第一节 土壤的形成.docx

1、第一节 土壤的形成第一节壤的形成岩石在一定的水热条件和生物的作用 下，经过一系列物理、化学 和生物化学的作用而形成土壤母质， 土壤母质在各种自然成土因素作用 下，变成自然土壤。一、成土的岩石 根据成因，可把土壤及其他自然环境中的岩石分为三大类，即岩浆 岩、沉积岩 和变质岩。1、岩浆岩 :概念，特点，意义岩浆岩是指在岩浆冷却过程中凝聚而成的一类岩石。 （火成岩、先 成岩）特点是没有层次，不含化石及其他有机物质。 意义：大部分岩浆岩由于在形成时与地表的环境条件相差较大，当 它们裸露在地球表面时比较容易风化，在地表的含量相对较低。2、沉积岩 :概念，特点，意义 概念：沉积岩是指由各种原先存在的岩石

2、（岩浆岩、变质岩及原先的 沉积岩 ）经风化、 搬运、沉积后重新固结而成的岩石。水成岩。特点：可能含有化石，由于沉积时可能有动植物的遗骸或生物新陈代谢的产物埋藏其内，这些物质在一定的条件下可形成相应的化石。一般具有成层性。图片展示。意义：沉积岩在地表出露最多，面积最大，由沉积岩发育的土壤面 积一般高于其他种类的岩石形成的土壤。3变质岩概念， 变质岩是指地壳中原先存在的各种岩石在地壳运动或岩浆活动的 影响下，经高温高压的作用重新结晶形成的岩石。特点是极易风化。意义在地表和土壤中含量较低。重点掌握：沉积岩类型名称矿物成分解产岩浆岩花岗岩主要由长石、石英、云母等组成主风化后易形成砂粒、素含量高风化产闪

3、长岩要由斜长石、角闪石组成 主要由斜物是土壤砂粒的重要来源，风化产物玄武岩长石、辉石组成富含黏粒，养分含量高沉积岩砂岩主要由粒径2mm的颗粒组成，颗粒多为石风化产物含砂粒多，养分缺乏英砾岩由粒径0.12mm颗粒组成，颗粒多为石易风化，砂岩含黏粒量高，养分丰 富:英、长石等反之风化后砂粒含量高，养分 缺乏叶岩由粒径v0.1mm颗粒组成，成分多为黏土矿物石灰岩主要成分为CaCO 3其产物质地黏重，有时呈碱性变质岩片麻岩由花岗岩经高温高压变化而来，成分也风化特点与花岗岩相似，抗风化能力与其相同弱于花岗岩千枚岩由黏土矿物变化而来，云母含量高易风化，产物质地黏重，养分含量高，钾素含量高板岩1由黏土矿物变

4、化而来其产物与页岩相似二、岩石风化（一） 概念当岩石矿物由于地质运动露出到地表后，地表的水分、温度、气体 等环境条件与它们形成时不一样，岩石矿物必然发生形态、结构、等变 化，岩石矿物在地表 自然因素作用下发生的这些物理变化和化学变化 就是风化作用。（二） 风化作用类型物理风化、化学风化及生物风化三种类型。1、物理风化 物理风化也称为机械风化，是指岩石矿物在自然因素 作用下发生的物理反应，其变化主要是大小、外形的变化。有多种因素 导致物理风化，其主要有温度、结冰、水流和风力的磨蚀作用等。（1 ）温度作用：引起岩石内外胀缩不一致，岩石是热不良导体。（2） 结冰作用（冰劈作用）（3） 风和水的磨蚀作

5、用：风沙磨蚀岩石，使之表面裸露，加速物理风化。物理风化结果；坚硬变疏松，大块变小块的碎屑物质。属于机械破 碎，不改变矿物质化学组成。但为化学风化作用奠定了基础。2、化学风化 是指岩石矿物在自然因素的作用下所发生的化学变化 或反应，其主要表现形式有元素组成和结晶结构发生变化两方面。化学 风化的形式有溶解、水化、水解和氧化还原等。(1 )溶解作用水是一种极性溶剂，岩石中的矿物都是无机盐， 虽然占绝大部分的硅酸盐和铝硅酸盐矿物溶解度很小， 但很大的地质年代中，水溶解的规模是相当大的，况且地表的水常常溶有 C02、N02以及有机酸等, 这样大大提高了水的溶解能力。滴水穿石。 (2 )水化作用 指无水矿

6、物与水结合成为含水矿物的作用。CaSO+ 2H2OCaSO硬石膏2Fe2Q + 3H0赤铁矿(3)水解作用水解I 2Si2O(OH) + 4SiO2+ 2KOH高岭石2KAlSi 3O8 + 3H0 =Al钾长石碳酸化水解作用2KAlSi 3Q + C0+ 2H2O tSi 2O(OH) + 4SiO2 + KCQCO溶于水时，对碳酸盐的溶解力，较纯水增强几十倍。KAISisQ + rtCO RHAI 2Si 66 + KHCO酸性铝硅酸盐KHAbSi 6O6 + fCO 2AI 2Si sOh + KHCO游离铝硅酸HAI 2Si sOs + HzCO 2AI 2Si 2Q + Si 2Q

7、+ CO高岭石在化学风化过程中水分起着关键作用。 上述反应水分均是在水中进 行的，同时水分还及时把化学风化产物，即可溶性物质和小的颗粒迁移 出去，使得化学风华偿断进行下去。化学风化结果：把固定在矿物质中的养分释放出来， 为植物生长和吸收养分创造 条件。2生成新的矿物，黏土矿物。3改变了母质的理化性质(3)生物风化 是指岩石矿物在生物作用下发生的物理变化和化学变 化。动物、植物、微生物均能够导致岩石矿物的生物风化。生物风化的方式有多种。例如，岩石块在生物作用下发生的崩解破 碎作用，搬迁作用，生物生命活动释放的酸性物质对矿物的溶解作用二章， 生命活动释放的螯合剂将阳离子从矿物中移出，生物物质经转化

8、 土后形 壤 成的腐殖酸和植物根系的存在能够改善土壤剖面中水分的有效性， 的形 生物 的呼吸作用及根系的活动可改变土壤的 pH 及影响阳离子交换作用成与等。组 岩石矿物的风化是土壤形成的基础。风化产物无论是残留在原地成， 还是在重 力、风、水、冰川等作用下通过搬运和沉积作用，均可成为 各种类型的土壤母质。三、土壤母质1、概念指原生基岩经过一系列风化作用形成的颗粒大小不一， 堆积于地表 的一层疏松碎屑物质。这就是土壤母质土壤母质是土壤形成的基础，不仅土壤的矿物质起源于母质，土壤 有机物质中的矿质养分也主要来源于母质。 母质是土壤发生演化的起点。能同母质是地壳表面风化壳的表层，是最年轻的地质矿物质

9、层，它是形 成土壤的物质基础，是土壤的前身。母质不同于岩石，它已有肥力因素 的初步发展，具有物质颗粒的分散性，有一定的吸附作用、透水性和蓄 水性，可释放出少量矿物养分，但难以满足植物生长的需要。母质又二第不 同于土壤，它缺乏养分，几乎不含氮、碳，通气性和蓄水性也不 章 能同 时解决。2、母质类型（1）残积物残积物是由岩石风化后，未经搬运而残留于原地的土壤母质，而另 一部分则被风和降水所带走。它处于岩石风化壳的上部，是风化壳中的 剧烈风化带，向下则逐渐变为半风化的岩石。它的分布主要受地形的控 制，在宽广的分水岭上，由雨水产生地表径流速度小，风化产物易于保 留的地方，残积物就比较厚。在平缓的山坡上

10、也常有残积物覆盖。由于风化剥蚀产物是未经搬运的，颗粒不可能被磨圆或分选，没有 层理性质。养分残积物与基岩之间没有明显的界限，均质性很差、颗粒粗、 来源差，形成的土壤，肥力差。如石骨土。（2）坡积物；坡积物是残积物经水流搬运，顺坡移动堆积而成的 土。即是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀，顺 着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。其成份 与坡上的残积土基本一致。由于地形的不同，其厚度变化大，新近堆积 的坡积土，土质疏松，压缩性较高。它一般分布在坡腰上或坡脚下，其 上部与残积物相接。坡积物底部的倾斜度决定于基岩的倾斜程度，而表 面倾斜度则与生成的时间有关，时间越长

11、，搬运、沉积在山坡下部的物 质就越厚，表面倾斜度就越小。坡积物质随斜坡自上而下呈现由粗而细 的分选现象。其成份与坡上的残积土基本一致。与下卧基岩没有直接关 系，这是它与残积物明显的区别。发育形成的土壤：沙土 -夹沙土 -大泥土（3）河流冲积物：新冲积：冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖 的坡积、洪积物质剥蚀后搬运、 沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。 即是由于河流的流水作用，将碎屑物质搬运堆积在它流经的区域内，随 着从上游到下游水动力的不断减弱，搬运物质从粗到细逐渐沉积下来， （成都平原、徐家坝）土层深厚，养分丰富，肥力高。四川又叫天府之国。老冲积：第四纪沉积物第四纪沉积物是指

12、第四纪时期因地质作用 所沉积的物质，一般呈松散状态。在第四纪连续下沉地区，其最大厚度 可达1000米。（卵石黄泥）夷平面30-40米（有网友说四川的土壤里 为什么这么多鹅卵石？）m.1L、-*- XL . .-* - . -. - - -.* - - . ,- . -* *r . .r四、土壤的形成土壤母质在自然成土五因素作用下形成自然土壤。土壤是在气候、 母质、植被（生物）、地形、时间综合作用下产物。1母质：土壤形成的物质基础，构成土壤的原始材料，其组成和 理化性质对土壤的形成，肥力高底有深刻影响。如：岩石风化物：残积 物，堆积物；山地风积物：风力作用形成的“大沙堆” ，颗粒均一；河 流冲积

13、物：水作用形成，具有成层性，沙粘相间；黄土壮母质。 。2气候：主要是温度和降水，影响岩石风化，土壤中矿物质和有 机物的分解及其产物的迁移，影响土壤的水热状况。南方：高温多雨、风化强烈，有机质分解快土壤中一、 二价盐淋失。 3生物：土壤形成的主导因素。特别是绿色枯物将分散的，的营 养元素进行选择性的吸收，集中地表并积累，促进肥力发生和发展。4地形：主要起再分配作用，使水热条件重行分配，从而使地表 物质再分配。不同地形形成的吐壤类型不同，其性质和肥力不同。5时间：决定土壤形成发展的程度和阶段。时间长短不同，土壤 中物质的淋溶和聚集长短不同。举例说明各因素相互影响，相互制约，共同作用形成不同类型。

14、土壤多样性）自然土壤在人为作用下，耕作土壤。1人类生产活动： 耕作、灌溉、施肥等。2人类生产活动对土壤肥力的影响：发展林业：发展农业：城市园林：土壤形成过程的主要 12 个成土过程。是为研究土壤类型的重要方 法。五、土壤剖面1、概念2、土壤的发生层3、土体构型：概念及各发生层的代号1） 19世纪、道库恰耶夫：腐殖质聚集表层（A ）、过渡层（B）、母 质层（ C）。2） 1967 ,国际土壤学会：有机层（0）、腐殖质层（A）、淋溶层（E）、 淀积层（B）、母质层（C）、母岩（R）。P93） 我国：0 层：有机层A 层：腐殖质层E 层：淋溶层，粘粒、 Fe、 Al 分别或一起淋失，石英、砂粒、粉砂

15、 砾相对富积，一般位于 0 层或 A 层之下。B 层：淀积层，（1）粘粒、Fe、Al、腐殖质、碳酸盐、石膏、硅淀积； 碳酸盐淋失；（3） 氧化铁铝富积；（4） 氧化铁铝富积胶膜，彩度高，色红。C 层：母质层R 层：母岩G 层：潜育层，长期饱和积水，铁锰还原迁移，土体灰蓝色。P 层：犁底层J 层：矿质结壳层，盐壳、铁壳过渡层：4 、 土壤形态特征（ 1 ）土壤颜色：是重要的土壤形态特征之一；是判断成土条件、 成土过程、肥力特征和演变的规律的依据；是土壤分类和命名的依据之土壤颜色取决于化学组成和矿物组成， 它反映土壤物质组成和变化， 是成土过程的结果的外在表现， 其影响因素为： 有机质、矿物质、水

16、分、 质地、生物活动等。黑色：黑色深浅与有机质含量呈正相关，腐殖质 80 100g/kg ， 深黑色，是土壤肥力的标志； 40 50 g/kg ，暗灰色；但不绝对，热 带、亚热带的黑粘土，黑色，但腐殖质含量 30 g/kg ，因为含大量蒙脱石为主的粘粒，比表面大，使腐殖质染色效果强。碱土中腐殖质高度 分散，少量腐殖质也能把土染成黑色。硫化物、二氧化锰、磁铁矿、暗 色原生矿物、铁质蒙脱石、木炭能使土壤呈黑色。土壤湿度大，色深。 质地粗，少量有机质可使土色变深；质地细，大量有机质才能显示同样 颜色。土壤剖面由上向下颜色由深变浅。红色：赤铁矿、水化赤铁矿使土壤呈红色，尤其养分条件好时。 黄色：水化氧

17、化铁、褐铁矿聚积。铁的硫酸盐氧化形成黄钾铁矾， 呈鲜明草黄色。棕色：是大多数土壤的颜色，是大多数粘土矿物所具有的颜色，是 红、黄、白、黑的混合色，是土类中分布最广的颜色。含有氧化铁混合 物的粘土矿物呈棕色。紫色：游离氧化锰含量高，与成土母质的特点有关（较少见） 纯蓝色：沼泽土的潜育层的颜色，与干燥时的蓝铁矿有关。 绿色、橄榄色：过度潮湿成土条件下，含绿色含铁矿物。 上述颜色很少单独出现，多以过度颜色或混合颜色出现，是土壤过 度组成与混合组成的反应测定。土壤一般为目测，带有主观性、任意性 和异读性，所以必须对其进行标准化：目前使用的门赛尔土壤比色卡比色确定土壤颜色。它是根据门赛尔颜色系统和门赛尔

18、颜色命名法， 结合土颜色的特点编制，用来测定和描述土壤颜色的标准比色卡定出并记录下土壤颜色。 门赛尔颜色系统是以颜色三属性，即色调、色值、色度为基础的。 色调是指物体所呈现的颜色，即占优势的光谱色，共有 10 个基本色调，其中，5个主色调，即R （红）Y （黄）、G （绿）、B （蓝）、P （紫）;5个辅色调，即YR （黄红）、GY （绿黄）、BG （蓝绿）、PB （紫 蓝）、RP （红紫）。又可分为 2.5YR、5YR、再以2.5划分4个等级，如YR （黄红）7.5YR、 10YR 等。N ）作基准，把绝对黑（理 作为 10 ，分为 010 由色值指土壤颜色的相对亮度， 以无彩色想的黑色）作

19、为 0，把绝对白（理想的白色）暗到明的等分。色度是指光谱色的相对纯度或强度，分为0 10由弱到强的等分， 色度愈高，颜色愈浓艳。是光谱色的相对纯度，即浓淡程度，实质是某 颜色掺进白色的程度，色度越高，颜色越浓。例如红色与粉红色是一个 色调，但红色掺进白色即呈粉红色。色度等级分为 0-10，由淡到浓。颜色命名的顺序是色调、色值、色度，如某一土壤的色调是2.5 YR, 色值是4,色度是6，则命名法就是2.5YR4/6。5YR5/6表示色调5 YR,亮度5，色度6。如颜色在5YR5/6与 5YR6/6 之间，可写成 5YR5.5/6。土壤颜色的完整命名法：颜色名称十门赛尔颜色命名，如红棕 (2.5Y

20、R4/6 )、棕灰(10YR6/1 )等。使用时，把某一土样与带标准色 阶的卡片相对照，便可定出并记录下土壤颜色。(2)土壤质地：土壤颗粒粗细状况，野外手测法。(3)土壤结构：土壤颗粒胶结状况。土壤颗粒单独或相互粘结成一定 形状一定大小的团聚物，称结构体。例如：片状结构、棱柱状结构、柱 状结构、粒状结构、角状结构、团粒结构等。(4)土壤结持性：是土壤对机械应力所表现的状况，包括粘着性、可 塑性。土壤干时结持性：指土壤干燥时，在手中挤压破、碎难易程度，分 为松散、松软、稍坚硬、坚硬、很坚硬、极坚硬等级别。土壤润时结持性：土壤在手中挤压时破碎的难易程度，分为松散、 极疏松、疏松、坚实、很坚实、极坚

21、实等级别。土壤湿时结持性：粘着性，在野外以土壤在食指与拇指间最大粘着程度表示，分为无粘着、稍粘着、粘着、极粘着等级别；可说可塑性， 加水湿润土壤，在手中搓成直径 3mm 的圆条，搓细，视其改变形状至 断裂的能力，分为无塑、稍塑、中塑、强塑等。(5)土壤孔隙状况：孔隙大小，分为微孔隙、很细孔隙、细孔隙、中 孔隙、粗孔隙、很粗孔隙，孔隙多少，分为少孔隙、中孔隙、多孔隙。(6)土壤干湿度：手感觉土壤凉湿程度、手指挤压出水程度分为干、 润、潮、湿等。(7)新生体：第一类 化学起源新生体： 易溶盐 石膏碳酸钙 二氧化硅 氧化铁铝锰等 亚铁化合物 腐殖质第二类生物起源新生体 粪粒 蠕虫穴 鼠穴斑 根孔(8) 侵入体：不是土壤形成过程中的物质，而是外来物质。在一定 程度上说明土壤形成与土地利用状况。.岩石形态：砾石等，反映母质及其组成和起源。. 人为形态：砖瓦片、玻璃片等。4、5、. 生物形态：动物化石、骨头等。 自然土壤的土壤剖面 旱耕作土壤的土壤剖面 水耕作土壤的土壤剖面7、挖掘土壤剖面的方法。 通过土壤剖面上表现出来的土壤剖面构造、 土壤颜色、质地、结构、 结持性、孔隙状态等，可通过观察来认识。