第4章-土壤的形成.分类与分布概况-环境土壤学,张乃明资料.ppt

第四章 土壤的形成、类型与分布,4.1 土壤的形成 4.2 土壤分类 4.3 我国土壤资源分布概况,成土因素(soil-forming factor) 母质(parent material) 土壤发生(soil genesis) 风化壳 (weathering crust) 土壤发育序列(soil development sequence) 土壤地形序列(soil toposequence) 土壤年代序列(soil chronosequence),4.1 土壤的形成,关键词:,成土因素/知识结构,,道库恰耶夫成土因素学说,土壤形成的母质、气候、生物、地形因素,土壤形成的时间因素,土壤形成的人为因素,,认识土壤发生学说,掌握土壤与生物、气候、土壤水运动特征及水热状况,熟悉土壤时间发育序列及人类对土壤发育的影响,,,,,,,道库恰耶夫，俄国自然地理学家和土壤学家，19世纪末在科学调查的基础上，指出土壤是在母质、气候、生物、地形和时间五种因素相互作用下，所形成的一个有发展历史的独立自然体创立成土因素学说；提出土壤剖面研究法和土壤制图方法；建立土壤地带性学说，是土壤发生学派的主要创始人道库恰耶夫成土因素学说,道库恰耶夫(1881年) 首次建立了 П＝f(К, О, Г, Б) 表示土壤与成土因素之间的发生关系。

式中：П表示土壤；К, О, Г, Б分别表示气候、生物、母质和时间因素 道库恰耶夫认为地形只对“隐域土/非地带性土壤”有重要意义，故未将地形因子列入美国土壤学家Jenny H. 对土壤与成土因素进行了深入研究，于1941年发表《Factors of Soil Formation》，提出S = f ( Cl, O, R, P, T, … )，简称‘clorpt’函数式，成为土壤形成的通用公式母质是土壤形成的物质基础，在生物气候作用下，母质表面逐渐转变成土壤土壤形成的母质因素,母质在土壤形成中的作用 不同母质因其矿物组成、理化性状的不同，在其它成土因素的制约下，直接影响着成土过程的速度、性质和方向； 母质影响土壤理化性质； 母质影响土壤物质组成土壤与大气之间经常进行水分和热量的交换气候直接影响着土壤的水热状况、土壤中物质的迁移转化过程，并决定着母岩风化与土壤形成过程的方向和速率 气候要素如气温、降水对土壤形成发育具有重要的影响土壤形成的气候因素,,土壤温度与大气温度的相关分析图式 (据沃洛布耶夫，1958),,气候在土壤形成中的作用,气候对土壤风化作用的影响； 气候对土壤粘土矿物类型的影响； 气候对土壤物质迁移的影响； 气候对土壤有机质的影响。

不同温度带风化壳分异图式 (据Gerrard J, 2000年资料改编),,,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),土壤剖面发育与气候湿润度的关系图,,,不同地带土壤中苜蓿碎屑分解速率的实验模拟 (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),土壤形成的生物因素包括植物、土壤动物和土壤微生物生物的生命活动将太阳辐射能转变为化学能引入成土过程，并合成土壤腐殖质，使土壤具备肥力特征，推动土壤的形成和演化土壤形成的生物因素,生物量、有机质、腐植酸 根系挤压作用及其分泌物,植物在成土过程中的作用,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),土壤动物在成土过程中的作用,南极基岩表面地衣着生与土壤的发生景观,土壤微生物在成土过程中的作用,示意图,地形是土壤形成发育的空间条件，对成土过程的作用与母质、气候、生物等不同，它通过影响地表物质能量的再分配，从而影响成土过程 新构造运动及地形演变更是影响土壤发生发育的重要因素土壤形成的地形因素,,,土壤水量平衡图式 (据Gerrard J, 2000),地形对水分运动的影响 (据Gerrard J，2000),,土壤特性及其相互关系图式 (据Furley，1968年资料改编),,,地形制约着地表物质和能量的再分配，地形的发育支配着土壤的演替，在不同的地形形态上，就形成不同土壤类型。

河谷地形发育对土壤形成、演化的影响示意图,,祁连山、居延海间含盐风化壳盐分地球化学分异图 (据熊毅，1986),气候、生物、母质、地形都是土壤形成的空间因素时间作为成土因素则是阐明土壤形成发展的历史动态过程 母质、气候、生物和地形等对成土过程的作用随着时间延续而加强土壤形成时间因素的作用,土壤年龄 绝对年龄：母质→现今 相对年龄：土壤剖面发育程度,,不同地带土壤剖面发育与成土年龄相关示意图 (据Gerrard，2000),在稳定条件下土壤发育的时间序列示意图,人为活动对土壤的影响具有双向性，即可通过合理利用，使土壤朝向良性循环方向发展，也可因不合理利用引起土壤退化 人类活动一是通过改变成土条件，二是通过改变土壤组成和性状来影响成土过程土壤形成的人为因素,现代农业机器对土壤的影响 (据USAD，2002),现代农业耕作土壤景观 (据USAD，2002),中国传统农耕施用农家肥的土壤景观,人类砍伐林木引起土壤侵蚀的景观,人类过度放牧引起土壤风蚀的景观,土壤形成过程是在以地质大循环与生物小循环为基础进行的土体与环境，以及土体内部物质和能量转化、交流等的一系列物理、化学和生物学综合作用的过程成土过程,土壤形成过程图,,母质,岩石,土 壤,江海堆积物,生物体,,,,,,,,,,,,,搬 运 淋 溶,养分释放,风化,成 土,地质大循环 （106-108） 时间长、范围广,分 解,成 岩,生物小循环 （100-102） 时间短、范围小,土壤形成的主要过程,原始成土过程,有机质积聚过程,岩漆阶段 地衣阶段 苔藓阶段,高山冻寒气候条件,寒冻土,,粘化过程,钙积与脱钙过程,残积粘化,淀积粘化,盐化脱盐过程,碱化与脱碱过程,脱硅富铝化过程,灰化、隐灰化和漂灰化过程,（隐）灰化过程,漂灰化过程,灰化过程图解,P代表年均降水量；PE代表年均陆面蒸发量,潜育化和潴育化过程,潴育化/假潜育化,白浆化过程,熟化过程,改造不利的自然成土阶段 培肥熟化阶段 高肥阶段,土壤旱耕熟化过程图解,,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种类型退化过程,土壤剖面,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的一般综合图式,土壤层次,A层：表层、淋溶层 B层：亚表层、淀积层 C层：母质层 D层：岩石层,2）淋溶层（A 层） 表层；生物活动强；腐殖质积累；色暗，结构好,3）淀积层（B层） 上部淋溶物的聚积沉淀；诊断层,4）母质层（C层） 岩石风化或地质沉积物,1）覆盖层（Ao层） 林地的枯枝落叶层,库比纳在《欧洲土壤的鉴定和分类》(1953) 强调土壤剖面的形态发育从(A)-C、往A-C、A-(B)-C发育为完全的A-B-C剖面耕作土壤层次： 耕作层 犁底层 心土层 底土层,土壤发生分类(soil genetic classification) 土壤系统分类(Soil taxonomy) 土壤类别(soil taxon) 诊断层(diagnostic horizon) 诊断特性(diagnostic characteristics),4.2 土壤分类,关键词:,土壤是地球陆地表面连续存在的自然体即土壤圈。

土壤圈及其组成的解析示意图,Simonson先后提出了单个土体(pedon)与聚合土体(polypedon)的概念，并以此建立了土壤多级系统土壤分类是在深入研究聚合土体发生发育、土壤系统发育与演替规律的基础上，根据土壤不同发育阶段所形成的性状和特征，对土壤圈中的各类聚合土体所做的科学区分土壤分类的目标是按土壤发生学理论构建一有严密逻辑、多等级、谱系式的分类系统, 根据聚合土体相似性和差异性进行归纳与划分；并按聚合土体的相似程度逐级区分，形成土壤分类的等级体系19世纪末俄国道库恰耶夫创立了土壤地理发生分类，奠定了现代土壤分类的科学基础20世纪中叶形成了地理发生、形态发生、历史发生三大学派；定量化土壤分类的研究兴起，以1975年发表的美国《土壤系统分类 (soil taxonomy) 》为代表，在国际土壤科学界掀起了一场土壤分类的重大变革中国地域辽阔，自然条件复杂，农业历史悠久，拥有种类繁多的土壤，在公元前二、三世纪的《禹贡》中按土色、质地和水文等，将九州土壤分为白壤、黑坟、赤埴、涂泥、青黎和黄壤等，且将土壤分类同地形、植被和土壤利用联系起来，是世界上土壤分类的最早尝试中国土壤分类系统,《中国土壤分类系统》(1992年)设立土纲、亚纲、土类、亚类、土属、土种和亚种7级分类单元，将中国土壤划分为12个土纲。

土纲：分类的最高级单元，由若干成土特征相似的土类归纳而成各级划分的依据与原则,具有相同的生物气候条件和土壤水文条件；具特有的成土过程，或处于主要过程的同一发展阶段，或两个主要过程的交叉；具类同的内在属性与外部剖面形态；利用改良和提高土壤肥力的途径大体相同每一亚类具有一定的地方性生物气候特征或因地形引起的水热条件的变化；是主要的成土过程的典型产物，或主要的成土过程与附加过程的共同产物；剖面形态与性质基本一致，改良利用方向相同母质特征或地质剖面结构，包括古土壤形成过程的残留特征；水分补给情况，侵蚀和堆积等引起的土壤性质变异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；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诊断层和诊断特性,① 诊断层 用以识别土壤类型，在性质上有一系列定量规定的土层② 诊断特性 用于分类依据的不是土层，而是具有定量规定的土壤的形态、物理、化学等性质中国土壤系统分类是以诊断层(diagnostic horizons)和诊断特性(diagnostic characteristics)为基础的系统化、定量化土壤分类。

中国土壤系统分类为多级分类制，即土纲、亚纲、土类、亚类、土族和土系6级中国土壤系统分类,中国土壤系统分类共分出33个诊断层和25个诊断特性各级名称一律选用反映诊断层或诊断特性的名称，部分选有发生意义的性质名称或诊断现象名称命名中，亚纲、土类和亚类一级中有代表性的类型（典型、中心概念），分别冠以正常、简育和普通以资区别，例如：,中国土壤系统分类土纲划分依据,美国土壤系统分类分土纲、亚纲、大土类、亚类、土族和土系等六级美国土壤系统分类土纲单元简介,美国土壤系统分类 土纲与母岩风化、土壤发育相互关系图式,Brady指出上述土纲加冻土，反应了母岩风化与土壤发育程度1931年Prescott在引进吸收俄国土壤分类体系概念的基础上，提出了澳大利亚土壤分类体系；1968年澳大利亚引入了美国土壤学概念，并形成澳大利亚现代土壤分类系统澳大利亚土壤分类系统结构图式,国际土壤分类参比基础(IRB)是国际土壤学会下设组织，成立于1980年其目的是在目前全世界尚无统一土壤分类的情况下，提供一个国际间可相互比较的土壤分类体系，并于1989年提出了初步土壤分类单元参比的方案中国土壤系统分类(CST)制、美国土壤系统分类(ST)和国际土壤资源参比基础(WRB)作一简单参比，如表所示。

4.3 土壤分布,一、世界土壤分布规律 二、 中国土壤分布,教学重点,掌握全球土壤的地带性分布规律 掌握世界土壤分布和中国土壤分布土壤分布(soil distrinut。