第八章+成土因素和土壤形成过程

人类活动对土壤的影响及其效果有很大的差别。 • 3、人类活动对土壤的影响具有两重性。利用合理，有助于土壤
肥力的提高；利用不当，就会破坏土壤。
四、土壤的基本成土过程
（一）基本的成土作用 物理作用：团聚、迁移、富集、侵蚀、堆积、冻融、
干湿交替、膨胀、收缩、剥落 化学作用：水化、水解、溶解、黏粒矿物形成、氧
土种也常与土类、亚类、土属连用成一段，如
粘壤质厚层 黄土性 草甸 黑土
土种
土属 亚类 土类
三、土壤系统分类
十九世纪50年代美国G. D.Smith进行定量化土壤分类研究， 1960年推出。
1975年正式出版了《土壤系统分类（Soil Taxonomy）》。
特点：在发生学思想的基础上，把土壤发生学土层和土壤特 性给予了定量化，建立了一系列的诊断层和诊断特性。依据 土壤属性归纳土壤类型。
经
风
沉
化
积
植物
释放
养分
土壤破碎物
土壤发生中普遍存在的基本成土作用： • 有机质的形成和分解 • 原生矿物的分解 • 粘粒矿物的形成及物质的迁移
二、土壤剖面的发育
（一）土壤剖面：是指从地面向下挖掘而暴露出来 的垂直切面。
（二）土壤发生层：母质经成土过程发生分异而形 成的土壤层次，简称土层 。
（三）土体构型 土壤剖面中土壤发生层的
一、土壤分类的概念
（一）土壤分类的概念 ➢ 土壤分类是指根据土壤性质和特征，按照一定
系统原则、指标体系对土壤进行科学的分门别 类过程。
在国际上，影响最大的三大分类制为
美国土壤系统分类制（土壤诊断层及诊断特性为 主要依据）
联合国土壤图例单元（FAO/Unessco） 国际土壤分类参比基础（IRB）.

第三节成土要素和土壤形成过程以上我们议论了土壤的三相物质四种成分及其土壤的主要物理化学性质。

不一样的土壤具有不一样的物质构成和性质，土壤的肥力状况也不一样。

那么土壤是如何形成的呢？这是土壤地理学要搞清楚的问题之一。

一、土壤形成要素（一）土壤形成要素学说1. 道库恰耶土壤形成要素学说B.B. 道库恰耶夫成立起来的。

道土壤形成要素学说是十九世纪末，由俄国有名的土壤学家库恰耶夫土壤形成要素学说的基本看法有以下四点：①土壤是成土要素综合作用的产物他以为土壤是在各样成土要素综合作用下形成的，走开某一成土要素都不可以形成土壤，并提出了以下土壤形成数学函数式。

S：土壤， K：天气， O：生物， F ：岩石， P：地形， T：时间道库恰耶夫以为土壤形成要素包含天气、生物、母质和时间四种要素，它们各自对土壤形成都有必定的作用。

只有某一种要素形不可以形成土壤，是在这四种要素综合作用下形成的。

②成土要素的相同重要性和互相不行取代性对于这一点，他举例说：“我们假设，假如医生提出水、空气和食品对人的机体那个比较重要，那么这个问题是空洞而用无的。

因为缺少任何一个，生物都不可以独自生计，提出这样的问题是无益的。

提出土壤形成要素中哪一个要素起着最重要的作用，相同也是无益的。

”③成土要素的发展变化限制着土壤的形成和演化世界上的全部事物都在不断地运动，成土要素也是这样，它们也处于无休止的变化过程中间。

前方已经说过，土壤是各样成土要素综合作用的结果。

它们与土壤之间的关系是函数关系，若成土要素发生了变化，土壤自己也必定跟着发生相应的变化，所以成土要素的发展变化限制着土壤的形成和演化。

④成土要素是有地理散布规律的道库恰耶夫在多年研究俄罗斯黑钙土的基础上，1883 年发布了他的经典著作——《俄国黑钙土》。

在这本书中他第一次说了然土壤的地带性散布规律，同时他指出，这是因为成土要素有地带性散布规律的结果。

固然此刻看起来，各样自然事物的地带性规律已为众所周知的事实。

第五节土壤形成过程土壤形成过程是指地壳表面的岩石风化体及其搬运的沉积体，经受其所处环境因素的作用，形成具有一定剖面形态和肥力特征的土壤的历程。

土壤形成过程实质是生物积累过程和地球化学过程的对立和统一（教材P158）是复杂的物质与能量迁移和转化的综合过程，母质与气候之间的辐射能量交换是这一综合过程的基本动力，土壤内部物质与能量迁移和转化则是土壤形成过程的实际内容。

土壤形成过程有以下特点：（1）土壤形成过程是一个循序渐进的自然演化过程。

随着时间进行的。

（2）是在一定的空间条件下进行的。

土壤形成过程是在一定的地理位置地形和地球重力场之下进行的。

地理位置影响着这一过程的方向、速度和强度，地球重力场是引起物质能量在土体中作下垂方向移动的主要条件，地形则引起物质能量的水平移动。

（3）土壤形成过程是个动态系统，由一系列生物的物理化学的基本过程构成。

（4）是个复杂的开放系统。

一、基本成土过程一般把土壤中物质的交换与转化看作为成土过程，把土壤中能量的交换与转化看作是成土过程的动力。

概括起来，各种基本土壤形成过程可以归结为以下几点：1、有机物与无机物以固体、液体或气体的形式加到土壤中。

2、这些物质从土壤中丧失。

3、在土壤内部有机物或无机物的迁移。

4、在土壤内部有机物或无机物的转化。

（一）淋溶(eluviation)与淀积(illuviation)过程是指土壤剖面中物质以溶液的形式从一处迁移到另一处的运动。

各种盐分在土壤中的迁移淀积都是以溶解在水中的形式的淋溶淀积过程。

如脱钙与钙积，脱盐与盐化。

溶解迁移(lixiviation transport)是地表风化壳或土体中物质与水作用形成真溶液，并随水溶液迁移的过程。

溶解迁移与化合物或矿物的溶解度相关，受重力作用元素以向下迁移为主，某些土壤中也有受毛管力作用而向表土聚积迁移的现象。

常见盐类溶解迁移顺序是：CaCl2> MgCl2>NaCl>KCl> MgSO4>Na2CO3 > CaSO4>CaCO3。

a.因增添新母质或因土壤侵蚀而局部母质裸露，从而使 土壤更新，b.排水开垦土地
a.养分从土壤和植被中加速迁移，以 致土壤退化，b.土壤居于固体填充物 和水下
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二、成土过程 成土过程按照物质迁移和转化的特征，
可分为四大类：
物质加入土体者； 物质迁出土体者； 物质在土体内迁移者； 物质在土体内转化者。
2、人类活动是社会性的，它受着社会制度和社会生 产力的影响，在不同的社会制度和不同的生产力水平下， 人类活动对土壤的影响及其效果有很大的差别。
3、人类活动的影响可通过改变各自然因素而起作用， 并可分为有利和有害两个方面（表7.6）。
4、人类对土壤的影响也具有两重性，利用合理，有 助于土壤肥力的提高；利用不当会破坏土壤，如我国不 同地区的土壤退化主要是由于人类不合理地利用土壤引 起的。
（4）地形与土壤发生的关系
（一）地形与母质的关系
冲积物
洪积物
坡积物
残积物
地形与土壤发育的关系
例如，随着河谷地形的演化，在不同地形部位上， 可构成水成土（河漫滩） → 半水成土(低级阶地) → 地带性土(高级阶地)的发生系列。
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（5）成土时间对土壤发育的影响
土壤年龄 土壤年龄是指土壤发生发育时间的长短，通 常把土壤年龄分为绝对年龄和相对年龄。
响矿物质的分解与合成及物质积累和淋失； 二是 控制植物生长和微生物的活动，影响有
机质的积累和分解，决定养料物质循环的速 度。
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土壤是气候变化的记录者， 气候的变化往往在土壤性质中 可以得到体现，所以我们可以 通过研究古土壤的性质，来追 朔过去的气候。

白浆化过程的实质是潴育淋溶过程。
（3）白浆化 滞水还原 Fe+3、Mn+4Fe+2、Mn+2(淋失)白色脱Fe、Mn层 (高价不溶) (低价可溶)
（十二）人工熟化过程
是指在人为因素影响下，通过耕作、施肥、灌溉等措施，改造土壤的土体构型，减弱或消除土壤中存在的障碍因素， 协调土体水、肥、气、热等，使土壤肥力向有利于作物生长方向发展的过程。简单地说为人类定向培育土壤的过程。 可分为旱耕熟化和水耕熟化。
特点：产生锈斑锈纹、铁锰 结核，发生于地下水浸润土 层、地下水升降频繁区。如 华北平原潮土区。
3.[化合价变化(氧化－还原) ]
由于化合物变化引起物质形态、性质变化。
Байду номын сангаас
（1）潜育化 静水浸泡 强还原
Fe+3 (红、棕色)
Fe+2（兰灰色）
（2）潴育化 水位上升：还原水位,下降：氧化
Fe+3、Mn+4
土壤的剖面层次。
（四）、 地形对土壤形成的影响
引起地表物质与能量的再分配，是影响土壤和环境之间物质、能量交换的一个重要条件。 1、地形对母质起着重新分配的作用。 2、不同地形影响地表水热条件的重新分配。
大的地形分布和排列能影响到气候带和生物带的分布 ；中小地形主要影响土壤水热条件、养分、质地、土壤厚薄的差 异。 3、地形支配着地表径流，影响水分的重新分配，在很大程度上决定着地下水的活动情况。
（八）灰化过程 在寒带和寒温带针叶林植被下，气候温和湿 润，降水量大大超过蒸发量，地面堆积了较 厚的枯枝落叶层，在针叶林残落物中，富含 单宁与树脂类物质，这些物质经过真菌微生 物的分解，产生一种强有机酸——富里酸， 这种强有机酸对土壤矿物起着强烈的破坏作 用，并产生强酸性淋溶。其结果是土体上部 的碱金属和碱土淋失，土壤矿物中的硅铝铁 发生分离，铁铝胶体淋溶淀积与下部，而二 氧化硅则残留在土体上部，从而在表层形成 一个灰白色淋溶层次，称为灰化层。

在针叶林植被下的残落物富含单宁 和树脂类物质，经过真菌微生物的分解 后会产生一种强有机酸-富里酸，对土壤 矿物质起着极强的破坏作用。强酸性淋 溶作用条件下，土壤表层除石英外的其 他矿物均可被淋失或从土体中排出，从 而在残落物层的下部形成了强酸性的灰 白色土层即灰化层。
灰化层
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（3）土壤粘化过程(clayification)
三、我国土壤分类系统分类级别
分类单元（七级） 土纲 12 亚纲 28 土类 61 基本分类单元 亚类 233
高级分类单元 （区域规划）
土属
土种 基本分类单元 亚种（变种）
中级级分类单元
基层分
土纲 亚纲
干
干
旱
温
土
干
旱
土
土类
棕 钙 土
亚类
棕钙土 淡棕钙土 草甸棕钙土 盐化棕钙土 碱化棕钙土 棕钙土性土
红土又称第四 纪红色粘土，多呈 现红色、红棕色， 质地粘重，养分少， 分布于我国南方。
脱硅富铝 化过程
四、我国土壤分类系统土壤命名
土壤名称的来源(连续命名和分段（独立）命名) 土纲和亚纲：由土类名称概括而成,（湿暖）淋溶土 土类和亚类：习惯名称部分采用经提炼的土壤俗名（黄） 红壤，（淋溶）黑钙土，楼土，黑垆土 土属：亚类加属性，或土种提炼 氯化物滨海盐土，黄 褐土，粘盘黄褐土 土种和变种：群众名（+地名）死黄土、刚黄土
在温暖、湿润的气候条件下，原生矿物在土壤形成过 程中不断分解；而与此同时，次生矿物不断地生成，从而 形成了富含粘土矿物的粘重土层,这就是土壤的粘化过程。
粘化过程主要包括: 残积粘化(residual clayification) 淋溶粘化(eluvial clayification)

(一)原始成土过程
☆ 原始成土过程是成土过程的起始阶段，岩石 矿物开始风化，只有低等的植物和低等微生 物参与成土过程。
三个阶段：
“岩漆”阶段：自养型微生物
“地衣”阶段：异养型微生物－原始微生物 群落
“苔藓”阶段：生物风化与成土过程速度升 高
(二)有机质聚积过程 有机质的聚积过程是指在各种植物和水、热等成土因素的综合
2、地质小循环
♠ 土壤中的生物，特别是绿色植物选择吸 收各种矿质养分，通过光合作用合成有 机物，当生物体死去之后，生物残体通 过微生物的分解作用，各种养分又重新 释放出来，供给土壤生物循环利用，这 一周而复始的过程称之为生物小循环。 在生物小循环过程中土壤养分得到固持 富积。
3、地质大、小循环的关系
(八)脱硅富铝化成土过程
☆ 铝硅酸盐类矿物发生强烈的水解， 释放了盐基及游离硅酸，并发生强 烈的淋失，而铁、铝氧化物淋溶作 用较弱，在土层中相对的富积。
(九)潜育化成土过程
♣ 在指土壤长期受水浸渍，在土体内所发生的还原 过程。
♣ 该过程的实质是土壤处于静水封闭中，因长期缺 氧，加上分解有机质的参与，便形成低价化合物 状态。通常若以低价铁为主，土壤呈兰青或黑色， 若以低价锰为主，土壤则呈红棕色或稍带紫色。 总之，潜育化是土壤长期浸没于不流动的地下水 或托水层中发育的，潜育性土壤pH值一般在7左 右，且往往含较多的易溶性磷。
5．沼泽泥炭化过程
是在沼泽植被下有机质聚积过程。
(三)粘化成土过程 指矿物颗粒由粗变细形成粘粒的过程,或粘粒在土
体中淀积使粘粒含量增加的过程.
粘粒的形成可通过物理性破碎和化学分解,使颗粒 逐渐变小成为粘粒,也可由矿物的化学分解产物再 合成.
粘化过程包括两方面的含义,一是土层中粘粒受水 的机械淋溶淀积过程为淀积粘化过程。二是指土 体中的矿物未经迁移就地风化形成粘粒,称为残积 粘化过程.粘化的形式又分为：

土壤发育过程1. 原始成土过程：在裸露的岩石表面或薄层岩石风化物上着生细菌、放线菌真菌等微生物，藻类地衣、苔藓，它们开始积累有机物并为高等植物生长创造条件。

这是土壤发育的最初阶段，即原始土壤的形成.。

2.灰化过程：土体亚表层SiO2残留R2O3及腐殖质淋溶淀积的过程。

在寒温带冷湿针叶林植被条件下，由于有机酸（富里酸）溶液在下渗过程中，与上部土体中的碱金属和碱土金属螯合，土壤中的硅、铁铝发生分离，铁铝胶体遭到淋失并淀积于土体下部，而二氧化硅则残留于土体上部，形成一个灰白色的淋溶层。

3. 黏化过程：土体中黏土矿物的生成和聚集过程。

主要在温带、暖温带、半湿润和半干旱地区，土体中水热条件比较稳定，发生强烈的原生矿物分解和次生矿物的形成，或表层粘粒向下机械淋溶，在土体中下部明显聚集，形成一个较黏重的层次。

4. 富铁铝化过程：土壤形成中土体脱硅富铝铁的过程。

在热带亚热带湿热气候条件下，土壤形成过程中原生矿物强烈分解、盐基离子和硅酸大量淋失，铁铝锰在次生粘土矿物中不断形成氧化物而相对积累。

由于铁的染色作用，土体呈红色。

5.钙化过程：碳酸盐在土体中淋溶淀积的过程。

在干旱半干旱气候条件下由于季节性淋溶，使矿物风化过程中释放出的易溶性盐类大部分淋失，而硅、铁、铝氧化物在土体中基本上未发生移动，而相对活跃的钙镁的碳酸盐发生淋溶和淀积，在土体下部形成一个钙积层。

6.盐渍化过程：土体上部易溶性盐类的聚集过程。

在干旱-半干旱地区，地下水或成土母质中的易溶性盐类，随水搬运至排水不畅的地平低地，在蒸发作用下，使盐分向土体表层集中，形成盐积层7.碱化过程：土壤吸收复合体上交换性钠，占阳离子交换量30%以上，pH>9，呈碱性反应，并引起土壤物理性质恶化(如板结)的过程。

碱化过程与盐化有密切联系。

松嫩平原碱土发育8. 潜育化过程：低洼积水地区土体发生还原的过程。

由于土层长期被水浸润而厌氧，有机质在分解过程中产生较多的还原物质，高价铁锰转化为亚铁锰，形成一个颜色呈蓝灰或青灰色的还原层。

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母质影响土壤矿质养分
岩浆岩:花岗岩形成的土壤富钾而缺磷；玄武岩 形成的土壤缺钾而富磷； 沉积岩：砂岩形成的土壤盐基养分较贫乏；页 岩形成的土壤盐基养分较丰富。
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母质影响土壤发育和形态特征
例如，花岗岩风化体中 → 石英沙砾于土壤 中 →使土体疏松而易渗水→土壤不易发育 ；其 风化盐基成分较少 →在强淋溶 下完全淋失，使 土壤呈酸性反应。基性岩上形成的土壤则相反
风化天数指日均温在 0 ℃以上的天数。赤道 高温带的风化强度约比温带强3倍，比极地寒冷 带强9～10倍，因而热带和寒带的成土速率差异 极大.
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3 对土壤有机质的影响
当温度一定时，有机质含量随着降水量增 加而增加。 当湿度一定时，有机质含量随着温度的升 高而减少。一般是草原气侯条件下，其C/N比 与 H/F 比均高，向湿热、湿冷和干燥过渡，其 C/N比与H/F比均会下降。
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（六）人为活动对土壤形成演变的影响 （1）人为影响是多方面的，它的影响是快速的， 并随着人类社会的生产力和技术水平的提高，其 影响的速度、强度都将加快，而且会出现更多的 熟化土壤。
（2）人为影响是在各自然因素仍在发生作用的 基础化），也可能产生破坏性的负效应 （剥削地力、加速侵蚀、沙化、污染）。
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4 母质的化学组成影响土壤腐殖质特性
→ 土壤腐殖质富含 CaO， 火山灰岩母质 → 土壤腐殖质含有较多的P2O5、K2O
石灰岩母质 （二）气候 (水热条件) 水分和热量直接影响成土过程中的物理、化学、 生物作用. 1 影响土壤中物质的迁移(emigration) 在热带、亚热带条件下，土壤中钾、钠、钙 可全部淋出土体；而在半干旱、半湿润地区在一 定土体中淀积；在干旱地区，碳酸钙基本上未移 动，在土壤表层聚积。

绪论土壤发生学研究土壤形成因素-土壤发生过程-土壤类型及其性质三者之间的关系的学说。

土壤分类学土壤地理学土壤地理学是以土壤及其与地理环境系统的关系为研究对象，它是研究土壤的发生发育、土壤分类及时空分异规律，进而为调控、改造和利用土壤资源提供科学依据的学科第一章土壤形成因素分析1、成土因素学说的发展：道库恰耶夫、土壤发生学派土壤是历史自然体…西比尔采夫三个土纲１）显域土纲(Zonal soil)地带性土壤２）隐域土纲(Introzonal soil)隐地带性土壤３）泛域土纲(Azonal soil)泛地带性土壤2、气候因素是怎样影响土壤的形成发育的1、气候影响有机质积累和分解过度湿润和长期冰冻有利于有机质的积累干旱和高温有利于有机质的矿化）2、气候影响岩石矿物风化强度温度增加10℃，化学反应速度平均增长2—3倍热带风化强度比寒带高10倍，比温带约高3倍—热带地区岩石风化和土壤形成速度，风化壳和土壤厚度>温带和寒带地区3、气候影响粘土矿物的形成不同气候带的土壤中，具有不同次生粘土矿物：干冷地区的土壤—水云母温暖湿润或半湿润气候条件下—蒙脱石和蛭石`湿热地区—高岭石类高度湿热地区—铁、铝氧化物岩石的原始矿物的风化演化系列，即从脱钾、脱盐基和脱硅三个阶段性系列，形成伊利石（脱K）、蒙脱石（缓慢脱盐）、高岭石（迅速脱盐）和三水铝石（脱硅）等，这些阶段性与其风化的环境条件——即气候条件有关。

4、物质迁移随水分和热量的增加而增加从风化和成土过程产物的迁移规律看：在湿润地区（如灰化土地区），土壤中游离的盐基遭到强烈的淋洗；在半干旱气候条件下（如黑钙土地区），土壤中易溶性盐分受到淋洗，而碳酸盐则在土体中相对聚积；在干旱地区（如棕钙土地区），易溶盐分仅在土壤上层遭到淋洗。

[5、气候影响土壤分布规律温度：寒温带——灰化土温带——暗棕壤暖温带——棕壤亚热带和热带——红壤、砖红壤等干湿程度：温带湿润气候区——淋溶土>温带半湿润半干旱区——弱淋溶土，钙积土温带干旱区——荒漠土3、岩石的原始矿物的风化演化系列：脱K、脱盐基等各形成什么矿物岩石的原始矿物的风化演化系列，即从脱钾、脱盐基和脱硅三个阶段性系列，形成伊利石（脱K）、蒙脱石（缓慢脱盐）、高岭石（迅速脱盐）和三水铝石（脱硅）等，这些阶段性与其风化的环境条件——即气候条件有关。

2、气候 气候是土壤形成主要的环境因素。与土壤形成关系密切 的因素主要有热量和降水。
返回
气候条件直接影响岩石的分解、物质的淋溶和淀积， 影响土壤的形成和植物的生长发育。

3、生物因素 生物是土壤形成的主导因素。包括绿色植物、土壤微生物 和土壤动物，生物在土壤形成中的作用表现在：
（ 1 ）最初自生固氮菌的出现使母质中有了氮 素，接着地衣、苔藓植物相继出现，形成有 机物质，为高等绿色植物生长创造了一定的 养分和水分条件。 （2）植物能够选择吸收和集中土壤养分。 （ 3 ）生物有机体产生大量的有机物质以及生 物的生命活动（如植物根系、土壤微生物和 蚯蚓等土壤动物），这些都能改善土壤的基 本性质，形成良好的土壤结构，从而使土壤 肥力得到发展。 返回 在生物的作用下，最终使母质发生了质的 变化而成为有肥力的土壤。
概念：风化作用形成的疏松堆积物。母质是土壤 形成的物质基础，因此也叫做成土母质。

母质疏松多孔，能透水、通气，含有一定的养分，是植物 矿质营养元素的最初来源，母质既不同于岩石，也不同于 土壤，在母质中还没有植物生长需要的氮素，水、气、热 状况也不能很好协调，因此母质尚不具备土壤的本质特征， 即土壤肥力。
（ 3 ）心土层。受生产活动影响较小，对作物生长中后期的水 肥供应有重要意义。 （4）底土层。也叫生土层，几乎不受生产活动的影响，植物 根系很少，大多保持了母质的性状。
（二）农业土壤的形成与肥力发展
形成：农业土壤是在五大自然成土因素和人类生产活动 共同影响下形成的。 肥力发展：如果按照自然规律，科学改土培肥，改造低 产田，改良盐碱地等，土壤会越种越肥沃；相反，不合理 利用土壤资源，就会导致地力退化，生产能力下降甚至消 失。
土 壤 剖 面
1.土壤剖面与土层

土壤形成的要素（1）土壤形成的母质因素风化作用使岩石破碎,理化性质改变,形成结构疏松的风化壳,其上部可称为土壤母质.如果风化壳保留在原地,形成残积物,便称为残积母质；如果在重力、流水、风力、冰川等作用下风化物质被迁移形成崩积物、冲积物、海积物、湖积物、冰碛物和风积物等,则称为运积母质.成土母质是土壤形成的物质基础和植物矿质养分元素（氮除外）的最初来源.母质代表土壤的初始状态,它在气候与生物的作用下,经过上千年的时间,才逐渐转变成可生长植物的土壤.母质对土壤的物理性状和化学组成均产生重要的作用,这种作用在土壤形成的初期阶段最为显著.随着成土过程进行得愈久,母质与土壤间性质的差别也愈大,尽管如此,土壤中总会保存有母质的某些特征.首先,成土母质的类型与土壤质地关系密切.不同造岩矿物的抗风化能力差别显著,其由大到小的顺序大致为：石英→白云母→钾长石→黑云母→钠长石→角闪石→辉石→钙长石→橄榄石.因此,发育在基性岩母质上的土壤质地一般较细,含粉砂和粘粒较多,含砂粒较少；发育在石英含量较高的酸性岩母质上的土壤质地一般较粗,即含砂粒较多而含粉砂和粘粒较少.此外,发育在残积物和坡积物上的土壤含石块较多,而在洪积物和冲积物上发育的土壤具有明显的质地分层特征.其次,土壤的矿物组成和化学组成深受成土母质的影响.不同岩石的矿物组成有明显的差别,使其上发育的土壤的矿物组成也就不同.发育在基性岩母质上的土壤,含角闪石、辉石、黑云母等深色矿物较多；发育在酸性岩母质上的土壤,含石英、正长石和白云母等浅色矿物较多；其他如冰碛物和黄土母质上发育的土壤,含水云母和绿泥石等粘土矿物较多,河流冲积物上发育的土壤亦富含水云母,湖积物上发育的土壤中多蒙脱石和水云母等粘土矿物.从化学组成方面看,基性岩母质上的土壤一般铁、锰、镁、钙含量高于酸性岩母质上的土壤,而硅、钠、钾含量则低于酸性岩母质上的土壤,石灰岩母质上的土壤,钙的含量最高.（2）土壤形成的气候因素气候对于土壤形成的影响,表现为直接影响和间接影响两个方面.直接影响指通过土壤与大气之间经常进行的水分和热量交换,对土壤水、热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度的影响.通常温度每增加10℃,化学反应速度平均增加1～2倍；温度从0℃增加到50℃,化合物的解离度增加7倍.在寒冷的气候条件下,一年中土壤冻结达几个月之久,微生物分解作用非常缓慢,使有机质积累起来；而在常年温暖湿润的气候条件下,微生物活动旺盛,全年都能分解有机质,使有机质含量趋于减少.气候还可以通过影响岩石风化过程以及植被类型等间接地影响土壤的形成和发育.一个显著的例子是,从干燥的荒漠地带或低温的苔原地带到高温多雨的热带雨林地带,随着温度、降水、蒸发以及不同植被生产力的变化,有机残体归还逐渐增多,化学与生物风化逐渐增强,风化壳逐渐加厚.（3）土壤形成的生物因素生物是土壤有机物质的来源和土壤形成过程中最活跃的因素.土壤的本质特征——肥力的产生与生物的作用是密切相关的.在生物作用下从岩石到土壤的形成过程见图9-7.岩石表面在适宜的日照和湿度条件下滋生出苔薛类生物,它们依靠雨水中溶解的微量岩石矿物质得以生长,同时产生大量分泌物对岩石进行化学、生物风化；随着苔藓类的大量繁殖,生物与岩石之间的相互作用日益加强,岩石表面慢慢地形成了土壤；此后,一些高等植物在年幼的土壤上逐渐发展起来,形成土体的明显分化.在生物因素中,植物起着最为重要的作用.绿色植物有选择地吸收母质、水体和大气中的养分元素,并通过光合作用制造有机质,然后以枯枝落叶和残体的形式将有机养分归还给地表.不同植被类型的养分归还量与归还形式的差异是导致土壤有机质含量高低的根本原因.例如,森林土壤的有机质含量一般低于草地,这是因为草类根系茂密且集中在近地表的土壤中,向下则根系的集中程度递减,从而为土壤表层提供了大量的有机质,而树木的根系分布很深,直接提供给土壤表层的有机质不多,主要是以落叶的形式将有机质归还到地表.动物除以排泄物、分泌物和残体的形式为土壤提供有机质,并通过啃食和搬运促进有机残体的转化外,有些动物如蚯蚓、白蚁还可通过对土体的搅动,改变土壤结构、孔隙度和土层排列等.微生物在成土过程中的主要功能是有机残体的分解、转化和腐殖质的合成.（4）土壤形成的地形因素地形对土壤形成的影响主要是通过引起物质、能量的再分配而间接地作用于土壤的.在山区,由于温度.降水和湿度随着地势升高的垂直变化,形成不同的气候和植被带,导致土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直地带分化.对美国西南部山区土壤特性的考察发现,土壤有机质含量、总孔隙度和持水量均随海拔高度的升高而增加,而pH值随海拔高度的升高而降低[1].此外,坡度和坡向也可改变水、热条件和植被状况,从而影响土壤的发育.在陡峭的山坡上,由于重力作用和地表径流的侵蚀力往往加速疏松地表物质的迁移,所以很难发育成深厚的土壤；而在平坦的地形部位,地表疏松物质的侵蚀速率较慢,使成土母质得以在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚的土壤.阳坡由于接受太阳辐射能多于阴坡,温度状况比阴坡好,但水分状况比阴坡差,植被的覆盖度一般是阳坡低于阴坡,从而导致土壤中物理、化学和生物过程的差异.（5）土壤形成的时间因素在上述各种成土因素中,母质和地形是比较稳定的影响因素,气候和生物则是比较活跃的影响因素,它们在土壤形成中的作用随着时间的演变而不断变化.因此,土壤是一个经历着不断变化的自然实体,并且它的形成过程是相当缓慢的.在酷热、严寒、干旱和洪涝等极端环境中,以及坚硬岩石上形成的残积母质上,可能需要数千年的时间才能形成土壤发生层,例如在沙丘土中,特别是在林下,典型灰壤的发育需要1000～1500年.但在变化比较缓和的环境条件中,以及利于成土过程进行的疏松成土母质上,土壤剖面的发育要快得多.土壤发育时间的长短称为土壤年龄.从土壤开始形成时起直到目前为止的年数称为绝对年龄.例如,北半球现存的土壤大多是在第四纪冰川退却后形成和发育的.高纬地区冰碛物上的土壤绝对年龄一般不超过一万年,低纬未受冰川收用地区的土壤绝对年龄可能达到数十万年至百万年,其起源可追溯到第三纪.由土壤的发育阶段和发育程度所决定的土壤年龄称为相对年龄.在适宜的条件下,成土母质首先在生物的作用下进入幼年土壤发育阶段,这一阶段的特点是土体很薄,有机质在表土积累,化学-生物风化作用与淋溶作用很弱,剖面分化为A层和C层,土壤的性质在很大程度上还保留着母质的特征.随着B层的形成和发育,土壤进入成熟阶段,这一阶段有机质积累旺盛,易风化的矿物质强烈分解,在淀积层中粘粒大量积聚,土壤肥力和自然生产力均达到最高水平.经过相当长的时间以后,成熟土壤出现强烈的剖面分化,出现E层,并使A层和B层的特征发生显著差异,有机质累积过程减弱,矿物质分解进入最后阶段,只有抗风化最强的矿物残留在土体中,淀积层中粘粒积聚形成粘盘,土壤进入老年阶段,这一阶段土壤的肥力和自然生产力都明显降低.（6）土壤形成的人类因素在五大自然成土因素之外,人类生产活动对土壤形成的影响亦不容忽视,主要表现在通过改变成土因素作用于土壤的形成与演化.其中以改变地表生物状况的影响最为突出,典型例子是农业生产活动,它以稻、麦、玉米、大豆等一年生草本农作物代替天然植被,这种人工栽培的植物群落结构单一,必须在大量额外的物质、能量输入和人类精心的护理下才能获得高产.因此,人类通过耕耘改变土壤的结构、保水性、通气性；通过灌溉改变土壤的水分、温度状况；通过农作物的收获将本应归还土壤的部分有机质剥夺,改变土壤的养分循环状况；再通过施用化肥和有机肥补充养分的损失,从而改变土壤的营养元素组成、数量和微生物活动等.最终将自然土壤改造成为各种耕作土壤.人类活动对土壤的积极影响是培育出一些肥沃、高产的耕作土壤,如水稻土等；同时由于违反自然成土过程的规律,人类活动也造成了土壤退化如肥力下降、水土流失、盐渍化、沼泽化、荒漠化和土壤污染等消极影响.成土因素学说的基本观点可概括为：①土壤是一种独立的自然体,它是在各种成土因素非常复杂的相互作用下形成的.②对于土壤的形成来说,各种成土因素具有同等重要性和相互不可替代性.其中生物起着主导作用.土壤是一定时期内,在一定的气候和地形条件下,活有机体作用于成土母质而形成的.。

各种成土因素在土壤形成过程中的作用土壤是由不同的物质和成土因素的相互作用下形成的。

各种成土因素在土壤形成过程中发挥不同的作用，包括物理因素、化学因素和生物因素。

下面将详细介绍各种成土因素在土壤形成过程中的作用。

1.物理因素物理因素主要包括气候、水、岩石和地形。

这些因素对土壤形成有着重要的影响。

气候：气候是土壤形成的重要因素之一、降水和温度是气候的两个重要组成部分，它们直接影响土壤形成的速率和性质。

降水可以溶解和运输土壤中的溶质，并影响岩石和土壤颗粒的风化和侵蚀。

温度可以影响化学反应的速率，从而影响土壤中的化学过程。

水：水对土壤形成有着重要的影响。

水是岩石风化和碎屑物质运输的重要介质。

水能使土壤中的岩石颗粒被剥离和移动，进而形成沉积。

水还可以运输溶解的物质，如有机物和离子，进入土壤中。

此外，水还能影响土壤的排水性，有助于形成不同种类的土壤。

岩石：岩石是土壤形成的起点。

在岩石的风化过程中，物理因素如气候和水，以及生物因素如植物根系的作用和土壤动物的活动，可以通过分解和磨碎岩石颗粒来促进岩石的风化。

岩石风化的产物逐渐形成了岩石颗粒的混合物，这是土壤的基础。

地形：地形对土壤形成有着重要的影响。

山地和山谷的地形产生不同的土壤类型。

山地上陡峭的坡度使得水的流动更快，有利于土壤的侵蚀和移动。

山谷地形反而形成了水分和养分的堆积，促进了土壤的形成。

2.化学因素化学因素主要是指岩石的化学组成和风化作用。

化学反应对土壤中的成分组成和性质产生了重要的影响。

岩石的化学组成：不同类型的岩石有不同的化学组成，这直接影响了土壤的性质。

富含矽酸盐的岩石通常风化较慢，因此形成的土壤富含矿物质。

而富含碳酸盐的岩石易于溶解，形成的土壤通常具有较高的酸性。

风化作用：风化是化学因素对土壤形成的关键过程。

风化作用包括物理风化和化学风化。

物理风化主要是指温度变化、水的冷缩膨胀和物理分离等因素引起的岩石颗粒破碎。

化学风化是指岩石中的矿物质在水和大气中发生化学反应，从而形成新的矿物质和溶解的物质。

3．随着灌木的扩张，该地区土壤( ) A．日温差变大 B．厚度增加 C．有机质减少 D．生物多样性减少
答案：B
解析：第3题，随着灌木的扩张，该地区土壤吸收的太阳辐射较少，日温差变 小，A错误；生物活动加速土壤的形成，厚度增加，B正确；灌木的枯枝落叶多 于地衣群落，土壤有机质增多，C错误；灌木扩张，生物多样性增多，D错误。 故选B。
【知识体系构建】
关键能力提升
能力点 土壤的性质与形成 1.土壤的性质及其影响因素
土壤性质
影响因素
①“收”：大气降水、地下水、灌溉用水。
土壤含水量
②“支”：蒸发、植物吸收和蒸腾、水分渗漏和径流( 壤中流)。
③“储”：最大储水量受土壤孔隙空间大小制约
受土壤孔隙空间和土壤含水量的共同影响。①土质疏
松、土壤含水量小，土壤透气性好(但水分不足时，植
①“收”：直接来源为太阳辐射。 ②“支”：地面辐射、蒸发。 土壤温度 ③“调”：土壤含水量增加导致土壤温度变化减小、人类活 动(如覆盖黑膜可减少到达地面的太阳辐射，使土壤温度降低； 覆盖透明膜可减少地面辐射的散失，提高土壤温度)
2.影响土壤发育的主要因素 (1)成土母质 成土母质的粒级与化学成分对土壤质地和化学元素的影响如下图所 示：
分析白浆化棕壤“上砂下黏”的剖面构型在不同季节对土壤水分的 影响。(6分)
答案：上层砂土孔隙多，土质疏松；下层黏土，结构紧实，形成隔水层。雨季， 下层黏土层阻止土壤水下渗，导致土壤水分含量高。旱季：上层砂土水分易蒸发， 下层黏土层阻隔地下水虹吸上升，造成土壤水分含量低。
1．该地区植被“绿化”的主要原因是( ) A．降水增多 B．气温升高 C．光照增强 D．风力减弱
答案：B
解析：第1题，海拔越高，热量条件往往越差，高海拔地区因热量条件较差限 制了灌木的分布高度。近年来，该地区灌木向高海拔的地衣群落扩张，植被出现 “绿化”现象，说明温度升高，热量条件更加充足，更高海拔处也适合灌木丛的 生长，B正确；制约高海拔地区植被生长的主导因素是热量，而与降水、光照、 风力关系不大，A、C、D错误。故选B。

硝酸细菌氧化成亚硝酸；第二阶段，亚硝酸被硝化细菌氧化成
硝酸。
（2）腐殖质化过程
土壤的有机物质在微生物的作用下转变
为比原物质组成结构极为复杂、更为稳定的
暗色的腐殖质的过程。 影响土壤有机质转化的因素有哪些？
2、腐殖质的类型和性质
土壤腐殖质是土壤特异有机质，也是土壤有机 质的主要组分，约占有机质总量的 85-90 ％。它是 一种结构复杂、抗分解性强的棕色或暗棕色无定形 胶体物，是土壤微生物利用植物残体及其分解产物 重新合成的高分子化合物。
（1）腐殖质的类型 土壤腐殖
质可为：
胡敏酸、 富里酸、 胡敏素、 棕腐酸。
土壤腐殖质组分及其分离过程图式
（2）腐殖质的性质
带电性：两性胶体，以带负电为主
腐殖质 分子结
构核心
—COOH —OH —NH2 —COOH
腐殖质 分子结
构核心
—COO— O—NH3+ —COO-
+ H+
可与Fe、Al、Ca、Zn等高价金属离子络合。
土壤矿物质脱盐基，脱硅，富铁铝化的程度，可表明 其分解迁移的强度。土壤学中采用土体中某些化学元 素被淋溶的程度来表示风化强度。 硅铁铝率：即土壤或黏粒中SiO2/R2O3摩尔数比率。该
值小，表明脱硅富铝化过程强。
以 AI2O3 为标准是因其为土壤中最为稳定的化合物。
（3）中国次生矿物分布的地带性表现
土粒分级标准
2、土壤质地的概念 自然土壤的矿物是由大小不同的土粒组成的， 各个粒级在土壤中所占的质量百分数，称为土壤质
地。
3、土壤质地类型
土壤质地分类及划分标准世界各国不一，当今
国际土壤学界常用的是美国土壤质地分类标准。 砂土、壤土、黏土。

土壤形成过程土壤形成过程：是指地壳表面的岩石风化体及其搬运的沉积体，在成土因素的作用下，形成具有一定剖面形态和肥力特征的土壤。

地壳是由大块坚硬的固体岩石形成，然后外层慢慢碎裂，越来越小，最后形成石块，卵石和沙砾。

苔藓类生物在空气中获得太阳能，进而分解岩石。

当苔藓死后变成粉末状，这种粉末中包含它们从岩石中吸收的矿物质，经过多年堆积，最后变成土壤。

土壤形成的一般规律适用于各种土壤，然而，由于地球表面成土条件的多种多样，不同土壤类型的形成又有其特殊的成土过程，现结合我国的具体情况，选择几种主要的成土过程予以介绍。

原始土壤形成过程：是从裸露岩石表面及其风化物上低等植物着生到高等植物定居之前形成土壤的过程。

包括着生蓝藻、绿藻、甲藻、硅藻等岩生微生物的“岩漆”阶段，地衣阶段和苔藓阶段。

在这三个阶段的发展中，细土和有机质不断增多，为高等植物的生长准备了肥沃的基质。

这一成土过程主要发生在高山区。

盐渍化形成过程：由地表季节性的积盐和脱盐两个方向相反的过程构成，主要发生在干旱、半干旱地区和滨海地区，可分为盐化和碱化两种过程。

盐化过程指地表水、地下水和母质中的易溶性盐分，在强烈的蒸发作用下，通过土体中毛管水的垂直和水平移动，逐渐向地表积聚的过程；碱化过程是交换性钠不断进入土壤胶体的过程，其前提是土壤溶液中钠离子的浓度较高，它使土壤呈强碱性反应，并形成碱化层。

钙积过程：是干旱、半干旱地区土壤碳酸盐发生移动和积累的过程。

在季节性淋溶条件下，降水将易溶性盐类从土体中淋失，而钙、镁只部分淋失，部分仍残留在土壤中。

因此，土壤胶体表面和土壤溶液中被钙或镁所饱和，在雨季向下移动的钙淀积在剖面的中部或下部，形成钙积层。

粘化过程：是土壤剖面中粘粒形成和积累的过程，主要发生在温暖、湿润的暖温带和北亚热带气候条件下。

由于那里化学风化作用盛行，使原生矿物强烈分解，次生粘土矿物大量形成，表层的粘土矿物向下淋溶和淀积，形成淀积粘化土层。

白浆化过程：是在季节性还原淋溶条件下，粘粒与铁、锰淋溶淀积的过程，主要发生在冷湿的气候条件下。