5.2 土壤（学案）

第二节　土壤
一、观察土壤
1.土壤概念:是指陆地表层具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层。
2.土壤构成:矿物质、有机质、水分、空气。
3.野外观察内容:
(1)土壤颜色:如黑土,红壤等以颜色来命名的。
(2)土壤质地:不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例。
(3)土壤剖面结构:是指从地面垂直向下的土壤纵剖面,有一些形态特征各异的,大致呈水平方向展布的土层构成。
①森林土壤剖面:
②耕作土壤剖面:
二、土壤的主要形成因素
因素 主要作用
成土母质 土壤发育的物质基础,决定了土壤矿物质的成分和养分状况,影响土壤的质地
生物 影响土壤发育最基本也是最活跃的因素。生物残体为土壤提供有机质,通过生物循环使营养元素在地表富集
气候 岩石风化的强度和速度与温度、降水量呈正相关,气候的分布规律在很大程度上影响和控制了土壤的分布规律
地貌 对土壤发育的影响是多方面的,例如,由于水热条件的不同,山顶与山麓、阳坡与阴坡、迎风坡与背风坡的土壤发育不同
时间 土壤发育时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显
人类活动 影响极为深刻,形成有利于农业生产的耕作土壤
三、土壤的功能和养护
1.功能:
(1)联系四大圈层,是联系有机界和无机界的关键环节。
(2)为植物生长提供了扎根立足的条件,改变地理环境以至地球面貌。
(3)具有重要的蓄水、保水功能。
(4)是人类可以利用的珍贵的自然资源。
2.养护:
(1)对不能满足耕作需要的土壤进行改良或改造。
(2)对优良的土壤要注意种养结合,以保持土壤持续提供高效肥力的能力。
填写理想土壤体积比例
①我们到田地中观察到的土壤都是自然土壤。 (×)
②耕作土壤没有有机层。 (√)
③壤土是农业生产理想的土壤质地。 (√)
④土壤和土地是一回事。 (×)
植被茂密、有机质制造多的地区土壤有机质含量是不是一定多
提示:在常年温暖湿润的气候条件下,虽然绿色植物茂密,制造的有机质多,但微生物活动旺盛,全年都能分解有机质,使有机质含量趋于减少。而在寒冷的气候条件下,土壤冻结时间长,微生物分解作用非常缓慢,便于有机质积累。
判断下列说法的正误。
①人类活动对土壤的形成几乎没有作用。 (×)
②土壤是联系有机界和无机界的关键环节。 (√)
③土壤对于自然环境和人类意义重大,人类应该合理利用。 (√)
1.土壤的形成过程:
2.影响土壤形成的主要因素:
(1)各要素的相互关系。
(2)成土母质与土壤。
成土母质的粒度与化学成分对土壤质地和化学元素的影响如下图所示:
(3)气候与土壤。
(4)生物与土壤。
生物是土壤形成过程中最活跃的因素,起着主导作用。图解如下:
(5)地形与土壤。
地形主要通过对物质、能量的再分配间接地作用于土壤。
(6)时间与土壤:土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显。时间决定着土壤的发育进程。
　【特别提醒】土壤处于岩石圈、水圈、大气圈、生物圈相互紧密接触的过渡地带,既是陆地环境各要素综合作用的产物,又是陆地环境各要素的枢纽;土壤是地表物质循环和能量转化非常活跃的场所,是联系有机界和无机界的关键环节。
　　　　　　　【知识拓展】不同气候条件影响下的土壤
(1)降水:降水充沛,土壤粒径大,(下渗增加)土层较厚,土壤中含水量大。降水少,土层薄,土壤中空气含量多,土质疏松。
(2)热量:热量丰富,微生物活跃,有机质被大量分解,土壤贫瘠。热量少,微生物活动慢,有机质分解少,土壤较肥沃。
(3)风力:风力强,空气湿度降低,蒸发旺盛,成土母质迁移速度快,土壤粒径小、多气孔、有机质含量低,土质较差。
　　　东北地区俗称黑土地,主要原因是分布着典型的黑土,人们常说黑土地上“捏把黑土冒油花,插双筷子也发芽”。黑土是大自然给予人类的得天独厚的宝藏,是一种性状好、肥力高、非常适合植物生长的土壤。世界三大黑土分布区:美洲的密西西比河流域、欧洲的乌克兰平原、亚洲的东北平原。
(1)黑土肥沃的最主要原因是什么 (区域认知:区域视角认识地理事物)
提示:黑土中含有丰富的有机质,肥力高。
(2)黑土是在什么样的气候环境中发育形成的 (综合思维:要素的综合)
提示:黑土主要分布在纬度较高的地区,说明是在冷湿的环境中发育形成的。
　　　(2020·武汉高一检测)富铝土是指土壤形成过程中铁、铝等成分相对富集后的一类土壤的总称。其在我国分布广,包含多种土壤类型,并具有下图所示的过渡关系。完成(1)、(2)题。
(1)影响富铝土形成的主要自然因素是 (　　)
A.成土母质 B.气候
C.生物 D.地形
(2)下列土壤类型中,铁、铝相对含量最高的是 (　　)
A.赤红壤 B.砖红壤
C.红壤 D.黄壤
【思路点拨】解答该题的思路如下:
【解析】(1)选B,(2)选B。第(1)题,土壤母质影响土壤类型经岩石风化形成土壤,但不是富铝土最主要成因。富铝土是土壤在湿热气候条件,土体铝硅酸盐矿物受强烈分解,使得氧化铝在土壤中残留和聚集,其形成的最主要自然因素是气候;生物因素参与不同类型土壤形成的影响差不多;富铝土分布以山地丘陵为主,地形因素会影响其形成,但不是主因。第(2)题,湿热气候促进矿物分解,更易形成富铝土。红壤赤红壤分布区,热量较低,气候干燥,土壤铁铝含量较少;根据热量和干湿变化规律判断,南方气温较高,东部沿海湿润,所以铁铝含量最高的是砖红壤;黄壤分布的纬度较高,热量较低,铁铝含量较少。
　　(2021·保定高一检测)土壤的淋溶作用与降水有着直接的关系,降水越多,淋溶层越厚。图1是不同植被(森林、草原)作用下土壤剖面深度与有机质的质量百分比关系示意图。图2是不同气候下(湿润、半干旱、干旱)的土壤剖面发育示意图。读图完成(1)、(2)题。
(1)与土壤有机质的来源密切相关的因素是 (　　)
A.生物 B.地形
C.降水 D.成土母质
(2)能代表草原地区土壤发育情况的组合是 (　　)
A.甲与Ⅰ B.甲与Ⅱ
C.乙与Ⅱ D.丙与Ⅰ
【解析】(1)选A,(2)选D。第(1)题,根据所学知识可知,土壤形成过程中最活跃的因素是生物,生物通过光合作用形成有机物,有机物能够腐烂形成腐殖质,形成土壤中的有机质,生物是土壤有机质的来源,与土壤肥力的形成有密切关系。第(2)题,草原根系茂密且在近地表的土壤中,向下则根系的集中程度递减,从而为土壤层提供大量有机质,因此有机质主要分布在土壤的表层,对应图中的Ⅰ。由材料可知,土壤的淋溶作用与降水有着直接的关系,降水越多,淋溶层越厚,因此湿润地区的淋溶层最厚,半干旱地区次之,干旱地区最薄,因此图2中丙的淋溶层居中,属于半干旱区,对应的植被为草原,能代表草原地区土壤发育情况的组合是丙与Ⅰ。
　　　　【补偿训练】
　　(2021·大庆高一检测)土壤中有机质的含量与气候密切相关。读土壤有机质含量随温度变化图,据此完成(1)、(2)题。
(1)东北平原土壤有机质含量高于南方低山丘陵区,其最主要的原因是 (　　)
A.微生物分解作用缓慢
B.地形平坦,土层深厚
C.植被生长量大于南方低山丘陵区
D.成土母质矿物养分多
(2)影响土壤有机质含量高低的主导因素除了气候外,还有 (　　)
A.地质　　　　　　　　 B.岩石
C.生物 D.成土母质
【解析】(1)选A,(2)选C。第(1)题,根据材料可知,土壤有机质含量与气温密切相关,相比于南方的山区而言,东北平原地区纬度较高,气温相对较低,微生物分解作用缓慢,土壤有机质含量较高;土壤有机质主要来源于植物、动物以及微生物残体,其含量的高低主要看这些残体积累量的大小,与成土母质关系不大,地形平坦不是主要影响因素;南方低山丘陵地区水热条件更好,植物生长量更大。第(2)题,根据上题可知,土壤有机质主要来源于植物、动物以及微生物残体,因此影响土壤有机质含量高低的主导因素除了气候外,还与生物有关;与地质、岩石、成土母质等关系不大。
　人类活动对土壤的影响分析
1.人类活动对土壤的影响具有两面性,如下图所示:
2.人类活动对土壤的积极影响:
人类生产活动主要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。可以培育出肥沃、高产的耕作土壤,如水稻土。具体分析如下:
3.人类活动对土壤的消极影响:
造成土壤退化,如肥力下降、水土流失、土壤盐渍化、荒漠化和土壤污染等消极影响。
【知识拓展】对土壤的改良措施
(1)轮作换茬。
(2)土壤消毒:药剂、日光法(夏季撤棚深翻,利用阳光中的紫外线杀菌)、高温(高温季节灌水闷棚)、冷冻(冬季撤棚深翻,冻死病虫卵)。
(3)改良土壤质地:增施有机肥;深翻,下层与上层混合;换土,无土栽培。
(4)以水排盐:闲茬时浇大水,表土积聚的盐分下淋,以降低土壤盐分;夏季换茬空隙,撤膜淋雨。
(5)科学施肥。
(6)作物:种植绿肥作物、耐盐碱作物。
　　　埃尔埃希多地区曾是西班牙最贫瘠的地区之一,年降水量小于300 mm。政府颁布了一系列调动农业开发者积极性的政策,土壤“三明治式”的改良——当地农户利用沙土(表层)、有机肥(中层)和黏土(下层)使新土壤剖面呈现出三层结构。温室截留雨水和农业高科技的广泛应用使过去的贫瘠之地变成了“欧洲蔬菜之都”。
(1)分析埃尔埃希多地区土壤贫瘠的自然原因。(综合思维:要素综合、时空综合)
提示:地形主要为山地、丘陵,坡度大,土层薄;年降水量小,气候干旱,土地沙化严重,土壤贫瘠。
(2)埃尔埃希多地区为什么采用“三明治式”改良土壤、提高土壤肥力 (地理实践力:探究地理问题并用之于实践生活的能力)
提示:上层沙土,透水性好,土壤中氧气充足;中层的有机肥,可提升土壤肥力;下层黏土,保水保肥,避免养分、水分下渗,保证土壤水分充足。
　　　(2021·烟台高一检测)免耕是一种不翻动表土,并全年在土壤表面留下足以保护土壤的作物残茬的耕作方式。土壤表面覆盖越多,被侵蚀的程度就越低(下图)。免耕的同时实现了秸秆还田。秸秆还田的方式包括:秸秆根茬还田、秸秆粉碎翻压还田、秸秆覆盖还田等。据此完成(1)、(2)题。
(1)免耕的主要目的是 (　　)
A.提高土壤肥力　　　　B.降低大气污染
C.增加农民收入 D.防止土壤侵蚀
(2)我国东北地区若采用秸秆粉碎翻压的方式实现秸秆还田,其产生的不利影响有 (　　)
①病虫害增加 ②土壤有机质增加
③土质过于紧实 ④出苗率降低
A.①②　　　B.②③　　　C.①④　　　D.③④
【思路点拨】解答该题的思路如下:
【解析】(1)选D,(2)选C。第(1)题,材料信息表明,免耕是一种不翻动表土,并全年在土壤表面留下足以保护土壤的作物残茬的耕作方式,土壤表面覆盖越多,被侵蚀的程度就越低。免耕不翻动表土,并全年在土壤表面留下足以保护土壤的作物残茬,可以降低土壤表面被侵蚀的程度,因此免耕的主要目的是防止土壤侵蚀;免耕可以一定程度上提高土壤肥力,但不是免耕的主要目的;免耕对降低大气污染、增加农民收入作用不大。第(2)题,秸秆中的虫卵、带菌体等一些病虫害,在秸秆直接粉碎过程中无法杀死,还田后留在土壤里,病虫害直接发生或者越冬来年发生,从而使得病虫害增加,①符合题意;采用秸秆粉碎翻压的方式实现秸秆还田,有利于土壤有机质增加,但不是不利影响,②不符合题意;采用秸秆粉碎翻压的方式实现秸秆还田,会使土壤变得疏松,不会过于紧实,③不符合题意;秸秆翻压还田后,使土壤变得过松,孔隙大小比例不均、大孔隙过多,使土壤与种子不易接触紧密,从而影响正常发芽,导致出苗率降低,④符合题意。
　(2021·江西联考)苹果为落叶乔木,生长季为4-10月。苹果园的传统生产方式为定期松土、清除杂草(简称清耕),近年来土壤覆盖技术得以广泛应用。不同覆盖方式下,土壤的水分、温度和有机质差异显著。下图示意黄土高原南部某苹果园3-9月不同生产方式下土壤水分的月份变化。(注:地膜覆盖选用厚度为0.08mm的黑色、白色透明塑料膜;生草覆盖指的是人工种植特定的草类来覆盖土壤。)据此完成(1)、(2)题。
(1)与地膜覆盖相比,7-9月该果园生草覆盖下土壤水分较少的原因是 (　　)
A.草类生长耗水　　　　　　 B.径流流失较多
C.土壤蒸发较多 D.果树生长繁盛
(2)推测该果园土壤有机质含量最高的是 (　　)
A.黑膜覆盖区 B.白膜覆盖区
C.生草覆盖区 D.清耕区
【解析】(1)选A,(2)选C。第(1)题,读图可知,不同覆盖方式下,土壤的水分、温度和有机质差异显著,与其他生产方式相比,该果园生草覆盖下7—9月气温高,草类植物生长速度快,需水量大,导致土壤水分较少;如果是由于径流流失多,则四种覆盖方式水分含量应该相差无几;如果土壤蒸发水分多,则四种状况下土壤水分含量相差无几;如果是果树生长旺盛所致,则和地表覆盖无关,则四种覆盖方式水分含量应该相差无几。第(2)题,生草覆盖指的是人工种植特定的草类来覆盖土壤,草类植物残骸等受微生物作用会转化为有机质,因此该果园土壤有机质含量最高的是生草覆盖区;其他膜覆盖区或者清耕地,就没有外来的有机质,有机质含量偏低。
　　　　【补偿训练】
　　(2021·成都高一检测) 2018年开始,袁隆平海水稻(海水稻并不是用海水灌溉水稻,而是一种抗盐碱水稻,比普通水稻更耐盐碱环境)科研团队,在塔克拉玛干沙漠西缘重度盐碱土地开辟了向大漠要耕地的试验田,如今在试种80亩的基础上,已被超过300亩的绿色稻苗覆盖。海水稻有改良土壤、降低盐碱的效果。据此回答(1)～(3)题。
(1)影响海水稻科研团队创造“绿色奇迹”,把盐碱地变良田的主要因素是 (　　)
A.气候　　B.技术　　C.市场　　D.劳动力
(2)如果我国成功实现“向大漠要耕地、用海水稻改良土壤”,可以 (　　)
A.减少水污染 B.提高土壤肥力
C.促进多种经营 D.保障粮食安全
(3)种植海水稻能够改良土壤的原因是 (　　)
A.吸收了土壤中盐分
B.降低了土壤盐分、改变了土壤结构
C.增加了降水量
D.增加了蒸发量
【解析】(1)选B,(2)选D,(3)选B。第(1)题,一般情况下盐碱地由于土壤中盐分含量过多,不利于农作物生长,属于难利用土地,海水稻是一种抗盐碱水稻,比普通水稻更耐盐碱环境,主要是通过科学技术改良水稻的生长习性,使其能够适应盐碱地的特点,因此将盐碱地变成良田主要是受科学技术的影响所致。第(2)题,据材料可知,海水稻亩产较普通水稻高,养活更多的人,如果我国成功推广种植海水稻,可以增加粮食产量,保证我国粮食安全;海水稻是在滩涂上用半海水浇灌种植海水稻,有可能导致水污染;不能提高土壤肥力,没有实现多种经营。第(3)题,结合材料海水稻有改良土壤、降低盐碱的效果,主要是海水稻降低了土壤盐分、改变了土壤结构,进而起到改良土壤的作用;没有吸收盐分,对降水量、蒸发量没有影响。
　　(水平1)读下面土壤剖面示意图,完成1、2题。
1.下列关于图中各层的叙述,正确的是 (　　)
A.①为腐殖质层　　　　　　B.②为淋溶层
C.③为母质层 D.④为淀积层
2.下列关于②层的叙述,正确的是 (　　)
A.以分解和半分解的有机质为主
B.腐殖质积累,颜色较深,呈灰黑色或黑色
C.矿物质淋失,颜色较浅
D.质地黏重、紧实,呈棕色或红棕色
【解析】1选D,2选B。第1题,①为有机层,②为腐殖质层,③为淋溶层,④为淀积层,⑤为母质层,⑥为母岩层。第2题,②为腐殖质层,其特点是腐殖质积累,颜色较深,呈灰黑色或黑色。
　　(水平2)下图中的P点表示我国某地土壤组成物质的体积分数。据此,完成3、4题。
3.据图可知 (　　)
A.该土壤的水分较少,植物易枯萎
B.该土壤通气透水,因而有机质含量不高
C.该土壤此时保温性能可能不够好
D.该土壤呈现酸性,可能为红壤
4.如果该土壤有时表层盐分升高,不利于作物生长,加剧这种现象的人类活动是 (　　)
A.增施熟石灰 B.不合理灌溉
C.使用农药 D.毁林开荒
【解析】3选C,4选B。第3题,从图中可知,P点表示的土壤固体颗粒占55%左右,水分占38%左右,空气占17%左右,水分占的比重太大,保温性较差。第4题,土壤盐分增加与不合理灌溉有关。
　　　　【补偿训练】
　　下图为我国东部地区的三种典型土壤:黑土、水稻土、红壤的土壤分布示意图。读图完成(1)、(2)题。
(1)图中a、b、c代表的三种土壤正确的排序组合是 (　　)
A.黑土、水稻土、红壤　 B.水稻土、黑土、红壤
C.红壤、水稻土、黑土 D.红壤、黑土、水稻土
(2)关于a、b、c三种土壤的正确叙述是 (　　)
A.a土壤可通过掺入砂子、施用石灰等方法进行改良
B.b土壤主要分布于我国的松嫩平原和江汉平原等地
C.c土壤是腐殖质长期积累演化形成的
D.a、b、c三种土壤中,c土壤的透气性最好
　【解析】(1)选D,(2)选A。第(1)题,a的有机质含量最低,是我国南方贫瘠的红壤;b的有机质含量最高,是我国北方的黑土;c的水分含量最大,是水稻土。第(2)题,红壤改良可以采取增施有机肥、掺入砂子、石灰中和等措施;黑土主要分布在我国东北地区;水稻土是人类长期耕作和培育形成的;水稻土的透气性最差。
　　(水平1、2)有机质含量高低是土壤肥力的重要标志,一般土壤有机质含量为 5%。图1为我国东部某地土壤剖面图,图2为该土壤有机质分布图。读下图回答5、6题。
5.关于该地表层土壤的描述,正确的是 (　　)
A.地表枯枝落叶多,有机质含量较高
B.人工增施有机肥,有机质含量较高
C.受流水侵蚀作用,有机质含量较低
D.气候干旱植被稀少,有机质含量低
6.针对该土壤的特性,该地宜采用的农业技术是 (　　)
A.免耕直播 B.深耕改土
C.大棚温室 D.砾石压土
【解析】5选C,6选B。第5题,从图2可以看出该地土壤表层(0厘米附近)有机质含量低于5,说明地表有机质含量较少,枯枝落叶必须经过分解才能形成有机质;如果人工增施有机肥一般会分布在表层附近;从图可以看出表层土壤肥力较低,说明受外力作用导致肥力流失较多,该地位于我国东部地区降水丰富,为流水侵蚀作用;我国东部地区季风气候,降水较多。第6题,免耕直播即不耕情况下直接在土地上种植,可以减少土层破坏,而图示土壤表层肥力较低,不适合直播;从图中可以看出土层较深地区土壤有机质较丰富,深耕改土可以有效利用土壤肥力;大棚温室是改变热量条件,不会影响有机质含量;砾石压土主要改变土壤水热条件,不能改变土壤有机质含量。
7.(水平1、2)阅读图文资料,完成下列要求。
　　黑土在我国东北地区广泛分布,多分布在地势平缓辽阔的漫岗。黑土土层深厚,结构良好,腐殖质含量较高。自20世纪50年代以来,随着对黑土地的大规模开垦以及农业生产中频繁翻耕,土壤结构发生变化,耕作层下方形成一层紧实的“犁底层”(下图),黑土肥力下降明显。有专家建议,采用“少耕深松”的耕作方式有利于保护黑土。
(1)说明东北地区黑土腐殖质含量较高的气候原因。
(2)分析东北黑土肥力下降的人为原因。
(3)分析“少耕深松”对保持黑土肥力的作用。
【解析】第(1)题,从气候角度来说,腐殖质来源于有机质,而有机质多来源于枯枝落叶,枯枝落叶丰富,又是由于植物生产量较大。因此东北地区腐殖质较为丰富主要的原因在于其气候为季风气候,雨热同期植物生长量大,枯枝落叶丰富,且冬季气温低,有机质分解较慢,利于腐殖质的积累。第(2)题,由材料可知东北黑土肥力下降源于大规模农垦以及农业生产中频繁翻耕,导致土壤结构发生变化,肥力消耗过多;化肥使用导致土壤板结,最终形成犁底层,进一步的导致了土壤透气性、透水性变差,加剧黑土肥力的下降。第(3)题,针对上一问题所述的原因,提出了“少耕深松”可按照两个层面进行分别分析。少耕意味着通过减少耕作频率来减少对表层土壤的影响,从而减轻水土流失问题,减轻肥力流失。深松意味着疏松土壤以消除犁底层从而增强黑土的透气和透水性。在分析过程中,应当结合不同层面的问题进行因地制宜的综合分析。
答案:(1)雨热同期,植物生长量大;冬季冷湿(或温度低),有机质分解慢。
(2)坡地开垦(或者频繁翻耕)造成黑土流失;连续(或长期)耕种,肥力消耗多;长期使用化肥,导致土壤板结(或者土壤结构发生变化/理化性质发生变化);(犁底层导致)土壤通透性(或透气性或透水性)变差。
(3)减少土壤表层扰动(或表层紧实),减轻肥力流失(或水土流失);深层疏松(或消除犁底层),增强透气性(或透水性)。