第六章讲稿土壤圈.docx

归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第六章 土壤圈大气圈、水圈和岩石圈是地理环境中无生命的圈层,而土壤圈和生物圈就是地理环境中具有类生命和生命性质的圈层； 从地球演化历史方面考察, 这后两个圈层形成较晚, 属于地理环境中比较“ 年轻” 的成员,在进化阶段上,土壤比生物低级,其结构和功能比生物体亦简洁得多；土壤通是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、具有肯定肥力而能够生长植物的疏松层 ,其厚度一般为 1～2m以内；土壤有地球表面所构成的掩盖层称为土壤圈或土被层；现代土壤科学不但争论土壤类型的组成、性质及其与各成土因素之间的关系,仍将土壤圈内部的物质迁移转化过程及与地球其他圈层之间的物质交换过程、速率、机制及其相互影响作为争论重点,以便为保持和改善人类生存环境、进展农林牧业生产和全球变化争论服务；第一节 土壤的组成和性质一、土壤剖析 （一）土壤剖面、单个土体和聚合体 自然界的土壤是一个时间上处于动态、空间上具有垂直和水平方向上各异的三维连续体,因此,熟悉和争论土壤需从详细的土壤剖面及单个土体划分及其剖析入手；1．土壤外形特点从地面垂直向下至母质的土壤纵断面称为土壤剖面；土壤剖面中与地面大致平行的物质及性状相对匀称的各层土壤, 称为土壤发生层, 简称土层, 土壤发生层是土壤剖面的基本组成单元,如图 6.1 所示；奥地利土壤学家库比纳（Kubiena ）早在 1953 年就提出了 A、B、Bh、B／C、C和 G土壤发生层,依据这些土层的组合将土壤划分为 〔A〕 —C、A—C、A—（B）— C、A—B—C、B／A—B—C型 5 种土壤；后来这一观点得到进展和进一步的完善,并构成了土壤外形发生学的基础； 在土壤剖面之中土层的数目、构型,它是土壤最重要的外形特点；排列组合形式和厚度, 统称为土壤剖面构造或土体依据土壤剖面中物质迁移转化和累积的特点, 一个发育完整的土壤剖面可以划分出三个最基本的土壤发生层,即 A、B、C层；在同一土壤剖面中的每个土层与其上下相邻的土层之间,在土壤颜色、结构体、质地、有机质含量等方面具有明显差别,这种差别也是逐步变化的；但是对某一类型的土壤而言,它具有特定的典型土壤剖面构型；2．聚合土体由于土壤无论在时间和空间上均是呈连续状态存在的,故土壤科学的学习与争论总是第一从土壤剖面观看、 采样及化验分析入手, 以明白土壤的物质组成、 性状及其与成土环境的关系；土壤剖面的立体化就构成了单个土体（图 6.1 ）；单个土体是土壤的最小体积单位,单个土体_精品资料_ - - - - - - -第 1 页,共 49 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载1.10 m2；的外形大致为六面柱状体,依据土壤剖面的变异程度,单个土体的水平面积一般为在空间上相邻、 物质组成和性状上相近的多个单个土体便组成聚合土体； 聚合土体相当于土壤 系统分类中的基层单元中的土系,是一个详细的土壤景观单位,它常常被作为土壤野外调查、观看、制图及其争论的重要对象；（二）土壤肥力图 6.1 土壤剖面、单个土体和聚合土体 土壤形成的周期特别漫长,多数土壤经过了数千万年的发育历史 ；J．Thorp（1965）曾指 出,经过 7 000～10 000 年的发育时间,冰碛物上的土壤仍处于原始阶段；据报道,在石灰岩上形成 2.5 cm厚的细土层,大约需要240～500 年的时间；相对于人类社会来说,土壤资源也可以被认为是不行再生资源,它一旦遭到破坏,很难复原；所以我们要特别珍爱土壤资源,合 理开发利用和爱护土壤资源； 土壤肥力是指土壤为植物生长发育供应、和谐养分因素（水分和养分）和环境条件 〔 温度 和空气 〕 的才能；虽然植物生长所必需的基本因素即光能和热量主要来源于太阳辐射, 空气（主 要为 O2和 CO 2）取自大气圈,而水分和养分却主要通过根系从土壤中吸取；植物之所以能立足 于自然界经受风雨而不倾倒, 也是由于其根系舒展在土壤圈之中, 并从中获得土壤机械支持的缘故；土壤肥力及其生产力是农林牧业生产的基本保证,农林牧业生产过程包括植物性生产和动物性生产两个基本部分, 其基本功能是为人类社会供应充分的食物和纤维等生活必需品； 土壤不仅是植物生产的基本生产资料和基础,也是动物生产的基础, 由于任何养殖业均以植物作为饲料,动物只能利用绿色植物通过光合作用合成的有机物之中的化学能和养分物来爱护其生命活动；常言道“ 万物土中生”,就是这个道理；人们通过改良、合理开发与连续利用土壤资源以提高农林牧业的生产力,如开垦荒地、平整土地、耕作施肥、浇灌排水等；于是作为历史_精品资料_ - - - - - - -自然体的土壤便在人类活动的影响下,逐步向肥力更高的耕作熟化土壤方向演化,使土壤最终成为人类劳动的产物； 一般来说开垦之前的土壤是在自然因素综合作用下形成的,称为自然土壤；自然土壤在被开垦利用之后,土壤虽仍旧受自然因素的作用,但同时也承担人类活动的影第 2 页,共 49 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载响,人类通过有意识地转变土壤与地理环境要素之间的物质能量迁移转化过程, 直接参加了土壤的发育过程, 使自然土壤发育成为耕种土壤；因此,影响土壤圈演化的因素除了自然成土因素之外,人类活动也是其重要因素； 人类活动的介入使土壤圈演化进入了新的阶段； 当人类开 发利用合理时, 土壤肥力会不断提高, 反之,就会引起土壤退化, 如土壤腐蚀、 土壤风蚀沙化、土壤次生盐碱化、土壤污染等； （三）土壤自净才能 土壤自净才能是指土壤对进入土壤中的污染物通过复杂多样的物理过程、 化学及生物化学 过程,使其浓度降低、毒性减轻或者消逝的性能；有的学者也称这种才能为净化器的功能；土 壤自净才能包括以下几类： 1．物理自净 即通过扩散与稀释、 淋洗、挥发、吸附、沉淀等使土壤中污染物浓度或者活性降低的过程； 2．化学自净 即通过氧化仍原、化合分解、酸碱反应、络合与螯合等过程,使土壤中污染物浓度或者活 性降低、毒性减小或者消逝的过程； 3．物理化学自净 即通过土壤胶体的吸附、 解吸和凝结等物理化学过程, 使土壤中污染物浓度或者活性降低、毒性减小或者消逝的过程； 4．生物自净 即指通过生物生理代谢, 即生物降解与转化作用使土壤中污染物的浓度或者活性降低、 毒 性削减或者消逝的过程；故土壤具有容纳消化污染物的性能（即土壤环境容量） ；但土壤的自净性能是有限的, 假如利用不当就会导致土壤自净性能的衰竭以至丢失； 由于现代工业生产排放大量工业“ 三废”（废渣、废水和废气）,大都市所排放的大量生活污水不断渗入土壤； 现代农业高强度施用化肥和化学农药,已经对区域土壤环境产生了深刻的影响,导致土壤自净才能衰竭以至丢失, 形成日益严峻的土壤污染； 土壤污染不但直接影响到农副产品的品质,威逼人类的健康与安全,而且也会影响土壤的“ 净化器” 功能,阻碍土壤爱护和改善人类生存环境质量的重要作用；现代土壤科学争论的新课题；（四）土壤圈的特点因此,预防土壤污染, 开发修复被污染土壤的新技术等也成为土壤圈下部同岩石圈和水圈相接触, 上部与大气圈和生物圈相接触, 处于岩石圈、大气圈、水圈、生物圈四大地理圈层的交接部位, 各圈层之间的物质和能量交换大都通过土壤中转, 因此土壤圈对四大圈层的组成、性质具有重要影响作用；例如,大气降水第一落到土壤上,然后通过土壤渗透才能到达地下水, 在渗透过程中土壤中的一些可溶性物质可以进入地下水, 从而影响地下水的化学组成和性质；再如,土壤中的有机物质在分解过程中可以产生 CO2、CH4 等气体,它们散逸到大气中后可以引起气温上升,进而引起一系列自然地理系统的变化；土壤圈处于人类、 大气圈、 水圈、生物圈和岩石圈的界面与相互作用交叉带是联系有机界与无机界的中心环节, 也是结合地理环境各组成要素的纽带；土壤圈与大气圈相互作用结合形成了土壤空气；与水圈相互作用结合形成了土壤溶液； 与岩石圈相互作用结合形成了土壤矿物；与生物圈相互作用结合形成了土壤生物；与四大地理圈层及人类共同相互作用下形成了土壤肥_精品资料_ - - - - - - -第 3 页,共 49 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载力；土壤圈是绿色植物生长的自然环境, 地球上每年有 550× lO 8t 的植物有机体在这一环境中形成和分解,其中 90％转入气相, 10％就转化为中间产物储存在土壤圈中,其富集的灰分物质每年近 10× lO 8t ,与此同时,由于径流的溶解作用,每年约有 3× × lO 8t 的物质被注入江河大海；这足以说明土壤圈物质循环在全球物质循环中的重要位置和作用；在大气圈、水圈、生物圈、岩石圈与土壤圈相互作用的界面上,新的土壤在不断地势成； 同时已有的土壤又不断地被剥离、搬运和积累, 这种错综复杂的耦合关系形成了土壤圈物质循环的基本轮廓； 另外土壤 圈在保蓄水分、供应水源、净化水质、保持陆地生物多样性,以及净化有机废弃物等方面具有 广泛的生态环境功能； 土壤是反映环境的一个信息系统和信息载体,土壤的空间构型、诊断土层、外形特点、物 质组成及其理化性状, 都记录着地理环境变迁的历史, 它们能供应历史时期地理环境要素和人 类活动的信息；土壤圈作为地理环境变化的记录体具有以下特性： 1．广泛性和相对稳固性即土壤广泛分布于地球陆地表层,易于发觉和采集； 一般来说土壤形成发育过程中的物质空间运动范畴较地质地貌过程小,故区域性较强； 2．综合性和集合性 即土壤是成土因素综合作用的产物,一种土壤记录不行能专一地反映某一种环境变化现 象,它反映的是成土环境之综合作用,因而使土壤记录的环境信息具有综合性；反之；一种地 理环境要素的变化不行能仅引起特定土壤记录体发生变化,而会引起多种土壤记录体的变化,这构成了土壤记录信息的集合性；息；3．滞后性因此,可从多方面对土壤进行解剖, 以得到更多更综合的信即土壤各相 〔 固、液、气〕 及土壤生物有机体对地理环境变化的反应具有不同的速率, 可用特点反应时间 〔CRT〕即某个土壤性状达到与环境条件准平稳所需要的时间来表示；一般地讲,气相约 10-3～10-1 年；液相约 10-2～10 0 年；土壤生物约 10-2～～ 10-1 年；固相约 10 0～10 6年,其中土壤固相是重要的环境记录体； 将土壤性状信息解译成环境变化信息将是土壤地理学家和环境学家的共同任务；二、土壤的组成土壤由矿物质、有机质、活的生物体、土壤溶液和土壤空气五种成分组成；按重量计,土壤矿物质一般占 95％左右,有机质占 5％左右；如按容积计,土壤矿物质一般占 38％～45％,有机质占 5％～12％,两者共占 50％左右；土壤液相和气相共占 50％左右。