2021年，重慶交通大學副校長易志堅獲得“全國最美科技工作者”稱號，至此，他的沙漠土壤化研究走進了更多人的視野，也伴隨著不少爭議。

什么叫沙漠土壤化？在沙子中混合適量的黏合劑和水，給沙粒之間施加約束，讓沙粒改變離散狀態，就能獲得和自然土壤一樣的生態-力學屬性，使沙子聚合形成具有和土壤相似的柔性、保水、保肥和透氣性，就能使沙漠“土壤化”。點沙成土，是真？是偽？

沙子

土壤黏合劑水

土壤主題探究課l

點沙成土，科學還是魔術

土壤：1、概念：土壤是指陸地表層具有一定肥力，能夠生長植物的疏松表層。土壤≠土地？土地指陸地表層部分，土地包括土壤，還包括未形成土壤的巖石和巖石風化物。具有肥力是土壤有別于土（巖石風化物）的本質屬性礦物質45%5%水分20~30%空氣20~30%有機質土壤固相孔隙大氣圈生物圈巖石圈水圈

土壤物質組成：礦物質、有機質、水分和空氣理想土壤的組成（體積比）土壤液相土壤氣相土壤形成物質基礎，土壤中礦物養分的主要來源.土壤肥力的物質基礎影響土壤的水熱狀況空氣和水分均貯存在土壤孔隙中，具有很大的流動性，使土壤能通氣透水，蓄水保溫土壤肥力取決于土壤中水、肥、氣、熱四個因素之間的協調程度，其中有機質含量高低是土壤肥力的重要標志。風化作用微生物高等植物有機質從無到有、由少到多的過程母質層淀積層腐殖質層淋溶層基巖腐殖質層母質層母質層成土母質有機物巖石成土母質原始土壤成熟土壤低等植物土壤的形成過程

土壤形成是一個過程，時間必然是一個重要的因素。土壤是永遠發展變化的，即隨著成土因素的變化土壤也在不斷地形成和演化。土壤有時進化，有時退化以至消亡，是一個動態的自然體，是一個有生有滅的自然體。合理利用

隨著時間的推移，土壤從無到有，從薄到厚，層次由少到多，逐步發育成熟。因此土壤發育的時間越長，土壤層越厚，土層分化越明顯。在自然狀態下形成20cm厚可供耕作的土壤，一般需要100~1000年。森林土壤剖面有機層分解和半分解的有機質為主，含枯枝落葉層和部分分解的有機質層。腐殖質層腐殖質積累，顏色較深，呈灰黑色或黑色。淋溶層由于溶解于水的礦物質隨水的下滲向下運移，導致本層礦物質淋失，顏色較淺。淀積層上層土壤淋失的物質在此沉淀、積累，質地黏重、堅實，呈棕色或紅棕色。成土母質層疏松的風化碎屑物質。母巖層堅硬的巖石。⑥①③④⑤②土壤剖面土壤剖面中的土層是土壤形成過程中物質轉化、遷移和積累的結果。在自然土壤中，森林土壤剖面構造最為復雜（層次多且分明，土層深厚）。成土母質生物時間地貌人類活動氣候

要素綜合①土壤是母質、氣候、生物、地形和時間等五種自然成土因素綜合作用的產物。②所有的成土因素始終是同時同地、不可分割地影響著土壤的發生和發育，它們同等重要和不可替代地參與了土壤的形成過程。③土壤是永遠發展變化的，即隨著成土因素的變化土壤也在不斷地形成和演化。土壤有時進化，有時退化以至消亡，是一個動態的自然體，是一個有生有滅的自然體。成土因素有地理分布規律和規律性變化，隨著時間與空間的不同，成土因素及其組合方式會有所改變，因而土壤不斷地發生變化。時空綜合地方綜合

尺度思想人地觀動態發展1.成土母質①在溫度、水、空氣、生物等的影響下，地表或接近地表的巖石發生破碎或分解，同時礦物化學組成、性質也會發生變化形成新的物質，形成許多松散物質，這一過程稱為風化。巖石的風化①產物，是土壤發育的物質基礎（1）決定礦物質的成分和養分狀況（2）影響土壤的質地土壤圈

巖石圈

濕熱地區：化學風化、生物風化作用強，風化殼厚，成土快，土層厚。

干冷地區：物理風化強烈，化學風化、生物風化弱。成土慢，土層薄風化與風化殼

按其作用因素和風化特點可分為物理風化、化學風化和生物風化三種類型。它們在自然界中相互聯系、相互促進，同時同地進行，只是在不同條件下風化強度不同而已。土壤的質地（粒徑大小）石礫——Gravel砂粒——Sand粉粒——Silty黏粒——Clay土壤礦物質顆粒按粒徑大小可以分為石礫、砂粒、粉粒、黏粒等不同粒級的礦物質在土壤中所占的相對比例，稱為土壤質地按照質地可以分為砂土、壤土和黏土土壤質地孔隙度特點砂質土33-45%孔徑均一，通氣孔居多。壤質土45-52%各類孔隙搭配適宜，水氣較為協調。黏質土45-60%孔徑很小，以毛管水及微孔隙為主，通氣不良。總結：土壤質地與土壤肥力項目砂土壤土（黑土）黏土形態成分

通氣透水性

蓄水保肥能力

對農業的影響

砂粒占優勢，大孔隙多所含的砂粒、粉粒、黏粒的比例適中黏粒占優勢孔徑很小強良好差弱強強易耕作理想的土壤質地質地黏重、不易耕作

風化越強，土粒越細，孔隙越小。通氣性、透水性越弱，而黏結性、蓄水性、保肥性強。白漿化棕壤是指在土壤表層以下存在白漿層的棕壤，白漿層底部常見堅硬的鐵錳結核層。白漿化棕壤分布區地下水位較低，年降水量800~950mm，降水主要集中于6~9月。目前，白漿化棕壤大部分被辟為農田，以種植花生、地瓜、冬小麥為主，是低產土壤之一。圖示意白漿化棕壤的剖面構型及各土層主要理化性質。（1）分析白漿化棕壤“上砂下黏”的剖面構型在不同季節對土壤水分的影響。(4分)上砂下黏砂土顆粒粗透氣好土壤水蒸發旺盛黏土顆粒細不利水分下滲雨季降水多，下層黏土不利于水分下滲，導致土壤水分含量過高；旱季降水稀少，上部砂土透氣性好，有利于土壤水蒸發，導致土壤含水量過低。旱季降水少土壤水分少雨季降水多土壤水分多生物如何影響土壤？思考動物植物微生物土壤圈

生物圈

生物：決定性、最活躍生物：包括動物、植物、微生物結果①富集養分（集中于表層）②促使土壤礦物質顆粒團聚。礦物質顆粒的團聚是土壤區別于土的重要體現有機質生物循環示意圖

生物循環：植物營養元素在生物體和土壤之間的遷移轉化過程過程①植物根系從成土母質、土壤溶液和空氣中吸收營養元素，輸送到植物軀體各部；植物在葉部合成綠色有機物。植物被動物吞食后會成為動物軀體的組成部分，②同時動植物新陳代謝過程會以代謝產物或殘體的形式歸還土壤。③土壤中的這些有機物又在微生物作用下，轉化為腐殖質（營養元素），留存于土壤中。作用①提供有機質、富集營養元素②形成腐殖質③對土壤理化性質的影響，促使“土”成為“土壤”。黃金土壤——黑土土壤有機質含量與所在區域的氣候、植被關系密切。我國東北地區世界四大黑土分布區之一，黑土分布區土層較厚，擁有深厚黑色或暗黑色腐殖質，表土層的土壤有機質含量豐富，非常適用農耕，造就了我國最大面積的商品糧基地。東北地區黑土有機質含量總體由南向北呈增加趨勢。下圖為東北地區黑土分布圖。(1)根據材料推測黑土深厚腐殖質形成過程。（草原、森林）植被茂密枯枝落葉多腐殖質來源豐富東北地區氣候寒冷植物生長周期長有機質消耗少、積累多微生物不活躍難分解枯枝落葉地廣人稀開發晚腐殖質累積時間長黃金土壤——黑土土壤有機質含量與所在區域的氣候、植被關系密切。我國東北地區世界四大黑土分布區之一，黑土分布區土層較厚，擁有深厚黑色或暗黑色腐殖質，表土層的土壤有機質含量豐富，非常適用農耕，造就了我國最大面積的商品糧基地。東北地區黑土有機質含量總體由南向北呈增加趨勢。下圖為東北地區黑土分布圖。(1)根據材料推測黑土深厚腐殖質形成原因。（6分）收入①溫帶季風氣候，東北地區草原、森林等植被覆蓋率高，枯枝落葉量大；②冬季寒冷漫長，植物生長周期長，有利于有機質積累；支出①緯度較高，氣溫低，枯枝落葉及其他的有機質不易被分解，從而逐年累積最終形成了黑土的厚重的腐殖質層；②氣溫低，植物生長緩慢，對土壤養分的消耗慢。③當地長期地廣人稀，開發晚，腐殖質的形成、積累期長。黃金土壤——黑土土壤有機質含量與所在區域的氣候、植被關系密切。我國東北地區世界四大黑土分布區之一，黑土分布區土層較厚，擁有深厚黑色或暗黑色腐殖質，表土層的土壤有機質含量豐富，非常適用農耕，造就了我國最大面積的商品糧基地。東北地區黑土有機質含量總體由南向北呈增加趨勢。下圖為東北地區黑土分布圖。甲地降水量較乙地多，土壤有機質淋溶較多；甲地氣溫較乙地高，有機質分解速度較快。(2)分析甲地黑土有機質低于乙地的原因。（4分）緯度較低離海較近氣溫較高微生物較活躍有機質分解較快降水較多有機質淋溶多有機質少

總結土壤厚度、土壤肥力的答題思路：土壤厚度大土壤肥力高成土母質（礦物質）原地：巖石風化水熱條件好，風化殼厚干旱地區（物理風化）濕潤地區（生物化學風化）外源：河流帶來泥沙，形成沖積土試分析熱帶雨林地區土壤厚度大，但有機質含量低的原因？土壤圈大氣圈氣候決定一個地區的水熱狀況，直接或間接地影響著巖石風化、物質遷移和植物、動物、微生物活動，是土壤形成的動力因素。土壤水分的蒸散、土壤礦物的淋溶與沉淀、有機質的分解與腐殖質的合成都有重要的影響。風力導致土壤表層粉粒大量流失，即土壤被風蝕沙化；風力堆積作用常造成土壤物質組成的變化。（1）有機質的積累與分解（2）巖石風化的強度與速度3、氣候氣氣候

氣溫降水風化作用淋溶作用分解速度土壤肥力

濕熱

干冷較高較多強強快低較低較少弱弱慢低①高寒環境：土壤發育程度低、土層薄、土壤貧瘠、凍土②濕熱環境：有機質分解快，土壤淋溶作用強，土壤貧瘠，偏酸性

③干旱環境：土壤水分少，發育程度低，貧瘠，偏堿性

④冷濕環境：有機質分解慢，土層深厚肥沃從山頂至山前平原，土壤質地、厚度、水分、肥力存在哪些差異？礫質土砂土壤土黏土

同一地區，山頂氣溫較低、水分較少，風化作用較弱，細小風化產物易流失，成土母質顆粒粗。

山前平原氣溫較高、水分較多，風化作用較強，且易接受細小風化產物堆積，成土母質顆粒細地勢低洼的山麓低地或者谷地，常常因沉積物的堆積形成較厚的土層。陡峭的山坡，重力作用和地表徑流會加速地表疏松物質的侵蝕，很難發育成深厚的土壤。

地形主要通過對物質、能量的再分配間接作用于土壤。是疊加在生物、氣候等因素之上的，屬于非地帶性因素。

地形的作用主要表現在大、中、小不同尺度的地形，以及海拔、坡向、坡長、位置、地表形態和地形演變對土壤發育的影響。

（2023全國甲卷）圖2

為某區域的典型剖面示意圖，該區域的山坡受流水侵蝕，谷地持續接受沉積，山坡多生長森林，谷地中草甸廣泛發育，據此完成下題。3、導致山坡與谷地植被分異的主要因索是A.

氣溫

B.降水

C.土壤溫度

D.土壤水分4、如果地質構造穩定、氣候無明顯變化，谷地植被變化趨勢為A.與地帶性植被差異縮小，草甸比例上升B.與地帶性植被差異縮小，草甸比例下降C.與地帶性植被差異擴大，草甸比例上升D.與地帶性植被差異擴大，草甸比例下降DB谷地低洼易儲水，土壤水分含量高形成喜濕草甸植被谷地沉積物不斷增厚谷地的地勢抬升地下水位下降土壤的含水量下降草甸植被減少谷地植被與地帶性植被差異減小白漿化棕壤是指在土壤表層以下存在白漿層的棕壤，白漿層底部常見堅硬的鐵錳結核層。白漿化棕壤分布區地下水位較低，年降水量800~950mm，降水主要集中于6~9月。目前，白漿化棕壤大部分被辟為農田，以種植花生、地瓜、冬小麥為主，是低產土壤之一。圖示意白漿化棕壤的剖面構型及各土層主要理化性質。（2）針對白漿化棕壤低產的原因，江蘇北部某地農民在長期生產實踐過程中，摸索出了一種改良及合理利用白漿化棕壤的農田工程措施——豐產溝（下圖）。說明豐產溝如何克服白漿化棕壤對農業生產的不利影響。豐產溝通過挖溝培壟，加高了壟的高度，改善了土壤的排水條件，夏季降水多的季節土壤不會過濕，利于花生、地瓜等春種秋收的作物生長；溝底變深，利于獲得地下水補給，提高了土壤水分含量，利于旱季越冬作物（如冬小麥）的生長。壟高，利于排水夏季土壤不會過濕溝深，利于匯聚水分旱季土壤不會過干土壤的形成受成土母質、生物、氣候、地貌等要素及人類活動的共同作用,體現了自然