1、 三、三、 土壤形成過程土壤形成過程土壤形成過程土壤形成過程土壤形成過程特點(diǎn)土壤形成過程特點(diǎn)土壤形成的實(shí)質(zhì)l母質(zhì)土壤土壤肥力的形成母質(zhì)土壤土壤肥力的形成過程養(yǎng)分的積累過程生物過程養(yǎng)分的積累過程生物小循環(huán)與地質(zhì)大循環(huán)小循環(huán)與地質(zhì)大循環(huán)生物小循環(huán)生物小循環(huán)研究案例研究案例生物小循環(huán)生物小循環(huán)l題目：北京地區(qū)耕地碳酸鹽褐土不同農(nóng)題目：北京地區(qū)耕地碳酸鹽褐土不同農(nóng)作物氮及灰分元素生物循環(huán)的比較研究作物氮及灰分元素生物循環(huán)的比較研究l作者：黃德華、陳佐忠、張鴻芳作者：黃德華、陳佐忠、張鴻芳l刊物：植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)叢刊刊物：植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)叢刊內(nèi)內(nèi) 容容l一。研究方法l二。研究地區(qū)自然條件l三。研

2、究結(jié)果四。討論四。討論l1.不同作物存留、歸還和吸收數(shù)量的特點(diǎn)不同作物存留、歸還和吸收數(shù)量的特點(diǎn)結(jié)結(jié) 論論l1.不同作物存留、歸還和吸收不同元素差不同作物存留、歸還和吸收不同元素差別很大。花生吸收鈣鎂量大；小麥、大別很大。花生吸收鈣鎂量大；小麥、大麥等吸收較高數(shù)量氮磷鉀鈣硅等麥等吸收較高數(shù)量氮磷鉀鈣硅等l2.不同作物對(duì)不同元素歸還特點(diǎn)不同：不同作物對(duì)不同元素歸還特點(diǎn)不同：l1）低歸還：氮磷鉀，歸還比例低于）低歸還：氮磷鉀，歸還比例低于10%l2）中歸還：鈣鎂硫硅鈉等，歸還比例）中歸還：鈣鎂硫硅鈉等，歸還比例10%-30%l3）高歸還：鐵錳等，歸還比例高于）高歸還：鐵錳等，歸還比例高于30%地質(zhì)

3、大循環(huán)地質(zhì)大循環(huán) 地表物質(zhì)遷移的主要形式地表物質(zhì)遷移的主要形式l土壤形成過程中的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化是地球表層土壤形成過程中的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化是地球表層系統(tǒng)物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化總過程的一部分。系統(tǒng)物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化總過程的一部分。l 影響地表物質(zhì)轉(zhuǎn)化的主要因素：影響地表物質(zhì)轉(zhuǎn)化的主要因素：l 外在因素與內(nèi)在因素：外在因素與內(nèi)在因素： 內(nèi)在因素內(nèi)在因素; ;不同化學(xué)元素的結(jié)構(gòu)及其化學(xué)物不同化學(xué)元素的結(jié)構(gòu)及其化學(xué)物的性質(zhì)的性質(zhì)地表物質(zhì)遷移主要形式地表物質(zhì)遷移主要形式l溶解遷移溶解遷移 (lixiviaton transport):(lixiviaton transport): 土體中物質(zhì)與水形成真溶液土體中物質(zhì)與水

4、形成真溶液, ,并隨水并隨水溶液遷移的過程溶液遷移的過程. .其特點(diǎn)元素遷移其特點(diǎn)元素遷移 為主為主. . 淋溶過程與毛管上升淋溶過程與毛管上升 表層積聚表層積聚. .l鹽類物質(zhì)遷移順序鹽類物質(zhì)遷移順序: :lCaCl2MgCl2NaC1kC1MgSo4Na2CO3CaSO4CaCo3 波雷諾夫波雷諾夫(1937)(1937)提出土壤成份相對(duì)活性序提出土壤成份相對(duì)活性序列列:C1-=100 SO42-=57 Ca2 Na+ K+ SiO2 Fe2O3 Al2O3l還原遷移還原遷移(reduction transport):l 地表漬水情況下地表漬水情況下, ,土壤處于土壤處于 嫌嫌 氣還原氣還

5、原條件條件, ,某些變價(jià)態(tài)元素被還原而隨水遷移某些變價(jià)態(tài)元素被還原而隨水遷移的過程的過程. .其特是鐵、錳轉(zhuǎn)化與移動(dòng)其特是鐵、錳轉(zhuǎn)化與移動(dòng). . EhEh值氧化還原電位值氧化還原電位 Eh=-500mvEh=-500mv極端還原極端還原 =-200mv=-200mv強(qiáng)還原強(qiáng)還原 =100mv=100mv通氣不良通氣不良 =300mv=300mv中度氧化中度氧化 =500mv=500mv強(qiáng)氧化強(qiáng)氧化 還原條件化學(xué)元素遷移順序還原條件化學(xué)元素遷移順序: : CaMnMgNaPKFeSiO CaMnMgNaPKFeSiO2 2ALAL 配合遷移配合遷移(Coordination transport)

6、: 金屬離子與電子給予體的離子或分子金屬離子與電子給予體的離子或分子之間通過配位鍵形成的配合物隨水遷移之間通過配位鍵形成的配合物隨水遷移的過程的過程. . 生物參予生物參予, ,金屬元素與腐殖質(zhì)結(jié)合為金屬元素與腐殖質(zhì)結(jié)合為其特征其特征. . 形成絡(luò)合物形成絡(luò)合物 螯合物螯合物 自然自然 條件下地表中條件下地表中, ,二者難以區(qū)分二者難以區(qū)分, ,合稱合稱配合物。配合物。 懸浮遷移懸浮遷移(suspended transport): 次生鋁硅酸鹽粘粒分散于水體中形成懸浮次生鋁硅酸鹽粘粒分散于水體中形成懸浮液下滲或側(cè)流液下滲或側(cè)流. . 其特點(diǎn)粘粒移動(dòng)其特點(diǎn)粘粒移動(dòng). . 生物遷移生物遷移( (b

7、iologicai transport): 生物有機(jī)體吸收生物有機(jī)體吸收. .積聚并形成有機(jī)化積聚并形成有機(jī)化合物的遷移過程合物的遷移過程. .土壤形成的共同過程土壤形成的共同過程l這是指不同土壤類型在形成過程這是指不同土壤類型在形成過程中所具備的共同的作用，包括物中所具備的共同的作用，包括物質(zhì)循環(huán)及土壤內(nèi)部的物理、化學(xué)、質(zhì)循環(huán)及土壤內(nèi)部的物理、化學(xué)、生物作用生物作用物質(zhì)循環(huán)輸入過程輸入過程輸出過程輸出過程2 2）生物吸收）生物吸收土壤內(nèi)部的物理、化學(xué)與生物作用土壤內(nèi)部的物理、化學(xué)與生物作用 土壤形成特殊過程土壤形成特殊過程這是指不同土壤在其形成過程中所具備的這是指不同土壤在其形成過程中所具備

8、的特殊過程，它決定不同土壤類型間的差特殊過程，它決定不同土壤類型間的差異。主要表現(xiàn)在異。主要表現(xiàn)在4 4個(gè)方面：個(gè)方面：1.1.有機(jī)物質(zhì)合成、分解與轉(zhuǎn)化過程有機(jī)物質(zhì)合成、分解與轉(zhuǎn)化過程. .2.2.土壤礦物質(zhì)遷移與轉(zhuǎn)化過程土壤礦物質(zhì)遷移與轉(zhuǎn)化過程. .3. 3. 熟化過程熟化過程 礦質(zhì)化過程礦質(zhì)化過程(Mineralization)(Mineralization) 微生物作用微生物作用 有機(jī)物質(zhì)中礦質(zhì)元素分解、氧化轉(zhuǎn)變有機(jī)物質(zhì)中礦質(zhì)元素分解、氧化轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)態(tài)物質(zhì)的過程為無機(jī)態(tài)物質(zhì)的過程 土壤礦物質(zhì)遷移與轉(zhuǎn)化土壤礦物質(zhì)遷移與轉(zhuǎn)化l 淋洗作用（淋洗作用（leaching)leaching)l 土壤

9、中可溶物質(zhì)隨土壤溶液向下移動(dòng)的土壤中可溶物質(zhì)隨土壤溶液向下移動(dòng)的作用。作用。l 淀積作用（淀積作用（illuviation)illuviation)l 土壤物質(zhì)在剖面中由一層遷移到另土壤物質(zhì)在剖面中由一層遷移到另一層的沉積作用。一層的沉積作用。l 淋淀作用（淋淀作用（eluviation-illuviation)eluviation-illuviation)l淋洗作用和淀積作用的統(tǒng)稱。淋洗作用和淀積作用的統(tǒng)稱。 殘積粘化作用殘積粘化作用 次生黏化作用次生黏化作用 淀積黏化作用淀積黏化作用 殘積粘化作用殘積粘化作用 （residual residual clayfication)clayfica

10、tion) 母巖在風(fēng)化成土過程中，其原生礦母巖在風(fēng)化成土過程中，其原生礦物就地生成粘粒并聚積于土體層的作用。物就地生成粘粒并聚積于土體層的作用。l 次生黏化作用次生黏化作用(secondary (secondary clayification)clayification)l 在特定的水熱條件下，土壤中原生礦在特定的水熱條件下，土壤中原生礦物發(fā)生土內(nèi)風(fēng)化，就地生成和聚積次生物發(fā)生土內(nèi)風(fēng)化，就地生成和聚積次生黏粒，形成土內(nèi)黏化層的作用。黏粒，形成土內(nèi)黏化層的作用。l 淀積黏化作用淀積黏化作用(illuvial (illuvial clayofication ,argillification)cla

11、yofication ,argillification)l 土壤表層土壤表層 或淋溶層的黏粒分散后隨懸或淋溶層的黏粒分散后隨懸液向下遷移，淀積于一定深度，形成淀液向下遷移，淀積于一定深度，形成淀積黏化層的作用。積黏化層的作用。 l硅化作用硅化作用(silicification)(silicification)l土壤中二氧化硅相對(duì)富集的作用。土壤中二氧化硅相對(duì)富集的作用。l脫硅作用脫硅作用(desilicification)(desilicification)l土壤中鋁硅酸鹽水解，氧化硅淋失的作土壤中鋁硅酸鹽水解，氧化硅淋失的作用。用。 石膏聚積作用石膏聚積作用(gypsum accumulat

12、ion)(gypsum accumulation) 次生石膏在土壤中聚積的作用。次生石膏在土壤中聚積的作用。l棕化作用棕化作用(brownification,braunification)(brownification,braunification)l溫帶濕潤氣候條件下原生礦物中的鐵被溫帶濕潤氣候條件下原生礦物中的鐵被風(fēng)化釋放，進(jìn)而氧化和水化，氧化鐵、風(fēng)化釋放，進(jìn)而氧化和水化，氧化鐵、氫氧化鐵充分分散于土壤基質(zhì)內(nèi)，使土氫氧化鐵充分分散于土壤基質(zhì)內(nèi)，使土壤呈棕色的作用。壤呈棕色的作用。l 紅化作用紅化作用(rubification)(rubification)l土壤中非晶質(zhì)氫氧化鐵的消散和針土壤

13、中非晶質(zhì)氫氧化鐵的消散和針l鐵礦、赤鐵礦微晶的形成，充分分鐵礦、赤鐵礦微晶的形成，充分分l散于土壤基質(zhì)內(nèi)使土壤呈鮮艷紅色散于土壤基質(zhì)內(nèi)使土壤呈鮮艷紅色l的作用。的作用。黃化作用黃化作用黃壤所具有的特殊的成土過程。其原因是成土環(huán)境濕度黃壤所具有的特殊的成土過程。其原因是成土環(huán)境濕度大，土壤經(jīng)常保持濕潤，土壤中的氧化鐵高度水化形大，土壤經(jīng)常保持濕潤，土壤中的氧化鐵高度水化形成一定量的針鐵礦，并常與有機(jī)質(zhì)結(jié)合，導(dǎo)致剖面呈成一定量的針鐵礦，并常與有機(jī)質(zhì)結(jié)合，導(dǎo)致剖面呈黃色或者蠟黃色。黃色或者蠟黃色。l 硅鋁化作用硅鋁化作用(siallitization)(siallitization)l溫帶地區(qū)土壤中

14、溫帶地區(qū)土壤中2 2：1 1型黏粒礦物轉(zhuǎn)化形型黏粒礦物轉(zhuǎn)化形成的作用。成的作用。l鐵鋁化作用鐵鋁化作用(ferrallitization)(ferrallitization)l熱帶、亞熱帶地區(qū)原生礦物強(qiáng)烈分解，鹽基熱帶、亞熱帶地區(qū)原生礦物強(qiáng)烈分解，鹽基l淋失，二氧化硅部分淋溶，鐵、鋁氧化物富淋失，二氧化硅部分淋溶，鐵、鋁氧化物富l集的作用。集的作用。熟化過程熟化過程退化過程退化過程l退化退化: :l（3 3）環(huán)境或者某種資源的質(zhì)量和利）環(huán)境或者某種資源的質(zhì)量和利用價(jià)值減小的過程用價(jià)值減小的過程-英漢生態(tài)學(xué)詞英漢生態(tài)學(xué)詞典典 退化與演替退化與演替演替是植物群落隨時(shí)間推移而發(fā)生變化的演替是植物群落

15、隨時(shí)間推移而發(fā)生變化的現(xiàn)象現(xiàn)象 關(guān)于荒漠化關(guān)于荒漠化(Desertification)(Desertification) 包括氣候變化和人類活動(dòng)等各種因素造成的干旱、半包括氣候變化和人類活動(dòng)等各種因素造成的干旱、半干旱和干旱亞濕潤地區(qū)的土地退化干旱和干旱亞濕潤地區(qū)的土地退化 退化是生態(tài)系統(tǒng)退化退化是生態(tài)系統(tǒng)退化l 退化不僅是植被的退化退化不僅是植被的退化l 而且是土壤的退化而且是土壤的退化l 也包括生物群落與小氣候的變化也包括生物群落與小氣候的變化 聯(lián)合國糧農(nóng)組織對(duì)土地退化的劃分聯(lián)合國糧農(nóng)組織對(duì)土地退化的劃分 侵蝕侵蝕 鹽堿鹽堿 有機(jī)廢料有機(jī)廢料 傳染性生物傳染性生物 工業(yè)無機(jī)廢料工業(yè)無機(jī)廢料

16、 農(nóng)藥農(nóng)藥 放射性物質(zhì)放射性物質(zhì) 重金屬重金屬 肥料肥料 洗滌劑洗滌劑 主要土壤發(fā)生層主要土壤發(fā)生層思思 考考 題題 l1 1）土壤形成因素歷史發(fā)展土壤形成因素歷史發(fā)展l2 2）氣候與土壤形成）氣候與土壤形成l3 3）生物與土壤形成）生物與土壤形成l4 4）母質(zhì)與土壤形成）母質(zhì)與土壤形成l5 5）人類活動(dòng)與土壤形成）人類活動(dòng)與土壤形成參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)l張鳳榮，馬步洲，李連捷編著，張鳳榮，馬步洲，李連捷編著，l土壤發(fā)生與分類學(xué)，土壤發(fā)生與分類學(xué)，l北京大學(xué)出版社，北京大學(xué)出版社，1992lDevelopments in Soil Science-Volume 29lVital Soil Function, Value and Properties，Edited by Peter Doelman ，Herman J.P.Eijsackers，2004 ，ELSEVIERl lLynette K.A