土壤地理学复习资料汇总.doc

土壤地理学
土壤的定义：土壤是发育于地球陆地表面具有生物活性和孔隙结构的介质，是陆地表面的脆弱薄层。
土壤肥力：是指土壤为植物生长发育供应、协调营养因素（水分和养分）和环境条件（温度和空气）的能力。
土壤圈与其他圈层的关系：
土壤圈与大气圈在近地表层进行着频繁的水分、热量、气态物质的迁移转化，土壤不仅因其疏松多孔而能接收大气降水及其沉降物质以供应生命之需，而且还能向大气释放二氧化碳等气体，参与碳氮硫磷等元素的全球循环。
土壤圈与水圈的关系密切，如大气降水通过土壤过滤、吸持与渗透进入水圈，成为全球水分循环的重要组成部分，从而对水体的物质组成产生影响，在改善生态环境的同时供应生命体对水分的需要；水分也是土壤圈物质能量迁移转化的重要载体和影响土壤性质的介质。
土壤圈与岩石圈联系更为密切，岩石圈表层的风化物是土壤形成的物质基础，植物生长发育所需的矿质营养元素均来源于岩石的风化，土壤侵蚀及其堆积也是岩石圈中沉积岩形成的重要物源。
土壤圈与生物圈的关系也极为密切，土壤是陆地生物圈的载体，土壤支撑绿色植物，并供应其根系吸收水分和养分；同时生物活动又对土壤圈的形成发育具有深刻的影响。
土壤剖面：从地面垂直向下到母质层的土壤纵断面。
从上至下依次为枯枝落叶层、腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层和母岩层
枯枝落叶层：堆积枯枝落叶，下部已初步分解
腐殖质层：腐殖质含量高，与矿物颗粒紧密结合形成暗色土层
淋溶层：物质淋失，颜色较浅
淀积层：淋溶层淋移物质在此层淀积，形成柱状、核状、棱柱状结构，较紧实
母质层：土层较深，受成土因素影响小，保持母质特性
母岩层：未风化的岩石
土壤质地或机械组成：土壤颗粒的不同粒级所占的重量百分比组合即粒级大小及组成比例，反映土壤砂粘程度
将粒径大小相近、性质相似的土粒归为一类，称为粒级
土壤粒级分为石块、砾石、砂粒、粉粒、黏粒五个大类别
石块、砾石和砂粒由原生矿物组成，粉粒由抗风化能力较强石英组成，黏粒由次生矿物组成
砂质土：透水性强，保水性差；通气性强，为好气条件；潜在养分少，保肥性差，养分转化快，有效性好，热性土；疏松易耕
粘质土：透水性差，保水性强；通气性差，；潜在养分多，保肥性强，养分转化快，有效性差，冷性土；粘重难耕质量差
壤土：砂粘适中，兼有砂质土和粘质土的优点，是农业生产上质地理想的土壤
通气透水性良好，保水保肥性能好，含水量适宜，土温比较稳定，粘性不大，耕性较好，宜耕期长，适宜耕作各种作物
上砂下粘：蒙金土
土壤结构：土壤固相颗粒经常是相互作用而聚积形成大小不同、形状各异的团聚体，土壤中这些团聚体的组合排列方式称为土壤结构
土壤结构的类型
单粒状结构：由松散的未胶结的土壤颗粒组成
粒状结构：团粒状结构多出现在土壤表层，按团聚体的大小分为粒状、团粒状、团块状
块状结构；柱状结构；片状结构；大块结构
团粒状结构在土壤肥力中的作用：在农业生产上最有价值的土壤结构型是水稳性的团粒结构
1） 具有团粒结构的土壤的总孔隙度高达55%，孔隙的比例较为适宜，而且在土壤中的分布均匀，大小相间分布。土壤团粒之间为非毛管孔隙，增加了土壤的通透性；土壤团粒内部为毛管孔隙，使土壤具有良好吸水蓄水和保肥能力
2） 由于团粒结构土壤较好解决了土壤水分与空气同时存在的矛盾，能够较好地调节土壤导热性，热容量状况，使土壤温度变化较为稳定
3） 团粒结构的土壤有机质和各种养分的含量都比较丰富，团粒结构表面的有机质在好气微生物的作用下，有利于养分的释放；而团粒结构内部的有机质则以嫌气性分解为主，分解缓慢利于养分保存
4） 具有团粒结构的土壤，其黏着性、黏结性和可塑性均较小，有利于耕作
土壤孔隙
土粒密度（或土壤比重）：单位容积土壤固相颗粒的质量（风干）
土壤密度（或土壤容重）：指单位容积原状土壤的质量（风干），包括土壤固相物质所占据的和土壤孔隙所占据的容积。
土壤孔隙度：指单位原状容积土壤中孔隙所占容积的百分数
毛管孔隙：土壤孔径<0.1mm的孔隙，具有毛管作用，水在毛管力的作用下运动
非毛管孔隙：孔径>=0.1mm的孔隙，不显毛管作用，不能保持水分，可作通气透水的通道，经常为空气占据，只有大雨过后短时间被水分饱和
无效孔隙：直径小于0.001mm的孔隙，水受到极大的吸引力不发生毛管运动，水分不能运动，也不能通气，对作物来说是无效的
土壤的物质组成：固相（矿物质和有机质）、液相（水）、气相（空气）
次生黏土矿物：大多数是由原生矿物经风化后重新形成的新矿物，其原来化学组成和构造都有所改变而不同于原来的原生矿物，颗粒纤细，结晶较差，甚至是极细的非结晶质颗粒。
次生层状硅酸盐矿物：
硅四面体是由四个氧原子和一个硅原子所组成，许多硅原子可以共用氧原子形成一层，氧原子排列成为中间有空的六角形，称为硅氧片
铝八面体由6个氧原子围绕一个铝原子构成，许多个铝八面体相互连接成片称为铝氧片
根据次生铝硅酸盐矿物晶体内所含硅氧片和铝氧片的数目和排列方式，将其划分为1：1型和2：1型两大类
1：1型矿物主要有高岭石类矿物，2：1型矿物主要有蒙脱石类，水云母类和蛭石类矿物
高岭石类矿物其构晶架由一个硅氧片和一个铝氧片重叠而成，遇水不易膨胀，属于非胀缩性矿物
蒙脱石类矿物其构晶架由两个硅氧片和一个铝氧片重叠而成，遇水易膨胀，具有吸附氧离子的能力，可塑性和膨胀收缩性
土壤有机质
土壤有机质转化过程：矿质化过程，腐殖化过程
矿质化过程：土壤有机质在微生物作用下，分解成简单的无机化合物和矿质养分，同时释放出养分的过程
腐殖化过程：土壤有机质在微生物的作用下，把产生的简单有机化合物转化成更复杂稳定的高分子有机化合物—腐殖质的过程
土壤腐殖质：暗褐色的，芳香族结构的，具有多官能团的含氮的，复杂的高分子有机化合物。在土壤中通常以腐殖酸盐的形态存在，并与矿物粘粒结合形成复合物
腐殖质的组成：胡敏素（失去水溶性和碱溶性）
胡敏酸（溶于碱，不溶于水和酸）
富里酸（溶于水、酸和碱） 胡敏酸和富里酸统称腐殖酸
腐殖酸整体呈黑色或黑褐色，富里酸呈淡黄色，胡敏酸为褐色
腐殖质是两性胶体，但以负电荷为主
是一种亲水胶体，有强大的吸水能力
稳定性强，抵抗微生物分解能力强
土壤水：
土壤水的类型1）吸湿水（紧束缚水）：土粒通过吸附力吸附空气中水汽分子所保持的水。吸附力很强，对植物无效

2） 膜状水（松束缚水）：土粒吸附力所保持的液态水，在土粒周围形成连续水膜
3） 毛管水：在土壤毛管力作用下保持和移动的液态水。是土壤中移动较快而易为植物吸收的水分，是输送土壤养分到植物根系的主要载体。
毛管悬着水：在地下水较深的情况下，降水或灌溉水进入土壤，借助毛管力保持在土壤上层的毛管孔隙中，与来自地下水上升的毛管水并不相连，好像悬挂在上层土壤中一样
田间持水量：土壤中毛管悬着水的最大含量
毛管上升水：借助毛管力由地下水上升进入土壤中的水
4）重力水：借助重力作用下能在土壤的非毛管孔隙中移动的水
凋萎系数：当植物发生永久凋萎时的土壤含水量
土水势：土壤水的自由能和标准状态水的自由能的差值。水从土水势高的地方流向低的地方
基质势：由土粒吸附力和毛管力所产生的。非饱和土壤的基质势为负值，饱和土壤基质势最大，为零，土壤含水量越大，基质势越高
溶质势：由溶质对水的吸附所产生。负值，土壤溶质浓度越高，溶质势越低
重力势：由重力作用产生的水势。任何时候都存在，土壤水高于参比面，为正，低于参比面，为负
压力势：有压力差引起的。只有当土壤水分饱和时才有压力势，不饱和压力势为零，饱和土层越深，压力势越高
土壤空气：土壤空气中的二氧化碳含量高于大气，氧气含量低于大气，水汽含量高于大气，含有还原性气体
土壤胶体
阳离子交换作用：带负电胶体所吸附的阳离子与溶液中的阳离子进行交换
阳离子交换能力顺序：三价铁>铝离子>氢离子>钙离子>镁离子>氨根>钾离子>钠离子
土壤阳离子交换量：指土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量
土壤胶体的阳离子交换量顺序：
l 有机胶体>蒙脱石>水化云母>高岭石>含水氧化铁，铝
l 土壤质地愈细，其阳离子交换量愈高
l 2：1型矿物的交换量比1：1型大
l 当土壤溶液的pH值降低时，土壤胶体微粒表面所带负电荷减少，其阳离子交换量降低
土壤的酸碱度和缓冲性
我国一般土壤pH值在4-9之间，南酸北碱
活性酸度：又称有效酸度，是由土壤溶液中游离的H+所形成
潜性酸度：土壤胶体表面所吸收的交换性致酸离子（氢离子、铝离子），只有在转移到土壤溶液中，变成溶液中的H+离子，才会使土壤呈现酸性
土壤缓冲性：指土壤抵抗外来物质引起酸碱反应剧烈变化的能力，即在土壤中加入酸、碱物质后，土壤PH值不随之改变，仍保持相对稳定的能力
土壤产生缓冲能力的原因：土壤具有交换吸收的能力，随阳离子交换量的增加而增大；土壤溶液中存在着弱酸及其盐，对酸的缓冲能力随盐基饱和度的增高而增大，对碱的缓冲能力随盐基饱和度的减小而增大；酸碱两性化合物，如氢氧化铝
土壤形成
成土因素：气候、生物、母质、地形、水文
气候影响土壤的形成过程：
l 气候支配着成土过程的水热条件
l 气候影响岩石矿物风化强度和物质的淋溶过程
l 气候影响次生黏土矿物的形成
l 气候对土壤有机质的积累和分解起重要作用
l 气候影响土壤分布规律，尤其是地带性分布规律
生物影响土壤的形成过程：
l 植物在土壤有机质积累中的作用：植物将分散在母质、水圈和大气圈中的营养元素选择性地吸收起来，利用太阳辐射能合成有机质，从而将太阳辐射能转变为化学潜能并引入成土过程中
l 植物对土壤矿质养分及性状的影响：植物将营养元素选择性的吸收，利用太阳辐射能合成有机质建造植物体，植物在新陈代谢过程中及死亡之后，植物躯体代谢产物和残体归还土壤，在土壤微生物的作用下这些有机物中所包含的矿质营养元素释放，造成土壤中矿质营养元素的相对富集和土壤性状的相对改善
针叶林植被下形成土壤的酸度高于阔叶林植被下土壤的酸度
l 土壤动物作用
l 微生物的作用：分解有机质，释放养分；合成腐殖质；加速无机物的转化；分解矿物质
土壤形成的母质因素：
l 母质的机械组成直接影响到土壤的机械组成、矿物组成及其化学成分，从而影响土壤的理化性质、土壤物质与能量的迁移转化过程
l 非均质的母质会造成地表水分运行状况与物质能量迁移的不均一性
l 母质种类、母质的矿物与化学元素组成对土壤形成发育的方向和速率也有决定性的影响
土壤形成的地形因素：
地形影响土壤水热状况与物质分异：
l 支配地表径流、土内径流、排水情况，影响土壤水分、土壤性状和成土作用强度、过程
l 影响地表物质组成和地球化学分异过程，如正负地形
l 通过地形高度、坡向影响土壤的水热组合：海拔高度的影响，土壤的垂直分异现象；坡向影响，阴坡阳坡，背风坡迎风坡
土壤形成的水文因素：
水分在母岩崩裂过程中的作用：
水分在土壤物质转化过程中的作用：

土壤形成的时间因素：

成土过程
灰化过程：在寒温带针叶林植被下，地面堆积较厚的枯枝落叶层，经过微生物分解后，形成富里酸，对土壤矿物起着强烈的破坏作用，产生强酸性淋溶作用。使土壤上部的碱金属和碱土淋失，铁铝胶体淋溶淀积于下部，二氧化硅残留在土壤上部，在表层形成一个灰白色淋溶层次，称为灰化层
粘化过程：在温带暖温带半湿润半干旱的地区，在土壤内发生强烈的原生矿物分解和次生粘土矿物的形成，表层粘粒向下机械淋洗，在土体中下层有明显的粘粒聚积，形成一个相对粘重的层次，称为粘化层
富铝化过程：在热带亚热带高温多雨地区，在阔叶林植被下，枯枝落叶分解后呈弱酸性二氧化硅和盐基大量淋失，铁铝氧化物留在土体内，使土体呈红色
腐殖化过程：指在植物作用下，在土壤表层进行的腐殖质形成和积累过程。暗色表层，较高的盐基饱和度
泥炭化过程：指土壤有机质以半分解有机残体形式在土壤中累积过程。这个过程的结果使土壤表层出现一个植物纤维还清晰可见，处于半分解（即没有完全分解）的有机质积累层——泥炭层。这个过程在沼泽地带常常出现。
钙化过程：指碳酸盐（CaCO3、MgCO3）在土体中的淋溶淀积过程。其结果在土体中部往往形成一个富含碳酸盐的层次——钙化层。这个过程发生在半干旱草原地带，降水少，土壤淋溶作用弱，土体中只有易溶性盐如NaCl、KCL等在季节性降水时淋出土体。铅、铝、硅基本不发生移动，而Ca2+、Mg2+只部分发生淋溶，Ca2+、Mg2+从土壤表层向下淋溶到一定深度就淀积下来，形成钙化层。
盐化过程：指各种易溶性盐分在土壤表层逐渐积累的过程。这个过程使土壤表层易溶盐含量达到0.6％以上时即称的盐土，这个含盐较高的层次叫做盐化层。在滨海地区，土壤母质中就含有较多的NaCl易溶性盐，很易形成盐土。 在半湿润半干旱地区，地下水位较浅，地下水的易溶性盐随毛管上升到达土壤表层积累起来
碱化过程：指交换性Na+进入土壤胶体并发生积聚的过程。如果因某种原因，土壤中含有很多的Na+，Na+即可交换土壤胶体上的其它阳离子，而被土壤胶体吸收。土壤胶体呈现强碱性，还可发生分散，处于胶溶状态，土壤结构差
潜育化过程：指土体中所发生的还原过程。 在长期渍水条件下，土壤呈还原状态，土壤中的一些高价矿物，主要是Fe和Mn，变为低价状态Mn2+、Fe2+，并游离出来，低价Fe化合物多呈兰灰或青灰色，所以整个土层呈兰灰或青灰色——称潜育层。如水稻土、沼泽土等土壤常发生潜育化过程。
潴育化过程：指土体发生的氧化还原交替进行的过程。在地势低洼，地下水位较浅的地方，土壤受地下水季节变动的影响，雨季上升到达土壤某一层次，此时发生潜育化过程，形成Fe2+、Mn2+，呈兰灰色。在干旱季节，地下水位下降，原来发生潜育化的土层，则发生氧化，Fe2+、Mn2+——Fe3+、Mn4+沉积下来，形成锈纹锈斑。这个氧化还原交替进行的过程即潴育化过程。形成潴育层，有大量锈纹锈斑出现。如草甸土等土壤均有这一特征。
土壤分类
土壤发生学分类：
在理论上，地理发生学分类的思想与原则是强调以土壤本身属性为依据，强调土壤属性-成土过程-成土因素的统一。但在应用这一分类系统进行野外土壤调查时，往往将极大的注意力放在土壤与成土因素、与地理景观的相互关系上，因而叫做地理发生学土壤分类派别。
分类体系：
最高一级是地带生态组，它根据与大的自然条件密切相关并且不易为改良措施所改变的特征来划分，主要是水热状况。
第二级分类单元是根据土壤受地下水影响的特征所划分的四个系列：
1. 自成型——正常径流条件下，大气湿润，不受地下水影响。
2.冲积型——有短时间春汛影响。
3.半水成型——降水或洪水之排泄不畅区或地下水位在3—6 米。
4.水成型——地下水埋深不到3 米，甚至长期为地表水或洪水淹没。
第三级为土壤的生物-物理-化学特征系列，根据有机质分解特点、吸收性复合体的饱和度、阳离子组成及可溶性盐来划分，共分5 个系列。
第四级为发生学土类，是该分类体系的基本分类单元。土类的概念为：发育在同样的生物气候和水文条件下，具有相同的基本成土过程和类似的土壤剖面特征。
地理发生学土壤分类体系在土类以下根据亚地带或自然条件的相性更替划分不同亚类，以反映土类间的过渡。
地理发生学分类体系亚类以下分土属、土种、亚种、变种、土组和土相等。
土壤系统分类：
根据土壤本身的性质分类土壤，只是将发生理论作为选择土壤分异特性时的参考，以达到将类似发生的土壤归集到同一类别中的目的
分类体系：
美国 《土壤系统分类》是一个6 阶层的多级分类系统。从最高等级到最低等级依次是：土纲（order）、亚纲（suborder）、（大）土类（great group）、亚类 （subgroup）、土族 （family）和土系 （series）。在最高等级，有10个 （现在是11个）分类单元，即 10个土纲。在最低分类等级，有 12000多个土系。
1.土纲：最高分类阶层，反映成土过程。根据诊断层或诊断特性划分。
2.亚纲：土纲的续分单元。根据土壤水分状况以及其他反映土壤发育的土壤诊断特性划分。
3.（大）土类：根据诊断层的种类、排列和发育程度以及其他诊断特性对亚纲续分而成。
4.亚类：土类的续分单元。以上土纲、亚纲和土类的划分依据主要是支配土壤发育过程的起因 （如土壤水分状况）或标志（如诊断层）。
5.土族：这个阶层的目的是在一个亚类中归并具有类似的物理和化学性质的土壤。
6.土系：最低的分类阶层。土系是根据比土族和土族以上各阶层所用的性质变异范围更窄的指标来对土族作进一步续分，以便分出性质更均一的分类单元。
7.土相：土相不是 《土壤系统分类》中的分类单元。实际上，土相提供了一个实用 （技术）分类。
两种分类的比较：土壤发生分类主要根据土壤发生演变规律进行土壤类型的划分。土壤系统分类是以诊断层和诊断特性为基础的谱系式的定量土壤分类。土壤系统分类是以有定量限定的诊断层和诊断特性所反映的属性为依据；土壤发生分类则以地带性的生物气候条件为首先依据。
土壤发生分类的缺陷：
l 分类依据侧重成土因素，对土壤本身属性研究不足
l 侧重研究中心地带的典型土壤类型，对过度带土壤注意不足
l 指标界限不明确，定量化不足
l 过分强调地带性因素，将自然带与土壤带混淆
l 对耕作土壤注意不足
l 连续命名法比较冗长，不便使用
土壤诊断分类的优缺点：
优点：
l 分类指标以诊断层和诊断特性为主，利于观测和度量
l 分类的属性的数据库建设，为自动分类提供了可能
l 拼音命名，简明扼要，利于理解
缺点：
l 分类指标过于繁琐，且某些高级单位概括较广，如淋溶土的淋溶过程的物质差异较大；干旱土包括钙积土、发育程度低的土壤及盐分引起的生理干旱土等
l 未重视耕作土
l 土系未反映根系生长，且土系间缺乏联系
土壤类型：
富铝土：是在热带和亚热带湿润气候条件下，土体中的铝硅酸盐矿物受到强烈分解，盐基不断淋失，而氧化铁、铝在土壤中残留和聚集所形成的土壤，其中氧化铝最稳定，称之为富铝土
成土条件：气候高温多雨；自然植被以热带雨林、季雨林（砖红壤），亚热带常绿阔叶林（红壤）为主；地形以山地丘陵为主，成土母质为各种酸性和基性岩，并以富铝风化壳为主
成图过程：
富铝化过程：硅酸盐、铝硅酸盐原生矿物强烈分解，产生以高岭石为主的次生粘土矿物和铁铝氧化物。脱盐基—脱硅—富铁铝。不同热量带的富铝化程度不一样
生物富集过程
分类：砖红壤，砖红壤性红壤，红壤，黄壤
利用和改良：充分发挥水热条件的优势，建立良好的生态系统，防止水土流失，克服瘦，酸，粘等障碍因素，合理开发荒原，合理布局
淋溶土：是指湿润土壤水分状况下，石灰充分淋溶，具有明显粘粒移淀的土壤
成土条件：气候温带、暖温带以至北亚热带湿润季风气候区
成土过程：
粘化移淀过程
腐殖质累积过程
诊断层和诊断特性：淋溶土的特征是具有淡色暗色表层，具有中度至高度的盐基饱和度
土体剖面特征：凋落物层，暗色腐殖质层，粘粒含量高质地粘的淀积层和母质层
有机质含量高，无石灰反应
分类：暗棕壤、棕壤、黄棕壤、白浆土
灰化土：是指具有灰化淀积层的土壤，分布于北半球北部，呈纬向分布
成土条件：寒温带湿润气候，植被以针叶林为主
成土过程：灰化层形成过程和淀积层形成过程
利用与改良：天然林地，避免水土流失和降低土壤肥力，土层浅薄，强酸性，结构差，植物养分缺乏，肥力低
钙积土：是指碳酸钙在土壤里明显累积的土壤。包括黑钙土、栗钙土、灰钙土、棕钙土和黑垆土
分布在温带、暖温带半干旱、半湿润向干旱气候过渡区
成土条件：季节性干旱明显，干燥度由半湿润区到内陆干旱区增大
黑钙土（草甸、草原）——栗钙土（干草原）——棕钙土/灰钙土（荒漠草原）
成土过程：腐殖质累积过程和钙积过程
诊断层和诊断特性：暗色表层，剖面中具有钙积层，强石灰反应
荒漠土：是指在荒漠地区所发育的地带性土壤，土壤有机质含量少，水分缺乏，石灰表聚明显，土体中普遍有石膏和易溶盐的聚积。广泛分布于热带、亚热带和温带荒漠地区
成土过程：腐殖质累积作用微弱；石灰的表聚作用明显；石膏和易溶盐的聚积；砾质化
分类：灰漠土、灰棕漠土和棕漠土
人为土：是指自然土壤经人类活动的影响改变了原来土壤的成土过程而获得新特性的土壤
成土过程：熟化过程，分水耕熟化和旱耕熟化
诊断层和诊断特性：堆垫表层，厚熟表层，灌淤表层
剖面结构：厚度较大，结构较好，养分较多的耕作层；厚度较薄，较紧实的犁底层；具有不同形式的淀积物、亮度较暗，彩度较浓的耕作淀积层
耕作熟化层—犁底层—耕作淀积层—母质层或潜育层