶形高分子有机化合物。

--土壤有机质的主体。

六、土壤矿质化过程

1.矿质化（mineralization）：

指复杂的有机质在微生物的作用下.转化为简单的无机物的过程。

2.有机质的矿化率：

土壤有机质因矿质化作用每年损失的量占土壤有机质总量的百分数称有机质的矿化率（percentmineralization）。

3.影响土壤有机质矿质化的因素：

（1）温度（temperature）

25－35℃条件下.微生物活动最为旺盛.利于OM矿质化分解.提供作物所需养分。

（2）通气状况（aerationstatus）

A.好气条件下：

生成CO2、H2O和其它矿质养分.分解速度快.彻底.释放大量热能.不产生有毒物质；

B.嫌气条件下：

分解速度慢.分解不彻底.释放热量较少.除产生植物养分外.还原性有毒物质多.如CH4.H2S和H2等。

（3）土壤水分（wettinganddryingcycle）

土壤水分适中利于有机质分解.一般在田间持水量的50-100％为宜。

水分过少不利于微生物的活性.过多形成嫌气环境.降低了含氧量.分解缓慢且不彻底。

（4）土壤酸碱度（soilacidity）

强酸性不利于微生物活动.不利于矿质化进行

（5）有机残体特性（specificityoforganicrelict）

A.物理状态（physicalstate）

糖类、蛋白质易于分解；

木质素、脂肪、树脂、蜡质难分解；

纤维素和半纤维素介于中间。

生物残体中有机组分含量决定了矿质化快慢。

如针叶林、稻草、玉米秸秆矿化较难；

而糖类、蛋白质含量高的豆科绿肥.矿化作用较快。

B.微生物分解碳和氮的比例为25:

1或30:

1时.最有利于分解。

C/N过大.不易分解

C.硫酸、磷酸能加速矿物质养分的转化.硫、磷等元素缺乏也会抑制土壤有机质分解。

（6）土壤特性（soilspecificity）

A.pH中性条件下利于OM分解。

B.质地愈粘重.腐殖化系数愈高.愈难分解。

七、土壤腐殖化过程

1.腐殖化作用（humification）

腐殖质（humus）：

土壤腐殖质是土壤中一类性质稳定.成分、结构极其复杂的高分子化合物。

腐殖化作用（humification）：

进入土壤中的有机质转化形成腐殖质的过程。

2.腐殖质化过程

腐殖质化过程与矿质化作用是同时发生.方向相反的矛盾过程.利于矿质化作用的环境条件几乎都会抑制腐殖质化进度。

同时.生物残体的矿质化过程是土壤进行腐殖质化过程的前提.而腐殖质化过程是生物残体矿质化的部分结果。

3.腐殖化系数：

通常将每克有机物（干重）施入土壤后.所能分解转化成腐殖质的克数（干重）.称之为腐殖化系数。

八、土壤生物及其在有机质的转化和土壤形成中的作用

土壤生物---土壤中活的有机体。

主要是指土壤中的植物（根系）、动物和微生物。

土壤生物以最紧密的方式和各种生物的生命活动联系在一起.并组成自然界特定地域的土壤与生活在其中的生物群落之间相互作用、相互制约的动态平衡的综合体—土壤生态系统。

土壤生态系统结构组成包括：

①生产者（自养）。

高等植物根系、藻类和化能营养细菌。

②消费者（异养）。

土壤中的草食动物和肉食动物。

③分解者。

细菌、真菌、放线菌和食腐动物等。

④参与物质循环的无机物质和有机物质。

⑤土壤内部水、气、固体物质等环境因子。

1.土壤动物：

长期或一生中大部分时间生活在土壤或地表凋落物层中的动物。

它们直接或间接地参与土壤中物质和能量的转化.是土壤生态系统中不可分割的组成部分。

作用：

（1）破碎土壤中的生物残体.为微生物活动和有机物质进一步分解创造条件。

（2）改变土壤的物理、化学以及生物学性质.对土壤形成及土壤肥力发展起着重要作用。

2.土壤中的植物根系

改变土壤结构和通气、导水性能；

植物根系通过根表细胞或组织脱落物、根系分泌物向土壤输送有机物质.这些有机物质：

（1）一方面对土壤养分循环、土壤腐殖质的积累和土壤结构的改良起着重要作用；

（2）另一方面作为微生物的营养物质.大大刺激了根系周围土壤微生物的生长.使根周围土壤微生物数量明显增加。

3.土壤微生物：

土壤有机质转化的动力。

（1）细菌

细菌是土壤微生物中数量和活动范围最大的一类。

包括自养型和异养型两种.其中异养型有可分好气性、嫌气性和兼气性三类。

（2）真菌

土壤中真菌包括酵母、霉菌等。

在土壤中呈菌丝状分布.个体不多.但生物总量远大于细菌和放线菌。

真菌在酸性森林土、泥炭土和土壤表层较多.能参与腐殖质的形成.并将有机质彻底分解.使土粒结合成团聚体.改善土壤物理性.

（3）放线菌

放线菌具有菌丝.在土壤中数量仅次于细菌.耐旱.广泛分布于

各种土壤.尤其在碱性、较干旱和有机质丰富的土壤中特别多.

对有机质分解.特别使木质素等难分解物质的降解有很大作用。

（4）藻类

藻类是土壤微植物区系内最高等的类群.以蓝绿藻、绿藻和硅藻

为主.能通过固氮作用形成蛋白质.尤其在渍水土壤中较明显。

九、土壤酶：

土壤酶是指在土壤中能催化土壤生物学反应的一类蛋白质。

1.土壤酶活性：

是指土壤中胞外酶催化生物化学反应的能力。

常以单位时间内单位土重的底物剩余量或产物生成量表示.是衡量土壤肥力的重要指标。

（受土壤性质和耕作管理措施）

2.土壤酶的种类:

氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类

十、土壤有机质在土壤肥力中的作用

1、养分较完全.提供植物生长所需养分。

2、促进养分有效化；

3、提高土壤保肥性；

4、提高土壤缓冲性；

5、促进团粒结构（aggregatestructure）的形成.改善土壤物理性质（physicalproperty）；

6、改善生态环境（ecologicalenvironment）：

1）络合重金属离子（heavy-metalion）.减轻重金属污染；

2）减轻农药残毒（toxicityofpesticideresidue）；

腐殖酸可溶解、吸收农药.如DDT易溶于HA；

3）全球C平衡的重要C库（含C平均为58%）；

7、其它方面作用：

1）OM含有多种生理活性物质.有利于植物生长；

2）腐殖酸在一定浓度下能促进酶和植物的生理活性。

十一、提高土壤有机质含量的原则

坚持两个原则：

1、生态平衡原则；

2、经济原则（有机无机并重）。

十二、提高土壤有机质含量

1、施用有机肥；

2、秸秆还田（沃土计划）；

3、合理轮作（种植绿肥）；

4、保护性耕作。

第三节土壤水分

一、土壤水的类型

1.吸湿水（紧束缚水）：

土粒通过吸附力吸附空气中水汽分子所保持的水分。

（土壤吸湿水含量受土壤质地和空气湿度的影响）

特点：

吸附力很强.达31～10000个大气压.使ρ水增大.可达1.5g/cm3；

无溶解能力.不移动.通常在105～110℃条件下烘干除去。

对植物无效。

风干土有吸湿水.烘干土无吸湿水。

2.膜状水：

吸湿水达到最大后.土粒还有剩余的引力吸附液态水.在吸湿水的外围形成一层水膜.这种水分称为膜状水。

保持力较吸湿水低.6.25～31大气压.密度较吸湿水小.无溶解性；

移动缓慢.由水膜厚往水膜薄的地方移动.速度仅0.2～0.4mm/hr。

对植物有效性低.仅部分有效。

3.毛管水：

借助于毛管力（势）.吸持和保存土壤孔隙系统中的液态水。

分为毛管悬着水和毛管上升水。

意义和作用

（1）毛管水上升高度特别是强烈上升高度.对农业生产有重要意义.如果它能达到根系活动层.对作物利用地下水提供了有利条件。

（2）若地下水矿化度较高.盐分随水上升至根层或地表.也极易引起土壤的次生盐渍化.危害作物.这是必须加以防止的。

其主要的防止办法就是利用开沟排水.把地下水位控制在临界深度以下。

临界深度：

是指含盐地下水能够上升到达根系活动层并开始危害作物时的埋藏深度.即这时由地下水面至地表的垂直距离。

4.重力水：

受重力作用可以从土壤中排出的水分.主要存在于土壤通气孔隙中。

二、土壤水分常数：

土壤中某种水分类型的最大含量.随土壤性质而定.是一个比较固定的数值.故称水分常数。

1.吸湿系数

吸湿水达到最大值时的土壤吸湿水量叫最大吸湿量。

测定吸湿系数是在空气相对湿度98%（或99%）条件下.让土壤充分吸湿（通常为一周时间）.达到稳定后在105℃～110℃条件下烘干测定得到吸湿系数。

土壤质地愈粘重.吸湿系数愈大。

2.凋萎系数：

植物产生永久凋萎时的土壤含水量称为凋萎系数。

土壤凋萎系数的大小.通常用吸湿系数的1.5～2.0倍来衡量。

质地愈粘重.凋萎系数愈大。

（非活性孔度＝凋萎系数×

容重）

3.田间持水量FieldCapacity：

土壤中毛管悬着水的最大含量称为田间持水量。

是指降雨或灌溉后.多余的重力水已经排除.渗透水流已降至很低或基本停止时土壤所吸持的水量。

它是反映土壤保水能力大小的一个指标。

计算土壤灌溉水量时以田间持水量为指标.既节约用水.又避免超过田间持水量的水分作为重力水下渗后抬高地下水位。

4.毛管持水量：

毛管上升水达最大量时的土壤含水量。

毛管上升水与地下水有联系.受地下水压的影响.因此毛管持水量通常大于田间持水量。

毛管持水量是计算土壤毛管孔隙度的依据。

（毛管孔度＝毛管持水量×

（通气孔度＝总孔度－非活性孔度－毛管孔度）

5.饱和持水量：

全部土壤孔隙充满水时的含水量称为饱和持水量。

土壤水的有效性：

土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度。

不能被植物吸收利用的水称为无效水.能被植物吸收利用的水称为有效水。

最大有效水含量是凋萎系数至田间持水量的水分。

1）吸湿水达到最大值时的土壤吸湿水量叫最大吸湿量。

2）膜状水达到最大厚度时的土壤含水量称为最大分