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土壤的形成與固相組成

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土壤的形成與固相組成


◆ 學習目標


1.了解土壤的形成過程


2.熟悉土壤的礦物組成和膠體特性


3.掌握土壤有機質的特點、作用


第一節 土壤的形成

土壤的構成,土壤分析,土壤改良,土壤修復,鹽堿地肥料,抗鹽堿有機肥,


? 一、土壤圈的概念與功能


土壤是陸地表面由礦物、有機物質、水、空氣和生物組成、具有肥力且能生長植物的未固結層。土壤是有特殊結構和功能的地球系統的一個圈層。土壤圈是覆蓋于地球表面和淺水域底部的土壤構成的一種連續體或覆蓋層,它猶如地球的地膜,在一定程度上類似生物體的生物膜。土壤圈是地圈系統的重要組成部分,其位置處于地圈系統,即氣圈、水圈、生物圈與巖石圈的交接界面,它既是這些圈層的支撐者,又是它們長期共同作用的產物。


土壤圈的功能如下:


(1)對生物圈 支持和調節生物過程;提供植物生長的養分、水分與適宜的物理條件;決定自然植被的分布與演替。但土壤圈的各種限制因素對生物也產生不良影響。


(2)對氣圈 影響大氣圈的化學組成、水分與熱量平衡;吸收氧氣,釋放二氧化碳、甲烷、硫化氫、氧化亞氮等,對全球大氣變化有明顯影響。


(3)對水圈 影響降水在陸地和水體的重新分配,影響元素的表面地球化學行為、水分平衡、分異、轉化及水圈的化學組成。


(4)對巖石圈 作為地球的“皮膚”,對巖石圈具有一定的保護作用,以減少其遭受各種外力破壞;與巖石圈進行互為交換與地質循環。


? 二、土壤的形成因素


土壤圈不僅對周圍圈層發揮了巨大影響,而且也受到其他圈層的很大影響。在大氣圈、巖石圈、水圈、生物圈構成的巨大空間中,經過長時間的作用,土壤圈中逐步形成了各種類型的不同土壤。土壤圈中形形色色的土壤,正是在相當長的時間跨度內,受大氣圈、巖石圈、水圈、生物圈作用的產物。這些影響土壤形成和分布規律的自然因素,稱為成土因素,包括氣候、母質、生物、地形、時間5個方面。


1.氣候


對土壤形成來說,氣候既是因素也是條件。大氣降水和太陽輻射是土壤水分和熱量的根本來源。影響成土過程的氣象因素主要是降水量、降水分布、熱輻射平衡、氣溫及其變幅、大氣濕度、干燥度和風等。氣候因素影響巖石的風化特點和風化過程的方向與進程。母質及土壤風化層的厚度,隨土溫和濕度的增高而加厚。土壤的水、熱狀況的差異直接影響著植被類型的更替、有機質積累的類型和數量以及微生物的生命活動,進而影響土壤中有機物質的分解和合成、腐殖質的類型等。氣候影響土壤中物質的淋溶與淀積,隨著降水量的增加,一般土壤的氫離子濃度增加,鈣積層深度增加,全氮量增加,膠粒量增加,陽離子代換量增加。在半濕潤的溫帶,隨著氣溫的增高,土壤有機質、全氮量下降。


2.母質


母質是土壤賴以形成的初始物質。母質在礦物學和化學組成上的不同,直接影響土壤的理化性質,如酸性巖(花崗巖等)形成的母質其SiO2高達65%以上,相應地,Fe、Al、Ca、Mg等其他成分就少,而SiO2難以風化,故多形成砂性土。相反,如玄武巖等基性巖因SiO2少,而Fe、Al、Ca、Mg含量較多,常形成養分較高的鹽基性土壤。其他沉積巖發育的土壤也繼承了母巖的某些特性。母質的物理性質對土壤孔隙和團聚體的類型和分布也有相當大的作用。


3.生物


生物包括植物、土壤微生物和土壤動物。營養元素的生物學積累和循環在成土過程中起主導作用,直接的作用是綠色植物通過龐大的根系進行選擇性的吸收,從而改變了某些元素和化合物在地質循環中的遷移特點和順序,使部分營養元素集中和積累起來。大量的微生物參加了土壤有機質的轉化過程,不僅給作物提供了大量的經礦質化而釋放出來的營養物質,而且形成了腐殖質——標志土壤肥力高低的重要物質。此外,生物活動還改變了周圍環境的濕度、溫度和空氣狀況而間接影響土壤的性狀。例如,在針葉林植被下,形成強酸性的灰化土。


4.地形


地形對土壤形成所起的作用,一方面表現在母質在地表的再分配;另一方面表現在對水、氣、熱等能量的再分配。地形高低不同,坡向不同,地表的水熱狀況就不同。即便是在一個氣候帶內,因地形的變化,地面承受的降水和太陽輻射也發生相應的、有規律的變化。如隨海拔高度的加大,地面輻射的加強,氣溫隨之有規律地下降,平均每上升100 m,氣溫下降0.6℃。迎著潮濕氣流的坡面,常形成地形雨,局部降雨增多。地面又因坡度陡緩和坡面長短的不同,接受的降水量和降水在地表的再分配也不同。此外,陽坡較陰坡接受的太陽輻射多。這種水熱狀況的差異直接反映到植物生長和有機質分解與合成的過程,從而影響著土壤的形成。地形對母質的再分配表現在不同地形的土壤屬性不同,陡坡土壤薄、質地粗,養分易流失;平原土層厚,質地均勻,養分不易流失。


5.時間


土壤發生和發育必然經過相當長的時間,時間越長,土壤發生層的分化越明顯,土壤個體發育顯著,土壤相對年齡長。在土壤系統發育上,即土壤類型的轉化或土壤發育階段上,時間也具有重要的意義。


雖然各個自然因素對土壤形成都起著不同的作用,但是它們對土壤形成的影響并不是孤立的,而是緊密地、綜合地影響著土壤的。各個成土因素相互不能代替而又不可分割地影響著土壤的形成過程。


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