1、土壤地理学电子教案5.1 5.1 土壤形成过程的概念土壤形成过程的概念 5.2 5.2 基本土壤形成过程基本土壤形成过程5.3 5.3 土壤剖面形态特征土壤剖面形态特征 思考题与个案分析思考题与个案分析第5章 土壤形成过程1.掌握土壤物质迁移转化规律掌握土壤物质迁移转化规律 2.掌握土壤形成中的物质能量迁移、转化过掌握土壤形成中的物质能量迁移、转化过程的规律程的规律 3.熟悉主要成土过程的特点及其发生条件，熟悉主要成土过程的特点及其发生条件，了解主要成土过程的空间分异规律了解主要成土过程的空间分异规律4.理解土壤形态与成土过程的相互关系。理解土壤形态与成土过程的相互关系。教学重点土壤形成过程土
2、壤形成过程(Soil-forming process)生物积累作用生物积累作用(Biological accumulation)腐殖积累作用腐殖积累作用(Humus accumulation)淋溶作用淋溶作用(Eluviation)淀积作用淀积作用(Illuviation)发生层分化发生层分化(Horizon differentiation)关键词5.1 5.1 土壤形成过程的概念土壤形成过程的概念5.2 5.2 基本土壤形成过程基本土壤形成过程5.3 5.3 土壤剖面形态特征土壤剖面形态特征认识土壤物质迁移转化特征掌握基本成土过程掌握基本成土过程熟悉主要成土过程熟悉主要成土过程对土体中物质迁
3、移对土体中物质迁移转化的影响转化的影响知识结构 岩石风化和成土过程是地球表层系统中主要的物质运动过程，它们是岩石圈与大气圈、生物圈、水圈、智慧圈界面复杂物理、化学和生物过程的综合。太阳辐射能是驱动表生作用的主要源动力。与成土过程相关的地表元素迁移转化过程归并为：溶解迁移、还原迁移、配合迁移、悬浮迁移和生物迁移过程，如图5-15-7所示。5.1 土壤形成过程的概念图5-1 土壤形成发育中溶解作用及其影响因素示意图溶解迁移图5-2 成土过程中氧化-还原过程特征图还原迁移图5-3 土壤形成发育中配合作用及其影响因素示意图配合迁移图5-4 土壤形成过程及其土壤剖面形态示意图悬浮迁移图5-6 土壤形成发
4、育中生物迁移示意图生物迁移迁移形式迁移形式 迁移物质迁移物质 迁移机理迁移机理溶解迁移溶解迁移 各种土壤各种土壤组分组分风化壳或土壤中的物质与水形风化壳或土壤中的物质与水形成溶液成溶液还原迁移还原迁移 铁、镁铁、镁还原环境致使某些可变价态元还原环境致使某些可变价态元素被还原随水迁移素被还原随水迁移配合迁移配合迁移 金属离子金属离子 金属离子与电子给予体形成配金属离子与电子给予体形成配合物（络合物、螯合物）合物（络合物、螯合物）悬浮迁移悬浮迁移 土壤黏粒土壤黏粒 次生铝硅酸盐黏粒分散与水体次生铝硅酸盐黏粒分散与水体形成悬浮液随水渗漏形成悬浮液随水渗漏生物迁移生物迁移 各种化学各种化学元素元素生物
5、体吸收化学元素形成有机生物体吸收化学元素形成有机物在地表富集和被微生物分解物在地表富集和被微生物分解的过程的过程 土壤的本质特征是具有肥力和自净能力。土壤发生学认为，土壤形成过程实质上是生物积累过程和地球化学过程的对立和统一。土壤形成过程的基本模式，如图5-8、5-9所示。图5-8土壤形成过程中物质迁移和转化示意图 图5-9土壤能量转换示意图 在自然界中，土壤形成过程的基本规律是统一的，但是，由于成土条件的复杂性和多变性，决定了土壤形成过程总体的内容、性质及表现形式也是多种多样的。因此，根据土壤形成中的物质能量迁移、转化过程的特点，划分出以下基本成土过程，如图5-105-13所示。5.2 基本
6、土壤形成过程图5-10 土壤腐殖质化过程示意图(据于天仁等，1990年资料改编)腐殖质化过程黑土土层深厚，黑土土层深厚，黑灰色腐殖质层黑灰色腐殖质层厚厚30-100cm，表，表土有机质含量一土有机质含量一般般3-6%，高者，高者10%以上以上 哈尔滨附近黄土性母质发育的黑土剖面 与土壤有机质迁移转换相关的成土过程有：泥炭化过程(paludization)矿质化过程(mineralization)黑龙江省虎林县的沼泽土剖面 图5-11 灰化过程图解P代表年均降水量；PE代表年均陆面蒸发量灰白色的灰化灰白色的灰化层和黄棕带褐层和黄棕带褐的淀积层非常的淀积层非常醒目，这是含醒目，这是含铁矿物被蚀变铁
7、矿物被蚀变破坏后，从灰破坏后，从灰化层淋洗到淀化层淋洗到淀积层的结果。积层的结果。大兴安岭北端寒温带针叶林蒙克山的灰化土剖面 与土壤矿物迁移转换相关的成土过程有：黏化过程(clayification)土壤剖面中粘粒形成和土壤剖面中粘粒形成和累积的过程称为累积的过程称为粘化过粘化过程程。粘化过程使土壤某一层粘化过程使土壤某一层次的粘粒含量明显高于次的粘粒含量明显高于其它层次。其它层次。粘粒明显累积的层次称粘粒明显累积的层次称为粘化淀积层为粘化淀积层。山东邹县的棕壤剖面 与土壤矿物迁移转换相关的成土过程有：富铝化过程(alitization)又称又称脱硅富铝化过程脱硅富铝化过程。热带、亚热带地区土
8、热带、亚热带地区土壤物质由于矿物风化、壤物质由于矿物风化、形成弱碱性条件，随形成弱碱性条件，随着可溶性盐、碱金属着可溶性盐、碱金属和碱土金属盐基和硅和碱土金属盐基和硅酸盐的大量淋失，而酸盐的大量淋失，而造成铁铝在土体内相造成铁铝在土体内相对富集的过程。对富集的过程。海南岛福山县砖红壤剖面钙化过程图解钙积与脱钙过程干旱、半干旱地区，干旱、半干旱地区，土壤钙的碳酸盐发土壤钙的碳酸盐发生移动累积的过程，生移动累积的过程，称为称为钙积过程钙积过程。岩。岩石风化产生的易溶石风化产生的易溶性盐类，部分被淋性盐类，部分被淋失，部分淀积在土失，部分淀积在土体的中下部。体的中下部。在降水量大于蒸发在降水量大于蒸
9、发量的条件下，土壤量的条件下，土壤中的碳酸钙被淋出中的碳酸钙被淋出土体，称为土体，称为脱钙过脱钙过程程。内蒙古海拉尔以北哈达图牧场的黑钙土剖面 黑色腐殖质之下有明显的灰白色钙积层，剖面上部呈中性或微酸性，下部呈碱性反应，水分状况稍干。属中温带半湿润地区草甸草原植被下形成的土壤。图5-13 盐化过程图解盐化与脱盐过程地表水、地下水以地表水、地下水以及母质中含有的盐及母质中含有的盐分，在强烈的蒸发分，在强烈的蒸发作用下，逐渐向地作用下，逐渐向地表积聚的过程，称表积聚的过程，称为为盐化过程盐化过程。土壤中的可溶性盐土壤中的可溶性盐分，通过降水或人分，通过降水或人为灌溉洗盐，迁移为灌溉洗盐，迁移到下层
10、，或排出土到下层，或排出土体。这一过程称为体。这一过程称为脱盐过程。脱盐过程。碱化过程(solonization)碱化过程碱化过程是交换性钠或交换性镁不断是交换性钠或交换性镁不断不断进入土壤吸收复合体的过程。有不断进入土壤吸收复合体的过程。有时也称钠质化过程。时也称钠质化过程。碱化过程使土壤呈碱性或强碱性。碱化过程使土壤呈碱性或强碱性。脱碱化过程脱碱化过程指通过淋洗和化学改良，指通过淋洗和化学改良，使土壤碱化层中钠离子和易溶盐类减使土壤碱化层中钠离子和易溶盐类减少，胶体钠饱和度降低的过程。少，胶体钠饱和度降低的过程。受土壤水分状况影响的成土过程有：潜育化过程(gleyization)潴育化过程
11、(redoxing)白浆化过程(albicbleaching)潜育化过程(gleyization)潴育化过程(redoxing)潜育化过程潜育化过程是土壤长期渍水、有机质是土壤长期渍水、有机质嫌气分解、铁锰强烈还原，形成灰嫌气分解、铁锰强烈还原，形成灰蓝蓝灰绿色土层的过程。该过程主要灰绿色土层的过程。该过程主要发生在排水不良的水稻土和沼泽土中，发生在排水不良的水稻土和沼泽土中，往往发生于剖面的下部。往往发生于剖面的下部。潴育化潴育化是一个氧化还原交替的过程。是一个氧化还原交替的过程。氧化还原交替使土体内出现锈纹、锈氧化还原交替使土体内出现锈纹、锈斑、铁锰结核和红色胶膜等物质。该斑、铁锰结核和红
12、色胶膜等物质。该过程又称为过程又称为假潜育化假潜育化。白浆化过程(albicbleaching)在季节性还原淋溶条件下，粘粒与在季节性还原淋溶条件下，粘粒与铁锰的淋溶淀积过程，称为铁锰的淋溶淀积过程，称为白浆化白浆化过程过程。其结果是在腐殖质层下形成。其结果是在腐殖质层下形成一个粉砂含量高、铁锰贫乏的白色一个粉砂含量高、铁锰贫乏的白色淋溶层，在剖面中下部形成铁锰和淋溶层，在剖面中下部形成铁锰和粘粒富集的淀积层。粘粒富集的淀积层。该过程的发生与地形部位有关，多该过程的发生与地形部位有关，多发生于白浆土中。发生于白浆土中。白浆土剖面 土壤熟化过程是人为培养土壤的过程。通过耕作、灌溉、施肥和改良等方
13、法，在土壤上部形成人为表层(Ap)，并不断改变原有的土壤某些过程和性状，使土壤向有利于作物高产方面发育。土壤熟化可分为：改造不利的自然成土阶段；培肥熟化阶段；高肥阶段，如图5-14和5-15所示。图5-14 土壤旱耕熟化过程图解图5-15 中国黄土高原南部人为旱耕的土垫过程示意图 土壤退化过程(soil degradation)是指因自然环境不利因素和人为开发利用不当而引起的土壤物质流失、土壤性状与土壤质量恶化以及土壤肥力下降，作物生长发育条件恶化和土壤生产力减退的过程。联合国粮农组织(FAO)将土壤退化分为侵蚀、盐碱、污染等10种类型。土壤剖面形态包括土壤颗粒微形态、结构体形态、土层形态、土
14、壤剖面形态、土被结构形态。其中土壤剖面形态、土层形态、土壤结构体形态的观察是土壤资源调查和土壤地理研究的基础性工作。土壤剖面构型基本图式，如图5-16所示。5.3 土壤剖面形态特征图5-16 土壤剖面构型的一般综合图式 图5-17土壤剖面发育的一般图式 土壤剖面发育的一般模式如图5-17所示。总之，从土壤发生学观点看，成土因素是土壤形成的外部环境条件，土壤形成过程是土壤发育内部变化的依据。外因通过内因起作用。土壤形态特征则是土壤形成过程的结果。土壤发生类型必然要和它们所处的环境相统一，与成土因素处于动态平衡。思考题与个案分析1.请列举四个最为广泛的成土过程，并分别给每个 成土过程一个实例。2.
15、试通过实地调查与观察，分析搅动作用在土壤发 育中的重要性。3.为什么说土壤形成过程是生物累积过程和地球化 学过程的对立和统一。4.试分析重要成土过程特点及其发生的环境条件。5.土壤剖面的分异过程，典型土壤剖面的基本构型。6.通过观察学习，试分析地球表层系统中物质的地 质大循环和物质的生物小循环的实质，并阐述它 们的资源与环境意义。8.据有关资料：【中国大兴安岭北部灰土(相当于 漂灰土)剖面表层活性Fe2O3和Al2O3含量均低于2；而在心土层活性Fe2O3和Al2O3含量均超过4；底 土层活性Fe2O3和Al2O3含量均在3以下】。试结合 你所学的知识分析在寒温带针叶林条件下，土壤中 Fe2O3和Al2O3迁移转化特征。
