土壤系統(tǒng)的環(huán)境因素物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化動態(tài)的表現(xiàn)

1、第二章土壤系統(tǒng)的開放性系統(tǒng)開放性：指的是系統(tǒng)與環(huán)境發(fā)生交換關(guān)系的屬性。輸入：從環(huán)境輸入物質(zhì)，能量與信息的屬性輸出：向環(huán)境輸出物質(zhì)，能量與信息的屬性第1節(jié)土壤系統(tǒng)的環(huán)境因素成士因素學說威廉斯發(fā)展了生物學說觀點道庫恰耶夫建立了 成士因素學說觀點 n = /(KALP)T詹尼補充完善了 成士因素學說一 函數(shù)說S = f(CLOjR,P.T)s = f (CLCIR.P尸)一氣候函數(shù)式S = /(0, CLRP /)一生物函數(shù)式S = f (R.CLO, P J.)一地形函數(shù)式S = f(PtCLO,R, T)T質(zhì)函數(shù)式一.生物因素植物，動物與微生物1 、植物對土壤形成的影響.使有限礦質(zhì)養(yǎng)分發(fā)揮無限的

2、營養(yǎng)作用，并將大氣中的分子氮納入循環(huán)軌道.改善土壤的物理結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)土壤肥力因子.養(yǎng)分的生物富集或表聚作用a,木本植被：有機魔多曜于土奔 根成有機朕含里高 而厚度小的表層，向下則琬深度而睨減常隼溜葉林 溫帶悚牌葉林 軍帶針酎林b.草本植檀：含省機質(zhì)表土層較厚.向下財際深庭而 逐麟萩少 nan 甸草植柳卜探灣槌干事 A就淇草原植植上正漠植被2 .土壤動物對土壤形成的影響對土壤物質(zhì)的混合和促進有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化3 . 土壤微生物對土壤形成的影響 分解者一合成者一累積者針葉林闊葉林高草草原（草甸草本植物烯草草麻（草原草本植物）半荒漠招士淋濤土灰色荒漠土?；粒﹫D2-1植被類型和土填類型的關(guān)系（據(jù)BH業(yè)h,1

3、997）二.氣候因素1、濕度因子對土壤形成的影響氣候區(qū)年干燥度自然景觀濕潤16.0荒漠淋溶型水分狀況非淋溶型水分狀況上升水型（滲出型）水分狀況停滯型水分狀況2、溫度和濕度對土壤形成的影響影響巖石礦物風化強度 影響土壤有機質(zhì)的積累和分解 影響次生粘土礦物的形成（4）影響土壤微生物的數(shù)量和種類 水熱條件影響土壤的分布三.母質(zhì)因素母質(zhì)即巖石的風化物。（物理+化學風化的產(chǎn)物）母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，母質(zhì)中的一些性質(zhì)，如機械組成，礦物組成及其化學特性都 直接影響成土過程的速度及土壤的肥力，且多數(shù)土壤都繼承了母質(zhì)的特性。1 .對于土壤質(zhì)地酸性巖：石英 正長石 白云母等礦物抗風化能力強， 而它們多屬于淺色

4、調(diào)， 往往形成了 顏色不深的酸性粗質(zhì)土。即砂含量大?；詭r|:深色礦物角閃石，輝石，黑云母等，抗風化能力不強，一般形成土層較厚的粘質(zhì)土，粘粒含量大。2 .對于次生礦物基性巖母質(zhì)一一三水鋁礦酸性巖一一斜長石鉀長石（風化高嶺土）石英黃土水云母頁巖、河流沖積物一一水云母湖積物、淤泥質(zhì)一一蒙脫石，水云母3 .對于土壤成分Mg、Ca、Al的含量漸增加，因此玄武鉀長石 一 -斜長石 輝石，角閃石石灰石 由酸性巖母質(zhì)到基性巖母質(zhì)硅含量漸少，而鐵、鎰、 巖風化的土壤易紅，易分解，易淋溶KCaCa Mg FeFe Mn P四.地形因素1 .影響物質(zhì)和能量的再分配問題，尤其山地不同于平原地區(qū)2 .水熱條件再分配陰

5、坡 陽坡垂直帶性3 .對地表徑流的影響 坡度大，水流快，易侵蝕，土壤母質(zhì)易淋溶，且土層薄，坡度小，水流不暢，易積水，顆粒細，腐殖質(zhì)易累積，顏色深，土層厚4 .地形影響母質(zhì)坡積物礫質(zhì)土沖積物砂礫質(zhì)土洪積物 砂土壤土粘土5 .地形發(fā)育過程中影響土壤發(fā)育過程 地形蒼海桑田的變化伴隨著土壤類型的更替，例如河流下切過程中，或地殼抬升過程中， 原漫灘變成階地，低階地變成高階地，高階地變成臺地，土壤也隨之變化，漫灘上是水成 土，低階地上是半水成土，而到了高階地則分布有地帶性土壤。五.時間因素1、原始階段（C層）；2、幼年階段（A-C層）；3、壯年階段（A-E-B-C層，成熟土壤）；4、老年階段（土壤發(fā)育趨于

6、穩(wěn)定）。土壤絕對年齡 一一從新風化層母質(zhì)到目前所經(jīng)歷的時間土壤相對年齡一一指土壤的發(fā)育程度，而不是年數(shù)。通常所謂的“土壤年齡”是指相對年齡。即發(fā)育程度高還是低。發(fā)育程度高的土壤所經(jīng)歷 的時間大多比發(fā)育程度低的土壤為長。但是有些土壤發(fā)育所經(jīng)歷的時間雖長，但由于某些 原因，其發(fā)育程度仍停留在較低的階段。如何判斷土壤年齡的大??？看土壤剖面，發(fā)生層次明顯，剖面結(jié)構(gòu)復(fù)雜和土層厚度大，發(fā)育程度則高，反之亦然。易受侵蝕的土壤，發(fā)育程度低地形平坦的平原，發(fā)育程度高六.人類活動主要是指人類的褲作.改變了成士因素士植被由原來的自然植被變成了栽培作物，因此生物循環(huán)強度、方向有所改變灌溉、排水改變了原來土壤的自然水分

7、施肥、客土改變了土壤的物質(zhì)來源人為土綱中，分為二大亞綱：人為水耕土和人為旱耕土長期人為耕作、灌溉、施肥活動的影響，其剖面與自然土壤剖面不同，主要有以下幾個層 次：耕作層（表土層）有灌淤層、堆墊層、肥熟層等幾個層次厚度大于15cm,受耕作的影響，土質(zhì)疏松，結(jié)構(gòu)均勻，有機質(zhì)高，顏色較深，肥力水平高黎底層（亞表土層）厚度10-20cm,比較密實，片狀結(jié)構(gòu)，腐殖質(zhì)含量減少。心土層（生土層）在黎底層之下，受耕作影響小，淀積作用明顯，顏色較淺底土層（死土層）幾乎不受耕作的影響，根系少，土壤未發(fā)育，仍保留母質(zhì)的特征第2節(jié)土壤系統(tǒng)的反饋過程1、土壤形成的基本規(guī)律? 物質(zhì)地質(zhì)大循環(huán)與生物小循環(huán)過程矛盾與統(tǒng)一。?

8、 地質(zhì)大循環(huán) 使巖石風化成母質(zhì)，釋放營養(yǎng)元素，且淋失? 生物小循環(huán)植物吸收利用大循環(huán)釋放出來的可溶性養(yǎng)分，通過生理活動制造成植 物活性有機體，當植被死亡之后，在微生物的作用下分解，又重新變成可被植物吸 收利用的礦物質(zhì)養(yǎng)料。? 生物小循環(huán)是在地質(zhì)大循環(huán)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，有了地質(zhì)大循環(huán)，才會有生物小循 環(huán)。土壤形成過程：大循環(huán)一一巖石風化成母質(zhì)一一釋放元素一一參與到生物小循環(huán)小循環(huán)一一養(yǎng)分累積分解一一腐殖化一一最終成土2、形成土壤的兩個基本作用風化作用：致密的巖石被破壞，營養(yǎng)元素得以釋放，并形成疏松的風化層；生物作用：有機質(zhì)加入，營養(yǎng)元素積聚。3、影響土壤發(fā)育的因素（提供物質(zhì)與能量）|1、母質(zhì)因素

9、（不同巖石風化殼，沖積土）2、生物因素（植被類型，草地與森林）3、氣候因素（影響風化，控制植被生長）4、地形因素（影響物質(zhì)與能量的分配）土壤性質(zhì)5、時間因素（控制土壤發(fā)育進程）氣候中水熱+礦物質(zhì)+生物有幗5中4、土壤的主要成土過程土壤系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，其物質(zhì)與能量的運動與轉(zhuǎn)化主要有四個基本過程： 輸入：巖石碎屑物、水分、有機質(zhì)、。2等； 輸出：表土侵蝕與溶解質(zhì)流失、水分蒸發(fā)與滲透、CO2和N2的釋放等； 轉(zhuǎn)移：溶解質(zhì)的向下淋溶、 有機質(zhì)和粘粒的向下淋洗、土壤動物搬運、植物吸收養(yǎng)分等; 轉(zhuǎn)化：枯枝落葉分解為腐殖質(zhì)、原生礦物風化成次生礦物等。 根據(jù)主因的不同，土壤的形成過程可分為兩大類：生物過

10、程、地球化學過程。第3節(jié)土壤系統(tǒng)的發(fā)展過程1 .原始成土過程? 原始土壤形成階段，裸露巖石表面，或薄層巖石風化物上，生長細菌、放線菌、真 菌一一演替為藻類一地衣、苔葬，進行有機物的原始積累。? 例子：夏威夷的新的巖石表面、冰川前端剛露出來的新的冰敏物上，經(jīng)過幾年到幾 百年即有高等植物長出。2 .粘化過程? 灰化、鐵鋁化、鈣化、粘化四種成土過程都與大范圍的氣候條件相關(guān)，具有地帶性的分布規(guī)律，因此也稱為地帶性成土作用。? 粘化過程發(fā)生于溫帶和暖溫帶的濕潤、半濕潤氣候條件下。由于水熱條件穩(wěn)定，化學風化作用較強， 風化產(chǎn)物主要是次生的粘土礦物 ，結(jié)果在土體 B層內(nèi)形成一個次 生礦物聚集的粘化層。強烈的

11、原生礦物質(zhì)分解及次生粘土礦物的形成，表層粘粒向 下淋洗運動，在土體下部明顯累積，形成一較粘重的層次。3 .鐵鋁化過程|? 發(fā)生在高溫多雨氣候條件下，常見于低緯地區(qū)，以熱帶地區(qū)磚紅壤中的鐵鋁化過程 最為典型，所以也稱為醇紅壤化過程。高溫多雨的氣候使表層有機質(zhì)迅速分解，腐殖質(zhì)積累不多，產(chǎn)生的有機酸很少（這是與灰化過程的最大不同）。同時，由于風化作用強烈，硅酸鹽礦物分解后釋放出的鹽基離子、硅酸根離子隨水淋溶，而氧化 鐵和氧化鋁則相對富集。鐵的染色作用使整個土壤剖面呈現(xiàn)紅色（或黃色）的基調(diào)。熱帶和亞熱帶濕潤氣候下 ，強烈的原生礦物質(zhì)分解，硅鋁酸根都已經(jīng)打開，形成 Al Fe的氧化物，其它金屬離子均已經(jīng)

12、淋失，呈紅色，甚至出現(xiàn)大量 Fe Mn的結(jié)核 4.灰化過程? 一般發(fā)生在冷濕氣候條件下，以亞寒帶針葉林地區(qū)最為典型。冷濕的氣候使表層有 機質(zhì)分解緩慢，有機酸大量積累。有機酸隨水流向下滲透，把除石英外的其它原生 及次生礦物分解掉，從礦物中分離出來的鹽基離子、鐵鋁氧化物與腐殖質(zhì)一起隨強 酸溶液向下運動。結(jié)果在E層（淋溶層）的下部形成一個主要由石英礦物構(gòu)成的、 質(zhì)地松脆、顏色灰白的酸性層，即灰化層。其下則為紅棕色的B層（淀積層。因腐殖質(zhì)和氧化鐵的淀積而成紅棕色）。金屬全部淋失，Al Fe被淋失淀積于土體下部，SiO2殘留于上部，呈灰白色的淋溶層。腐殖質(zhì)很少，是強酸性的土壤。 5.鈣化過程? 普遍發(fā)生

13、于干旱與半干旱地區(qū)，以中緯度的草原和荒漠草原地帶最為典型。由于水分不足，土壤的 淋溶作用較弱，只有溶解性最強的一價鹽基離子如Na+、K+等被淋溶流失掉，而二價鹽基離子如 Ca2+、Mg2+則隨水分下行至 B層（淀積層）以 碳酸鈣的形式淀積下來，有時也有石膏的淀積。同時，由于蒸發(fā)強烈，深層的鹽分 也隨毛管水上升到 B層淀積。結(jié)果在土體內(nèi)形成一個含Ca量豐富層次，即鈣積層。鈣積層分布的深淺與氣候的干濕程度有關(guān)。干旱與半干旱氣候條件下，由于季節(jié)性的淋溶過程，Ca Mg從風化物中淋溶出來，而硅鋁酸鹽基本沒動，Ca Mg在土體下部形成一個鈣積層.6 .鹽漬化過程I? 主要發(fā)生在地下水位較高，干旱與半干旱

14、地區(qū)，氣候干燥、蒸發(fā)強烈的地帶。成土母質(zhì)中，易溶性鹽類 隨水搬運到 低平原區(qū)，在蒸發(fā)作用下，使鹽分向土體表層 集中， 形成鹽積層.可溶性鹽類在土壤表層積聚成積鹽層。在自然界中，天然發(fā)生的積鹽過程稱為鹽化作用，由人類活動而產(chǎn)生的地面鹽分積聚則稱為次生鹽化作用。7 .堿化過程? 土壤膠體吸附交換性 Na占陽離子交換量的 30%以上，pH值大于9,土壤理化性質(zhì)嚴 重惡化.8 .潛育化過程? 是指在濕潤環(huán)境下，低洼積水地區(qū)，土層被水浸潤，排水不良的土壤中所進行的成土過程。由于土體水分飽和缺氧而處于還原狀態(tài)，厭氧狀態(tài)，有機質(zhì)分解不完 全，F(xiàn)e Mn呈二價態(tài)，形成了一個 藍灰色或青灰色 的層次.9 .潴育

15、化過程? 反復(fù)被水浸泡，旱季水位下降，雨季浸泡，不斷重復(fù)氧化還原過程。積水時，Mn Fe被還原，易遷移，水位下降時，被帶到下層淀積，形成一個銹紋斑斑，黑色Fe Mn結(jié)核的層次。10 .白漿化過程? 潴育化過程的進一步發(fā)展。周期性滯水，上層的 FeMn被完全淋出，形成逐漸脫色的白漿層，下層在旱季可見Fe Mn的黑色結(jié)核11 .腐殖化過程? 是一種生物成土過程。指進入土壤的有機殘體轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)并在土壤表層積累的過程。其結(jié)果是土壤表層形成一個色調(diào)偏暗的腐殖質(zhì)層。在冷濕草原及草甸植被 下，腐殖質(zhì)層厚度最大、腐殖質(zhì)含量最高、顏色最暗。12 .泥炭化過程? 也是一種生物成土過程。指地表有積水的沼澤，有機質(zhì)主要以植物殘體形式 在土體 上部積聚的過程。泥炭化過程主要發(fā)生在積水的沼澤地帶，水生植物殘體因缺氧而不能徹底分解。有機質(zhì)來不及分解，以有機殘體的形式進行累積，植物死亡之后因 不透氣而不能徹底分解，累積于地表，形成地表泥炭層，有時可保留有機體原來的形狀13 .人為熟化過程? 施肥、松土、客土、灌溉、增加植物