土壤风蚀：每次沙尘暴的沙尘源和影响区都会受到不同程度的风蚀危害，风蚀深度可达1～10厘米。据估计，我国每年由沙尘暴产生的土壤细粒物质流失高达106～107 吨，其中绝大部分粒径在10微米以下，对源区农田和草场的土地生产力造成严重破坏。
——百度百科沙尘
风对地表形态的塑造过程。这种作用表现为风对地表物质的风蚀、搬运和堆积过程，分布范围很广，干旱区、半湿润区乃至湿润区均有分布。干旱区由于具有干燥多风、地表植被稀疏甚至完全裸露等自然特征，因而那里的风力作用很强，成为荒漠地貌发育的主要外营力，形成了与流水、冰川及重力等其他外营力塑造的地形完全不同的风成景观（见风蚀地貌、风积地貌）。
风蚀作用指地表物质在风力作用下脱离原地的过程。包括吹蚀作用和磨蚀作用。
吹蚀作用地表松散泥沙或基岩风化碎屑物被风吹扬而离开原地的过程。吹蚀作用的产生取决于近地表的风力状况(流态、流速)和地表泥沙的物理力学性质。由于空气的密度小、粘滞性低，近地表风一般呈紊动状态，其风速的垂直分布基本遵循对数律，方程如下：
其中u为高度y处的风速；k为紊动卡门常数,与温度有关，通常取0.40；y0是风速为零的高度;U*是摩阻流速。风对地表泥沙的拖曳力（或曰剪应力τ)取决于风的摩阻流速和空气密度(ρ)。
风速增大，摩阻流速亦增大，地表泥沙颗粒所受的拖曳力亦随之增加，当风速达到某一程度时就会使地表沙粒开始运动。英国R.A.巴格诺尔德根据起动条件下作用在沙粒上的力的平衡，得出沙粒在开始运动时的最小摩阻流速（又称流体起动条件，U*c）为：
式中ρs为沙粒密度；d为粒径；g为重力加速度;A为经验系数,对于>0.1毫米的石英沙粒其值为0.1。W.J.切皮尔根据作用在沙粒上力的平衡，并考虑到起动现象的随机性，直接用剪切力表示其临界起动值(τc)：
式中rs、r分别为颗粒和空气比重；d为粒静。两式获得的结果基本相同。
巴格诺尔德在风洞实验中还发现，当沙粒起动以后，由于跃移颗粒的碰撞，风速稍许低于流体起动条件时床面沙粒仍会保持运动，此时A值为0.08,这个起动条件称为冲击起动条件（U*t，又称起动摩阻流速）,并表示为（对于石英沙粒）：
由上可见，对于>0.1毫米的泥沙颗粒来说，因密度（或比重）和粒径的不同，起
始运动所需的风速（临界风速）是不一样的。对于密度相同的泥沙颗粒，临界起动风速将随
粒径而变化，遵循平方根律()。这个关系已得到反复证实，而且受颗粒形状等因素的影响很小。根据中国沙漠地区（新疆莎车等地）的观测资料，亦获得十分相似的依存关系（见表）
风力作用
但细粒泥沙（<0.1毫米）并不遵循上述规律，当床面仅由细小颗粒组成时，随着颗粒粒径的减小，流体起动值反而越来越大（图1）。这是由于更细的颗粒一方面受到附面层流层的隐蔽作用，同时易从大气中吸附水分使粒间产生一定粘结力所致。B.弗莱彻通过量纲分析和一系列试验提出包括粗细颗粒在内的统一起动摩阻流速(U*t)公式：
式中v为空气动粘滞系数；c为粒间粘结力。
由图1可以看出,地表最易遭受风力吹蚀的松散泥沙是粒径为0.1毫米左右的粉细沙，太粗太细均不易为风力所驱动。切皮尔发现等效直径超过0.5毫米（实际直径0.84毫米）的颗粒（或块体），极少会受到吹蚀（也称之谓不可蚀因子）。钱宁也认为在一般情况下大于粗沙（>1.0毫米）的泥沙颗粒均不易直接为崇力所驱动。风能够在地表吹离更大颗粒的现象是极为罕见的（在南极曾发现有由粒径5～30毫米颗粒组成的沙波）。因此吹蚀作用通常多限于具有粉细沙颗粒的地域。
风力作用
磨蚀作用风通过携带的沙粒对地表的冲击、摩擦过程。洁净的风（非挟沙气流）即使是超过临界起动值的，通常也只能对处于松散状态（无粒间粘结力）的一定粒径范围内的颗粒具有吹蚀作用，对于多数地表则是无显著作用的。但是，风如挟沙形成挟沙气流，则以其所携带的泥沙颗粒为工具，对地表会产生巨大的冲击力和摩擦力。试验证明，风所挟带的以高速跃移的颗粒通过冲击方式可以推动直径6倍于它或重量200余倍于它的颗粒；处于不同胶结程度的土壤结壳或泥沙块体，也会因受被吹扬颗粒的滚动或滑动摩擦，特别是跳跃颗粒的撞击而发生崩解和破碎，使地表增加风吹蚀的泥沙数量，加剧风蚀；各种风蚀地貌（特别是正地形）实质上是由挟沙气流塑造的，如风蚀壁龛（石窝）、风蚀蘑菇、雅丹等。
搬运作用指风所挟带各种不同粒径的泥沙颗粒被输移的过程。
搬运形式有跃移、悬移和蠕移3种基本形式。
①跃移。沙粒由风力上扬作用而脱离地表后，在气流中取得动量加速前移(图2)。由于空气密度比沙粒密度小得多（约1:2000）,沙粒所受阻力较小,所以在落到地面时仍有相当动量,或反弹跃起,或冲击其他颗粒跃起，使风沙运动很快达到很大强度。以0.10～0.15毫米的沙粒最易以跃移方式运动。据风洞试验和野外观测资料，天然沙丘沙呈跃移的沙量在气流挟带的全部沙量中所占比例虽随风速增大而增加，但变动不大,平均约占3/4。跃移颗粒的运动轨迹类似一抛物线，降落角较小，一般为10°～16°。起跳角变化较大，约40％的起跳角在30°～50°，28％在60°～80°。跃移长度与高度之比值随起跳角加大而变小。沙粒在跃移过程中还不断旋转，转速达每秒几百转至上千转。
风力作用
②悬移。一般小于0.1毫米的泥沙颗粒由于其沉速通常小于吹蚀风的脉动向上分速，一旦被跃移颗粒逐出地面便以悬移方式运动，其运动性质完全取决于上空气流结构。T.von卡门曾计算过细粒泥沙自地表外移以后，在空气中持续的时间(T)和所能达到的距离(L)：
式中μ为空气粘滞系数;U为平均风速；ε是紊动交换系数,对于较强劲的风可取104～105毫米2/秒。由公式可见，一个数量级的粒径差异会使悬移颗粒在气流中的悬持时间增大4个数量级。因而较细的粉沙和粘土颗粒容易为气流输移较大的距离并达到较高的高度。在沙丘沙的风力输移中，悬移量所占比例一般不足5％，甚至在1％以下。
③蠕移。较大的颗粒因风压或跃移颗粒的冲击作用使之沿地面滚动或滑动。其移动速度很低，平均每秒只有1～2厘米，而跃移颗粒平均速度每秒可达数百厘米。凡在0.5～1.0毫米的粗沙一般均以蠕移方式运动，蠕移量约占全部输沙量的1/4左右。
在风力输移泥沙的各种运动形式中，以跃移为最重要，它是输移沙量的主体。这与以悬移为主的流水输沙不同，产生这种差别的根本原因在于流体介质（空气和水）的密度差异很大（约1:800）。钱宁把上述3种运动形式的泥沙分别称为跃移质、悬移质和蠕移质，跃移质和蠕移质又统称为推移质。
搬运高度挟沙气流中的泥沙在不同高度上的相对含量（或浓度、输沙率）随风力和地表性质等不同而有变化。据中国沙漠地区的观测资料，跃移质含量在各种风速下随高度的分布似遵循对数律，含量随高度增加而递减（图3）。日本河村等曾从理论上探讨跃移质含量沿垂线的分布，并与实验结果作了比较,得出图4所示的分布规律（其中u0.3为0.3米高处的风速）。跃移质主要集中在地表附近，随风速增大，跃移高度也逐渐增加。
风力作用风力作用
悬移质含沙量在不同高度上的分布遵循幂函数规律，即在对数纸上呈一直线（图5 ）。
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风沙流的形成
wind-drift sand
风成沙在风力作用下的移动现象。风携带各种不同粒径的沙粒，使其发生不同形式和不同距离的位移称风的搬运作用。当近地面的风速大于每秒4米时，0.1～0.25毫米粒径的沙粒就能被搬运形成风沙流。通常，被风吹扬的沙粒的颗粒大小和风速成正比。风沙流中的含沙量与高度有关。据观察，风沙流中的绝大部分沙粒都在近地表10厘米以下，并随着风速
的增大而增多。
风沙流-运动方式
风沙粒的运动方式有3种：①＜0.2毫米的沙粒在风速每秒5米时，呈悬浮状态移动称悬移。②气流中飞跃的颗粒，降落时碰撞地面而产生的回弹称跃移。③跃移颗粒对地面较大颗粒冲击后，缓缓向前移动称蠕移。
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风的地质作用-正文
风及其挟带的沙粒及尘土对地表岩石和地形的破坏和建造作用的总称。包括风蚀作用、搬运作用和沉积作用。前二者是破坏作用，后者是建造作用，基本上均属于机械作用。风的地质作用在气候干旱、温差大、物理风化强烈而植被稀少的地区，特别是荒漠中很强烈。
风沙运动的特点风主要是空气的水平运动，呈层流和紊流两种状态。由于地面摩擦的影响，越近地面风速越小。当风速大到足以把沙粒举入气流中时，形成挟沙的气流，叫风沙流。启动沙粒的风速受沙粒粒径、沙层含水率等的影响。在新疆野外测得，2米高处,风速达4米／秒的风便可挟带粒径为0.1～0.25毫米的细沙，形成风沙流。风沙流中沙量的分配随离地面高度的增加而减少，绝大部分沙集中在自地面到30厘米高的范围内。风速5米／秒，在0～10厘米的高度上含沙量占90％。所以，风的地质作用集中于近地表范围内。
风蚀作用风对地表岩石、地形的破坏改造作用。其方式有2种：一是吹蚀作用（吹扬作用）,风直接把地表松散沙粒和尘土吹走，并使地面遭到破坏；一是磨蚀作用，指风中沙粒对岩石的磨损。两种方式伴生。风中的沙粒在岩石的裂隙中或表面坑洼处表现出强烈的旋转运动。质地不均匀的岩石经风蚀作用后，表面可形成小凹坑和洞穴，叫石窝；砾石改变成具有多个磨光面而边棱清晰的石块，叫风棱石；突出地面的石块变成下小上大的蘑菇状，叫石蘑菇。垂直节理发育的岩层，可被风蚀作用改造成石柱群，地面流水形成的沟谷可被风蚀作用改造成风蚀谷。风蚀谷的特征是形状蜿蜒曲折，谷底崎岖不平，两坡陡峻。风蚀作用使风蚀谷不断扩大，谷间地区不断缩小，最后只剩下孤立的风蚀残丘。由于岩层产状和构造不同，残丘有尖塔状、城堡状等。风蚀作用还可以挖掘出风蚀坑，当地下水面出露时，则成为绿洲。
风的地质作用
风的搬运作用风将地面松散沙粒搬往它处的过程。在风的作用下,沙粒有3种移动方式：悬移、跃移和推移。
①悬移。细小的沙粒和尘土在风力冲击和紊流上举力作用下，脱离地面随气流移动叫悬移。悬移物的粒径一般小于0.2毫米,而小于0.05毫米的一经启动就不易沉降，可漂移到距源地2000公里之外的地区。②跃移。风沙流中的沙粒在重力作用下不时下落，以平缓的倾角迅速冲击地面后，再反弹起来继续前进，并使冲击点附近部分的沙粒也加入前进行列。这种弹跳式的前进叫跃移。跃移沙的粒径一般为0.2～0.5毫米，速度可达几至几十厘米/秒。
③推移（蠕动）。沙粒或细砾沿地面滚动或滑行。它可以由风力直接推动，也可以由跃移沙的冲撞产生。跃移沙可以推动6倍于其体积的碎屑向前滚动,所以高风速时地表有一层徐徐移动的沙流，移动速度一般不到2.5厘米／秒。
被风搬运的沙、土移动方式以跃移为主，占总搬运沙量的70～80％,推移的约为20％,悬移的少于10％。沙粒移动的方式随风速大小而变。
风的沉积作用风速减小，碎屑所受重力大于风的推动和下举力时即发生沉积。
风减速的原因有地面的摩擦，地面障碍物的阻挡，与冷湿气流相遇而被抬升。风的沉积物叫风积物。风积物有良好的粒度分选性和分布分带性，即从风源地向外，由粗到细呈带状分布。风积物主要有风成沙和黄土。
①风成沙和沙丘。经风力改造而后再沉积的沙叫风成沙。来源多为其他外力作用形成的松散沉积物。如残积物、冲积物等。典型的风成沙的组分以石英为主，其次为长石、云母等。风成沙的分选性和磨圆度都很好，表面呈毛玻璃状，有撞击痕，常呈黄褐色。
风沙流遇到岩石、树丛等阻挡时，沙在障碍物后停积形成沙堆，沙堆顺风延伸，进而演变成沙丘。由于风向、来沙量和地形等的不同，沙丘有各种形态，以及不同的高度和长度。新月形沙丘较常见,平面为弯月形,迎风坡缓(5°～20°)，背风坡陡(30°～34°)（图2）。未固定的沙丘能不断移动，掩埋农田和建筑物等。
②风成黄土。灰黄- 棕黄色粉沙质的土状沉积物。疏松多孔、无层理、垂直节理发育，并含有一定量的碳酸盐矿物。黄土主要分布在沙漠区和大陆性冰川区的外缘。中国黄土主要分布在西北的黄土高原区，一般厚达150～200米。
风的地质作用盛行地区的自然景观为荒漠。荒漠是大陆上气候干旱，雨量稀少，植被稀疏、矮小，土地贫瘠之地。荒漠有石质、砾质和沙质之分。石质和砾质的平地叫砾漠（戈壁）；完全被沙层覆盖的是沙漠。荒漠占陆地面积的1/5。
风的地质作用
参考书目
吴正著：《风沙地貌学》，科学出版社，北京，1987。
R.A.拜格诺著,钱宁等译:《风沙和荒漠沙丘物理学》，科学出版社，北京，1959。(R.A.Bagnold,The Physics of Blown Sand and Desert Dunes,Methuen,London,1954.)
1938年,V oznesenskil定义E=dh/a为土壤可蚀性指数。其中d是分散率,h是土壤亲水性,a 是在流速为100cm/min的水流作用1小时条件下,仍保持不分散的≥0.25 mm的团聚体含量。
1982年,Skidmore等人把颗粒组成与风蚀度联系起来,按粒度结构将其分为两大类:一类是粒径>0.84mm的不易蚀土粒,称为非可蚀性颗粒(NEP);另一类是粒径≤0.84 mm的可蚀性颗粒(EP)。其中,粒径0.05～0.50 mm的土粒为最易蚀性颗粒(MEP)
土壤风蚀：每次沙尘暴的沙尘源和影响区都会受到不同程度的风蚀危害，风蚀深度可达1～10厘米。据估计，我国每年由沙尘暴产生的土壤细粒物质流失高达106～107 吨，其中绝大部分粒径在10微米以下，对源区农田和草场的土地生产力造成严重破坏。 ——百度百科沙尘 风对地表形态的塑造过程。这种作用表现为风对地表物质的风蚀、搬运和堆积过程，分布范围很广，干旱区、半湿润区乃至湿润区均有分布。干旱区由于具有干燥多风、地表植被稀疏甚至完全裸露等自然特征，因而那里的风力作用很强，成为荒漠地貌发育的主要外营力，形成了与流水、冰川及重力等其他外营力塑造的地形完全不同的风成景观（见风蚀地貌、风积地貌）。 风蚀作用指地表物质在风力作用下脱离原地的过程。包括吹蚀作用和磨蚀作用。 吹蚀作用地表松散泥沙或基岩风化碎屑物被风吹扬而离开原地的过程。吹蚀作用的产生取决于近地表的风力状况(流态、流速)和地表泥沙的物理力学性质。由于空气的密度小、粘滞性低，近地表风一般呈紊动状态，其风速的垂直分布基本遵循对数律，方程如下： 其中u为高度y处的风速；k为紊动卡门常数,与温度有关，通常取0.40；y0是风速为零的高度;U*是摩阻流速。风对地表泥沙的拖曳力（或曰剪应力τ)取决于风的摩阻流速和空气密度(ρ)。 风速增大，摩阻流速亦增大，地表泥沙颗粒所受的拖曳力亦随之增加，当风速达到某一程度时就会使地表沙粒开始运动。英国R.A.巴格诺尔德根据起动条件下作用在沙粒上的力的平衡，得出沙粒在开始运动时的最小摩阻流速（又称流体起动条件，U*c）为： 式中ρs为沙粒密度；d为粒径；g为重力加速度;A为经验系数,对于>0.1毫米的石英沙粒其值为0.1。W.J.切皮尔根据作用在沙粒上力的平衡，并考虑到起动现象的随机性，直接用剪切力表示其临界起动值(τc)： 式中rs、r分别为颗粒和空气比重；d为粒静。两式获得的结果基本相同。 巴格诺尔德在风洞实验中还发现，当沙粒起动以后，由于跃移颗粒的碰撞，风速稍许低于流体起动条件时床面沙粒仍会保持运动，此时A值为0.08,这个起动条件称为冲击起动条件（U*t，又称起动摩阻流速）,并表示为（对于石英沙粒）： 由上可见，对于>0.1毫米的泥沙颗粒来说，因密度（或比重）和粒径的不同，起
土壤风蚀与植被防护研究3 王晓东,岳德鹏,刘永兵 (北京林业大学资环学院,北京100083) 摘要:在收集总结国内外土壤风蚀与植被防护相关研究文献的基础上,从土壤风蚀原理、风蚀影响因素、风蚀预报模型、土壤风蚀容忍量、植被覆盖防风蚀效应等方面评述了国内外土壤风蚀与植被防护的研究现况,据此指出了研究中存在的问题,提出了今后的研究方向。 关键词:土壤风蚀;植被防护;研究综述 中图分类号:S714 文献标识码:A 文章编号:1672-8246(2005)02-0108-05 A Rev i ew of the Research on So il W i n d Erosi on and Veget a ti on Preven ti on WANG Xiao2dong,Y UE De2peng,L I U Yong2bing (College of Res ources and Envir onment,Beijing Forestry University,Beijing100083,China) Abstract:Based on the research documents about s oil wind er osi on and vegetati on p reventi on at home and abr oad, current situati on of the research on s oil wind er osi on and vegetati on p reventi on at home and abr oad was discussed in the res pects of p rinci p le of s oil wind er osi on,affecting fact ors of wind er osi on,p redicti on model of wind er osi on, s oil wind er osi on t olerance and the effect of the p reventi on of wind er osi on thr ough vegetati onal cover.According t o these,the p r oble m s that exist in the researches were found and the research directi on of s oil wind er osi on and vege2 tati on p reventi on in future was given. Key words:s oil wind er osi on;vegetati on p reventi on;revie w of the research 土壤风蚀(Soil W ind Er osi on)是指土壤及其母质在风力作用下剥蚀、分选、搬运的过程,其实质是气流或气固两相流对地表物质的吹蚀和磨蚀塑造地球景观的一个基本地貌过程,也是干旱和半干旱地区形成风沙流、沙漠化与沙尘暴灾害的首要环节(吴正,1987)[1]。土壤风蚀已成为一个全球性的环境问题,严重的土壤风蚀给当地带来很大的危害(陈渭南等,1994)[2]。据统计,风蚀造成的土地退化面积达到5105×106k m2,占全球退化土地面积的4614%。我国西北土壤风蚀的面积已经占其国土面积的1/2以上,严重地制约着这些地区社会经济的发展。在收集国内外相关研究资料的基础上,本文就土壤风蚀以及防护效益研究的状况进行了系统地评述,旨在为我国西北地区生态环境建设提供理论与方法。 1 土壤风蚀原理的研究成果 土壤风蚀原理的研究内容主要包括:风沙受力起动机制、沙粒起动风速、风沙运动方式、风沙流结构、风沙运移模型等(史培军等,2002)[3]。现除风沙运动方式之外,对其他4方面的研究成果进行综述。 111 沙粒受力起动机制 20世纪30年代,国外对风蚀沙粒受力起动机制的研究开始有了较大进展,实现了定性描述到定量研究的飞跃。Chep il W1S1(1945)和兹纳门斯基A1И1(1958)等认为,由于地表沙粒上下存在 第34卷 第2期 2005年6月 西 部 林 业 科 学 Journal of W est China Forestry Science Vol134 No12 June12005 3收稿日期:2004-11-13 基金项目:国家十五科技攻关课题(2002BA517A14),北京市自然基金重点项目(8011003)之一研究内容。 第一作者简介:王晓东(1981-),男,山西朔州人,硕士研究生,主要从事水土保持研究。
一、绪论 1.工程地质学：工程地质学是将地质学的原理运用于解决工程地 基稳定性问题的一门学问 2.工程地质学的主要任务和研究方法： 答：工程地质学的主要任务是区域稳定性研究与评价、地基稳定性研究与评价、环境影响评价。 研究方法为自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法、工程地质类比法 3.建筑物的地基：在土和岩层中修建建筑物，承受建筑物全部重 量的那部分土和岩层。 4.什么是工程地质条件和工程地质问题？ 答：工程地质条件是指工程建筑物有关的地质条件的综合。主要包括地层岩性、地质构造、地形地貌、水文地质条件、地表地质 作用。 工程地质问题是指工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛 盾或问题。主要包括地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室围 岩稳定性问题、区域稳定性问题。 二、地壳及其物质组成 1.地质作用：塑造地壳面貌的自然作用。 2.物理地质作用包括内力地质作用（构造运动、岩浆作用、变质 作用、地震）和外力地质作用（风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用）。
3.矿物：矿物是天然产出的均匀固体，是各种地质作用的产物和 岩石的基本组成部分。 4.矿物的物理性质包括颜色和条痕、光泽、硬度、解理与断口、 密度、弹性，挠曲，延展性。 5.解理：矿物受外力作用时，能沿一定方向破裂成平面的性质 6.断口：矿物受外力打击后无规则地沿着解理面以外方向破裂， 其破裂面称作断口。 7.岩石按其形成方式分成火成岩（又称岩浆岩）（岩浆作用）、沉积岩（外力地质作用）和变质岩（变质作用）等三大类。 8.通常用结构和构造来描述岩石的形貌特征。 岩石的结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及彼此间的组合方式。 岩石的构造是指岩石中矿物集合之间或矿物集合体与岩石其他 组成部分之间的排列和填充方式。 火成岩具有块状构造、沉积岩具有层状构造、变质岩具有片理构造。 识别岩石类型的主要依据是矿物成分和结构、构造特征。 9.沉积岩：由沉积物固结变硬而形成的岩石。是三大类岩石中在 地表分布最广的。最基本、最显著地特点是具有层理构造。 10.沉积岩的形成途径：是在地表条件下，由风化作用或火山作用的产物经机械搬运、沉积、固结成岩，以这种方式形成 的沉积岩称碎屑岩。二是在地表常温、常压条件下由水溶液
农田土壤风蚀及其防控措施 摘要我国北方旱作农业区土壤风蚀问题十分严重，不仅使土地资源退化，影响当地的农田生态环境，而且严重影响经济作物的收成。因此，加强北方旱作农田土壤风蚀防治工作显得尤其重要。根据土壤风蚀发生的机制，针对风蚀发生与发展的因素，借助风洞试验、数学模型模拟、遥感和GIS等科学技术，采取有效的防治技术措施，如实行保护性耕作，建设农田防护林，实行覆盖、留茬措施等，进行土壤风蚀的防治。 关键词农田土壤风蚀机制影响因子防控措施 土壤风蚀是在风力的作用下使表层土壤中细小颗粒和营养物质吹蚀、搬运与沉积过程。土壤风蚀的发生是一个非常复杂的过程，是包括地理、气候和土壤性状等多因子综合作用的结果。这一过程的直接生态后果是表土层大量富含营养元素的细微颗粒损失，致使农田表土层粗化、土壤肥力下降和土地生产力衰退。 土壤风蚀引起的土壤营养元素的损失一般需要四、五十年，有的甚至上百年才能恢复。此外，在土壤风蚀过程中会产生大量的气溶胶颗粒悬浮于大气中，是造成所在地区乃至周围地区沙尘天气出现的重要尘源。因此，研究农田土壤风蚀机理和成因，探讨防止风蚀对策，对提高农田土壤抗风蚀能力，促进农业可持续发展具有重要意义。 1 国内外研究现状 风蚀研究是伴随着风沙现象有关研究领域（风沙物理、风沙地貌、
风沙沉积物等）与土壤侵蚀研究而发展起来的。 自二十世纪三十至四十年代美国大平原地区遭遇灾害性的“黑风暴”侵袭后，土壤风蚀研究得到前所未有的重视，以致系统地研究风蚀应运而生，并且风蚀研究已经成为地理科学、环境保护、农业、林业以及气象等诸多方面科学工作者重点研究的现代自然过程之一。 Bagnold(1941)通过野外调查和风洞实验，确定了引起沙粒移动的力学机制，标志着土壤风蚀科学研究的开始。切皮（Chepil）及其合作者对农田问题进行了长达25年的系统研究，深入研究了风蚀动力机制。在同一时期还有许多研究者，利用风洞或进行区域试验，从事了大量的研究，并提出了风蚀方程（WEQ），这标志着系统的土壤风蚀理论体系已初步形成[4]。 从二十世纪六十年代中期至今农田土壤风蚀研究不断完善。七十年代初期袭击非洲撒哈拉地区及部分亚洲地区的持续干旱，激发了人们对全球沙漠化问题的极大关注，使风蚀在沙漠化动力机制方面得以充分研究。八十年代以来，人们又致力于发展综合性的、基于物理过程的风蚀模型。由此可见，国际上土壤风蚀已经经历了定性描述、动力学实验分析和定量模型阶段，在土壤风蚀机理及其防治机理与技术方面取得了突破性进展，形成了比较完整的科学体系。 我国对土壤风蚀研究起步较晚，二十世纪五六十年代才开始对风蚀、风沙活动的自然条件、风蚀地形发育以及风沙运动规律开展了系统研究。但是，我国对风蚀缺乏系统的研究，传统的风蚀研究对象基本局限于农业科学和林业科学研究中有关土壤夹带起沙以及林草阻
第一章土壤的形成和发育教学重点 了解主要成土矿物、岩石及其基本特性。掌握风化作用的几种类型，影响物理、化学风化作用和生物风化作用的因素。了解不同土壤母质类型的成因和特点。 正确理解岩石与母质的关系。了解土壤的成土因素；熟悉主要成土因素在土壤形成过程中的作用，以及各成土因素之间的相互关系。 掌握自然土壤的形成过程和实质，并区别与农业土壤形成的不同之处。 第一节形成土壤母质的矿物岩石 一、主要的成土矿物 (一)矿物(mineral) 的概念矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物。 有的矿物是由单一元素所组成的。有的是由几种元素组成的化合物，它们具有一定的化学性质，内部构造和物理特性，并以各种形态， (固、液、气)存在于自然界中 (二)成土的主要矿物 1、原生矿物(primary mineral) 由地壳深处的岩浆冷凝而成的矿物，在风化过程中没有改变原来的化学成分和结构，只遭到物理性的破坏，而留存于土壤中。 在土壤中常见的原生矿物有石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石、磷灰石等。 2、次生矿物(secondary mineral) 由原生矿物经过化学变化， (如变质作用和风化作用)形成的新矿物。它的性质、成分、形态都发生了变化。 土壤中颗粒最细的粘粒大都是次生矿物，由于这些次生矿物颗粒很细，又称粘土矿物。 它们有高岭石、蒙脱石、水云母(伊利石) ，含水氧化物和二、三氧化物，铝土矿AI2O3?3H2O、褐铁矿2Fe2O3?3H2O、针铁矿等。 不同地理环境中次生矿物形成的一般模式 二、成土的主要岩石 (一)岩石(rock ) 的概念岩石是由一种或数种矿物组成的自然集合体。 由多种矿物集合而成的岩石称为复成岩，如花岗石就是一种复成岩，它是由石英、长石和云母以及少量的其它矿物组成的。 由一种矿物组成的岩石称为单成岩，如烧石灰用的石灰岩，就是一种单成岩，是由方解石一种矿物组成的。 (二)成土的岩石 1 、岩浆岩(magmatic rock ) 火成岩岩浆岩是由地下的岩浆，经熔融作用以后上升到地表或地壳内，经过冷凝以后形成的岩石。在地壳深处冷凝的叫侵入岩，岩浆流出地表形成的叫喷出岩。 (1)酸性岩含SiO2> 65%，有花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩、流纹岩，主要含石英、长石等难以风化的矿物。 ( 2)中性岩含SiO252%~65% ，有正长石、粗面岩，所含矿物以石英、长石为主，闪长岩、安山岩主要含斜长石，角闪石。 (3)基性岩含SiO245%~52% ，常见的有辉长岩、玄武岩等，含盐基丰富，无游离SiO2。 (4)超基性岩含SiO2 V 45%,常见的有橄榄岩、辉岩。 岩浆岩的共同特点是不具层理、不含化石，侵入岩多具大形的矿物结晶，喷出岩则具玻璃质结晶与气孔构造。 2、沉积岩（sedimentary rock）沉积岩是由地壳上早期形成的各种岩石，经风化、搬运、沉积、胶结作用形成的岩石。其特点是有明显的层理，常含有化石、所含矿物成分极其复杂常见的有砾岩、砂岩、页岩、石灰岩等。 3、变质岩（metamorphic rock）变质岩是由岩浆岩、沉积岩在高温高压下发生变质作用所形成的，其矿物组成、结构和化学成分较岩浆岩、沉积岩有显著改变。 一般特点是片状（或片麻状）组织，变质后的岩石较变质前致密、坚硬、比较不容易风化。常见的有片麻岩、板岩、石英岩、大理岩。 主要成土岩石的风化和风化产物
风化作用和侵蚀作用区别？ 人教版高中地理教材必修一第70页，描述如下： 在温度、水以及生物的影响下，地表或接近地表的岩石经常发生崩解和破碎，形成许多大小不等的岩石碎块或砂粒，这种作用叫风化作用。风化作用产生的岩石碎块或砂粒堆积在原地，为其他外力作用创造了条件。 水、冰川、空气等在运动状态下也可以对地表岩石及其风化产物进行破坏，成为侵蚀作用。侵蚀作用常使被侵蚀掉的物质离开原地，并在原地形成侵蚀地貌。【解析】 一、风化作用： 风化作用指岩石在地表或接近地表的地方由于温度变化、水及水溶液的作用、大气及生物等的作用下发生的机械崩解及化学变化过程。风化作用一般分三类：物理风化、化学风化和生物风化作用。 岩石是热的不良导体，在温度的变化下，表层与内部受热不均，产生膨胀与收缩，长期作用结果使岩石发生崩解破碎。在气温的日变化和年变化都较突出的地区，岩石中的水分不断冻融交替，冰冻时体积膨胀，好像一把把楔子插入岩石体内直到把岩石劈开、崩碎。以上两种作用属物理风化作用。 岩石中的矿物成分在氧、二氧化碳以及水的作用下，常常发生化学分解作用，产生新的物质。这些物质有的被水溶解，随水流失，有的属不溶解物质残留在原地。这种改变原有化学成分的作用称化学风化作用。 此外植物根素的生长，洞穴动物的活动、植物体死亡后分解形成的腐植酸对岩石的分解都可以改变岩石的状态与成分。 二、侵蚀作用： 指风力、流水、冰川、波浪等外力在运动状态下改变地面岩石及其风化物的 过程。侵蚀作用可分为机械剥蚀作用和化学剥蚀作用。 在干旱的沙漠区常常可以见到一些奇形怪状的岩石。它们有的像古代城堡，有的像擎天立柱，有的像大石蘑菇，这并非雕塑家们的精工巧作，而是风挟带岩
第二章土壤矿物质 【教学目标】 ●土壤矿物 1．了解土壤原生矿物的种类。 2．重点掌握次生矿物的种类及特性。 ●矿物质土粒 1．了解矿物质土粒的分类系统。 2．掌握矿物质土粒水分物理特性。 ●土壤质地 1. 了解土壤质地的分类系统。 2．掌握不同质地土壤的水分物理特性。 1 土壤矿物 土壤母质来源于岩石、矿物的风化产物，岩石是由矿物所构成，是矿物的天然集合体。 ? 1.1 几种主要岩石类型与特性 地壳中的岩石可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩三大类。 岩浆岩（火成岩）由岩浆冷却凝固形成，如花岗岩、闪长岩、玄武岩等，它们含有石英、长石、深色矿物（如黑云母、辉石、角闪石等原生矿物）。 沉积岩是由岩石风化物经搬运、沉积再胶结而形成的，如花岗岩风化形成的石英沙沉入海底经地质变化胶结成的岩石，称为沙岩。 变质岩是火成岩或沉积岩在高温、高压下发生质变而形成的，如花岗岩变质形成片麻岩、沙岩和页岩变质形成石英岩和板岩，石灰岩变质可形成大理岩。 1.1.1 岩浆岩 （1）花岗岩为粗粒、中粒或细粒全晶质的岩石，呈红色、灰色或浅灰色。主要矿物有石英、正长石、黑云母，也有角闪石、斜长石，由于矿物结晶颗粒较大，组成复杂，容易发生物理风化。在干旱地区崩解成砂粒，在湿润地区暗色矿物被分解为含水氧化铁次生矿物，长石类矿物分解为高岭石，石英以砂粒残留于风化物中。 （2）流纹岩：化学成分与花岗岩基本相似，灰白、浅黄或浅红色。斑状结构，斑晶为圆柱状的石英和长方形透长石。因结晶颗粒较小，难以发生物理风化。在温暖湿润地区所形成深厚的风化层，多呈红色的粘壤土或砂质粘壤土。 （3）正长岩：其矿物组成以正长石和角闪石为主，不含石英，有少量的磷灰石，磁铁矿，色浅红，呈块状或粒状构造。风化后形成砂壤或壤质土壤，通气性良好，富含磷、钾、钙、镁等营养元素。土壤多为中性至微酸性反应。 （4）玄武岩：是基性喷出岩，在地壳中分布较广。化学成分与辉长岩相当。色暗近似黑色，隐晶质结构，常有气孔构造，风化后质地较黏，含盐基物质较多。 （5）橄榄岩：主要由橄榄石和辉石组成，一般为暗绿色或黑绿色，全晶质粗粒或中粒 结构，容易风化。 1.1.2 沉积岩
EPIC 模型中土壤侵蚀量的数学模拟 李 军1，2 （1. 西北农林科技大学农学院，陕西杨陵 712100； 2.中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，陕西杨陵 712100） 摘 要：土壤侵蚀和生产力影响估算模型EPIC 是一种较有影响的农田生产管理和水土资源评价模型。本文简要介绍了EPIC 模型中对侵蚀气象因素、土壤水蚀量、土壤风蚀量、侵蚀中营养物质流失量以及土壤耕作对侵蚀影响等环节进行数值模拟的主要数学方程，可供农田水土资源管理定量评价研究中借鉴。 关键词: EPIC 模型，土壤侵蚀，数学方程 土壤侵蚀和生产力影响估算模型EPIC （Erosion －Productivity Impact Calculator ）（Williams 等，1984）是美国研制的一种基于“气候－土壤－作物－管理”综合连续系统的动力学模型，可以评价土壤侵蚀对土壤生产力的影响，用来估计农业生产和水土资源管理策略的效果。EPIC 模型由气象模拟、水文学、侵蚀泥沙、营养循环、农药残留、植物生长、土壤温度、土壤耕作、经济效益和植物环境控制等模块组成，包含了三百多个数学方程。本文仅简要介绍该模型中定量模拟描述土壤侵蚀量的主要数学方程，可供在我国农田水土资源管理定量评价研究中借鉴。 1 侵蚀气象因子模拟 1.1 降水量 EPIC 的降水模型是一重Markov 链模型，需要输入降水的逐月概率和雨－晴天转换概率。雨天的概率直接用雨天日数来计算： （1） ND NWD PW /=（1）式中，PW 是雨天概率，NWD 是雨天日数，ND 是该月的天数。晴天之后为雨天的概率可以用PW 的比例来表示： （2） （3） PW D W P β=)/() /(0.1)/(D W P W W P +?=β（2）、（3）式中，P （W/D ）是晴天之后为雨天的概率，P （W/W ）是雨天之后为雨天的概率，β是一个控制降水事件发生时间间隔的系数，取值范围通常为0.6～0.9。 当降水事件发生时，采用日降水量的偏正态分布计算降水量： （4） k k k k k i i R RSDV SCF SCF SCF SND R +?????? ???????????????+?=11)0.6)(0.6(3（4）式中，R 是第i 天降水量（mm ），SND 是第i 天的标准正态偏差，SCF 是离散系数，RSDV 是日降水量的标准差（mm ），k R 是第k 月的平均日降水量。 如果标准差和离散系数未知，模型采用修订的指数分布模拟日降水量： 基金项目：国家自然科学基金项目（40371077和30471024） 第一作者简介：李 军（1964-），男，甘肃泾川人，博士，教授，主要从事旱区农业资源开发与区域发展、高效耕作制度与生态农业、作物生产系统模拟与决策等方面的科研与教学工作。
2002年5月26-31日，北京，中国 中国土壤风蚀研究的现状与展望 史培军 教授、博士 北京师范大学资源科学研究所所长 北京师范大学副校长
中国土壤风蚀研究的现状与展望* 史培军严平袁艺 ( 北京师范大学中国沙漠研究中心, 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室, 北京师范大学资源科学研究所北京100875 ) 摘要：土壤风蚀是一个全球性的环境问题。中国是世界上受土壤风蚀危害最严重的国家之一，土壤风蚀是中国干旱、半干旱及部分湿润地区土地荒漠化的首要过程。中国风蚀荒漠化面积达160.74×104 km2，占国土总面积的16.7％，严重影响这些地区的资源开发和社会经济持续稳定发展。中国对风蚀现象及其危害的认识已有2000多年的历史。二十世纪50～60年代，我国科学家对全国各大沙漠进行综合考察，开展了沙地利用、流沙固定及有关定位观测实验；80年代以来，土壤风蚀作为沙漠化的首要环节而得到前所未有的重视，相继开展了大量的实验研究工作，揭示了各种因素对风蚀过程的影响，尤其是人为因素对风蚀的加剧作用，并提出了不同地区的风蚀防治措施。本文将总结近几十年来中国土壤风蚀研究的进展，从风沙地貌与沙漠化、风蚀动力学、风蚀影响因子、风蚀测定与评估模型、风蚀强度分级、沙尘暴、风蚀控制等方面阐述风蚀研究的主要成果，并针对当前存在的问题，对未来土壤风蚀研究与防治提出展望与建议。 关键词：土壤风蚀；中国；干旱半干旱地区；土地荒漠化；沙尘暴 1 引言 土壤风蚀是一个全球性的环境问题。严重的土壤风蚀不仅危害本地，造成地表细粒物质和土壤养分、有机质的大量流失，土地生产力下降，影响农作物的正常生长；而且殃及四方，产生大范围的沙尘暴灾害和大气环境污染，影响人类身体健康，并对交通、通讯和水利等设施构成危害。全球极易发生土壤风蚀的地区包括非洲、中东、中亚、东南亚部分地区、西伯利亚平原、澳大利亚、南美洲南部及北美洲的内陆地区[1]。风蚀造成的土地退化面积达到5.05×106 km2，占全球退化土地总面积的46.4％[2]。土壤风蚀也是中国干旱、半干旱及部分湿润地区土地退化或荒漠化的主要过程之一[3]。我国风蚀荒漠化面积达160.74×104 km2，占国土总面积的16.7％[4]，严重影响这些地区的资源开发和社会经济持续稳定发展。 中国学者对风蚀现象及其危害的认识已有2000多年的历史。历史文献记载有风蚀产生的“雨土”、“黄砂”等风沙灾害现象[5]；东汉史学家班固(32－92)记载了罗布泊一带的雅丹地形，北魏地理学家郦道元(466－527)在描述雅丹地形的形成时就有“浍其崖岸，馀溜风吹，稍成龙形”的解释[6]；到清代，地方官员开始采用风蚀防治措施以保护耕地和灌溉设施[7]；德国地质学家李希霍芬(Richthofen)通过对中国黄土高原的多年考察(1866－1872)，认为中国北方广泛的黄土堆积主要是由其西北沙漠和戈壁地区的风蚀所致[8]；瑞典探险家斯文·赫定(Sven Hedin)考察了罗布泊地区的雅丹地貌之后计算出，在1 600 a的时间内，风蚀深度达6 m[9]。二十世纪50～60年代，我国科学家对全国各大沙漠进行综合考察，开展了沙地利用、流沙固定及有关定位观测实验；80年代以来，由于人口的急剧增长造成土地荒漠化问题日益严重，土壤风蚀 *国家重大基础研究规划项目(G2000048702、G2000018604)和国家“十五”科技攻关项目“沙区农田、草地土壤风蚀防治技术研究”赞助
风蚀 地表松散物质被风吹扬或搬运的过程，以及地表受到风吹起颗粒的磨蚀作用。 其主要形态有：吹扬、跳跃、滚动、磨蚀和擦蚀。干燥的土壤和地表上空相对稳定的风力是发生严重风蚀的主要条件。故风蚀主要发生在干旱、半干旱气候区和遭受周期性干旱的湿润地区。风蚀强度取决于风的侵蚀力，土壤或岩石的抗蚀性以及地表的粗糙度。风的土壤搬运量大约与风速的平方成正比。一般情况下，表面越粗糙风蚀越轻，但极细微颗粒的光滑表面能够经受相当高的风速而不被侵蚀。测量局部地块风蚀量E的方程可表示为：E＝f（I，e，k，L，N，），式中I为土壤抗蚀性，e为局部性风的条件因子，k为地表糙率，L为与一定风向相对的地面宽度，N为植物覆盖度。研究表明，在距地表30厘米以上，风速急骤减小，风所挟带的沙粒90％以上在地表30厘米的高度以内，故近地表范围内的磨蚀与擦蚀作用最强烈。风蚀使土壤颗粒在空间上重新分布和分选，深刻地影响人类的生产和生活环境。由于岩石的性质、产状多种多样，风蚀结果造成雅丹地形：风蚀残丘、风蚀柱、风蚀谷、风蚀洼地、风城、风蚀壁龛、风棱石、石蘑菇等。千姿百态的风蚀景观，既有一定的科学研究价值又可供游览观光。增加植被覆盖，减低风速，扩大地表覆盖度，保蓄土壤水分，是防止风蚀的重要措施。 风蚀地貌 风蚀地貌 wind-erosion landform 风力吹蚀、磨蚀地表物质所形成的地表形态。风蚀地貌的主要类型有：①风蚀石窝。陡峭的迎风岩壁上风蚀形成的圆形或不规则椭圆形的小洞穴和凹坑。大的石窝称为风蚀壁龛。②风蚀蘑菇。孤立突起的岩石经风蚀作用而成的蘑菇状岩体，又称石蘑菇、风蘑菇。③雅丹地形。河湖相土状堆积物地区发育的风蚀土墩和风蚀凹地相间的地貌形态。雅丹是中国维吾尔语，意为陡峭的土丘，因中国新疆孔雀河下游雅丹地区发育最为典型而命名。其发育过程是：挟沙气流磨蚀地面，地面出现风蚀沟槽。磨蚀作用进一步发展，沟槽扩展
第二章矿物岩石的风化和土壤形成主要教学目标：使学生了解由岩石经过风化形成母质，再由母质发育成土壤的过程。在学习过程中要特别注意什么是母质，母质与土壤有什么区别以及土壤层次的发育顺序。 第一节风化作用 一、风化作用任何事物只是处于它生存的环境时才能稳定。而地表的矿物岩石处于和它形成时的不相同的外界条件时，这种稳定性被破坏，从而发生变化，这就是矿物岩石的风化。 二、风化作用的类型 1、物理风化：由物理作用引起的矿物岩石发生物理变化的过程。又叫机械崩解作用。影响因素 :温 度变化 ,水分冻结 ,风力, 流水,冰川的摩擦力等。风化的结果使大岩石变成碎块，增大接触面，更利于化学风化进行。 2、化学风化：岩石的矿物成分发生化学成分和性质的变化。主要因素：水、二氧化碳、氧气等 主要化学风化作用的类型有 4 个：溶解作用：矿物在水中溶解的过程。造岩矿物的溶解度大小顺序为：方解石＞白云石＞ 橄榄石＞辉石＞角闪石＞斜长石＞正长石＞黑云母＞白云母＞石英。 水化作用：矿物与水相结合。如赤铁矿变成褐铁矿。 水解作用：矿物与水相遇，引起矿物分解并形成新矿物。如正长石水解后释放出钾离子，变成了高岭石。 氧化作用：二价铁氧化成三价铁。使许多矿物和岩石表面染成红褐色。 3 、生物风化：生物作用使岩石就地引起的破坏。 主要因素：根系的压力和根系分泌物 10-15 磅 /cm2 微生物分解有机质产生酸 , 三、岩石风化的产物 包括三部分： 1 、可溶性盐 : 硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氯化物等 2 、合成次生矿物 : 如伊利石 , 蒙脱石 , 高岭石等粘土矿物，以及铁铝的氧化物和氢氧化物。 3 、残余的碎屑 : 难风化的矿物和各种岩屑。 四、矿物风化的难易 1、影响因素：外界环境条件和矿物本身的成分和结构。 2、外界条件相同时，矿物风化的相对稳定性，由易到难顺序为: 石膏，方解石＜辉石＜角闪石＜黑云母＜斜长石＜正长石＜白云母＜石英＜粘土矿物 五、影响岩石风化难易的因素： 1、矿物的组成、结构和构造 2、形成时的热力条件与目前所处环境的差异 3、岩石的节理和裂隙发育状况。在有棱和角的地方，岩石的自由表面积最大，首先遭受风化，棱角首先消失变成球形，这种现象称为球状风化。 第二节风化产物的类型 一、风化产物的生态类型有五种： 1、硅质风化物 : 硅质组成或硅质胶结的岩石。石英岩 , 硅质砾岩 , 石英砂岩风化物的厚度极薄，砂质，多石砾，各种营养元素也十分贫乏，分散的石英颗粒及岩石碎屑保水能力很低。 酸性土壤。 2、长石质风化物 : 花岗岩,正长岩,正长斑岩 ,流纹岩 ,粗面岩 ,长石砂岩厚层砂壤质或壤质风化物。 发育的土壤通透性能良好，植物需要的磷、钾、钙、镁等营养元素比较丰富，土壤常呈微酸性反应。
地理地质概念辨析：风化作用与侵蚀作用 高中地理课程标准“自然环境中的物质运动和能量交换”部分内容包括“运用示意图说明地壳内部物质循环过程。”“结合实例，分析造成地表形态变化的内、外力因素。”相应教材编排在必修一，对于“风化作用与侵蚀作用”尽管个别教材没有明确或不作为重点，但是一个难以回避的知识点，人教社教材描述如下： 在温度、水以及生物的影响下，地表或接近地表的岩石经常发生崩解和破碎，形成许多大小不等的岩石碎块或砂粒，这种作用叫风化作用。风化作用产生的岩石碎块或砂粒堆积在原地，为其他外力作用创造了条件。 水、冰川、空气等在运动状态下也可以对地表岩石及其风化产物进行破坏，成为侵蚀作用。侵蚀作用常使被侵蚀掉的物质离开原地，并在原地形成侵蚀地貌。 【概念解析】 一、风化作用： 风化作用指岩石在地表或接近地表的地方由于温度变化、水及水溶液的作用、大气及生物等的作用下发生的机械崩解及化学变化过程。风化作用一般分三类：物理风化、化学风化和生物风化作用。
岩石是热的不良导体，在温度的变化下，表层与内部受热不均，产生膨胀与收缩，长期作用结果使岩石发生崩解破碎。在气温的日变化和年变化都较突出的地区，岩石中的水分不断冻融交替，冰冻时体积膨胀，好像一把把楔子插入岩石体内直到把岩石劈开、崩碎。以上两种作用属物理风化作用。 岩石中的矿物成分在氧、二氧化碳以及水的作用下，常常发生化学分解作用，产生新的物质。这些物质有的被水溶解，随水流失，有的属不溶解物质残留在原地。这种改变原有化学成分的作用称化学风化作用。 此外植物根素的生长，洞穴动物的活动、植物体死亡后分解形成的腐植酸对岩石的分解都可以改变岩石的状态与成分。 二、侵蚀作用： 指风力、流水、冰川、波浪等外力在运动状态下改变地面岩石及其风化物的过程。侵蚀作用可分为机械剥蚀作用和化学剥蚀作用。 在干旱的沙漠区常常可以见到一些奇形怪状的岩石。它们有的像古代城堡，有的像擎天立柱，有的像大石蘑菇，这并非雕塑家们的精工巧作，而是风挟带岩石碎屑，磨蚀岩石的结果，人们称之为风蚀地貌。流水的侵蚀作用更是强大而普遍，大陆面积约90％的地方都处于流水的侵蚀作用控制之下，降水冲蚀地表，沟谷和河流的流水，使谷底和河床加宽加深，坡面上的流水冲刷着整个坡面，使之趋于破碎。例如我国的黄土高原由于植被多遭破坏，流水侵蚀严重，造成千沟万壑的地表形态。在高寒地区，巨大的冰川，可以刨蚀地面，形成冰斗、角峰、U形谷等冰川地貌。在全世界约 270 000千米的海岸线，海浪不断拍击岩石，可以产生38吨/米2的压力，一面把岩石“击”成碎屑，一面再以碎屑为工具加速破坏着岩石，在海岸形成海蚀柱、海蚀桥、海蚀洞穴等奇特的海蚀地貌。 此外，流水对岩石还有溶蚀作用。地表水、地下水能溶解岩石中的可溶解性盐类，如碳酸钙、氯化钠等，形成天然溶液而随水流失。我国的桂林山水、路南石林等岩溶地貌就是可溶性石灰岩受到含有二氧化碳流水的长期溶解和冲刷作用而形成的。
第二章岩石风化与土壤形成答案 1 名词解释 物理风化：又称为机械崩解作用，主要是由温度变化、水分冻结、碎石劈裂以及风力、流水、冰川的磨擦力等物理因素的作用所引起的。 化学风化：又称为化学分解作用。主要是由水、二氧化碳和氧气等参与下进行的各种过程，包括溶解、水化、水解和氧化等作用。 洪积扇：在干旱与半干旱地区的山地，由于骤融的雪水，或是间歇性的暴雨，形成流速湍急的洪水，将山区的风化碎屑夹杂泥沙，搬运到山谷出口处，由于地势宽坦而水流减缓，使所携带的物质沉积下来，形成扇形地形，称为洪积扇。 第四纪沉积物：第四纪距今一百万年左右，当时在各种外力作用下，进行剥蚀、搬运的风化物，堆积覆盖在地层的最上层，这些沉积物是形成近代土壤的重要母质。我国的第四纪沉积物主要包括：黄土及黄土性物质、红土和冰碛物。
2 问答题 1）根据风化产物对土壤肥力有影响的性状，作为分类标准，简述风化产物的生态类型。答：根据风化产物对土壤肥力有影响的性状，作为分类标准，将各种风化产物进行生态上的区分，分为以下五种生态类型： （1）硅质风化物：形成这类风化物的岩石种类，主要包括由硅质组成或硅质胶结的岩石。（2）长石质风化物：长石质岩石包括含有正长石矿物组成的岩石。 （3）铁镁质风化物：由辉石、角闪石、橄榄石等含有铁、镁成分的矿物组成的岩石，属于铁镁质岩类。 （4）钙质风化物：主要由碳酸钙组成的岩石，都称为钙质岩类。 （5）未成岩类物质：这类物质不是某一类岩石的风化物，而是包括多种来源的矿物质或有机物的堆积物。 2）简要辨析定积母质和运积母质。 答：近代形成的母质可根据其搬运方式和堆积特点，分为定积母质和运积母质。定积母质是未经搬运的风化残留物，或称为残积物。运积母质则根据不同搬运作用的外力方式，可分为各种自然沉积物。 3）简述耕作土壤剖面的结构。 答：耕作土壤剖面层次，从上到下大体可分为以下三个层次：第一，表土层: 又可分为耕作层和犁底层。耕作层是受耕作，施肥，灌溉影响最强烈的土壤层。它的厚度一般约为20厘米左右。耕作层易受生产活动和地表生物，气候条件的影响，一般疏松多孔，干湿交替频繁，温度变化大，通透性良好，物质转化快，含有效态养分多。根系主要集中分布于这一层中，一般约占全部根系总量的60%以上。犁底层:位于耕作层下，厚约6－8厘米。典型的犁底层很紧实，孔隙度小，非毛管孔隙少，毛管孔隙多，所以通透性差，透水性不良，结构常呈片状，甚至可见的水平层理。第二，心土层：位於犁底层以下，厚度一般约为20-30厘米。该层也能受到犁，畜压力的影响而较紧实，但不象犁底层那样紧实。在耕作土壤中，心土层是起保水保肥作用的重要层次，是生长后期供应水肥的主要层次。在这一层中根系的数量约占根系总量的20-30%。第三，底土层：是在心土层以下的土层，一般位于土体表面50-60厘米以下的深度。此层受地表气候的影响很少，同时也比较紧实，物质转化较慢，可供利用的营养物质较少，根系分布较少。一般常把此层的土壤称为生土或死土。
地理地质概念辨析：风化作用与侵蚀作用 地理地质概念辨析：风化作用与侵蚀作用 高中地理课程标准“自然环境中的物质运动和能量交换”部分内容包括“运用示意图说明地壳内部物质循环过程。”“结合实例，分析造成地表形态变化的内、外力因素。”相应教材编排在必修一，对于“风化作用与侵蚀作用”尽管个别教材没有明确或不作为重点，但是一个难以回避的知识点，人教社教材描述如下： 在温度、水以及生物的影响下，地表或接近地表的岩石经常发生崩解和破碎，形成许多大小不等的岩石碎块或砂粒，这种作用叫风化作用。风化作用产生的岩石碎块或砂粒堆积在原地，为其他外力作用创造了条件。 水、冰川、空气等在运动状态下也可以对地表岩石及其风化产物进行破坏，成为侵蚀作用。侵蚀作用常使被侵蚀掉的物质离开原地，并在原地形成侵蚀地貌。 >>>更多地理>>>更多景区>>>更多文化>>>更多休闲>>>更多高考>>>更多教育 【概念解析】 一、风化作用： 风化作用指岩石在地表或接近地表的地方由于温度变化、水及水溶液的作用、大气
及生物等的作用下发生的机械崩解及化学变化过程。风化作用一般分三类：物理风化、化学风化和生物风化作用。 岩石是热的不良导体，在温度的变化下，表层与内部受热不均，产生膨胀与收缩，长期作用结果使岩石发生崩解破碎。在气温的日变化和年变化都较突出的地区，岩石中的水分不断冻融交替，冰冻时体积膨胀，好像一把把楔子插入岩石体内直到把岩石劈开、崩碎。以上两种作用属物理风化作用。 岩石中的矿物成分在氧、二氧化碳以及水的作用下，常常发生化学分解作用，产生新的物质。这些物质有的被水溶解，随水流失，有的属不溶解物质残留在原地。这种改变原有化学成分的作用称化学风化作用。 此外植物根素的生长，洞穴动物的活动、植物体死亡后分解形成的腐植酸对岩石的分解都可以改变岩石的状态与成分。 二、侵蚀作用： 指风力、流水、冰川、波浪等外力在运动状态下改变地面岩石及其风化物的过程。侵蚀作用可分为机械剥蚀作用和化学剥蚀作用。 在干旱的沙漠区常常可以见到一些奇形怪状的岩石。它们有的像古代城堡，有的像擎天立柱，有的像大石蘑菇，这并非雕塑家们的精工巧作，而是风挟带岩石碎屑，磨蚀岩石的结果，人们称之为风蚀地貌。流水的侵蚀作用更是强大而普遍，大陆面积约90％的地方都处于流水的侵蚀作用控制之下，降水冲蚀地表，沟谷和河流的流水，使谷底和河床加宽加深，坡面上的流水冲刷着整个坡面，使之趋于破碎。例如我国的黄土高原由于植被多遭破坏，流水侵蚀严重，造成千沟万壑的地表形态。在高寒地区，巨大的冰川，可以刨蚀地面，形成冰斗、角峰、U形谷等冰川地貌。在全世界约270 000千米的海岸线，海浪不断拍击岩石，可以产生38吨/米2的压力，一面把岩石“击”成碎屑，一面再以碎屑为工具加速破坏着岩石，在海岸形成海蚀柱、海蚀桥、海蚀洞穴等奇特的海蚀地貌。 此外，流水对岩石还有溶蚀作用。地表水、地下水能溶解岩石中的可溶解性盐类，如碳酸钙、氯化钠等，形成天然溶液而随水流失。我国的桂林山水、路南石林等岩溶地貌就是可溶性石灰岩受到含有二氧化碳流水的长期溶解和冲刷作用而形成的。
岩石与土壤（一） 育秀实验学生王琼教学目标 1、通过观察岩石标本，发现自然界中的岩石是各种各样的。 2、通过阅读、分析、整理小资料，知道岩石按成因可以分成三类：岩浆岩、沉积岩、变 质岩，并了解三种岩石的形成过程。 3、通过实验、讨论，了解岩石和土壤之间的联系。 4、通过观看录像，了解自然界中岩石变成泥沙的过程。 教学重点： 了解岩石和土壤的形成。 教学难点： 各类岩石之间和岩石和土壤之间的转化。 教学过程： 活动一：岩石成因 活动目标： 1、通过观察岩石标本，发现自然界中的岩石是各种各样的。 2、通过阅读、分析、整理小资料，知道岩石按成因可以分成三类：岩浆岩、沉积岩、变 质岩。 3、通过媒体演示，了解三种岩石的形成过程。 活动器材：岩石标本；岩浆岩、沉积岩和变质岩形成过程课件。 活动二：土壤的形成 活动目标： 1、通过讨论、实验，了解岩石和土壤之间的联系。 2、通过观看录像，了解自然界中岩石变成泥沙的过程。 活动器材：岩石块、铁锤、烧杯、水、玻璃棒；自然界中岩石风化的录象。
教案说明： 1、教学内容说明： 最初，地壳是由巨大的坚硬而结实的岩石块组成的。这些岩石在自然界中由于受到风、水、热、冷、生物、空气、太阳等的影响，表层缓慢地碎成越来越小的碎块，最后形成了石块、石砾和石粒，种类繁多的植物和动物在地球表面生活死亡，它们的残体和石块、石砾和石粒混合，形成了土壤，地壳最外面的一层就是土壤。本节课的只要内容就是让学生了解岩石的形成到岩石风化的过程，而岩石的风化过程就是沙和黏土的形成过程，从而实现了从岩石到土壤的转化。 2、学生经验水平分析： 学生以前对岩石进行过观察、也知道岩石是各不相同的，对沙和黏土的一些简单性质也有所了解，所以在教学活动中，我没有引导学生去观察研究岩石、沙、黏土的主要特征。沙和黏土是岩石变化来的，这对于五年级的学生来说可能有所了解，但是究竟如何变化来的可能不是很清楚，所以教师应启发学生发现岩石、沙和黏土之间的关系。 3、教学活动设计说明： 根据教学内容和学生的经验水平，设计了两个活动： 活动一：岩石成因 自然界中岩石是各不相同的，当学生看到各种各样的岩石时肯定会产生“岩石为什么各不相同？”这样一个问题，并且很想了解。所以我们在设计教学活动时，要从学生的实际需要出发。其实岩石各不相同的主要原因就是岩石的成因不同，这样探究岩石的成因成了本课的教学重点之一，各类岩石之间的转化是本课的难点。 课开始让学生观察各种岩石标本，发现这些岩石是各不相同的，再联想到自然界中还有很多岩石，那么它们肯定也是不同的，接着教师启发学生给自然界中的岩石分类。学生在分类时，肯定会碰到困难，找不到合适的分类标准，然后再让学生看小资料中是如何分类，引出按岩石成因分类，这样就进入了岩石成因的探究。也为什么岩石各不相同的这样一个问题。 活动二：土壤的形成 教材中的第二部分是通过两个实验来说明沙和黏土的形成，而沙和黏土形成主要是由于岩石的风化而来的，它们构成了土壤的主要成分。所以我觉得这两个实验，放在这里比较牵强，特别是第二个实验用砖块代替岩石，从学生的角度来说很难理解按时变为沙和黏土。因此我对教材进行了处理，把这两个实验改为敲碎岩石的活动，通过敲岩石，发现岩石碎掉后变成了沙和黏土。在次基础上再让学生观看录像，了解自然界中的岩石是怎么变为沙和黏土。
第二章矿物岩石的风化和土壤形成 主要教学目标：使学生了解由岩石经过风化形成母质，再由母质发育成土壤的过程。在学习过程中要特别注意什么是母质，母质与土壤有什么区别以及土壤层次的发育顺序。 第一节风化作用 一、风化作用 任何事物只是处于它生存的环境时才能稳定。而地表的矿物岩石处于和它形成时的不相同的外界条件时，这种稳定性被破坏，从而发生变化，这就是矿物岩石的风化。 二、风化作用的类型 1、物理风化：由物理作用引起的矿物岩石发生物理变化的过程。又叫机械崩解作用。 影响因素:温度变化,水分冻结,风力,流水,冰川的摩擦力等。 风化的结果使大岩石变成碎块，增大接触面，更利于化学风化进行。 2、化学风化：岩石的矿物成分发生化学成分和性质的变化。 主要因素：水、二氧化碳、氧气等 主要化学风化作用的类型有4个： 溶解作用：矿物在水中溶解的过程。造岩矿物的溶解度大小顺序为：方解石>白云石>橄榄石>辉石>角闪石>斜长石>正长石>黑云母>白云母>石英。 水化作用：矿物与水相结合。如赤铁矿变成褐铁矿。 水解作用：矿物与水相遇，引起矿物分解并形成新矿物。如正长石水解后释放出钾离子，变成了高岭石。 氧化作用：二价铁氧化成三价铁。使许多矿物和岩石表面染成红褐色。 3、生物风化：生物作用使岩石就地引起的破坏。 主要因素： 根系的压力和根系分泌物 10-15磅/cm2 微生物分解有机质产生酸, 三、岩石风化的产物 包括三部分： 1、可溶性盐 :硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氯化物等 2、合成次生矿物:如伊利石,蒙脱石,高岭石等粘土矿物，以及铁铝的氧化物和氢氧化物。 3、残余的碎屑:难风化的矿物和各种岩屑。 四、矿物风化的难易 1、影响因素：外界环境条件和矿物本身的成分和结构。 2、外界条件相同时，矿物风化的相对稳定性，由易到难顺序为: 石膏，方解石<辉石<角闪石<黑云母<斜长石<正长石<白云母<石英<粘土矿物 五、影响岩石风化难易的因素： 1、矿物的组成、结构和构造 2、形成时的热力条件与目前所处环境的差异 3、岩石的节理和裂隙发育状况。在有棱和角的地方，岩石的自由表面积最大，首先遭受风化，棱角首先消失变成球形，这种现象称为球状风化。 第二节风化产物的类型 一、风化产物的生态类型有五种： 1、硅质风化物: 石英岩,硅质砾岩,石英砂岩 2、长石质风化物: 花岗岩,正长岩,正长斑岩,流纹岩,粗面岩,长石砂岩 3、铁镁质风化物: 安山岩,闪长岩,闪长玢岩,玄武岩,辉长玢岩 4、钙镁质风化物: 大理岩,石灰岩,白云岩