第一章土壤的形成和发育
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高一地理土壤知识点地理学中,土壤是地球表面的一层松散的、由矿物质与有机质组成的物质,是植物生长的基础。
土壤是自然界中最重要的自然资源之一,对于农业、生态环境和人类生活都具有重要的意义。
本文将介绍高一地理课程中的一些土壤知识点,以帮助学生对土壤的形成、特性和利用有更深入的了解。
1. 土壤的形成:土壤的形成是一个长期的演化过程。
它由岩石风化、物质迁移、剖面发育等多个阶段组成。
首先,岩石风化会使岩石破碎,并与降水中的二氧化碳和有机酸反应,形成初级矿物。
接着,通过物质迁移,水分和微生物将初级矿物搬运到比较深的土层,并形成次生矿物。
最后,在剖面发育阶段,土壤形成剖面,形成不同的土壤层。
2. 土壤的组成:土壤由无机颗粒、有机质、水分和空气组成。
其中,无机颗粒包括砂粒、粉粒和黏粒,它们的不同比例决定了土壤的质地。
有机质主要由植物残体和微生物组成,具有保水、保肥和改良土壤结构的作用。
水分是土壤中一种重要的介质,对植物的生长和微生物的活动具有重要影响。
空气则提供给植物根系所需的氧气。
3. 土壤的性质:土壤具有多种性质,包括质地、肥力、水分保持能力、通透性等。
质地取决于土壤中不同颗粒的比例,直接影响土壤的透水性和透气性。
肥力是指土壤中含有的养分丰富程度,对于植物的生长至关重要。
水分保持能力是土壤保持水分的能力,与土壤的质地、有机质含量和根系结构有关。
通透性是指土壤对水和气的渗透性能,影响植物的根系生长和土壤的排水情况。
4. 土壤的分类:土壤可以根据不同的标准进行分类。
一种常见的分类方法是根据土壤成因和发育过程,将土壤划分为侵蚀土壤、黄壤、水稻土等。
另一种分类方法是根据土壤的质地和肥力,将土壤划分为砂质土壤、壤土、泥土等。
不同类型的土壤在植物适应和农业利用方面具有差异。
5. 土壤的利用:土壤在农业、建筑、环境保护等领域具有广泛的应用价值。
在农业方面,合理利用土壤资源可以提高农作物的产量和质量,实现可持续农业发展。
在建筑方面,土壤可以用于建筑物的垫层、填充物和地基,承受和传递建筑荷载。
新教材青岛版五四制三年级下册科学第一章土壤与岩石单元知识点梳理一、土壤的形成和组成1.1 土壤的形成:气候、岩石、地形、植被的相互作用- 气候条件对土壤形成的影响- 岩石破碎和风化的作用- 地形对土壤形成的影响- 植被对土壤形成的影响1.2 土壤的组成:颗粒、水分、空气、有机物质- 不同颗粒的含义和特点- 水分在土壤中的分布- 空气在土壤中的作用- 有机物质对土壤的重要性二、土壤的功能和分类2.1 土壤的功能:植物生长的基础、水源涵养、水分调节、调节气候- 土壤对植物生长的重要性- 土壤的水源涵养作用- 土壤的水分调节功能- 土壤对气候的调节作用2.2 土壤的分类:红壤、黄壤、黑土、沙质土、粘土 - 红壤的特点和分布- 黄壤的特点和分布- 黑土的特点和分布- 沙质土和粘土的特点和分布三、岩石的种类和特点3.1 岩石的分类:火成岩、沉积岩、变质岩- 火成岩的形成和特点- 沉积岩的形成和特点- 变质岩的形成和特点3.2 常见岩石的特点:花岗岩、大理石、石灰石、煤炭 - 花岗岩的特点和用途- 大理石的特点和用途- 石灰石的特点和用途- 煤炭的特点和用途四、土壤与岩石的关系4.1 土壤是岩石的产物,岩石是土壤的来源- 土壤的形成过程中岩石的作用- 土壤的特征与所在地岩石的关系4.2 岩石的风化和破碎对土壤形成的重要性- 岩石的风化作用与土壤形成之间的关系- 岩石的破碎作用与土壤形成之间的关系五、维护土壤和岩石的重要性5.1 保护土壤对农业和环境的意义- 土壤对农作物的生长和产量的影响- 土壤的保持与环境保护的关系5.2 保护岩石对环境的重要性- 防止大规模开采对岩石资源的破坏- 岩石的保护对自然地貌和生态系统的保护六、总结通过本章的学习,我们了解了土壤的形成和组成,土壤的功能和分类,不同岩石的特点和分类,以及土壤和岩石之间的关系。
保护土壤和岩石对于农业发展和环境保护至关重要。
我们应该积极参与维护土壤和岩石的行动,促进可持续发展。
土壤地理学绪论/第一章1.土壤剖面:自地表直至母质的土壤纵切面2.单个土体:它是土壤剖面的立体化,是土壤类型基层单元的最小体积单位。
3.聚合土体:有两个或两个以上的单个土体所组成的群体。
4.土壤:是覆盖在地球表面能够生长植物的疏松层。
5.土壤肥力是指土壤为植物生长供应和协调水肥气热的能力。
(是土壤的基本属性)6.土壤生产力土壤在一定的管理系统下能生长某种植物或植物系列的能力。
原生矿物是指土壤中各种岩石只受到不同程度的物理风化而未经化学风化的碎屑物,其原来的化学组成和结晶结构均未改变的矿物。
次生矿物定义:原生矿物在风化和成土过程中新形成的矿物称为次生矿物,它包括简单盐类、次生氧化物和铝硅酸盐类次生矿物的分类:1)简单盐类:碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐、氯化物等。
2)次生氧化物(类型及其特性)氧化硅类:土壤新生体(蛋白石-玉髓)。
氧化锰类:土壤新生体,使土壤具有金属光泽。
氧化铁类(包括氢氧化铁):种类较多,使土壤染色:红色、砖红色、棕色、黄色氧化铝类(包括氢氧化铝):调节土壤的酸碱平衡,起到“两性胶体”的作用。
2)次生铝硅酸盐类矿物包括伊利石、蒙脱石、高岭石等。
它们是构成土壤粘粒的主要成分。
结构:晶体是由硅氧四面体片和铝氧八面体片是由四个氧原子围绕一个硅原子,形成具有四面构造而得名。
一系列的硅氧四面体通过共同氧原子联结成平面,形成一个片状的四面体层,或称硅氧片。
两种基本晶片连接而成的薄片层状结晶体。
根据晶层结构分类为:1∶1型非胀塑性矿物典型代表是高岭石和埃洛石。
2∶1型膨胀性矿物典型代表是蒙脱石和蛭石。
2∶2型膨胀性矿物典型代表是伊利石、蛭石。
土壤有机质定义:是泛指土壤中以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物。
分类:普通土壤有机质:糖类、蛋白质、脂肪类等。
土壤腐殖质: 胡敏酸、富里酸等,60-70土壤有机质的来源1.植物的枯枝落叶、根系;2.施入的有机肥;3.动物残体、微生物残体土壤有机质的组成成腐殖物质(特殊有机质)(60-70%)非腐殖物质(普通有机质)(30-40%左右)1)普通有机质(矿质化作用后形成简单化合物):①碳水化合物:糖类,生物的能源物质。
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三、矿物岩石对土壤性质的影响(一)影响土壤颗粒的粗细如花岗岩、石英岩、片麻岩、含石英多、抗风化力强形成的土壤粗的颗粒多,土壤通气透水性好,保水保肥力差,由云母、角闪石、页岩、板岩、玄武岩形成的土壤粘重,其保水保肥性强。
(二)影响土壤的酸碱性石灰岩地区,岩石内含CaCO3 多,土壤为碱性、微碱性、花岗岩地区,由于含大量酸性硅酸盐土壤呈酸性反应。
(三)影响土壤养分状况如母质中含长石、云母较多时,土壤中遗留的钾素较多,含有磷灰石则土壤中磷素含量增加,含辉石、角闪石、橄榄石、褐铁矿、白云母等矿物。
土壤中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等养分物质较多。
含石英较多时,则土壤中养分贫乏。
第二节岩石矿物的风化与土壤母质一、风化过程(weathering porocess)(一)概念岩石风化指的是露出地面的大块岩石,在地表各种自然因素的作用下,逐渐由大块散碎成小块,同时化学成分也发生了改变,岩石所发生的这一切变化,就叫岩石的风化过程。
(二)风化作用的类型1、物理风化作用(physical weathering)岩石在外力影响下,机械地分裂成碎屑,只改变大小与形状,而不改变其成分的过程。
影响物理风化的因素(1)温度温度主要影响岩石的膨胀及收缩。
由于组成岩石的各种矿物具有不同的吸热和膨胀系数,因此,白天因增温而膨胀,夜间因降温而收缩的能力不均一,同时由于岩石导热率小,热量不易传导,白天岩石表面受热增温强度大于内部,夜间则相反,这样岩石的表面和内部因增温不均一就产生了上下交错的裂隙。
天长日久,岩石则破碎崩解。
如石英的膨胀系数为0.000036,正长石为0.000017,角闪石为0.000028,方解石为0.00002 。
(2)冻结主要使冰的体积增大,使岩石分裂成大小不同的多角形碎块,一旦岩石有了裂隙,水分便可进入其中促使裂隙扩大加速崩解作用,一般冻结后体积可增大1/11,所产生的压力可高达960kg/cm2 这种作用对含水的多的岩石(如砂岩含水10%~25%)特别明显。
(3)水分雨水冲刷的重力作用。
如屋檐下的砖被雨水滴成洞,河流两岸的岩石,由于浪击,被磨蚀。
(4)风将岩石表面的碎屑吹走,使岩石暴露,从而加速岩石的物理风化。
物理风化的结果,使紧密的实体变成了疏松的多孔体,给水分、空气进入创造了条件,风化产物较粗,形成的母质偏砂,石砾多,养分不易释放。
2、化学风化作用(chemical weathering)岩石在外界条件的影响下,引起化学成分的改变,产生新的物质的过程。
影响化学风化的因素(1)水的溶解作用指矿物溶于水的作用,一般矿物不溶于水,但在大量水分和较高温度下,也可以使矿物的溶解度增大,尤其是当水中溶有二氧化碳(生物呼吸作用和有机物分解产生)而形成碳酸时,可大大促进矿物的溶解。
例:滑石的溶解度1:115000 云母1:340000石英1:10000(热水70°以上)据估计,地球上所有的河流每年把溶解状态的盐类带入海洋的量达40 亿公斤。
(2)水化作用无水的矿物与水接触后,生成含水矿物的作用。
常使矿物体积增大一半至一倍半,因而促进岩石崩解。
(3)水解作用是化学风化过程中最基本的,也是最重要的作用,当水中含有CO2 或其他酸类时,由于水的解离作用而产生氢离子。
3、生物风化作用(biological weathering) 生物风化作是指动物、植物、微生物的生命活动及其分解产物对岩石的风化作用。
生物风化作用具有重要的意义。
首先,没有生物的生命活动,大气成分中就不可能补充光合作用所消耗的大量的C02,没有C02化学风化就不能迅速进行,由于土壤中为数巨大的微生物生命活动的结果,每年可产生大量的C02,这样就加强了岩石的化学风化作用,其次更重要的是, 生物风化作用不仅使岩石破碎,分解,而且还能积累养分,创造有机质,发展土壤肥力。
二、土壤母质(一)土壤母质(soil parent material) 地表的岩石经过风化、搬运、堆积等过称所形成的在地质历史上最年轻的疏松矿物质层。
(二)母质的类型和特点1、残积母质(residual parent material) 由当地基岩风化而成的,残留在原地未经搬运的母质。
特点:从上到下,由细变粗跟基岩接近,本身的性质和化学成分和基岩一致。
2、坡积母质(slope parent material) 山坡上部的风化碎屑物质,经雨水或融雪水的冲刷,搬运到山坡中,下部堆积形成。
特点:由上到下,逐渐增厚,颗粒逐渐变细,透水通气性好,养分较丰富3、洪积母质(diluvial parent material) 由山洪所携带的泥砂冲刷到山前平缓地带,由于山洪的流速不同,形成扇形,称为洪积扇。
特点:分选性较差,颗粒粗细不同,洪积扇上部有大块砾石,细颗粒少,层次不明显,透水性能好,边缘沉积物质细,层次明显。
5、湖积母质(lacustrine parent material) 是湖泊的静水沉积物。
特点:质地偏粘、养分丰富、有机物含量高,淤泥厚,内陆地区有盐矿存在,改良后才能利用。
湖积母质6、风积母质(wind-blown parent material) 风力的搬运沉积而成。
我省雁北西南、西北沿黄河一带都是风积物。
特点:分选性强,砂粒磨圆度高,砂性大7、黄土(loess)、黄土性母质(loessal parent material) 黄土是第四纪地质时期的一种特殊沉积物。
特点:黄土为淡黄或暗黄色,土层厚度达数十米,粉砂质地,粗细适宜,通体颗粒均匀一致,疏松多孔,通透性好,具有发达的直立性状,含10%~15% 的CaCO3 常形成石灰质结核。
黄土中有新黄土,又称为马兰黄土(malan loess)。
形成时间晚,淡灰黄色,较疏松、无层理、石灰含量高,轻壤土。
老黄土是离石黄土(lishi loess)和午城黄土(wucheng loess)的总称,又称为红色黄土,形成时间早, 为棕黄色或红黄色,重壤土,有石灰结核。
黄土性母质又称次生黄土,是由马兰黄土经流水侵蚀,搬运后,再沉积而形成的。
特点:土层深厚,无明显层次,颗粒细小均匀,为棕黄色粉砂质粘土,具有棱柱状结构,并含有大量铁、锰结核及胶膜。
第三节土壤的形成一、成土因素19世纪末,俄国土壤学家B?B?道库恰耶夫对俄罗斯大草原土壤进行了调查,提出了土壤是地理景观的一面镜子,是一个独立的历史自然体;土壤是在母质、气候、生物、地形和时间的综合作用下形成的,这五大成土因素始终是同时地、不可分割地影响着土壤的发生和发展,同等重要和不可相互代替地参加了土壤的形成过程,制约着土壤的形成和演化。
随着农业生产的发展和科学技术的进步,人为因素对土壤形成的干预日益深刻和广泛,它在农业土壤的发展变化上已成为一个具有特殊重大作用的因素。
(一)母质因素母质不同于岩石,它已有肥力因素的初步发展,可释放出少量的矿质养分,但释放的养分分散难以满足植物生长的需要;母质疏松多孔,有一定的吸附作用、透水性和蓄水性。
母质又不同于土壤,其缺乏养分,几乎不含氮、碳。
母质是形成土壤的物质基础,是土壤的“骨架”,是土壤中植物所需矿质养分的最初来源。
母质中的某些性质,例如机械性质、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。
(二)气候因素气候支配着成土过程的水热条件,水分和热量不但直接参与母质的风化过程和物质的地质淋溶过程,而且更重要的是它们在很大程度上控制着植物和微生物的生长,影响土壤有机物质的积累和分解,决定着营养物质的生物学循环的速度和范围。