第二节 土壤

第二节 土壤

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

第二节 土壤

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

第二节 土壤

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

第二节 土壤

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

第二节 土壤

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

第二节 土壤

活动:观察家乡的土壤

在校园或校园附近的空地或荒地上,清理地表的植物或杂物,自地表向下挖出边长为20厘米的土壤立方块,将土壤块放在一张白纸上,用秤称出土壤块的重量。 (1)观察土壤块的颜色自上而下是否有变化,并解释变化的原因。 (2)用干纸巾分别贴在土壤块的表层和底层,稍过一会,观察纸巾的潮湿状况,判断土壤块表层和底层的湿度差异。 (3)观察土壤块表层和底层疏松状况的差异。 2. 将土壤块侧面平放,并轻轻捣碎。注意,尽可能保持捣碎的土壤按表层至底层排列,且不发生遗洒。 (1)分别在土壤块的表层和底层取一小团大小相当的土壤,用手掂掂重量,是否有差异?(2)分别用手指研磨土壤块的表层和底层土壤,感受土壤的湿度和土壤矿物质的颗粒大小。(3)在土壤中有没有发现小动物? 3. 将捣碎的土壤晾晒一天后称重,比较与刚挖出时的土壤块重量的差异。 4. 分别从土壤块的表层和底层取部分土壤,加适量水搅拌,试着用手搓土条,看看哪个部位的土壤更容易搓成土条。 5. 整理上述活动的结果,描述家乡土壤的特点,并与同学交流。 下载PDF

第二节 土壤

观察土壤

土壤是指陆地表层具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层,由矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成。野外对土壤的观察,一般从土壤颜色、土壤质地、土壤剖面构造等方面进行。 •土壤颜色土壤颜色是土壤最重要的外部特征之一。有些土壤就是用颜色来命名的,如黑土(图5.14)、红壤(图5.15)等。 •土壤质地土壤矿物质颗粒按照粒径大小可分为石砾、砂粒、粉粒、黏粒等。不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例,称为土壤质地。从土壤质地看,土壤一般分为砂土、壤土和黏土(图5.16),在野外可根据手指研磨土壤的感觉近似地作出判断。 •土壤剖面构造土壤剖面是指从地面垂直向下的土壤纵剖面,由一些形态特征各异的、大致呈水平展布的土层所构成。这些土层是土壤形成过程中物质转化、迁移和积累的结果。在自然土壤中,森林土壤剖面构造最为复杂(图5.17)。自然土壤经过人为耕作就变成耕作土壤。耕作土壤剖面一般分为耕作层、犁底层和自然土层(图5.18)。 下载PDF

第二节 土壤

课前引入

早期的欧洲殖民者在巴西亚马孙河流域发现,当地印第安人在一种与自然土壤迥异的黑色土壤上耕作(图5.13)。据研究,这种黑色土壤是人工土壤,主要成分是利用农作物秸秆等在一定条件下制作而成的生物炭。当地人用生物炭改良贫瘠的土壤,可能已有几千年的历史了。亚马孙河流域的自然土壤用于耕作时为什么贫瘠?你能举出改良土壤的其他案例吗? 下载PDF

第二节 土壤

作业题

1.同一座山的山麓和山顶的土壤在厚度和肥力方面有哪些不同?为什么? 2人为耕作改变了水稻土水分状况和物质循环的过程,形成特殊的土壤层次。观察”水稻土剖面”图(图中红白相间的土壤剖面尺主要用于拍照定位深度,每格长度为10厘米),说出影响其形成的主要因素。 3红壤是发育于热带和亚热带植被下的土壤,呈红色,其主要特征是富含铁、铝氧化物,呈酸性。观察”红壤剖面”图,分析红壤形成地区的气候条件。 下载PDF

Scroll to Top