第二章土壤的形成

全文电子教材土壤与土壤资源学（上篇：土壤学）林学专业第二章岩石风化和土壤形成及土壤剖面第一节岩石风化一、风化作用的概念及类型当岩石处在风化它的环境条件下时，它是很稳定的，但一旦条件发生的变化，为了在新的条件下达到平衡，岩石必然发生相应的变化。

位于地壳深部的岩石，由于地质作用的结果露出地表，岩石本身因外压力的减少而产生膨胀，导致岩石产生缝隙和裂纹。

同时岩石与大气接触以后，受到各种自然因素（主要是水、热及空气等）和生物的影响，这种影响是长期的和复杂的。

根据外界因素对岩石作用的性质，可以将风化作用区分为物理风化和化学风化。

当然，在自然界这两类作用是紧密相联系的，有时很难把它们区分开来。

生物的活动，就其对岩石或矿物的作用性质而言，也是以物理或化学的方式作用于岩石矿物的。

也有人将生物活动所引起的岩石或矿物的风化，称为生物风化。

由于地球表面广泛的存在着大量的生物，它们在风化过程中起着积极的影响，以至在自然界中地表物质的风化过程几乎都有生物参加。

从原始幼年土形成来看，风化过程先于土壤形成，风化过程先产生形成原始土壤的母质，因此风化过程可以说是土壤形成的基础。

从现代的土壤形成和发展来看，风化过程则是成土过程本身的一部分。

（一）物理风化过程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。

温度变化可以引起物质产生热胀冷缩。

岩石是由各种矿物组成的，而各种矿物的热学性质是不同的，例如石英的热膨胀系数为0.0000075，而正长石为0.000020，当昼夜或季节温度变化时，在矿物之间的接触面上产生张力，使岩石产生裂隙和崩解。

粗粒结晶的花岗岩，由于结晶矿物的膨胀幅度较大，这种作用更为明显。

含有暗色矿物的岩石，由于提高了岩石的热辐射能力，温度变化比较大，因此像玄武岩、辉长岩及辉绿岩等一些深色岩石，常产生剥蚀现象。

而由单一矿物集合的岩石或浅色岩石（如石灰岩、石英岩等），受到温度的影响较小，崩解也比较慢。

土壤地理学第二章/第三章第二章：影响土壤形成的环境因素：俄国道库恰耶夫成土学说：主要观点：土壤成土因素主要有五个气候、生物、母质、地形。

时间影响土壤发育的五个主要因素：1、母质因素（不同岩石风化壳）2、生物因素（不同植被类型：草地与森林）3、气候因素（影响风化，控制植被生长）4、地形因素（影响物质与能量的分配）5、时间因素（控制土壤发育进程）地质大循环和生物小循环的关系：1.大循环是小循环的基础，也是土壤形成的基础（矿质养分）；2.小循环是土壤形成的核心（腐殖质）；3.大循环大于小循环，自然界会发生水土流失现象；4.大循环小于或者等于小循环，自然界水土保持。

总之，土壤的形成过程是物质的地质大循环与生物小循环过程矛盾与统一。

形成土壤的两个基本作用：◆风化作用：致密的岩石被破坏，营养元素得以释放，并形成疏松的风化层；◆生物作用：有机质加入，营养元素积聚。

1）土壤胶体及结构①土壤胶体：通常所说的土壤胶体实际上是指直径在1—100 mµm之间的土壤颗粒。

②土壤胶体的种类土壤矿物质胶体（无机胶体）：次生铝硅酸盐、铁铝化合物有机胶体：腐殖质、有机酸、蛋白质等有机-无机复合胶体③土壤胶体结构微粒核：胶核双电层：内外吸附层、扩散层2）土壤胶体的性质①巨大的比表面积和表面能②带电性带电的原因是什么？电性如何？③土壤胶体离子交换作用④分散和凝聚作用第一：粘土矿物胶体带电土壤中粘土矿物胶体一般都带负电荷，其电荷来源有以下几个方面：同晶置换作用粘土矿物晶质中的一种离子被另一种离子取代的过程。

在这个过程中，只改变了矿物质的化学成分，而矿物的结晶构造不变，故叫做同晶置换作用。

晶格破碎边缘带电矿物质风化破碎过程中，晶格边缘离子一部分电荷未被中和而产生剩余电荷，使晶体边缘带电。

第二：腐殖质胶体带电意义？由于腐殖质分子量大、功能团多，解离后带电量大，对土壤保肥供肥性有重要影响。

第三：两性胶体带电，什么是两性胶体？表面既带负电荷，亦带正电荷的土壤胶体称两性胶体。

第一章绪论1.土壤：2.土壤特征：①拥有生产力；②拥有生命力；③拥有净化力；④拥有互换力。

3.土壤圈：4.土壤圈的功能：①支持和调理生命过程；②影响大气圈的化学构成、水分与热量的均衡；③影响水的溶质构成及其在陆地、水体和大气的分派；④对岩石起到保护作用。

第二章土壤母质与土壤的形成1.土壤母质（ P6）：地壳表层的岩石矿物经过风化作用形成的风化产物。

2.土壤母质是形成土壤物质基础。

3.长石、石英和云母等是构成土壤的骨骼—土粒。

4.矿物是土壤矿物质主要根源。

5.主要的成土岩石：岩浆岩、堆积岩和变质岩。

6.风化过程是形成土壤的基础。

7.参加化学风化的要素主假如水、二氧化碳和氧气，作用方式包含溶解、水化、水解（最基本且最重要）和氧化。

8.五大成土要素：母质、生物、天气、地形和时间。

9.土壤是成土母质在必定的水热条件和生物作用下，经过一系列物理、化学和生物化学的作用而形成的。

10.风化因子 =风化天数×水解离度。

11.土壤湿度影响土壤中物质的迁徙；影响土壤中物质的分解、合成和转变。

12.土壤剖面（ P20）：从地面向下发掘而裸露出来的垂直切面。

（1~2米深）13.淋溶作用：土壤中的下渗水，从土壤剖面上层淋溶带走土壤中某种成分的作用。

14.土壤的分层：①枯落物层（ O 层）；②腐殖质层（ A 层）；③淋溶层（ E 层）；④堆积层（ B 层）；⑤母质层（ C 层）；⑥基岩层（ R 层）。

15.土壤的重要形态特色：颜色、湿度、紧实度、构造、质地、 PH、重生体、入侵体、孔隙和动物孔穴。

第三章土壤固体物质构成1.土粒分类：矿质土粒（占绝对优势）和有机质土粒。

2.土壤质地：依照土壤机械构成邻近与否而区分的土壤组合。

3.土壤质地三大类：砂土、壤土和粘土。

4.土壤质地改进：①溶土法；②深耕，深翻；③施有机肥。

5.壤质土兼具砂质土和黏质土的长处，是较为理想的土壤。

6.土壤有机质的根源（ P39）：①植物残体；②动物和微生物残体；③动物、植物和微生物的排泄物及分泌物；④人为施入土壤中的各样有机物料。

第二章土壤发生第一节土壤发生与地理环境的关系一土壤形成因素学说土壤是独立自然体，与地球四大圈层相互作用。

19世纪末道库恰耶夫提出五大成土因素：气候、生物、母质、地形、时间。

Π＝∫（КОГР）ТΠ：土壤、К：气候、О：生物、Г：岩石、Р：地形、Т：时间。

本世纪40年代美国土壤学者詹尼(H.Jenny)提出与道库恰耶夫相似的函数关系式：s = ∫(cl,o,r,p,t…) s 土壤，cl气候,o,生物,r地形，p母质,t时间s = ∫(o, cl,r,p,t…) …代表尚未确定的其他因素。

s = ∫(r,cl,o, p,t…)s = ∫(p,cl,o,r, t…)s = ∫(t cl,o,r,p,…)s = ∫(…cl,o,r,p,t)格林认为气候最重要。

涅斯特鲁耶夫强调地形的作用。

威廉斯提出生物是主导因素，土壤的本质是肥力，肥力的发生、发展是生物的发生、发展、活动与演替的结果。

柯夫达提出土壤形成还受其它因素影响：例如：火山土肥力高；地震使土层混乱；地下水位升高造成沼泽化、盐碱化；新构造运动使地形上升，土壤侵蚀加剧；地形下降，土壤上沉积物积累。

二土壤与成土因素的关系(一) 土壤发育与母质关系：土壤母质是岩石风化的产物，它是土壤形成的物质基础。

母质中的一些性质如机械组成、坚实度、渗透性、矿物组成和化学特性等都直接影响成土过程的速度和方向。

母质中的磷、钾、钙、硫等元素也影响着土壤的肥力。

1 影响土壤质地：酸性岩母质含石英、正长石、白云母等抗风化力强的浅色矿物较多，多形成酸性的粗质土；基性岩母质含角闪石、辉石、黑云母等抗风化力弱的深色矿物较多，多形成土层较厚的粘质土壤。

发育在残积物母质上的土壤质地也较粗，石块多；坡积物上的土壤质地较细，夹有带棱角的石块；洪积物与淤积物上的土壤砂粘成层，黄土母质质地均一；南方在石灰岩、玄武岩上的土壤质地粘重。

2影响土壤化学元素成分: 从酸性岩到基性岩母质随含硅量减少,Fe、Mn、Mg、Ca含量增加。

第八章土壤发生、分类与分布第一节土壤形成的过程一、土壤形成的实质：是地质大循环与生物小循环的矛盾统一。

二、植物营养物质的地质大循环（地质大循环）物质的地质大循环是指地面岩石的风化产物通过各种不同的物质运动形式，最终流归海洋，经过长期的地质变化，成为各种海洋沉积物，以后由于地壳运动或海陆变迁，露出海面又成为岩石，并再次进行风化，成为新的风化壳—母质的过程。

这个需要时间极长而涉及范围极广的过程，称为物质的地质大循环。

实质：（1）、主导因素是气候。

（2）、作用时间长，作用范围广。

（3）、岩石遭到破坏，营养淋失。

（4）提供了土壤形成的物质基础即母质，初具养分，还具有一定的保水，保肥能力，但性状不良。

三、植物营养物质的生物小循环（生物小循环）物质的生物小循环是指有机质在土体中不断分解和合成的作用。

初具养分＞生长低等植物→吸收养分物质合成自身的有机体分解———＞有机残体分解为无机（保存了可溶性养分）————＞经微生物mi物和简单的有机物一部分重新进入地质大循环的过程中。

一部分保存在母质中→为植物重新吸收利用，反复作用疏松散碎体可溶有有机、无机物质，可生长高等的植物，从而跃升为土壤。

实质：（1）主导因素是生物（2）作用时间短，作用范围小，（3）养分得到保存，避免了地质大循环的养分的淋溶、散失。

（4）成土作用：完善土壤养分，增加有机质，尤其形成了腐殖质，改善了土壤的理化性状，使土体发生分化。

四、两者关系：两者既相互联系又相互对立。

生物小循环是地质大循环的一部分，大循环为小循环提供了基础条件，没有大循环，也就没有小循环，没有小循环也就没有养分的集中、累积，促进母质的分化，性状得不到改良。

生物小循环与地质大循环的过程相反，但又建立在地质大循环的基础上。

土壤形成过程就是建立在此两者的基础上，这一对矛盾相互作用，不断发展的过程中，土壤肥力也就得到不断地发展。

五、主要成土过程1.富铝化过程：富铝化过程是指土体中脱硅、富铁铝的过程。

《土壤地理学》教案第2章--第1讲第2章土壤的形成过程土壤是由地表岩石经风化作用形成的，土壤的形成，大体上可以分为三个阶段：风化作用成土作用人类耕种熟化作用地表岩石－－－－土壤母质－－－－－自然土壤－－－－－－－－－农业土壤。

本章分别讨论土壤形成的这三个阶段。

第1节土壤母质的形成1.什么是土壤母质概念：土壤母质是地表裸岩在阳光、空气、水等因素的作用下，所形成的疏松的但不能生长绿色植物的矿物质颗粒的堆积物。

特点：与岩石相比较：岩石土壤母质外观形态不同：整体状、或大块状；小块状、或颗粒状。

内部结构不同：紧实、致密无通透性；疏松多孔的，有一定的通气透水能力。

物质成分不同：无矿质胶体；养分"冻结"；有少量矿质胶体，释放出少量的养分。

2.土壤母质的来源土壤母质---地表岩石---矿物---元素2.1地壳的元素构成地壳重量的98％是由8种元素构成的：既：O：49％；Si：26％；Al：8％；Fe：5%；Ca：3.2%；Na：3％；K；2.6%；Mg：2.3%。

其余的2％就由各种微量元素所构成，个体数量少，但种类多，几乎包含了元素周期表中所有的元素。

组成特点：地壳的组成，主要是以O、Si为主，其中，O就几乎占了一半；而植物生长所需的大量元素N、P、K，除K有较高含量外，N只有0.04%，P只有0.12% ，远远不能满足植物对N、P的需求，所以，生产中，很容易出现植株缺N、缺P的现象。

元素的存在方式：地壳中的元素，多以含氧酸的盐类存在，如硅酸盐、铝硅酸盐、碳酸盐等。

元素的分布特点：地壳中的元素呈非均匀分布形态，某种元素在某地可能富积成矿，在其他地方则可能缺乏。

如：地壳中K的含量较高，平均达到2.6％，若所形成的土壤都能达到这个含量，则植物不会出现缺K症状。

我州的土壤K的含量都较高，只有冕宁县、巨龙乡的部分土壤K的含量较低，1985年，该乡出现大面积的玉米叶片花叶病，叶脉间条状失绿，然后枯萎死亡；水稻移栽后，老叶从叶缘到叶脉出现褐色斑点斑块，逐步遍及整个叶片，最后，植株呈火烧状焦枯死亡。

第二章矿物岩石的风化和土壤形成主要内容：●第一节风化作用●第二节风化产物的类型●第三节土壤的形成第一节风化作用一、风化作用任何事物只是处于它生存的环境时才能稳定。

当地表的矿物和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，这就是风化作用。

二、风化作用的类型1、物理风化：又叫机械崩解作用。

由物理作用引起的矿物岩石发生物理变化的过程。

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、氧气等化学风化作用的类型有4个：溶解作用：水化作用：水解作用：矿物与含二氧化碳的水相遇，引起矿物分解并形成新矿物。

氧化作用三、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:各种难风化的矿物和岩石的碎屑。

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:2、长石质风化物:3、铁镁质风化物:4、钙镁质风化物:5、轻软岩风化物:二、风化产物的母质类型●矿物岩石经过风化作用产生的风化层，是土壤形成的母质。

●根据搬运方式和沉积特点将母质分为定积母质和运积母质。

●1、定积母质；●2、运积母质；●3、第四纪沉积物。

1、定积母质:●又叫残积母质，岩石就地风化而形成的产物。

2、运积母质●根据搬运的方式又细分为:（1）坡积母质：（2）洪积母质：（3）冲积母质或冲积物（3）冲积母质或冲积物●是由经常性的水流将风化物侵蚀、搬运和堆积作用下形成的。

●特点：砾石磨圆度好，分选性好。

土壤发生与地理环境的关系第二章土壤发生第一节土壤发生与地理环境的关系一、土壤形成因素学说土壤是独立的历史自然体，但它的形成与发展是与其周围的地理环境密切联系着的，同时与岩石圈、大气圈、水圈和生物圈处于经常的相互作用之中，19世纪末俄国土壤学家道库恰耶夫首先认定，土壤和成土条件之间的这些关系不是偶然的，而是有规律的。

土壤和景观的最主要的因素之间可用函数关系方程式表示出来：П=f（K，O，Γ，P）T式中Π代表土壤；K 代表气候；O代表生物；Γ代表岩石；P代表地形；T 代表时间。

这个公式明确地表示了土壤与成土条件之间的联系，即它是母质、气候、生物、地形和时间等5种自然成土因素综合作用的产物，而且各种成土因素所起的作用是互相不能代替的，所有的成土因素始终是同时同地，不可分割地影响着土壤的产生和发展，同时随着成土因素的变化，随着空间因素的变化，土壤也随着不断地形成和演化着。

由于土壤形成因素存在着地理分布规律，特别是从南到北表现为赤道、温带、极地等地带的规律变化，所以研究土壤时一定要考虑到土壤地理分布的规律性。

后来的土壤学者对土壤形成因素学说又不断加以充实和发展，特别是本世纪40年代美国土壤学者詹尼（H．Jenny）提出与道库恰耶夫相似的函数关系式：s=f（cl，o，r，p，t…）式中s代表土壤；cl代表气候；o代表生物；r 代表地形；p代表母质；t 代表时间；点号代表尚未确定的其他因素。

根据各种成土因素的地区性组合，以及某一因素在土壤形成中所起的主导作用，詹尼提出下列各种函数式：s=f（cl，o，r，p，t…）s=f（o，cl，r，p，t…）s=f（r，cl，o，p，t…）s=f（p，cl，o，r，t…）s=f（t，cl，o，r，p…）s=f（…，cl，o， r，p，t）由于研究者对各个成土因素的作用有不同的理解，所以对各种因素的位置摆法不一样，例如，苏联格林卡认为，母岩特性十分重要；涅乌斯特鲁耶夫（A．д．Неуструею）强调地形的作用；B．P．威廉斯提出，生物活动是主导因素，他认为，土壤的本质特性是具有肥力，而肥力的发展，生物是起主导作用的，只有生物在母质中出现，土壤才会发生，随着生物的不断更替，土壤类型也随之而更替，各种不同的土壤类型是土壤长期发展的环节或阶段；柯夫达（B．A．Ковда）提出，除上述成土因素外，还有深层因素的作用，他认为，地壳深部的地质现象，如火山、地震、新构造运动、地球化学的物质富集、深层地下水等对土壤形成过程亦产生影响。