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3第二讲 土壤形成因素
2013-07-08 | 阅:  转:  |  分享 
  
地形与母质的关系地形对母质起着重新分配的作用,不同的地形部位常分布有不同的母质。山地上部或台地
上,主要是残积母质(residualmaterial)坡地和山麓地带的母质多为坡积物(slopewash);在山前平原的冲
积扇地区,成土母质多为洪积物;河流阶地、泛滥地和冲积平原、湖泊周围、滨海附近地区,相应的母质为冲积物、湖积物和海积物。地
形与水热条件的关系地形对水分状况的影响(湿润地区尤为重要)地形支配地表径流,影响水分重新分配,决定地下水的活动;坡面形态
(光滑或粗糙,凹面或凸面)对水分状况影响很大;地形的差别还可导致地形雨(geographicalrain)地形影响地表
温度不同的海拨高度、坡度和方位对太阳辐射能吸收和地面散射不同,例如南坡常较北坡温度高。土链有机土潜育
土淋溶土地形对水分运动的影响(据JohnGerrard,2000)地形与土壤发育的关系地形对土壤发
育的影响,山地表现尤为明显山地地势高、坡度大,切割强烈,水热状况和植被变化大,因此山地土壤有垂直分布的特点。
地形发育(地形受地质营力的作用也在不断发生变化)也对土壤发育带来深刻的影响由于地壳上升或下降,影响土壤侵蚀
与堆积过程及气候和植被状况,使土壤形成过程、土壤和土被发生演变。土链有机土潜育土淋
溶土相同气候、母质、成土年龄下,由于地形和排水条件上差异引起的具有不同特征的一系列土壤成为土链。河谷地形发育对土壤
形成、演化的影响示意图随着河谷地形演化,不同地形部位上,可构成:
地带性土(zonalsoil)(高级阶地higherterrace)
半水成土(semi-aquaticsoil)(低级阶地lowerterrace)
水成土(aquaticsoil)(河漫滩floodland)高低土壤特性及其相互关系
图式(据Furley,1968年资料改编)五)、成土时间1、土壤年龄指土壤的发育程度,即相对年龄从开始成土时起直到现在,
即绝对年龄2、土壤形成速率和所需时间3、土壤形成的阶段性5个阶段初期、青少年期、壮年期、老年期和最后阶段
Timedoesnotexertadirectcontrolonsoilformation,butis
themediumthroughwhichalltheotherenvironmentalfactorsoper
ate,anditsroleinsoilformationisintegraltotheunderstand
ingofsoil-formingenvironments.Soilsgenerallybecomemo
redevelopedthroughtimewiththeprogressiveoperationofpedog
enicprocesses.Afteracertainperiodoftime,soilsmayreacha
nequilibriumcondition,whentheycanbesaidtobefullydevelo
ped.7.1.6成土时间(Time)对土壤发育的影响时间因素对土壤形成没有直接作用,但可体现土壤的发育程度。第二
节土壤形成因素一、土壤形成因素学说(一)道库恰耶夫土壤形成因素学说的基本观点19世纪末叶,俄国科学家道库恰耶夫开始
提出:1、土壤是成土因素综合作用的产物:II=f(K,O,г,P)T分别表示:土壤、气候、生物、岩
石、地形和时间2、成土因素的同等重要性和相互不可代替性3、成土因素的发展变化制约这土壤的形成和演化4、成土因素是具有地理分布
规律的(二)土壤形成因素学说的发展1、积极意义:道库恰耶夫提出了历史自然体、统一综合体概念2、缺陷性:没有指出生物因素在成
土过程中的主导作用没指出人类生产活动在土壤形成中的特殊作用。3、完善与发展:威廉斯完善了其局
限性美国的叶尼,对其补充和发展了公式:S=f(cl、o、r、p、t…)式中:S(soil)——土
壤cl(climate)——气候o(organism)——生物r(relief)——地
形p(parent)——母质t(time)——时间点号(…)——其
它因素式中,某一因素占优势,就把括号中某因素放在首位二、成土因素的作用一)、母质在土壤形成中的作用1、直接影响
着成土过程的速度、性质和方向首先表现在它的矿物组成和化学组成上:母质的矿物组成和化学组成影响着土壤的化学
成分及土壤内部化学过程的进行。例如:含碳酸钙或其它盐基丰富的成土母质,土壤中能中和酸性的物质就多,一般反应不易趋于
酸性;又如:含磷、钾、钙等比较丰富的成土母质,所形成土壤含这些物质也相应比较丰富。2、母质对土壤物理性质有很大影响
由于母质的机械组成不同,则母质的孔隙性、导热性、膨胀性也不同,这些直接影响道土壤的通气性、透水性、持水性以及土壤水分和
其它物质的移动、转化和植物的生长等。3、母质层次不均一性也影响土壤的发育和形态特征影响成土过程的速度、性质和方向影响
土壤理化性状(如养分等)岩浆岩:花岗岩形成的土壤富钾而缺磷;玄武岩形成的土壤缺钾而富磷;沉积岩:砂岩形成的土壤盐基养
分较贫乏;页岩形成土壤盐基养分较丰富。影响土壤矿物组成影响土壤发育和形态特征(morphologicalcharacter
istic)总之,成土过程进行得愈久,母质与土壤的性质差别就愈大。但母质的某些性质却仍会顽强地保留在土壤中。
湿度(humidity)影响土壤中物质的迁移影响土壤中物质
的分解、合成和转化温度(temperature)影响矿物和有机物质的风化、分解与合成。
每增加10℃温度,反应速率可成倍增加。温度和湿度的共同影响(交互作用)实际上
水热两因子是共同作用着的,只有两者互相配合,才能促进土壤的形成发展。气候的影响二)、气候因素的作用
全球气温时空变化对土壤形成的影响全球降水量时空变化对土壤形成的影响1、湿度因子对土壤形成的影响主要表现在:1)影响土壤
中物质的迁移A、淋溶型水分状况B、非淋溶型水分状况C、上升型水分状况
D、停滞型水分状况2)影响土壤中物质的分解、合成和转化不同温度带风化壳分异图式(据Gerrard
J,2000年资料改编)Relationofsoilorganicmatterconcentrationtocli
mateandaltitudeinzonalsoilsofChina[WanhongDai,YaoHuang
,Catena65(2006)87–94]美国中部土壤碳酸钙层出现深度与年降水量关系图(据Jenny,1983)印度24℃等温
沿线区表土有机碳含量与年降水量关系图(据Jenny,1983)土壤剖面发育与气候湿润度的关系图2、温度对土壤形成的影响
一般来说,温度增长10度,反应速度增加1倍;温度从0度增长到50度,化合物的解离度可以增加7倍。花岗岩
风化壳厚度广东30-40cm浙江
5-6cm青藏高原<1cm3、温度和湿度
的共同影响当湿度为60%-65%左右,温度为45-50度时,有机物质分解最充分,可达总量的90%不同地带土
壤中苜蓿碎屑分解速率的实验模拟(据Jenny,1983)热带雨林波哥大草原内华达山地积雪土壤地带性(soilzon
ality)纬度地带性:在东部湿润区,由北而南热量递增,土壤分布依次为暗棕壤、棕壤、黄棕壤、黄壤、红壤和砖红壤经度地带性:在
温带,自西向东大气湿度递增,依次出现棕漠土、灰棕漠土、灰漠土、棕钙土(灰钙土)、栗钙土、黑钙土和黑土。垂直地带性:山区土壤呈与
海拔高度相对应的带状分布规律土壤是气候变化的记录者气候的变化往往在土壤性质中可以得到体现,所以我们可以通过
研究古土壤的性质,来追朔过去的气候。气候变化(climaticchange)与土壤形成生物因素是促进
土壤发生发展最活跃的因素。生物(植物、土壤动物和土壤微生物)在土壤形成过程中起主导作用:把太阳能引入成土过程,使营养元素在
土壤积聚,产生腐殖质,形成土壤团粒结构,改善母质理化性质,形成具有肥力的土壤。一定意义上,没有生物因素的作用,就没有土
壤的形成。三)、生物因素的作用全球土壤-植被景观图生物群落及其对成土过程的作用图式1、植物在成土过程中的作用
利用太阳辐射能,合成有机质,把分散在母质、水体和大气中的营养元素有选择的吸收富集,同时伴随着矿物质营养元素的有效化A、不
同植被类型有机残体数量不同B、植物吸收矿物质在组成、数量上差异很大C、根系分泌有机酸D、根系活动促进土壤结构发展
能量转换(conversionofenergy)及有机质形成太阳能→化学能(潜能)矿物质富集作用(enr
ichment)及有效化把分散在母质、水体和大气中的营养元素有选择地吸收起来,同时伴随着矿质营养元素的有效化。促进
土壤形成及结构体的发展植物根系分泌有机酸,通过溶解和根系挤压作用破坏矿物晶格,改变矿物的性质,促进土壤形成;并通过根
系活动,促进土壤结构发展。Litterinputratesfordifferentecosystems
EcosystemLitterinput(tha-1a-1)Tundra(冰沼植被)1.5Boreal
forest(北方森林)7.5Temperatedeciduousforest(温带落叶阔叶
林)11.1Temperategrassland(温带草原)7.5Savanna(热带稀树干草原)9.5T
ropicalforest(热带森林)30.0Source:Swiftetal.1979不同植物作用下形成
土壤的有机质垂直分布比较(据熊毅,1990)自然植被和水热条件的演变,引起土壤类型的演变由东北
往华南的森林植被和土壤的分布依次为:针叶林(棕色针叶林土)针阔混交林(暗棕壤)落叶阔叶林(棕壤)落叶常绿阔叶林(
黄棕壤)常绿阔叶林(红壤、黄壤、赤红壤)雨林、季雨林(砖红壤)北南2、动物在成土过程中的作用
A、土壤动物区系的种类多、数量大,其残体作为土壤有机质的来源,参与了土壤腐殖质的形成和养分的转化B、动物活动可
疏松土壤,促进团聚结构形成C、土壤动物种类组成和数量在一定程度上是土壤类型和土壤性质的标志,可作为土壤肥力的指标3、微生物在成土过程中的作用A、分解有机质,释放养分B、合成土壤腐殖质,提高土壤胶体性能C、固定大气中氮气,增加土壤氮含量D、促土壤物质溶解迁移,增加矿质养分有效性主要是通过影响其他成土因素对土壤起作用1、地形与母质的关系起着重新分配的作用2、地形与水热条件的关系地形支配着地表径流,影响水分的重新分配,很大程度上决定着地下水的活动情况3、地形与土壤发育的关系在山地尤为明显垂直分布土链四)、地形因素
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(本文系静默坊首藏)