Author name: englandduck123

第二节 土壤

二、土壤剖面

土壤剖面是指从地面垂直向下的土壤纵断面,由一些形态特征各异的、大致与地面平行展布的土层所构成。土层通常可分为有机层、腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层和母岩层。有机层是土壤表层的植物残体堆积层,以分解和半分解的有机质为主。腐殖质层是土壤腐殖质积累而形成的暗色土层,呈灰黑色或黑色。淋溶层是由于淋溶作用使得物质迁移和损失的土层,有机质含量低,色泽较淡。淀积层常与淋溶层相伴存在,是土壤物质沉淀、积累的层次。 母质层和母岩层是土壤形成发育的原始物质基础,母质层为疏松的风化碎屑物质,母岩层为坚硬的岩石。 下载PDF

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活动

1.有人认为,热带地区的土壤比温带和寒带地区的要深厚,土壤有机质含量也要丰富。这种说法有道理吗?说明你的判断理由。 2.比较黄河三角洲冲积土、青藏高原寒漠土和江南丘陵红壤,说明哪一类土壤的发育程度较好。 3.19世纪末,俄国科学家道库恰耶夫在进行大量调查研究的基础上,对土壤成因进行了科学解释,建立了土壤形成因素学说。该学说认为,土壤的形成取决于母质、气候、生物、地形、时间五大成土因素的综合作用。据此,完成相关任务。 (1)该学说认为,各成土因素之间相互影响、相互制约,对成土过程产生综合作用。结合所学知识,试举例说明。 (2)在教材所论述的成土因素中,道库恰耶夫没有考虑哪一个因素?结合自己所学,简述该因素对土壤形成的深刻影响。 下载PDF

第二节 土壤

阅读

成土母质的粒度与化学成分 成土母质的粒度与土壤质地关系密切。在不同的成土母质中,风化物颗粒大小不一。发育在颗粒较细母质上的土壤,质地一般较细,含粉砂和黏粒较多,含砂粒较少; 发育在颗粒较粗母质上的土壤,质地一般较粗,含砂粒较多,含粉砂和黏粒较少。 成土母质的化学成分,在很大程度上决定着土壤中的化学元素和养分。例如,基性岩(二氧化硅含量在45%~52%的岩浆岩)母质上的土壤,其铁、锰、镁、钙的含量,要显著地高于酸性岩(二氧化硅含量在65%以上的岩浆岩)母质上的土壤,其中钙的含量最高,而硅、钠、钾的含量则低于酸性岩母质上的土壤。 温度与土壤有机质 土壤有机质多集中在土壤表层,它是土壤的重要组成部分,直接影响土壤肥力的形成和发展。土壤有机质包括遗留在土壤中的生物残体,以及经过土壤微生物的生物化学作用所形成的腐殖质。腐殖质是土壤有机质的主要组成部分。 低温有利于土壤中有机质的保存。我国东北地区四季分明,夏秋多雨,植物繁茂,地上和地下均有大量有机残体进入土壤。冬季漫长寒冷,土壤冻结时间长,微生物活动受到抑制,有机质分解缓慢,并转化成大量腐殖质累积于土体上部,形成土质肥沃的黑土。黑土有机质含量为3%~10%,有利于农作物的生长。 生物与土壤有机质 绿色植物有选择地吸收母质、水体和大气中的养分,并通过光合作用制造有机质,然后以枯枝落叶和残体的形式,将有机养分再归还地表。不同的植被类型,有不同的养分归还方式,所形成土壤的有机质含量也是不同的。森林土壤的有机质含量一般低于草地,这是因为草类根系茂密且集中在近地表的土壤中,向下则根系的集中程度递减,从而为土壤表层提供了大量的有机质;树木的根系分布很深,直接提供给土壤表层的有机质不多,主要以枯枝落叶的形式将有机质归还地表。动物除以排泄物、分泌物和残体的形式为土壤提供有机质外,有些动物如蚯蚓、白蚁等,还可通过对土体的搅动,改变土壤结构和孔隙度等。 微生物则主要通过对有机残体的分解、转化以及腐殖质的合成,来促进成土过程。 人类活动与土壤 人类活动对土壤的影响,分为积极的和消极的两大方面。积极的影响如培育出一些肥沃、高产的耕作土壤,以水稻土为代表。水稻土是在长期栽培水稻,灌溉浸淹条件下发育而成的土壤。人们年复一年地在土壤上进行泡水耕耘,排水晒田,精整田面,轮作施肥,使土壤耕作层具有一种特殊的软糊度,有利于水稻须根的发展。 典型水稻土的耕作层呈深灰色,锈色条纹多;其下为犁底层,紧密坚实,有锈色斑点。水稻土广泛分布于亚洲南部及欧洲、美洲、非洲、大洋洲等洲的部分地区,我国的水稻土主要分布于长江流域和华南一带,华北、东北分布则相对分散。水稻土的肥力,因其所分布的环境条件和管理水平而各异。不合理的人类活动可对土壤造成消极的影响,导致土壤退化,如肥力下降、水土流失、盐渍化、荒漠化、土壤污染等。 下载PDF

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一、成土因素

土壤是在地球表面各种自然因素综合作用下产生的,土壤形成的自然因素主要包括成土母质、气候、生物、地形和时间等,人类活动在土壤形成过程中也起着重要作用。 (一)成土母质在温度变化、水、大气及生物的影响下,地表或接近地表的岩石原地发生的破坏作用,称为风化作用。风化作用使岩石破碎,形成结构疏松的风化物。这些风化物逐步发育成土壤,故称风化物为成土母质。成土母质是土壤的初始状态,在气候与生物的长期作用下,成土母质逐渐转变成可生长植物的土壤。成土母质在很大程度上决定着土壤的物理和化学性质。 (二)气候气候直接影响土壤的水热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度。通常情况下,温度每增加10℃,化学反应速率平均增加1~2倍。温度从0℃增加到50℃,化合物的分解速率约增加7倍。在常年温暖湿润的气候条件下,微生物活动旺盛,全年都能分解有机质,使有机质含量趋于减少。降水和风对土壤形成也有重要影响。 (三)生物生物是土壤有机质的来源,也是土壤形成过程中最活跃的因素,土壤肥力与生物作用密切关联。在适宜的日照和湿度条件下,岩石表面滋生出苔藓类生物,它们依靠雨水中溶解的微量矿物质得以生长,同时产生大量分泌物,对岩石进行化学、生物风化。随着苔藓的大量繁殖,生物与岩石之间的相互作用日益加强,岩石表面慢慢地形成了土壤。此后,一些高等植物在“年幼”的土壤上逐渐生长起来,进一步促进土壤的形成。 在土壤形成过程中,植被具有重要作用,植被类型能直接影响土壤形成方向。例如,分布在大兴安岭、小兴安岭一带的暗棕壤,是在针阔叶混交林下形成的。 (四)其他因素除上述因素外,地形和时间也是土壤形成的重要因素。地形对土壤的影响主要表现在以下方面:在山区,随着地势的升高,土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直分化;在陡峭的山坡上,地表疏松物质的迁移速率较快,很难发育成深厚的土壤;在平坦的地方,地表疏松物质的侵蚀速率较慢,成土母质能在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚的土壤。 成土母质、气候、生物和地形都是土壤形成发育的空间因素。时间作为一个重要的成土因素,反映的是土壤形成发育的历史动态过程。在适宜的气候条件下,发育的时间越长,土壤就越成熟。 下载PDF

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探究

寻乌位于赣东南边陲,地处武夷山与九连山余脉相交处,这里群山拱卫,古代交通闭塞,人烟稀少。然而,在寻乌的群山中,却隐藏着许多造型奇特的古民居。 一些规模较大的古民居,还建有密布箭孔的碉楼。那么,人们为什么选择在这里定居,并修建了这些有如城堡的建筑呢?原来,在寻乌的山脉中,分布着富含硒元素的岩石,山中溪流将硒元素源源不断地运送到山间盆地,最终形成了富硒土壤。这种独特的土壤,再加上良好的气候资源,使得当地出产的农产品不仅产量较高,而且品质优良。适宜耕种的自然条件,在农耕时代吸引了一批批山外的百姓,他们纷纷迁移至此。他们耕田种地,过着丰衣足食的生活。为了家族的集聚,也为了防备旧时的匪患,这些迁入的居民,才修建了一座座防卫森严的巨型围屋。 1.想一想,吸引人们选择在寻乌的群山之中定居的原因有哪些? 2.寻乌富硒土壤是怎样形成的?议一议,影响土壤形成的因素有哪些? 土壤是指陆地表面具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层。土壤为植物光合作用提供并协调水分、养分、温度、空气等营养条件,是人类生存的物质基础。 下载PDF

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问题研究:如何让城市不再“看海”

改革开放以来,我国城镇化进程迅速。然而,近些年来,每逢雨季,我国自北向南,一些城市内涝问题严重,人们戏称到城市“看海”。如何发挥土壤蓄水功能,是解决城市“看海”问题的重要方面之一。 对这一课题的探究,建议采用以下思路。 资料1 城市洪水与土壤蓄水功能缺失 土壤截留的降水越多,降水通过它流到河流所需要的时间就越长,削减了洪峰,因此降低了洪灾的风险。1米厚的多孔隙土壤能截留300毫米的降水量。 用沥青或者混凝土之类的不透水层覆盖的土地,降水无法向土壤下渗。城市中大面积的土地表面被硬化,一旦发生强降雨,产生的径流量很容易超过排水系统的排水能力,在地面积水成涝。2012年7月21日,北京市平均降水量170毫米,在局部地区造成重大暴雨洪涝灾害。 1. 城市大面积土地表面被硬化,改变了水循环的哪些环节? 2. 以北京为例,说明土壤对蓄积雨水和减轻洪涝灾害的意义。 资料2 雨水花园 20世纪90年代,美国的一个新建住宅区为每栋住宅配建30—40平方米的蓄积雨水的场地,称为“雨水花园”。经过数年的追踪监测,发现雨水花园平均减少了75%—80%地面雨水径流量。此后,世界各地开始建设各种各样的雨水花园(图5.23)。 2. 雨水花园还有哪些作用? 资料3 海绵城市 2012年,我国提出“海绵城市”的概念,希望城市能够像海绵一样,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用,以此提升城市生态系统功能,并减少城市洪涝灾害的发生(图5.24)。2014年年底,中央政府决定支持海绵城市的试点工作。 1. 推想海绵城市地面材料的特点。 2. 从雨水花园到海绵城市,对城市雨洪控制的思想有哪些发展? 3. 在什么自然条件下的城市宜建海绵城市? 问题探讨 从雨水花园到海绵城市,人们找到了一条解决城市“看海”问题的有效途径,这有可能成为城市建设的一场革命。针对我国的大多数城市,解决“看海”问题存在哪些现实困难?如何应对?请与同学们一起探讨。  下载PDF

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自学窗:地方病与土壤

在人体中含量极少的化学元素称为微量元素。研究表明,人体所必需的微量元素有十几种。人体摄入这些微量元素过少或过多,都会引起身体的病变。例如,人体长期缺碘,就会引发甲状腺增生,俗称“大脖子病”。人体的微量元素主要来源于饮食,饮食中的微量元素主要受水、土壤等地理环境要素的影响。由于一地环境中某种微量元素缺乏或含量过高而导致的人体病变,是一类地方病。 经研究,此类地方病发病率山区高于平原,农村高于城镇。山区相对封闭,土壤中的化学元素主要来自当地的成土母质,从而会出现某种微量元素缺乏或含量过高的情况。平原上的沉积物来自较为广大的区域,因而微量元素的含量较为均衡。同样道理,农村居民的食物主要来自当地,而城镇居民的食物来源较广。 明确了此类地方病的病因,就可以相应地预防和治疗。例如,在食盐中加碘就可以预防大脖子病。在现代社会,商业发达,人们的食物来源较广,此类地方病也就少见了。地理学家告诉我们,广泛食用来自不同地方、不同种类的食物,不仅可以有效减少此类地方病的发生,还有利于人体的健康。 下载PDF

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案例:我国黄淮海平原盐碱地的综合治理

山东禹城北丘洼曾经是土壤盐碱化严重的地区,盐碱化土壤占耕地总面积的91%。这里频繁旱涝。旱季,蒸发强烈,盐分随水沿土壤孔隙上升到地表,水分蒸发后,大量盐分便在土壤表层积累。雨季,土壤表层的盐分被雨水淋洗。因此,这里的土壤具有春秋季节返盐、夏季淋盐、冬季盐分相对稳定的特征。自1986年开始,中国科学院地理科学与资源研究所在此建立综合试验站,对盐碱地进行综合治理(图5.21),实现粮食高产。 下载PDF

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土壤的功能和养护

土壤处于岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互紧密接触的过渡地带(图5.20),是一个开放的系统,与其所在的环境之间有着活跃的物质和能量交换,是联系有机界和无机界的关键环节。 土壤为植物生长提供了扎根立足的条件,从而使地球表面因着生绿色植物而生机盎然,促使地理环境以至地球面貌发生了根本的改变。有了绿色植物,动物才有了食物来源,而土壤本身也是许多动物和微生物生存的场所和营养来源。据研究,1克土壤中的微生物数量达10亿个左右。 土壤具有重要的蓄水、保水功能。土壤水是陆地水体的一部分。大气降水的一部分储存在土壤中,既有效减少地表径流量,又可以持续提供植物所需的水分。正因为如此,农作物可以抵御适度的旱情。 土壤和人类的关系十分密切,因为人类生存必须发展农业,以取得食物。人类种植农作物是以土壤为物质基础的;人类饲养动物,也主要以植物为饲料。 可见,土壤不仅是自然环境的重要组成部分,也是人类可以利用的珍贵的自然资源,土壤功能的可持续性与农业乃至人类社会的可持续发展息息相关。因此,合理利用和保护土壤资源,对人类的生存和发展至关重要。耕作土壤的耕作层厚度一般为15—30厘米,尤其需要人类呵护。 有些土壤,不适于种植农作物,或者种植农作物产量较低,不能满足耕作的需要,人们就会设法对其进行改良或改造。例如,亚马孙河流域人们利用生物炭改良土壤。我国人民在改良土壤方面也积累了丰富的经验。 即使是优良的土壤,人们也会注重种养结合,以保持土壤持续提供高效肥力的能力。这方面常用的方法有休耕、种植绿肥(图5.22)、作物轮作、广施农家肥等。 下载PDF

第二节 土壤

土壤的主要形成因素

土壤是环境各要素综合作用的产物。土壤的主要形成因素包括成土母质、生物、气候、地貌、时间等。 •成土母质:岩石的风化产物,是土壤发育的物质基础,称为成土母质。成土母质决定了土壤矿物质的成分和养分状况,影响土壤的质地。 •生物:生物是影响土壤发育的最基本也是最活跃的因素,没有生物的作用,就不可能形成土壤。生物残体为土壤提供有机质。有机质在微生物作用下转化为腐殖质。植物可把分散在成土母质、水和大气中的氮、磷、钾、钙、镁、硫等营养元素选择性地加以吸收,储存在生物体内,并随生物残体的分解释放到土壤表层。这种生物循环不断进行,使营养元素在土壤表层富集(图5.19)。植物、动物、微生物的综合作用,加快岩石风化和土壤形成的过程,改善成土母质的性状,促进土壤矿物质颗粒团聚。 •气候:岩石风化的强度和速度与温度、降水量呈正相关,因此,湿热地区的土壤形成速度比干冷地区快得多。与干冷地区相比,湿热地区土壤化学风化作用和淋溶作用强,土壤黏粒比重高。冷湿环境有利于土壤有机质积累,而干旱、高温地区土壤有机质积累少。亚马孙河流域因高温多雨,自然土壤失去热带雨林保护时,有机质快速分解,营养元素被淋溶。总体而言,气候的分布规律在很大程度上影响和控制了土壤的分布规律。 •地貌:地貌对土壤发育的影响是多方面的。例如,由于水热条件的不同,山顶与山麓、阳坡与阴坡、迎风坡与背风坡的土壤发育不同;从山顶到低平洼地,由于成土母质的颗粒存在由粗到细的变化规律,依次分布着砾质土、砂土、壤土和黏土。 •时间在上述成土因素综合作用下,土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显。在自然状态下,形成20厘米厚可供耕作的土壤,一般需要100—1000年。 除自然原因外,人类活动对土壤的影响极为深刻。自然土壤在人类长期的耕作和培育下,形成了有利于农业生产的耕作土壤。 活动:解释常见的土壤现象 下面列出的是一些常见的土壤现象。 四川盆地有些地方的岩石是紫色的,土壤也呈紫色。 对耕作而言,我国东北平原的土壤肥沃,而南方地区的土壤相对贫瘠。 山顶土壤的颗粒较粗,山前平原土壤的颗粒较细。 1.指出形成上述土壤现象的主导因素。 2. 尝试对上述土壤现象作简要解释。 下载PDF

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