第 6 讲 土壤

1. 第6讲 土壤

2. 空间上：土壤圈处于大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的交接地带；空间上：土壤圈处于大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的交接地带； • 性质上：土壤圈是生物有机体和无机环境之间强烈的相互作用面； • 功能上：土壤圈与其它圈层间进行着不断的物质与能量交换；

3. 第一节 、 土壤的物质组成 第二节、 土壤的性质 第三节 、 土壤的形成 第四节 、 土壤类型与分布 第五节 、 土壤资源 第六节 、 土壤污染

4. 第一节、 土壤的物质组成 • 土壤：指位于陆地表层和浅水域底部、由有机物质和无机物质组成的、具有一定肥力而能够生长植物的疏松层，其厚度一般为1-2米以内。

5. 土壤是一种“类生物体”：能自动调节土体内水、热、气、肥的存在状态；有抵抗酸化与碱化的缓冲作用。 • 土壤的本质和生命力所在是肥力。它是土壤在外界环境条件影响下，主动协调植物生理和生态要求的能力。 衡量肥力的标准是满足植物高产的程度。 • 土壤肥力与土壤的组成成分，土体结构和土壤物理、化学性质密切相关

6. 土壤是固-液-气三相物质组成的 固相：包括无机和有机物质； 液相：土壤水分；气相：土壤空气 土壤的组成示意图

7. 理想土壤 体积比例

8. 1 土壤的无机组成 • 来源于矿物质，是土壤中最基本的组分； • 重量占土壤固体物质总重量的90%以上； • 可以分为两类：原生矿物和次生矿物。

9. 原生矿物 • 经物理风化后未改变化学成分和结晶结构的造岩矿物，如石英、云母、长石等。 • 是土壤中矿物的粗质部分（砂粒、粉砂）和各种化学元素的最初来源。

10. 次生矿物 • 岩石经化学风化后新生成的土壤矿物； • 包括简单盐类，铁、铝氧化物和次生铝硅酸盐。其中铁、铝氧化物和次生铝硅酸盐是土壤矿物质中最细小的部分，常称为粘土矿物； • 粘土矿物形成的粘粒具有吸附、保存呈离子态养分的能力，使土壤具有一定的保肥性。

11. 土壤中的主要矿物

12. 2 土壤的有机组成 • 来源于生物体； • 按重量计算只占土壤固体的5%左右； • 可以分为两类：原始组织和腐殖质。

13. 原始组织包括高等植物未分解的根、茎、叶；动物的排泄物和死亡之后的尸体等。这类有机质主要累积于土壤的表层，约占土壤有机部分总量的10-15%。原始组织包括高等植物未分解的根、茎、叶；动物的排泄物和死亡之后的尸体等。这类有机质主要累积于土壤的表层，约占土壤有机部分总量的10-15%。 • 腐殖质是由微生物从有机组织合成的新化合物，或者由原始植物组织变化而成的比较稳定的分解产物，约占土壤有机部分总量的85-90%。

14. 腐殖质是一种复杂化合物的混合物，通常呈黑色或棕色，性质为胶体状。它具有比土壤无机组成中粘粒更强的吸持水分和养分离子的能力，因此，少量的腐殖质就能显著提高土壤的肥力。腐殖质是一种复杂化合物的混合物，通常呈黑色或棕色，性质为胶体状。它具有比土壤无机组成中粘粒更强的吸持水分和养分离子的能力，因此，少量的腐殖质就能显著提高土壤的肥力。

15. 土壤中的生物群： • 可以分为土壤植物区系和土壤动物区系： • 土壤植物区系包括细菌、放线菌、真菌、藻类，以及生活于土壤中的高等植物器官（根系）等； • 土壤动物区系包括至少有部分生活史是在土壤中度过的所有动物，种类极其繁多。

16. 3 土壤水分 大气降水渗入土壤内部，充填土壤中的孔隙，形成土壤中的水分。根据水分在土壤中的存在方式，通常可分为吸湿水、毛管水和重力水。

17. 存在于土壤颗粒表面的水膜称为吸湿水。这种水靠水分子氢键的作用紧紧地附着在土粒表面，植物一般无法利用，所以又称为植物无效水。存在于土壤颗粒表面的水膜称为吸湿水。这种水靠水分子氢键的作用紧紧地附着在土粒表面，植物一般无法利用，所以又称为植物无效水。 • 当膜状的吸湿水充满土壤毛细孔隙后，靠毛细管力而保持的土壤水分称为毛管水。这种水具有活动性，可沿毛管移动，是植物可以吸收的有效水分。 • 存在于大孔隙中的水因重力作用而下移，进入地下水潜水层，称为重力水。

18. 土壤含水量：是指土壤水重量与干土重量的百分数土壤含水量：是指土壤水重量与干土重量的百分数

19. 4 土壤空气 • 土壤空气来源于大气，它存在于未被水分占据的空隙中，但其性质与大气圈中的空气明显不同。 • 首先，土壤空气是不连续的。由于不易于交换，局部孔隙之间的空气组成往往不同。 • 其次，土壤空气一般含水量高于大气。

20. 第三，土壤空气中CO2 ，O2和N2含量不同于大气。这是由于植物根系的呼吸和土壤微生物对有机残体的好气性分解，消耗了土壤孔隙中的O2，同时产生大量CO2的缘故。

21. 第二节、土壤的性质 沿垂直方向的分层性是土壤最明显的特征，不同的层次具有独特的物理性质、颜色和外形等，构成土壤的形态。

22. 1、土壤剖面 枯枝落叶层（ O ） 腐殖质层（A） 淋溶层（E） 淀积层（B） 母质层（C） 母岩层（R）

23. (1) 有机质层（O与A，organic horizon）： 覆盖于土壤表面的由植物和动物残落物及其腐解产物组成的层次。或土壤剖面顶部，以腐殖质的积累为主要特征的土层。 特点： A、由于腐殖质包裹着土粒或土块，使该层颜色常较下面土层较暗，具有团粒状或粒状结构； B、疏松透水； C、含有较多的植物生长所必须的营养元素。 D、腐殖质厚度与土壤肥力的高低有密切关系，因此常将其作为评价土壤肥力的标准和土壤分类的依据之一。

24. （2） E层（淋溶层，eluvial horizon）： 土壤剖面中由水分淋溶作用所形成的土层。 特点： A、淋溶作用占优势，土壤物质以悬浮和溶解两种状态在水分的携带下向下淋失。 B、由于淋溶作用使得该层内植物的营养元素含量减少，质地较松，反应偏酸，肥力很低。 C、因为本层直接与有机质层接触，所以在矿质土壤颗粒中混有相当数量的腐殖质。 D、有些情况下，E层的下部发生强烈淋溶作用，粘粒、铁和铝的三氧化物与腐殖质一起大量淋失，石英等抗风化性强的砂粒或粉砂相对含量增加，会出现一个颜色特别淡的灰白色层。

25. (3) B层（淀积层，illuvial horizon）： 土壤剖面中位于淋溶层之下的矿质土壤，是E层淋洗出来的物质沉淀和集聚的层次。 特点： A、强烈淀积作用是其主要特征。悬浮态的胶体颗粒虽然可以随水迁移，但其活动性不强，一般在几英尺的范围内就沉淀下来。因此在淋洗层之下就常常出现一个硅酸盐粘粒，或铁、铝氧化物和腐殖质大量集聚的层次。 B、从淋溶层淋洗下来的可溶性物质，土壤胶体和细微物质在该层淀积，因此该层质地粘重，紧实不易透水，含养分较多。 C、本层发育程度直接受淋溶强度的影响，淋溶作用愈强烈，淀积层愈明显。

26. (4) Ｃ层（母质层，regolith）： 指土体以下疏松的、尚未受到成土过程影响的层次。它是上部土体赖以形成的母体物质。 特点： A、有些母质是原地基岩直接风化的产物（残积风化壳），而有些则是异地搬运沉积的物质（如河流冲积物，风砂堆积物和黄土等等）。 B、上接淀积层，下接母岩，它是岩石风化物的残积物或运积物，未受成土作用的影响，基本上保持着母岩的特点。

27. (5) R层（基岩层，bed rock）： 尚未受到风化作用影响的下垫坚硬岩石，如花岗岩、砂岩、石灰岩等。

28. 其中，A、E、B层合称为土体，是成土作用最为活跃的层次和真正意义上的土壤层。其中，A、E、B层合称为土体，是成土作用最为活跃的层次和真正意义上的土壤层。

29. 2、土壤的物理性质 土壤的物理性质在很大程度上决定着土壤的其它性质，例如土壤养分的保持、土壤生物的数量等。因此，物理性质是土壤最基本的性质。它包括土壤的颜色、质地、结构、比重、容重、孔隙度、温度等。

30. （1）土壤颜色 土壤颜色主要取决于铁离子的化合状态和有机质的含量

31. 热带和亚热带土壤：红色为主（ Fe2O3赤铁矿多）； 温带或寒冷地区土壤：暗黑色（有机质积聚）； 干旱和半干旱地区土壤：偏灰白色（碳酸钙、石膏和可溶性盐类的积聚）。 排水不良的土壤：浅灰色、蓝灰色、蓝绿色（变价离子呈还原状态，如 FeO、MnO ）。

32. （2）土壤质地表示土壤颗粒的粗细程度，也即砂、粉砂和粘粒的相对比例。（2）土壤质地表示土壤颗粒的粗细程度，也即砂、粉砂和粘粒的相对比例。 土壤的粒级划分及其性质

33. 根据砂、粉砂和粘粒在土壤中的组合，可以进行土壤质地的分类。根据砂、粉砂和粘粒在土壤中的组合，可以进行土壤质地的分类。

35. （3）土壤结构 土壤中的固体颗粒往往不是以单粒状态存在，而是形成大小不同，形状各异的团聚体。土壤中的团聚体的结合状况称为土壤的结构。可分为四类。 团粒（球状）结构 块状结构 片状（板状）结构 柱状及棱柱结构

37. 3、土壤的化学性质 土壤化学性质主要表现在土壤胶体性质、土壤酸碱度和氧化还原反应三个方面。

38. 土壤酸碱度，它是土壤盐基状况的一种综合反映。土壤酸碱度与H+和OH-的比例数量有关。H+大大超过OH-的土壤呈酸性；而OH-大大超过H+的土壤溶液呈碱性；如果两者浓度相等，土壤呈中性。 中性

39. 第三节、 土壤的形成 • 土壤是成土母质在一定水热条件和生物作用下，经过一系列物理、化学和生物化学过程形成的； • 随着时间的进展，母质与环境之间发生频繁的物质能量交换和转化，形成了腐殖质和粘土矿物，发育了层次分明的土壤剖面，出现了具有肥力特性的土壤。

40. 土壤的形成 风化作用 成土过程 母质 土壤 岩石

41. 形成土壤的两个基本作用 • 风化作用：致密的岩石被破坏，营养元素得以释放，并形成疏松的风化层； • 生物作用：有机质加入，营养元素积聚。

42. （一）土壤的形成因素 成土因素学说的基本观点 • 土壤是在各种成土因素非常复杂的相互作用下形成的 • 对于土壤的形成来说，各种成土因素具有相互不可替代性，但生物起着决定的作用。土壤是在一定时期内，在一定的气候和地形条件下，由活有机体作用于成土母质而形成的。

43. 土壤发育的影响因素 1. 母质因素 2. 生物因素 3. 气候因素 4. 地形因素 5. 时间因素 6.人类因素

44. 1. 母质因素 • 土壤形成的物质基础 • 母质物质组成影响土壤的物质组成 • 母质性质决定和影响土壤的性质 • 母质影响土壤形成速度

45. 2. 生物因素 • 生物是土壤有机物质的来源和土壤形成过程中最活跃的因素，土壤的本质特征——肥力的产生与生物的作用是密切相关的。 • 生物作用通过生物的生命活动而实现，其中，食物链的形成与维持是至关重要的。

46. 3、气候因素 • 通过土壤与大气之间经常进行的水分和热量交换，对土壤水、热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度产生的影响。 • 在寒冷的气候条件下，微生物分解作用非常缓慢，使有机质积累起来；而在常年温暖湿润的气候条件下，微生物活动旺盛，全年都能分解有机质，使有机质趋于快速循环。

47. 气候影响土壤分层

48. 4. 地形因素 • 影响土壤水热条件（如山区，由于温度、降水和温度随着地势升高的垂直变化，形成不同的气候和植被带，导致土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直地带分化） • 决定土壤物质的迁移程度（如在陡峭的山坡上，由于重力作用和地表径流的侵蚀力往往加速疏松地表物质的迁移，所以很难发育成深厚的土壤）

49. 5. 时间因素 土壤是一个经历着不断变化的自然实体，形成过程是相当缓慢的。可能需要数千年的时间才能形成土壤发生层。

50. 6. 人类因素 • 人类活动通过改变其它成土因素而作用于土壤的形成与演化，农业生产活动是一个重要途径。 • 通过耕耘改变土壤的结构、保水性、通气性； • 通过灌溉改变土壤的水分、温度状况；