成土因素和土壤形成過(guò)程

1、以上我們討論了土壤的三相物質(zhì)四種成分及其土壤的主要物理化學(xué)性質(zhì)。不同的土壤具有不同的物質(zhì)組成和性質(zhì)， 土壤的肥力狀況也不同。 那么土壤是怎樣形成的呢？這是自然地理學(xué) 要搞清楚的問(wèn)題之一。一、土壤形成因素(一)土壤形成因素學(xué)說(shuō)1.道庫(kù)恰耶土壤形成因素學(xué)說(shuō)土壤形成因素學(xué)說(shuō)是十九世紀(jì)末，由俄國(guó)著名的土壤學(xué)家.道庫(kù)恰耶夫建立起來(lái)的。道庫(kù)恰耶夫土壤形成因素學(xué)說(shuō)的基本觀點(diǎn)有以下四點(diǎn)： 土壤是成土因素綜合作用的產(chǎn)物他認(rèn)為土壤是在各種成土因素綜合作用下形成的，離開某一成土因素都不能形成土壤，并提出了如下土壤形成數(shù)學(xué)函數(shù)式。S=(CL,O,R,P,T)S: 土壤，CL:氣彳0:生物，R:巖石，P:地形，時(shí)間道庫(kù)

2、恰耶夫認(rèn)為土壤形成因素包括氣候、生物、母質(zhì)和時(shí)間四種因素， 它們各自對(duì)土壤形成都有一定的作用。不過(guò)只有某一種因素形不成土壤，是在這四種因素作用下形成的。成土因素的同等重要性和相互不可代替性關(guān)于這一點(diǎn)，他舉例說(shuō)：“我們假定，如果醫(yī)生提出水、空氣、和食物對(duì)人的機(jī)體那個(gè)比較 重要，那么這個(gè)問(wèn)題是空洞而用無(wú)的。因?yàn)槿狈θ魏我粋€(gè)，生物都不能單獨(dú)生存，提出這樣的問(wèn)題是無(wú)益的。提出土壤形成因素中哪一個(gè)因素起著最重要的作用，同樣也是無(wú)益的?！背赏烈蛩氐陌l(fā)展變化制約著土壤的形成和演化 世界上的一切事物都在不停地運(yùn)動(dòng)，成土因素也是如此，它們也處于無(wú)休止的變化過(guò)程當(dāng)中。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，土壤是各種成土因素綜合作用的結(jié)果

3、。它們與土壤之間的關(guān)系是函數(shù)關(guān)系， 若成土因素發(fā)生了變化， 土壤本身也必然跟著發(fā)生相應(yīng)的變化，所以成土因素的發(fā)展變化制約著土壤的形成和演化。成土因素是有地理分布規(guī)律的道庫(kù)恰耶夫在多年研究俄羅斯黑鈣土的基礎(chǔ)上，1883年發(fā)表了他的經(jīng)典著作一一俄國(guó)黑鈣土。在這本書中他第一次闡明了土壤的地帶性分布規(guī)律，同時(shí)他指出，這是由于成土因素 有地帶性分布規(guī)律的結(jié)果。雖然現(xiàn)在看起來(lái)，各種自然事物的地帶性規(guī)律已為眾所周知的事 實(shí)。但在當(dāng)時(shí)，這種觀點(diǎn)也是史無(wú)前例的，非常了不起的。它對(duì)以后地理科學(xué)的發(fā)展起到了 巨大的推動(dòng)作用。但是由于當(dāng)時(shí)的條件限制，道庫(kù)恰耶夫成土因素學(xué)說(shuō)也還存在不少回幽。最突出的問(wèn)題有兩個(gè)：沒(méi)有指出

4、土壤形成過(guò)程中的主要因素。沒(méi)有指出人類 活動(dòng)在成土中的特殊作用。2 .威廉斯對(duì)土壤形成因素的發(fā)展提出了生物發(fā)生學(xué)觀點(diǎn)威廉斯認(rèn)為在所有自然成土因素中，生物因素應(yīng)為主導(dǎo)因素。因?yàn)橥寥赖谋举|(zhì)特性是它具有肥力，而肥力的產(chǎn)生是生物在土壤中 活動(dòng)_的結(jié)果，沒(méi)有生物 活動(dòng)就沒(méi)有土壤,因此他認(rèn)為 土壤是在以生物為主導(dǎo)的各種成土因素綜合作用下形成的。提出了土壤是人類勞動(dòng)對(duì)象和勞動(dòng)產(chǎn)物的觀點(diǎn)這一觀點(diǎn)的提出具有極為重要的意義，一方面土壤是人類勞動(dòng)的對(duì)象，也就是說(shuō)人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)離不開土壤,強(qiáng)調(diào)了土壤對(duì)人類的重要性。另一方面土壤又是人類勞動(dòng)的產(chǎn)物，就是說(shuō)人類 活動(dòng)也是一個(gè)重要的成土因素,特別對(duì)農(nóng)業(yè)土壤來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)

5、主導(dǎo)因素。3 .葉尼對(duì)土壤形成因素學(xué)說(shuō)的發(fā)展補(bǔ)充了成土因素公式他認(rèn)為成土因素公式應(yīng)為： s=f(d,o,r,p,t, )很明顯，A.他將地形列入了公式；B.還可能有一些未知的其他成土因素。補(bǔ)充發(fā)展了土壤形成過(guò)程中生物起主導(dǎo)作用的學(xué)說(shuō)他認(rèn)為生物作為主導(dǎo)因素，不是千篇一律的。在不同地區(qū)，不同類型的土壤上，往往起主導(dǎo)作用的因素不同。這五大自然成土因素都可以成為主導(dǎo)因素。相應(yīng)出現(xiàn)五大函數(shù)式：s=f(cl,o,r,p,t )氣候函數(shù)式s=f(o,ol,r,p,t )生物函數(shù)式式中優(yōu)劣因素放在右側(cè)括弧內(nèi)的首位。在葉尼成土因素公式中有其他成土因素的位置，到底其他因素指什么呢？據(jù)最近研究，蘇聯(lián)學(xué)者柯夫達(dá)提出了

6、地球深層因素，如火山、地震等對(duì)土壤形成也有重大影響。過(guò)渡：總之，成土因素是相當(dāng)復(fù)雜的，共有五大自然成土因素和一個(gè)人為因素，即：土壤形成因素：氣候、生物、母質(zhì)、地形、時(shí)間那么這些成土因素在土壤形成中到底起什么樣的作用呢？下邊我們就分別討論之。首先討論氣候因素在土壤形成中的作用。二、氣候?qū)ν寥佬纬傻挠绊憵夂驅(qū)ν寥佬纬捎绊懼饕w現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1. 控制著土壤形成的方向及地理分布?xì)夂蛞蛩刂饕撬疅釛l件，水熱條件是所有形成因素中最活躍的因素，因?yàn)椋篈. 它直接決定了土壤的水熱狀況，進(jìn)而影響土壤中一系列物理、化學(xué)和生物過(guò)程的方向和強(qiáng)度。據(jù)報(bào)導(dǎo)，溫度每增加10，化學(xué)反應(yīng)的速率就增加1-2 倍。B.它還對(duì)

7、植物地形、母質(zhì)等其它成土因素產(chǎn)生影響。從而對(duì)土壤形成產(chǎn)生間接影響。所以氣候因素是直接和間接影響成土過(guò)程方向和強(qiáng)度的基本因素。我們知道，氣候在水平和垂直方向上均有一定的分布規(guī)律性，例如從北到南、從山下到山上有不同的氣候類型。由于氣候控制著土壤形成的方向，因此， 在不同的氣候就形成不同的土壤類型，使土壤也呈現(xiàn)出一定的水平和垂直分布規(guī)律。2. 影響風(fēng)化殼類型及其厚度水熱條件不同，土壤礦物質(zhì)的風(fēng)化方式和程度不同，因而形成的風(fēng)化殼類型和厚度必然不同。由圖可以看出，從苔原帶到熱帶森林或者從荒漠帶的熱帶森林帶，水熱條件越來(lái)越好，對(duì)礦物的風(fēng)化作用越來(lái)越強(qiáng)。A. 在苔原帶和荒漠帶，以物理風(fēng)化為主，形成的風(fēng)化殼較

8、薄，而且多為巖石碎屑。B. 在熱帶雨林帶，化學(xué)風(fēng)化作用非常強(qiáng)烈。形成的風(fēng)化殼厚度很大，而且?guī)r石礦物風(fēng)化程度較深，形成許多粘土礦物，主要是高嶺石、鐵鋁氧化物。3. 影響著土壤有機(jī)質(zhì)的積累與分解在不同氣候帶，植被類型不同，那么每年植物生長(zhǎng)量和進(jìn)入土壤的殘?bào)w量也不同，就森林來(lái)說(shuō)，每年進(jìn)入土壤的有機(jī)質(zhì)殘?bào)w數(shù)量是：熱帶雨林溫帶落葉林寒帶針葉林按道理來(lái)說(shuō)，土壤有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)該熱帶磚紅壤為最多，寒帶灰化土為最低。其實(shí)不然，因?yàn)樵诓煌臍夂驐l件下，水熱條件不同，土壤有機(jī)質(zhì)分解的速率不同。一般來(lái)說(shuō)，熱帶溫帶 寒帶。結(jié)果，雖然熱帶有機(jī)質(zhì)累積較多，但因分解快而土壤有機(jī)質(zhì)含量較少，而寒帶有機(jī)質(zhì)累積較少但因分解慢而土壤有

9、機(jī)質(zhì)含量較多?？傊瑲夂驐l件影響著土壤有機(jī)質(zhì)含量。4. 影響土壤內(nèi)部物質(zhì)遷移過(guò)程在不同氣候帶，由于水熱條件不同，土壤內(nèi)部物質(zhì)的淋溶、淀積程度不同。由圖上可以看出：A. 在濕潤(rùn)地區(qū)，如在闊葉林和針葉林地區(qū)。由于土壤水分多，土壤的鹽基離子(即K+、 Na+、Ca2+、Mg2+ NH4+)遭到淋溶，排出土體進(jìn)入地下水。B. 在半旱地區(qū)，如矮草地區(qū)。由于降水較少，土壤淋溶作用弱，只有易溶性鹽分(如NaCl、KCl)遭到淋洗排出土壤，而 CaCO蒙層淋溶，下層淀積，出現(xiàn)一個(gè)碳酸鹽淀積層。C.在干旱地區(qū)，如沙漠灌叢地區(qū)。由于降水稀少，土壤淋溶作用微弱，易溶性鹽和CaCO表層積聚，不發(fā)生移動(dòng)。由此可見(jiàn)，隨著

10、氣候由濕潤(rùn)到干旱，土壤內(nèi)部物質(zhì)的遷移是有規(guī)律的。物質(zhì)的遷移必然影響到土壤的性質(zhì)，如灰化土在濕潤(rùn)地區(qū)，鹽基離子遭到強(qiáng)烈淋洗，土壤中H卷，必然呈酸性。在干旱地區(qū)，H+少必然呈弱堿性。三、生物在土壤形成中的作用生物也是土壤形成中的最活躍因素之一。因?yàn)樯锏某霈F(xiàn)使土壤具有了肥力，使其成為一個(gè)獨(dú)立的自然體。生物作用在土壤中的作用包括植物、動(dòng)物和微生物在土壤形成中的作用。（一）植物在土壤形成中的作用1 .富積親生性元素，利用太陽(yáng)能合成土壤有機(jī)層 所謂親生性元素即指植物生長(zhǎng)所必需的元素。在母質(zhì)中，其親生性元素是分散的，含量低，不能滿足植物生長(zhǎng)需要；另一方面，母質(zhì)中缺 乏某些親生性元素，如母質(zhì)中就不含氮素，而

11、氧素是植物生長(zhǎng)所必需的。鑒于以上原因，母質(zhì)是不能生長(zhǎng)植物的或者植物生長(zhǎng)不好。自從出現(xiàn)了植物之后， 才能把分散于母質(zhì)、水圈和大氣圈中的營(yíng)養(yǎng)元素選擇地吸收起來(lái)， 富積于土壤表層，進(jìn)一步為植物生 長(zhǎng)提供了充足的營(yíng)養(yǎng)元素。植物，特別是高等綠色植物， 能利用太陽(yáng)能通過(guò)光合作用合成有機(jī)質(zhì)，將大量的太陽(yáng)能以有機(jī)質(zhì)的形成累積在土壤之中。過(guò)渡：但是不同植被類型所形成的有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)、數(shù)量和積累方式等都不盡相同，因而對(duì)土壤形成也產(chǎn)生不同的影響。2 .不同植被類型對(duì)土壤形成的影響不同植被類型有很多，我們僅將森林和草原植被加以對(duì)比，看看它們?cè)谕寥佬纬芍杏泻尾煌?。木本植物在成土作用的特點(diǎn)A.年凋落物總量大，且熱帶常綠林

12、>溫帶夏綠林 > 寒帶針葉林B.有機(jī)殘?bào)w以枯枝落葉為主這是因?yàn)槟颈局参锒际嵌嗄晟参?，在其生長(zhǎng)過(guò)程中，每年僅死亡其一小部分枝葉和花果， 根系雖然伸展很深，但并不是每年死亡更新積存數(shù)土壤有機(jī)質(zhì)。所以，木本植被的凋落物主要是枯枝落葉。C. 土壤有機(jī)質(zhì)表聚化由于木本植物主要以枯枝落葉的形式積累于土壤表層。在這一層，有機(jī)質(zhì)含量相當(dāng)高， 但它的厚度不大，這種情況稱為土壤有機(jī)質(zhì)表聚化。D.灰分和氮素含量較低而單寧樹脂類物質(zhì)含量較高且針葉林較闊葉林更甚。所謂灰分是指植物殘?bào)w經(jīng)灼燒后殘留下來(lái)的物質(zhì)，主要是無(wú)機(jī)鹽類。一般植物灰分含量不超過(guò)10%。木本植物灰分和氮素含量較低， 針葉林較闊葉林灰分和 N

13、含量更低，這是木本植物 化學(xué)組成上的一個(gè)特點(diǎn)。木本植物化學(xué)組成上的另一個(gè)特點(diǎn)是單樹脂類物質(zhì)含量高。木本植物化學(xué)組成上的這兩個(gè)特點(diǎn)對(duì)于具有機(jī)質(zhì)的分解和土壤性質(zhì)有巨大影響，現(xiàn)說(shuō)明如下：?jiǎn)螌帲瑯渲愇镔|(zhì)極難分解，參與其分解的微生物主要是真菌。在真菌活動(dòng)過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生一些酸性較強(qiáng)的有機(jī)酸。而木本植物灰分含量低即鹽基離子少，不能有效地中和酸性物質(zhì)， 致使土壤呈酸性或強(qiáng)酸性反應(yīng)。事實(shí)上也是如此，大多數(shù)森林土壤pH值都在酸性范圍之內(nèi)。剛才說(shuō)過(guò)，針葉林灰分更少，而單寧樹脂類更多，那么，土壤的酸性更強(qiáng)，在強(qiáng)酸性環(huán)境下， 巖石礦物可以徹底分解， 產(chǎn)生酸性淋溶，導(dǎo)致所謂灰化現(xiàn)象的發(fā)生。形成灰化土，關(guān)于這一點(diǎn)我們以后

14、學(xué)習(xí)中要詳細(xì)討論。草本植物在成土作用中的特點(diǎn)與木本植物相比較，草本植物在成土作用中具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：A.每年進(jìn)入土壤的有機(jī)殘?bào)w絕對(duì)數(shù)量少，且干草原小于草甸草原。 B.有機(jī)殘?bào)w以死亡的根系為主這是因?yàn)椋荼局参锎蠖鄶?shù)是一年生的，其地上部分和地下根系一起死亡，成為土壤有機(jī)質(zhì)的主要來(lái)源。但是草原植物有機(jī)殘?bào)w量主要是根系，一般根系重量占植物量的80-90 %。C. 土壤有機(jī)質(zhì)層深厚，向下逐漸過(guò)渡。D.灰分和氮素含量較高而單寧樹脂類物質(zhì)含量較低單寧樹脂類物質(zhì)少，易分解，適合細(xì)菌的 適動(dòng)在細(xì)菌活動(dòng)過(guò)程中,產(chǎn)生的酸性物質(zhì)少，而 且灰分含量高，酸性可以得到中和，一般土壤呈中性或微堿性反應(yīng)。（二）土壤動(dòng)物在土壤

15、形成中的作用（三）土壤微生物在土壤形成中的作用四、母質(zhì)在土壤形成中的作用土壤是在母質(zhì)上發(fā)育而形成的，所以母質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)必然影響著土壤的物理化學(xué)性質(zhì)。 （一）母質(zhì)的機(jī)械組成直接影響土壤的機(jī)械組成例如砂巖風(fēng)化后形成的母質(zhì)，石英顆粒較多，質(zhì)地較粗，那么在砂巖風(fēng)化物上發(fā)育的土壤一般來(lái)說(shuō)，質(zhì)地也較粗。相反，在泥頁(yè)巖風(fēng)化物上形成土壤，質(zhì)地必然偏細(xì)。（二）母質(zhì)的化學(xué)組成影響著土壤的化學(xué)組成不同類型的母質(zhì)其礦物化學(xué)組成不同，那么它必然影響土壤的礦物化學(xué)組成。例如在基性巖風(fēng)化物上形成的土壤，鹽基含量就高于酸性巖石風(fēng)化物上形成的土壤。再例如，有些母質(zhì)含有較豐富的養(yǎng)分，在此母質(zhì)上形成的土壤同樣也含有較豐富的相應(yīng)的

16、養(yǎng)分。如四川盆地廣泛分布的紫色土，它發(fā)育在紫紅色砂巖風(fēng)化母質(zhì)上，該巖石富含鉀，表層含K可達(dá)2%以上。（三）母質(zhì)可影響土壤形成過(guò)程的速度巖石礦物風(fēng)化一般要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：脫鹽基階段，即礦物的鹽基被H枝換，形成可溶性鹽被淋溶如 K2Al2Si6O16+HOH KHAl2Si6O16+KOHKHAl2Si6O16+HOH H2Al2Si6O16+KOH脫硅階段：礦物中硅以游離硅酸形式被淋溶。H2AlSi6O16+5HOH H2Al2SiO8?H2O+4H2SiO3富鋁化階段：礦物被徹底分解，氫氧化鋁富集。H2AlSi2O8+4H2O 2Al（OH）3 +2H2SiO3可見(jiàn)，礦物的最終風(fēng)化形成是鐵鋁氧化

17、物，呈紅色。我國(guó)南方水熱條件好，礦物風(fēng)化進(jìn)入第三個(gè)階段，即富鋁化階段，北方水熱條件較好，一般處于脫鹽基階段或脫硅階段，如果礦物的鹽基離子不脫完就不能進(jìn)入第二階段，硅脫不完就不能進(jìn)入第三階段。如果在石灰?guī)r風(fēng)化物上形成的土壤，Ca2+、Mg2啥量很高。在大量 Ca2+、Mg2+t失的同時(shí)，又有大量的Ca2+從巖石中溶解出來(lái)，補(bǔ)充到土壤溶液中，土壤溶液中Ca2+始終保持有較高的濃度。這樣就會(huì)延緩?fù)寥乐宣}基成分的淋失過(guò)程，即延緩脫鹽基過(guò)程。如果脫鹽基過(guò)程不徹底，富鋁化過(guò)程就不能進(jìn)行。其結(jié)果就延緩了土壤的形成過(guò)程，使土壤長(zhǎng)期處于幼年期， 表現(xiàn)出土層薄，pH值高等特點(diǎn)。（四）母質(zhì)對(duì)土壤形成的影響程度隨著成

18、土年齡的增長(zhǎng)而減弱盡管母質(zhì)對(duì)土壤形成有重大影響，但它不能決定土壤形成過(guò)程的方向，決定土壤形成方向的是生物氣候因素。在同一氣候帶，無(wú)論是什么母質(zhì)類型，最終應(yīng)該形成同一個(gè)地帶性土壤。之所以現(xiàn)代在一個(gè)生物氣候帶內(nèi)有不同類型的土壤，是由于土壤發(fā)育一般處于幼年期，隨著土壤進(jìn)一步發(fā)展，各種母質(zhì)上發(fā)育的土壤性質(zhì)趨向一致。五、地貌對(duì)土壤形成的影響（一）影響成土母質(zhì)的地表分異成土母質(zhì)在地表的分異在很大程度決定于地貌狀況。在不同地貌部位上常常出現(xiàn)不同的母質(zhì)類型。如：在風(fēng)化產(chǎn)物遷移過(guò)程中，由于重力分異作用，首先沉淀下來(lái)的是較粗的砂礫，最后是較細(xì)的粘土質(zhì)。不同的母質(zhì)類型對(duì)土壤形成的影響我們已經(jīng)討論過(guò)了。地貌影響母質(zhì)，

19、故地貌也間接影響土壤的形成。（二）影響地表水熱條件的再分配在不同地貌部位（如不同高度、不同坡度、不同坡向）上，雖然處于同一氣候帶，其水熱條 件是不同的。這是由于：1 .地形支配著地表徑流，決定著地下水適動(dòng).在丘陵高地，坡度較大地表徑流量大，下滲量少，因此，土壤就比較干燥，地下水位深。而在洼低地，其情況剛好相反。2 . 不同地貌部位對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收和地面輻射狀況不同一般來(lái)說(shuō)，南坡接收的太陽(yáng)輻射量大，溫度較高，北坡接收的太陽(yáng)輻射量小，溫度較低。盆地地形閉塞，地面輻射受阻，溫度較高，如我國(guó)的四川盆地的重慶是三大火爐之一。（三）地形影響土壤發(fā)育和分布由于不同地貌部位影響母質(zhì)類型和水熱條件，在不同母質(zhì)類

20、型和水熱條件下可形成不同的土壤類型，所以，地形也影響土壤的發(fā)育和分布，在不同的地貌部位出現(xiàn)不同的土壤。在中小地貌橫斷面上，隨地形起伏，母質(zhì)和地下水的變化依次出現(xiàn)的有發(fā)生聯(lián)系的一系列土壤，稱為土鏈（soil catena ） 。由圖 7-11 可見(jiàn)， 在不同地貌部位，由于成土條件的不同依次出現(xiàn)許多土壤，土壤與土壤之間有發(fā)生上的共軛關(guān)系。再如圖 7-12 。該圖表示從低河漫灘經(jīng)高灘后到崗坡地發(fā)育的水稻土剖面系列。不同的地質(zhì)部位，地下水位不同，形成的水稻土類型也就不同。由上述可見(jiàn)，自低溫灘和崗坡地，土壤剖面隨地下水位不同確定出現(xiàn)不同剖面構(gòu)型，而且剖面與剖面間有一定的發(fā)生學(xué)聯(lián)系，即一種剖面可以向另一種

21、剖面演化。如地殼上升后，低灘型水稻土剖面就變成了高灘型水稻土剖面?？傊?地形因素對(duì)土壤形成的影響不象氣候、生物和母質(zhì)因素，這些因素對(duì)土壤發(fā)生作用時(shí)，都有物質(zhì)和能量的交換發(fā)生。而地形因素不同，它與土壤之間不存在物質(zhì)和能量的交換，而只是通過(guò)影響母質(zhì)和水熱條件的再分配對(duì)土壤發(fā)生影響。因此它是一個(gè)條件因素。六、時(shí)間因素對(duì)土壤形成的影響過(guò)渡： 以上我們討論了五大自然成土因素的前四個(gè)，都是從空間概念討論的，而土壤形成不僅與空間因素有關(guān)，而且隨時(shí)間的增長(zhǎng)而土壤性質(zhì)也發(fā)生相應(yīng)的變化。下邊我們就來(lái)討論最后一個(gè)自然成土因素時(shí)間因素。（一）任何土壤都是生物、氣候和地形因素作用于母質(zhì)因素經(jīng)過(guò)不同時(shí)間的表現(xiàn)也就是說(shuō)母

22、質(zhì)、生物、氣候和地形因素盡管相同，經(jīng)歷的時(shí)間不同，形成的土壤也有較大的差別，屬于不同土壤類型。所以，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，時(shí)間也是土壤形成的一個(gè)重要因素。為什么經(jīng)歷的時(shí)間不同，形成的土壤不同呢？這主要有兩方面的原因：第一，生物、氣候和地形因素作用于母質(zhì)的時(shí)間越長(zhǎng)，它們之間物質(zhì)和能量交換的量越大，可以由量變到質(zhì)變，轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪煌寥李愋?。第二，生物、氣候、地形和母質(zhì)因素并不是靜止不變的，它們也每時(shí)每刻地發(fā)生著變化，對(duì)土壤的影響隨時(shí)間的不同而不同，促使土壤發(fā)生變化。事實(shí)上，這兩種情況都是存在的，不可分割。所以，通過(guò)研究土壤的形成年齡了解土壤與環(huán)境條件即成土因素相互作用的強(qiáng)度，幫助人們從動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)了解土壤形

23、成過(guò)程的實(shí)質(zhì)。那么怎樣衡量土壤形成時(shí)間的長(zhǎng)短呢？關(guān)于土壤形成時(shí)間的長(zhǎng)短，威廉斯曾提出絕對(duì)年齡和相對(duì)年齡的概念。（二）土壤形成時(shí)間長(zhǎng)短的表示方法1. 絕對(duì)年齡是指土壤在當(dāng)?shù)匦履纲|(zhì)上開始形成的時(shí)候算起直到現(xiàn)在的真實(shí)年齡。好象人從降生時(shí)起，直到目前的時(shí)間。確定絕對(duì)年齡的方法有 C14同位素法，抱粉分析法等。2. 相對(duì)年齡是指土壤的發(fā)育程度。一般用剖面分異程度加以確定，土壤剖面發(fā)生層越多，厚度越大說(shuō)明土壤的發(fā)育程度就越高，經(jīng)歷的時(shí)間越長(zhǎng)，即相對(duì)年齡較大。相反，如果剖面分異不明顯層次較薄者相對(duì)年齡就小。這好象判斷一位不相識(shí)的生人年齡，從他的頭發(fā)顏色，面部皺紋的多少，腰是否彎曲及彎曲程度即可了解他的大致年

24、齡，是屬于青年、中年或老年。一般來(lái)說(shuō)，絕對(duì)年齡大，則其相對(duì)年齡也大，但由于成土條件與土壤作用的程度不同，有時(shí) 并不一致。要特別注意。過(guò)渡：以上我們討論了五大自然成土因素，而對(duì)農(nóng)業(yè)土壤來(lái)說(shuō)，除了這五個(gè)成土因素外，還有一個(gè)非常重要的因素，那就是人類 活動(dòng)。七、人為因素對(duì)土壤形成和演變的影響人類活動(dòng)作為一個(gè)成土因素,與自然成土因素有著本質(zhì)的區(qū)別，其區(qū)別在于以下幾個(gè)方面： （一）目的性在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，當(dāng)人們了解掌握了土壤發(fā)生發(fā)展規(guī)律，就可以有意識(shí)地、有目的地采取一定措施，對(duì)土壤進(jìn)行利用改良和定向培育，使土壤向肥力增高的方向發(fā)展。（二）社會(huì)性社會(huì)性是指在不同的社會(huì)制度和生產(chǎn)力水平下，人類活動(dòng)對(duì)土壤的影

25、響程度和效果是不同的。例如在原始社會(huì)，人類對(duì)土壤的影響是非常微弱的，而今天人類對(duì)土壤的影響越來(lái)越深刻。在資本主義社會(huì)和我國(guó)舊社會(huì)，統(tǒng)治階級(jí)為了追求高額利潤(rùn)，輕投入重產(chǎn)出，土壤肥力下降。而在社會(huì)主義制度下，土壤成了國(guó)家公有，比較重視土壤肥力的提高。當(dāng)然目前有些地方出現(xiàn)了破壞土壤的嚴(yán)重 邂L，但很快已被認(rèn)識(shí)并及時(shí)采取了措施。1987年1月國(guó)務(wù)院公布了中華人民共和國(guó)土地管田力 ，土地喪失和土地破壞現(xiàn)象已有所減輕。（三）深刻性人類活動(dòng)對(duì)土壤形成的影響是極其深刻的, 這是因?yàn)槿祟悶榱诉_(dá)到某種目的在很大程度上改 變自然成土因素對(duì)土壤形成的影響。例一，人工可以消滅原有的自然植被，將自然土壤變?yōu)檗r(nóng)業(yè)土壤。農(nóng)業(yè)

26、土壤的性質(zhì)與自然土壤的性質(zhì)有很大差別，這無(wú)疑是人類 活動(dòng)的結(jié)果。例二，土壤質(zhì)地過(guò)砂過(guò)粘的土壤，對(duì)于植物生長(zhǎng)來(lái)說(shuō)雖一個(gè)障礙因素。那么人類活動(dòng)就可以采用摻粘或摻砂的客土改良法對(duì)質(zhì)地進(jìn)行改良。而在自然條件下，土壤質(zhì)地的改變是一個(gè)非常緩慢的過(guò)程。例三，對(duì)于漬水土壤，可以人工排水，降低地下水位；對(duì)于干旱地區(qū)的土壤，可以采用多種 灌溉方式，補(bǔ)充土壤以水分。過(guò)渡：以上我討論了影響土壤形成的五大自然成土因素和人類活動(dòng)對(duì)土壤形成的影響。但是,不管怎么說(shuō)，成土因素只是土壤形成的外因，而土壤形成的內(nèi)因則是它本身內(nèi)部一系列物質(zhì)和能量的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程，即發(fā)生在土壤中的一系列物理化學(xué)和生物反應(yīng)，即土壤形成過(guò)程。在不同環(huán)境條

27、件下， 成土因素是不同的， 那么成土過(guò)程也必然不同， 因而形成了不同的土壤 類型。所以要想真正弄清土壤是如何形成的，只了解成土因素是不夠的，更重要的是深入研究發(fā)生在土壤內(nèi)部的一系列物理、化學(xué)和生物反應(yīng)。下邊我們就來(lái)討論第八個(gè)回題土壤的形成過(guò)程。八、土壤的形成過(guò)程（一）土壤形成過(guò)程的基本規(guī)律土壤形成過(guò)程的基本規(guī)律是地表物質(zhì)地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)的對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律。那么什么是地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)呢？1.地表物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán)含義：指地表巖石經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)、堆積，在海洋底部固結(jié)成巖，再經(jīng)地殼運(yùn)動(dòng)抬升出露地表，重新 開始另一循環(huán)，這個(gè)循環(huán)過(guò)程稱為地質(zhì)大循環(huán)。特點(diǎn)：A.巖石風(fēng)化形成了土壤的基底物質(zhì)一一母質(zhì)。巖

28、石只有經(jīng)過(guò)地質(zhì)大循環(huán)才具有了一定的通透性和保肥保水能力，為土壤肥力發(fā)展提供了前提條件。B.其方向力圖使土壤養(yǎng)分淋失， 納入新的地質(zhì)大循環(huán)。 從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，對(duì)土壤形成是不利的。 C.其循環(huán)周期長(zhǎng)、范圍廣。地質(zhì)大循環(huán)周期很長(zhǎng)，只能用地質(zhì)歷史時(shí)間來(lái)表示，而且影響的范圍很廣，涉及到陸地和海2 .生物小循環(huán)含義：植物從土壤中選擇吸收養(yǎng)分和水分并存儲(chǔ)在活的生物體（植物、動(dòng)物和微生物）內(nèi)，再以有機(jī)殘?bào)w的形式歸還給地表，并經(jīng)過(guò)微生物分解，將其所含的養(yǎng)分和水分重新釋放出來(lái)進(jìn)入土壤，開始新的另一循環(huán)。這個(gè)循環(huán)過(guò)程稱為生物小循環(huán)。特點(diǎn)：A. 不是簡(jiǎn)單的重復(fù)過(guò)程而是螺旋式上升的。B.力圖將各種養(yǎng)分物質(zhì)保持在土壤中而避

29、免流失。每經(jīng)過(guò)一個(gè)生物小循環(huán)土壤表層的養(yǎng)分含量都有所提高。所以它不是一個(gè)簡(jiǎn)單的重復(fù)性循環(huán)，而是螺旋式上升的。可見(jiàn)這個(gè)循環(huán)可使土壤肥力不斷提高。C. 其循環(huán)快，范圍小，效率高。生物體從生長(zhǎng)發(fā)育到死亡被微生物分解這個(gè)過(guò)程較地層大循環(huán)來(lái)說(shuō)短得多，多則幾年到幾十年，少則數(shù)月（如草本植物體），其循環(huán)周期短。而且影響范圍較小，往往植體就地死亡并被分解。由于它循環(huán)快，范圍小所以它的循環(huán)效率也較高。3 . 地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)的關(guān)系總起來(lái)說(shuō)，地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)的關(guān)系是對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系。對(duì)土壤養(yǎng)分來(lái)說(shuō)，兩者的方向是相反的、矛盾的。這是因?yàn)榈刭|(zhì)大循環(huán)力圖將土壤養(yǎng)分排出土體，納入地質(zhì)循環(huán)過(guò)程中，而生物小循環(huán)則力

30、圖將各種養(yǎng)分物質(zhì)累積于土壤中免于淋失，所以，這兩個(gè)循環(huán)就其進(jìn)行的方向來(lái)說(shuō)是相反的、矛盾的、對(duì)立的。生物小循環(huán)是在地質(zhì)大循環(huán)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。地質(zhì)大循環(huán)使巖石形成土壤母質(zhì)，為生物生活提供了前提條件。如果沒(méi)有地質(zhì)大循環(huán)就不可能有生物小循環(huán)，試想植物能生長(zhǎng)在巖石上嗎？從地質(zhì)歷史時(shí)間來(lái)看，生物小循環(huán)是地質(zhì)大循環(huán)中的一個(gè)小規(guī)模循環(huán)。試想當(dāng)海洋地殼上升時(shí)，大片陸地肯定要被海水淹沒(méi)，生物小循環(huán)停止，進(jìn)入地質(zhì)大循環(huán)。兩者的對(duì)比關(guān)系共同決定著土壤的肥力狀況如果生物小循環(huán)地質(zhì)大循環(huán)，土壤肥力發(fā)展生物小循環(huán)地質(zhì)大循環(huán)，土壤肥力減退生物小循環(huán)=地質(zhì)大循環(huán)，土壤處于平衡狀態(tài)值得注意，土壤平衡也有多種情況。如果，在高寒地區(qū)

31、達(dá)到土壤平衡，則屬低水平土壤平衡，表現(xiàn)是長(zhǎng)期土層薄、層次不明顯、肥力低。在濕熱地區(qū)達(dá)到土壤平衡，則屬高水平土壤平衡，表現(xiàn)是土層厚、層次多，肥力高而且長(zhǎng)期穩(wěn)定少變。過(guò)渡： 總起來(lái)說(shuō)，地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)的對(duì)立統(tǒng)一決定著土壤的發(fā)生發(fā)展?fàn)顩r，這是土壤形成過(guò)程的實(shí)質(zhì)。這兩個(gè)過(guò)程的相互作用在土壤中的具體表現(xiàn)是一系列物理、化學(xué)和生物過(guò)程。在不同地區(qū)自然條件（成土條件）不同，地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)的對(duì)比關(guān)系不同，土壤中的物理、化學(xué)和生物過(guò)程也必然不同，因此出現(xiàn)了許許多多的具體的成土過(guò)程。要想真正了解地球表面各種土壤的發(fā)生和發(fā)展，但了解地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)是不夠的，更重要的是深入研究各個(gè)具體的成土過(guò)程。所

32、以下邊我們就來(lái)討論土壤中發(fā)生的主要成土過(guò)程。（二）主要的成土過(guò)程1 . 原始土壤形成過(guò)程是土壤形成的起始點(diǎn)。在巖石表面或新風(fēng)化物上出現(xiàn)低級(jí)植物（如地衣、苔蘚及真菌等），它們使礦物分解，從中獲得養(yǎng)分，供少量水分生長(zhǎng)，形成原始土壤（如高山寒漠土、冰沼土等）。這些土壤的共同特點(diǎn)是：土層薄、無(wú)明顯發(fā)生層次、有機(jī)質(zhì)含量低、礫石含量高。2 . 灰化過(guò)程指土體表層 SiO2殘留，R2O強(qiáng)腐殖質(zhì)淋溶淀積的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程的結(jié)果形成如下土壤剖面。這是灰化土的典型剖面。那么這個(gè)過(guò)程是如何發(fā)生的呢？這個(gè)過(guò)程發(fā)生在寒帶和寒溫帶氣候條件下，該地區(qū)生長(zhǎng)的植物是針葉林。由于氣溫低，地表 枯枝落葉分解慢，故地表枯枝落葉層很厚，

33、層中含有大量的水分。另外針葉樹中富含樹脂、單寧物質(zhì)，所以分解它們的微生物主要是真菌，在真菌分解單寧、 樹脂類物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生大量酸性較強(qiáng)的有機(jī)酸一一富里酸，又因針葉樹種含灰分鹽基少，不能有效中和有機(jī)酸，使土壤呈 強(qiáng)酸性。在強(qiáng)酸性作用下，土壤礦物被強(qiáng)烈破壞形成鹽基、SiO2和R2O繇，在土壤呈強(qiáng)酸性的條件下，SiO2推動(dòng)性弱而殘留在土壤亞表層，R2O新動(dòng)性強(qiáng)在表層發(fā)生淋溶而在下層發(fā)生淀積。這種過(guò)程的結(jié)果使土壤亞表層SiO2含量相對(duì)增高丁顏色變淺呈灰白色。3 .粘化過(guò)程指土體中粘粒的形成和聚積過(guò)程。這個(gè)過(guò)程的結(jié)果使土壤中形成一個(gè)粘粒含量相對(duì)較高的層次，叫粘化層。那么這個(gè)過(guò)程是如何發(fā)生的呢？在溫帶和暖溫帶

34、濕潤(rùn)條件下，水熱條件比較穩(wěn)定， 有利于原生礦物的分解， 并形成大量的次生粘土礦物。土壤表層的粘粒在水分下滲時(shí)隨水向下移動(dòng)，下層淀積，而下層的原地生成的粘粒殘留原地不動(dòng)，結(jié)果使土體心土層出現(xiàn)一個(gè)粘粒含量相對(duì)較高的層次一一粘化層。如河南省境內(nèi)的棕壤和黃棕壤都有比較明顯的粘化層。4 .富鋁化過(guò)程指土體中SiO2淋失，R203f對(duì)富積的過(guò)程。很顯然這個(gè)過(guò)程與灰化過(guò)程相反，結(jié)果形成一個(gè)富含鐵、鋁的紅色土層。這個(gè)過(guò)程是如何發(fā)生的呢？在濕熱的條件，植物是闊葉林，闊葉林較針葉林含灰分較多，分解時(shí)既有真菌也有細(xì)菌。形成的腐殖質(zhì)沒(méi)有酸性較強(qiáng)的富里酸也有酸性較弱的胡敏酸，再加上分解釋放的鹽基較少能中和一部分有機(jī)酸使

35、土壤呈酸性或弱酸性。原生和次生礦物徹底分解，形成鹽基、硅酸和R203等物質(zhì)。在弱酸性的條件下，Si02和鹽基大量淋失，R20測(cè)移動(dòng)性很弱，保留在土體中，致使土體呈紅色。如果這個(gè)過(guò)程進(jìn)行了強(qiáng)烈位移形成鋁土礦和鐵盤，如熱帶森林條件的穆紅壤就具有這種特 征。5 .腐殖化過(guò)程指在各種植物作用下，在土壤表層進(jìn)行的腐殖質(zhì)形成和積累過(guò)程。我們?cè)谥v有機(jī)質(zhì)分解轉(zhuǎn)化時(shí)，曾提到在有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化的同時(shí)，又發(fā)生著腐殖質(zhì)的形成過(guò)程，即腐殖化過(guò)程。其結(jié)果在土壤表層帶出現(xiàn)一個(gè)顏色相對(duì)較暗，有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較高的層次一一腐殖質(zhì)層。這個(gè)過(guò)程在所有土壤中都有出現(xiàn)，是一個(gè)普遍發(fā)生的成土過(guò)程，只不過(guò)是有些土壤強(qiáng)烈，有些土壤不強(qiáng) 烈而已。如

36、草原土壤腐殘殖化過(guò)程非常強(qiáng)烈，形成的腐殖質(zhì)層較厚而且含量較高。在荒漠地帶這個(gè)過(guò)程很微弱，腐殖層很薄，含量很低，森林土壤則居中。6 .泥炭化過(guò)程指土壤有機(jī)質(zhì)以半分解有機(jī)殘?bào)w形式在土壤中累積過(guò)程。這個(gè)過(guò)程的結(jié)果使土壤表層出現(xiàn)一個(gè)植物纖維還清晰可見(jiàn)，處于半分解（即沒(méi)有完全分解） 的有機(jī)質(zhì)積累層一一泥炭層。這個(gè)過(guò)程在沼澤地帶常常出現(xiàn)。沼澤分布區(qū)一般來(lái)說(shuō)氣溫較低，地表有常年積水。沼澤植物死亡后，有機(jī)殘?bào)w進(jìn)入土壤表層，而表層常年積水，土壤處于還原狀態(tài)。在還原狀態(tài)下，有機(jī)質(zhì)進(jìn)行嫌氣分解，這種分解往往不徹底而且進(jìn)行的速率很慢。在上年的有機(jī)殘?bào)w沒(méi)有被徹底分解之前， 又有新的有機(jī)殘?bào)w進(jìn) 入土壤。所以在土壤中積累的有機(jī)質(zhì)都是分解不完全的半分解腐殖質(zhì)，其纖維還可清楚看見(jiàn)。這個(gè)層次即泥炭層。7 .鈣化過(guò)程指碳酸鹽（CaC03 M