第二章 第二節(jié) 土壤的發(fā)生過程

.,第二節(jié)土壤系統(tǒng)物質遷移轉化第一節(jié)土壤發(fā)生與地理環(huán)境的關系第二節(jié)土壤發(fā)生的過程,.,第二節(jié)土壤形成過程一、土壤形成實質土壤形成是一個綜合性的過程，它是物質的地質大循環(huán)與生物小循環(huán)矛盾統(tǒng)一的結果。地質大循環(huán)(macro-geologicalcycle)指地面巖石的風化、風化產(chǎn)物的淋溶與搬運、堆積，進而產(chǎn)生成巖作用，這是地球表面恒定的周而復始的大循環(huán)。生物小循環(huán)(micro-biologicalcycle)植物營養(yǎng)元素在生物體與土壤之間的循環(huán)。,.,地質大循環(huán)和生物小循環(huán)的特點（1）地質大循環(huán)涉及空間大，時間長，植物養(yǎng)分元素不積累；（2）生物小循環(huán)涉及空間小，時間短，可促進植物養(yǎng)料元素的積累，使土壤中有限的養(yǎng)分元素發(fā)揮作用。地質大循環(huán)和生物小循環(huán)的關系,.,二、主要的成土過程（soil-formingprocess）1、原始成土過程從巖石露出地表著生微生物和低等植物開始，到高等植物定居之前形成的土壤過程。分為三個階段：“巖漆”、“地衣”和“苔蘚”階段,2、灰化過程指在冷濕、郁閉的針葉林植被下，土體中進行的強烈的酸性淋溶過程。其結果使R2O3及腐殖質向心土淋溶、淀積；SiO2在土體表層（特別是亞表層）殘留，形成灰白色的土層。,.,.,3、粘化過程土壤剖面中粘粒形成、淋溶、積累的過程。在溫帶暖溫帶的半濕潤半干旱地區(qū)，水熱條件穩(wěn)定，土壤原生礦物分解和次生礦物形成，并發(fā)生次生粘土顆粒的機械淋溶，在土體中、下層形成質地粘重的粘化層。4、富鋁化過程濕熱氣候下，原生礦物分解強烈，鹽基離子和硅酸大量淋失，鐵、鋁、錳等次生粘土礦物分解成氧化物并淀積，形成脫硅富鐵鋁化過程。土體因氧化鐵而成紅色。,.,.,5、鈣積(calcification)與脫鈣過程干旱、半干旱地區(qū)土壤鈣的碳酸鹽移動積累的過程。季節(jié)性淋溶，使易溶性鹽類大量淋失，而次生鋁硅酸鹽類基本不移動，而鈣、鎂鹽類發(fā)生淋溶、淀積，在土壤中下部形成鈣積層。而碳酸鈣的水合與碳酸氫鈣的分解的可逆過程即為鈣積與脫鈣過程的化學機制。6、鹽化(salinization)與脫鹽過程鹽化過程是指地表水、地下水以及母質中含有的鹽分，在強烈的蒸發(fā)作用下，通過土壤水的垂直和水平移動，逐漸向地表積聚。脫鹽過程是土壤中可溶性鹽通過降水或人為灌溉洗鹽、開溝排水，降低地下水位，遷移到下層或排出土體。,.,.,7、堿化(solonization)與脫堿過程堿化過程是交換性鈉或交換性鎂不斷進入土壤吸收復合體的過程，鈉離子占陽離子的20%以上，pH值在9以上。脫堿過程是指通過淋洗和化學改良，使土壤堿化層中鈉離子及易溶性鹽類減少，膠體的鈉飽和度降低。8、潛育化過程(gleyization)潛育化過程是土壤長期漬水，受到有機質嫌氣分解，而鐵錳強烈還原，形成灰蘭灰綠色土體的過程。潛育化形成的還原層稱為潛育層，鐵錳被還原為低價的狀態(tài)，流動性強，易發(fā)生流失，使粘粒的硅鋁率和硅鐵率較高。,.,.,9、潴育化過程(pseudogleyization)潴育化過程（滲育層）是土壤漬水帶經(jīng)常處于上下移動，土體中干濕交替比較明顯，使土壤中氧化還原反復交替，結果在土體內(nèi)出現(xiàn)銹紋、銹斑、鐵錳結核和紅色膠膜等物質，發(fā)育成潴育層。10、白漿化過程（Albicprocess)土壤表層由于上層滯水而發(fā)生的潴育漂洗過程，多發(fā)生在質地粘重或凍層頂托水較多的地區(qū)，表層由于長期處于滯水狀態(tài)，還原性的鐵、錳及土壤粘粒大量被淋洗。腐殖質層下出現(xiàn)白色土層，稱白漿層，又稱“假潛育層”。,.,.,11、腐殖化過程草原、草甸植被下，土層上部積累大量有機質。在冷濕氣候條件下，有機質分解不徹底，大量未分解或未徹底分解的有機質及中間產(chǎn)物，在微生物作用下，發(fā)生強烈的腐殖質化過程，形成深厚的腐殖質層。12、泥炭化過程排水不良地方的有機物質的厚層聚集。過度濕潤的環(huán)境，使有機物質不能礦質化或腐殖質化，而以泥炭的形式聚集，形成泥炭層。,.,.,13、土壤的人工熟化過程通過耕作、培肥與改良，消除土體障礙因子，如犁底層卵石層等。促進水、肥、氣、熱諸因素不斷諧調，使土壤從生土變?yōu)槭焱粒焱磷優(yōu)榉释?，向有利于作物高產(chǎn)方面轉化的過程。土壤人工熟化過程包括旱耕熟化過程和水耕熟化過程。,旱地土壤發(fā)生層,.,.,其他土壤過程,機械淋洗：粘粒淋洗和粘粒淀積過程。單粒/復粒存在的細粘粒和少量粗粘粒及細粉砂沿土體非毛管孔隙下移，從A層運移到B層淀積。B層的細粘粒比例，高于A層和C層粘粒的這種移動又稱粘土透過作用，移動的顆粒以單/復粒為主。粘化層（Bt）的定向粘粒膜是土粒透過的標志。,.,土壤擾動,土壤受到擾動混合的過程：動物擾動植物擾動凍融擾動次生粘土礦物脹縮的擾動土壤氣體擾動水流擾動鹽分結晶擾動地質活動擾動人為擾動,.,絡合淋溶作用,金屬離子以絡合物的形態(tài)在土壤剖面中自上而下淋溶的過程為絡合淋溶作用。包括金屬離子的溶解、淋洗、及在剖面中淀積的過程。絡合作用通過將金屬離子或難溶性礦物的離子與配位體結合，形成可溶性的絡合體，增加了金屬離子的移動性。Fe和Al在強酸性條件下易發(fā)生絡合，發(fā)生淋溶移動，在中性或堿性環(huán)境中絡合物會轉化為氫氧化物沉淀。這種絡合淋溶作用與土壤溶液的氧化-還原電位也有密切關系，電位低的還原環(huán)境利于絡合物形成和淋溶。,.,鐵質網(wǎng)紋化作用,濕熱氣候條件下，母質的鹽基、氧化硅淋失，鐵鋁相對富集，形成鐵質網(wǎng)紋物質或磚紅色物質。鐵質網(wǎng)紋和磚紅色物質在持久的潮濕條件下呈軟性，而水分減少，暴露在空氣中時，發(fā)生脫水硬化，且過程不可逆，形成堅硬的磚紅物質或鐵石。這些結核狀的磚紅物質、網(wǎng)紋狀的硬磐在地表沉積，形成紅色或磚紅色的沉積物。第三紀濕熱環(huán)境下的軟鐵質網(wǎng)紋，經(jīng)過第四紀干冷氣候，變?yōu)閳杂驳募t色沉積物，在全球許多地區(qū)廣布。,.,.,.,鐵解作用,周期性氧化鐵還原為低價鐵的影響下，土壤粘粒分解和轉化的作用。還原階段，游離態(tài)的鐵被還原為低價鐵（亞鐵離子），與粘粒中陽離子發(fā)生代換，被置換的陽離子淋失。好氣階段，亞鐵離子被氧化，產(chǎn)生氧化鐵沉淀和氫離子，氫離子取代亞鐵離子，腐蝕粘土礦物的邊緣。同時，鋁離子、鎂離子從粘土的鋁氧八面體中釋放出來，導致粘粒結構破壞，交換量降低，土壤變酸。,.,腐殖質與粘粒的結合,黑鈣土中以伊利石和蒙脫石為主的次生粘粒，與鈣、鎂及腐殖質結合，形成穩(wěn)定復合體的過程。此過程中游離態(tài)的鐵起到重要作用，它一方面與多聚狀腐殖質結合形成吸收性復合體，另一方面有是新生的粘粒富鐵的蒙脫石。,.,退化(degeneration)過程因自然環(huán)境不利因素和人為利用不當引起土壤肥力下降，植物生長條件惡化和土壤生產(chǎn)力減退的過程。土壤物理退化（堅實硬化、鐵質硬化、侵蝕、沙化）土壤化學退化（酸化、堿化、肥力減退、化學污染）土壤生物退化（有機質減少、動植物區(qū)系減少）,.,一般，土壤的形成并非一個過程，只是以其中的一個過程為主導，還存在次要的附加過程。如：紅壤、黃壤的富鋁化過程中，還伴隨腐殖質化過程、粘化過程；水稻土的人為熟化中，伴隨腐殖質化、潛育化與潴育化過程。此外，當土壤形成的附加過程發(fā)展到一定程度時，土壤的成土方向就發(fā)生了改變。如灰化土區(qū)，森林衰退后，土壤腐殖化過程逐漸替代了灰化過程，森林灰化土也逐漸演變?yōu)椴莸橥痢?.,中國土壤主要種類剖面圖譜,.,.,Alpinemeadowsoil,.,Cinnamonsoil,.,Phaeozem(blackso