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第二节土壤早期的欧洲殖民者在巴西亚马孙河流域发现，当地印第安人在一种与自然土壤迥异的黑色土壤上种植(图5.13)。据研究，这种黑色上壤是人工土壤，主要成分是利用农作物秸秆等在一定条件下制作面成的生物炭。当地人用生物炭改良贫将的主壤，可能已有几千年的历史了。亚马孙河流域的自然土壤用于耕作时为什么贫瘠?你能举出改良士壤的其他案例吗?一、观察土壤土壤是指陆地表层具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层，由矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成。野外对土壤的观察，一般从土壤颜色、土壤质地、土壤剖面构造等方面进行。土壤颜色是土壤最重要的外部特征之一。有些土壤就是用颜色来命名的，如黑士、红壤等。土壤颜色黑龙江垦区的黑土景观云南东川的红壤景观黑土是大自然给予人类的得天独厚的宝藏，是一种性状好、肥力高，非常适合植物生长的土壤。黑土形成在中高纬度气候相对寒冷且相对湿润的地区，由于气温较低，微生物活性较差，枯枝落叶大多能够进入土壤形成有机质。世界上仅有三块黑土平原：美洲的密西西比平原、欧洲的乌克兰平原、亚洲的东北平原。红壤是分布于热带和亚热带雨林、季雨林或常绿阔叶林植被下的土壤，由于所在区域气候湿润，降水丰富，土壤淋洗作用强烈，从而富含铁、铝等氧化物，呈酸性红色，肥力较差。红壤广泛分布于我国秦岭淮河以南的广大亚热带和热带季风气候区。红壤的酸性强，土质粘重是红壤利用上的不利因素，可通过多施有机肥，适量施用石灰和补充磷肥，防止土壤冲刷等措施提高红壤肥力。紫色土是一种非地带性土壤，在我国主要分布于四川盆地，紫色土是由紫色砂页岩作为成土母质，逐步发育而来，紫色土是在频繁的风化作用和侵蚀作用下形成的。黄土呈浅黄色或黄褐色，广泛分布于北美、欧洲和亚洲，现在一般认为主要是由风力沉积而形成的，黄土通常为钙质并往往含贝壳、骨骼和哺乳动物的牙齿以及碳酸钙结核，有时也含氧化铁结核而形成可大量贮水的优质土壤，我国的黄土高原分布有大量的黄土。土壤矿物质颗粒按照粒径大小可分为石砾、砂土、粉粒和粘粒等。不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例称为土壤质地。从土壤质地看，土壤一般分为砂土，壤土和黏土，在野外可以根据手指研磨土壤的感觉近似地作出判断。土壤质地土壤的黏性土壤矿物质颗粒按照粒径大小可分为石砾、砂土、粉粒和粘粒等。不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例称为土壤质地。从土壤质地看，土壤一般分为砂土，壤土和黏土，在野外可以根据手指研磨土壤的感觉近似地作出判断。土壤质地砂土成分以砂粒占优势，大孔隙多，毛细血管孔隙少，通气，透水性强，保水，蓄水性能弱而且有机质易分解，保肥性能弱，但易耕作。沙土地土壤矿物质颗粒按照粒径大小可分为石砾、砂土、粉粒和粘粒等。不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例称为土壤质地。从土壤质地看，土壤一般分为砂土，壤土和黏土，在野外可以根据手指研磨土壤的感觉近似地作出判断。土壤质地壤土中所含的砂粒、粉粒、黏粒的比例适中，兼有砂土和黏土的优点，不仅通气、透水性能良好，而且蓄水、保肥性能强，是农业生产理想的土壤质地。壤土土壤矿物质颗粒按照粒径大小可分为石砾、砂土、粉粒和粘粒等。不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例称为土壤质地。从土壤质地看，土壤一般分为砂土，壤土和黏土，在野外可以根据手指研磨土壤的感觉近似地作出判断。土壤质地黏土成分中黏粒占优势，通气、透水性差，蓄水、保水性能强，而且有机质分解缓慢，易积累，保肥性能好，但质地黏重，不易耕作。•黏土类土壤湿时黏，干时硬土壤矿物质颗粒按照粒径大小可分为石砾、砂土、粉粒和粘粒等。不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例称为土壤质地。从土壤质地看，土壤一般分为砂土，壤土和黏土，在野外可以根据手指研磨土壤的感觉近似地作出判断。土壤质地砂土成分以砂粒占优势，大孔隙多，毛细血管孔隙少，通气，透水性强，保水，蓄水性能弱而且有机质易分解，保肥性能弱，但易耕作。壤土中所含的砂粒、粉粒、黏粒的比例适中，兼有砂土和黏土的优点，不仅通气、透水性能良好，而且蓄水、保肥性能强，是农业生产理想的土壤质地。黏土成分中黏粒占优势，通气、透水性差，蓄水、保水性能强，而且有机质分解缓慢，易积累，保肥性能好，但质地黏重，不易耕作。沙土•沙粒多•大孔隙多，小孔隙少•养分少，有机质分解快•土温变化快壤土•沙黏适中•有机质分解较快•土温稳定黏土•黏粒多•孔隙小，总孔隙大•养分丰富，有机质分解慢•土温变化慢土壤剖面构造从地面向下挖掘的一段垂直切面。土壤剖面的构造（或土体构型），是指从上到下不同土层的排列方式（如下图）。土壤剖面构造土壤剖面是指从地面垂直向下的土壤纵剖面，由一些形态特征各异的、大致呈水平展布的土层所构成。这些土层是土壤形成过程中物质转化、迁移和积累的结果。自然土壤剖面主要土层及其特点如图所示。自然土壤经过人为耕作就变成耕作土壤。耕作土壤剖面一般分为耕作层、犁底层和自然土层又称表土层或熟土层，土质疏松，有机质比例高，颜色较暗又称亚表土层，土层紧实，颜色较浅，具有保肥保水作用未经耕作熟化，不利于作物生长耕作农业生产差黏重二、土壤主要的形成因素土壤是环境各要素综合作用的产物。土壤的主要形成因素包括成土母质、生物、气候、地貌、时间等。1、成土母质成土母质：岩石的风化产物，是土壤发育的物质基础，称为成土母质。成土母质决定了土壤矿物质的成分和养分影响土壤的质地。PS：成土母质颗粒之间存在空隙，所以具有透气、透水性，并有一定的可溶性矿物养分，但仅能满足一些低等植物和微生物的生长，只有当低等植物和微生物不断新陈代谢，逐渐积累起丰富的有机物质时，才能使母质具有肥力，为高等植物生长提供条件，这时母质才发展成为土壤。风化作用使岩石破碎，理化性质改变，形成结构疏松的风化壳，其上部可称为土壤母质(成土母质)。如果风化壳保留在原地，形成残积物，便称为残积母质；如果在重力、流水、风力、冰川等作用下风化物质被迁移形成崩积物、冲积物、海积物、湖积物、冰碛物和风积物等，则称为运积母质。开山时使用的火烧水浇法的物理原理•古时候开山时，遇到巨大的岩石，先用火将岩石烧红后，再用冷水浇，岩石就裂开了。这是什么物理原理？岩石热胀冷缩不均匀冰能裂石原始苔藓类最早参与土壤的形成，高等植物的出现标志着土壤最终形成2、生物(主导因素)生物是影响土壤发育的最基本也是最活跃的因素，没有生物的作用，就不可能形成土壤。生物残体为土壤提供有机质。有机质在微生物作用下转化为腐殖质。植物可把分散在成土母质、水和大气中的营养元素选择性地加以吸收，储存在生物体内，并随生物残体的分解释放到土壤表层。这种生物循环不断进行，使营养元素在土壤表层富集。植物、动物、微生物的综合作用，加快岩石风化和土壤形成的过程，改善成土母质的性状，促进土壤矿物质颗粒团聚。微生物的分解再合成形成腐殖质微生物直接分解成矿质养分Ga2+Mg2+Na+Zn2+Mn2+细菌放线菌、真菌病毒藻类原生动物生物是土壤形成过程中最活跃的因素，起着主导作用。图解如下：裸露岩石――――――→苔藓类生物风化作用成土母质――――――→苔藓类生物大量繁殖原始土壤――――――→高等植物生长增加有机质成熟土壤（含矿物养分没有肥力）3、气候岩石风化的强度和速度与温度、降水量呈正相关，因此，湿热地区的土壤形成速度比干冷地区快得多。与干冷地区相比，湿热地区土壤化学风化作用和淋溶作用强，土壤黏粒比重高。冷湿环境有利于土壤有机质积累，而干旱、高温地区土壤有机质积累少。亚马孙热带雨林东北原始森林亚马孙河流域因高温多雨，自然土壤用于耕作时，很快会变得贫瘠气候对土壤形成的影响主要体现在两个方面：一是直接参与母质的风化，水热状况直接影响矿物质的分解与合成及物质积累和淋失；二是控制植物生长和微生物的活动，影响有机质的积累和分解，决定养料物质循环的速度。气候对土壤形成的影响主要包括湿度和温度两个方面。母质风化气候因素→土壤水热状况→植物生长、微生物活动、有机质的合成与分解[特别提醒]不同的气候条件形成不同的土壤类型气候条件影响土壤中的有机质含量的多少，故不同的气候条件形成不同的土壤类型，如东北平原气候冷湿，土壤有机质分解慢，形成肥沃的黑土；长江中下游地区，由于气候湿热，有机质分解快，形成贫瘠的红壤；内陆干旱地区，由于矿物质淋失速度慢，形成钙质土。另外，土壤的干湿状况，通过蒸发对空气湿度、温度也有一定的影响，也可通过土壤上生长的植物影响气候。气候的分布规律在很大程度上影响和控制了土壤的分布规律。红、黄壤区黄棕壤区棕壤区暗棕壤区纬度地带性经度地带性栗钙土棕钙土灰钙土灰漠土灰棕漠土暗棕壤欧亚大陆广域土壤分布模式图降水量热量4、地貌地貌对土壤发育的影响是多方面的。例如，由于水热条件的不同，山顶与山麓，阳坡与阴坡、迎风坡与背风坡的土壤发育不同；从山顶到底平洼地，由于成土母质的颗粒存在由粗到细的变化规律，依次分布着砾质土、砂土，壤土和黏土。北京市海淀区北安河土链分布示意图5、时间在上述成土因素综合作用下，土壤发育的时间越长，土壤层越厚，土层分化越明显。在自然状态下，形成20厘米厚可供耕作的土壤，一般需要100-1000年。绝对年龄举例1.石灰岩经过100年就可产生剥蚀2.抗蚀性较强的砂岩经过200年才可看出风化的痕迹。3.我国南方的紫色砂岩经10余年风化成土就可形成较肥沃的土壤。4.俄罗斯平原上，3000年便可形成40cm厚的黑钙土，7000年就可形成150cm厚的黑钙土火山岩发育的幼年土壤：1cm/1.3年,5.非洲的氧化土：1cm/750年。6.淋溶土：3～7.3千年7.始成土：1.3～3千年新成土：0.1～1.3千年软土：3～29千年老成土：500～3200千年。除自然原因外，人类活动对土壤的影响极为深刻。自然土壤在人类长期的耕作和培育下，形成了有利于农业生产的耕作土壤。例如：⑴自然土壤形成后的人类耕作过程，使耕作土壤形成：不断翻耕、施肥、灌溉，土壤不断熟化，形成高产稳定的耕作土壤，如北方的黑垆土、南方的水稻土⑵合理的耕作经营，可使土壤不断改良，保持和提高土壤肥力⑶不合理的耕作经营会引起土壤退化，如土壤沙化、盐碱化、水土流失等⑷重视土壤保护和培育，用养结合，使土壤不断改良。解释常见的土壤现象1、指出形成上述土壤现象的主导因素。2、尝试对上述土壤现象简要解释。下面列出的是一些常见的土壤现象。（1）我国南方山地土壤较厚，而西北高山上的岩石风化层和土壤很薄。（2）四川盆地的有些地方，岩石是紫色的，土壤也呈紫色。（3）对耕作而言，我国东北平原的土壤肥沃，而南方地区的土壤相对瘠薄。（4）山顶土壤的颗粒较粗，山前平原土壤的颗粒较细。活动北方由于气候淡热、干燥，一年较多时间不利于土壤中微生物活动，因而土壤有机质矿质化分解受到阻碍，有机质保留于土壤中；而南方则刚好相反，气候湿热，一年中大多时间有利于土壤中微生物活动，因而土壤中有机质大量被矿质化分解，保留于土壤中的有机质则较少紫色土是由紫色砂页岩作为成土母质，逐步发育而来，紫色土是在频繁的风化作用和侵蚀作用下形成的。洪积物和冲积物上发育的土壤具有明显的质地分层特征，越往边缘颗粒物越细；发育在残积物和坡积物上的土壤，含石块较多江南丘陵属亚热带季风气候，化学与生物化学作用较强，因而红壤发育程度较好，西北地区风化作用和风力侵蚀作用强，土壤发育程度低一选择题1．关于土壤的叙述，正确的是（）A、土壤即陆地表面疏松的表层B、岩石经外力风化而产生土壤C、土壤是岩石圈的一部分,属于无机物质D、土壤必须是陆地表层具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层练习D2．关于土壤肥力的叙述，错误的是()A.具有肥力，能够生长植物，这是土壤的本质属性B.土壤中有机物的含量，通常是土壤肥力高低的重要标志C.壤肥力高低纯粹取决于土壤中有机质和矿物质含量的多少D.人类生产活动对土壤肥力影响很大C3．土壤形成过程中起主导作用的是()A．岩石B.气候C.生物D.人类活动C下图是低、中、高三个不同纬度的自然带(生态系统)物质流动示意图(图中圆圈的大小表示所储存养分百分比的多少，箭头的粗细表示物质养分流的大小)。读图，回答5～6题。5.对土壤、生物量、枯枝落叶在生态系统所储存养分的比重大小，最主要的