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第四节 分析土壤的形成原因
第三单元 从圈层作用看地貌与土壤
课标要求
学习目标
1.通过观察土壤标本,学会观察土壤的基本方法,说出不同土壤层次的差异。
2.结合具体案例,掌握和理解土壤的主要形成因素和过程,提高学生的综合思维能力。
3.结合实例,认识土壤的功能和养护途径,树立因地制宜利用当地土壤发展
农业生产的人地协调观。
通过野外观察或运用土壤标本,说明土壤形成的主要因素。
北京中山公园内保留着明代所建的社稷坛,是古代帝王祭土神、谷神的场所。坛上层铺垫着五颜六色的土:东方为青色,南方为红色,西方为白色,北方为黑色,中间为黄色。实际上,这五种不同颜色的土壤来自我国不同地方的五种土壤。
问题:不同类型的土壤颜色为何有差异?影响土壤形成的因素主要有哪些?
1.土壤概念:
陆地表面具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层。
土壤肥力是指土壤能够持续供应和调节植物生长所需水、肥、气、热的能力。
土壤肥力是土壤本质特征,也是土壤与风化物和沉积物的区别。
一、认识土壤
2.土壤的分层结构:
发育成熟的土壤,从地面向下有明显的垂直差异。
土壤的垂直分层从地面向下一般可以分为腐殖质层、淋溶层、淀积层、成土母质层等。
不同地区的土壤分层是不一样的,在自然土壤中,森林土壤剖面构造最为复杂。
腐殖质层
淋溶层
淀积层
成土母质层
基岩
腐殖质层:腐殖质积累多,颜色较深,呈灰黑色或黑色
淋溶层:由于水的下渗,本层矿物质淋失,颜色较浅
淀积层:淋失的物质在此积累,质地黏重,紧实,呈棕色或红棕色
成土母质层:硬度小、疏松的风化碎屑物质
耕作土壤剖面构造
耕作层
犁底层
自然土层
自然土壤经过人为耕作就变成了耕作土壤。
耕作土壤剖面
耕作层
又称表土层或熟土层,土质疏松,有机质比例高,颜色较暗。
犁底层
又称亚表土层,土层紧实,颜色较浅,具有保肥保水作用。
自然土层
未经耕作熟化,不利于作物生长。
2.土壤的分层结构——耕作土壤
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从地面垂直向下的土壤纵剖面,由一些形态特征各异的、大致呈水平展布的土层所构成。这些土层是土壤形成过程中物质转化、迁移和积累的结果。
思考:土壤剖面可以反映什么?
1、反映了土壤的发育程度:
土层厚、层次多或分层明显,表明土壤发育程度高;
土层薄、层次少或分层不明显,表明土层发育程度低。
2、土壤的颜色、有机质含量等,可以在一定程度上反映环境因素对土壤形成过程的影响。
3.土壤剖面的意义
砂土
黏土
壤土
(1)土壤质地:是根据土壤的颗粒组成划分的土壤类型。
(2)按土壤质地分类:一般分为砂土、壤土和黏土三类。
4.土壤的分类
①砂土
以砂粒占优势,疏松,大孔隙多,毛细管孔隙少,通气、透水性能强,保水、蓄水性弱。有机质易分解,保肥性能弱,易耕作。
②壤土
所含的砂粒、粉粒、黏粒的比重适中,兼有砂土和壤土的优点,不仅通气,透水性能良好,而且蓄水、保肥性能强,是理想的土壤质地。
4.土壤的分类
③黏土
黏粒占优势,通气、透水性差,蓄水、保水性能强,有机质分解缓慢,保肥性能好。质地黏重,不易耕作。
4.土壤的分类
土壤 质地 粒径比例 通气、 透水性能 保水 性能 有机质 保肥 性能 耕作难度
砂土 砂砾占优势 强 弱 易分解 弱 易耕作
壤土 比例适中 良好 强 不易分解 好 易耕作
黏土 黏粒占优势 差 强 分解缓慢, 易积累 好 不易耕作
理想土壤组成物质的体积百分比
土壤由矿物质、有机质、水分和空气等物质组成。
(1)空气:土壤的空气来源于大气,但其性质与大气明显不同,它不连续,各处成分不同,且湿度大。它存在于未被水分占据的空隙中,它的含量取决于水分的增减。
(2)矿物质:指天然元素或经无机过程形成并具结晶结构的化合物。土壤中的矿物质(无机盐)源于岩石的风化作用,包括岩石碎屑、原生矿物和次生矿物
5.土壤的组成成分
理想土壤组成物质的体积百分比
(3)水分:大气降水渗入土壤内部,充填土壤中的空隙,形成土壤中的水分。
(4)有机质:指土壤中含碳有机化合物的总称。来源于动植物的遗体、动物排泄物及其部分分解的有机质和腐殖质,以植物组织为主。
5.土壤的组成成分
知识总结
理想土壤组成物质的体积百分比
【探究活动】
1.土壤中的有机物质来源于何处?
2.有机物质的多少与土壤肥力高低有何关系?
生物是土壤有机质的来源,也是土壤形成过程中最活跃的因素。生物的参与加快了成土过程,使土壤发育不断深化,形成土壤肥力。
土壤有机质多集中在表层,虽然它在土壤中含量较少,但通常土壤中的有机质含量越丰富,土壤的肥力就越高。
3.有机质含量高,土壤肥力一定高吗?
不一定。土壤肥力受水、肥(有机质、腐殖质)、气、热等因素的共同影响,只有四者比重达到一定范围时肥力才较高。虽然有机质是肥力高低的标志,但是土壤中有机质含量高,土壤肥力不一定高。
4.成土母质是土壤中养分的主要来源?
错。土壤中的养分包括矿物养分和有机养分。成土母质是土壤中矿物养分的主要来源,有机质是土壤中有机养分的主要来源。
【探究活动】
二、影响土壤形成的因素
成土母质
气候
生物
地形
时间
人类活动
岩石风化崩解
低等植物作用
土壤分层形成
成熟土壤形成
1、成土母质——物质基础
不同的成土母质
形成的土壤
基于花岗岩风化物
土壤含砂较多
基于石灰岩风化物
土壤黏土较多
来源:坚硬的岩石在风化作用下形成疏松的成土母质。
具体表现:
是土壤形成的物质基础,为土壤形成提供最基本的矿物质和无机养分。
在其它条件相同的情况下,不同的成土母质会造成土壤性状的差异。
成土母质决定着土壤矿物质的成分和养分状况,影响土壤质地。
气候为土壤形成提供水分和热量,直接或间接地影响着矿物质风化、物质迁移,植物、动物、微生物的活动,是土壤形成的动力因素。
(1)气候要素(气温、降水量)的影响
①影响土壤的水热状况。
②影响岩石风化的强度和速度。岩石风化的速度和强度与温度、降水量成正相关。
干燥、寒冷:土壤形成速度慢
温暖湿润 :土壤形成速度快
③影响土壤的有机质含量
冷湿 :有机质积累多
干旱、高温:有机质积累少
2、气候——动力因素
3、生物——决定性因素
生物是土壤形成的决定性因素。
绿色植物有选择的吸收成土母质、水体、大气中的养分,通过光合作用制造有机质。以枯枝落叶、残体的形式将有机养分归还给土壤。
提供有机质、富集养分
地形(高度、坡向、坡度等)通过影响气候(光照、热量、水分等)、生物(植被)、成土母质(基岩风化程度、沉积物厚度等),进而对土壤产生影响。
4、地形
影响因素 对土壤的影响
高度 从山顶到低平洼地,颗粒由粗到细的变化,影响土壤的质地
坡度 影响物质迁移速度,进而影响土层的厚度
坡向 一般来说,阳坡的土壤水分含量较低,阴坡的土壤水分含量较高
5、时间—决定着土壤的发育进程
决定土壤的发育程度
土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显。
随着时间的推移,土壤从无到有,从薄到厚,层次由少到多,逐步发育成熟。
土壤的形成与发育比较缓慢,在坚硬岩石形成的成土母质上,可能需要数千年才能形成土壤。
在自然状态下,形成20厘米厚度可耕作的土壤,一般需要100至1000年。
除自然因素外,人类活动对土壤的形成也产生了不可忽视的影响。
人类的耕作活动,可以改善土壤的结构与性状,提高土壤的生产力
水稻土
违反自然成土过程的人类活动,则会破坏土壤结构,造成土壤退化、肥力下降
不合理灌溉导致土地盐碱化
大量施用化肥导致土壤板结
6、人类活动
因素 作用 表现
成土母质 土壤形成的物质基础,为土壤形成提供最基本的矿物质和无机养分 不同的成土母质会造成土壤性状的差异
气候 是土壤形成的动力因素 为土壤的形成提供水分和热量,影响着矿物质风化、物质迁移和动植物、微生物活动
生物 是土壤形成的决定性因素 为土壤提供有机物,改变土壤的结构,形成肥力。其中,植物起着最重要的作用
地形 高度、坡度、坡向等影响土壤的发育 影响光照、热量和水分等条件,同时还影响物质的转换,进而影响土壤的发育
时间 决定土壤的发育进程 随着时间推移,土壤从无到有,从薄到厚,层次由少到多,逐步发育成熟
人类活动 对土壤的形成产生了不可忽视的影响 人类的耕作活动,将自然土壤改造为各种耕作土壤,改善土壤的结构与性状,提高土壤的生产能力。一些违反自然成土过程的人类活动,会破坏土壤结构,造成土壤退化、肥力下降
北京中山公园内保留着明代所建的社稷坛是古代帝王祭土神谷神的场所坛上层铺垫着五种颜色的土:东方为青色,南方为红色,西方为白色,北方为黑色,中央为黄色。实际上,这五种不同颜色的土来自我国不同地方的五种土壤。
类别 分布 成因
黑色土壤 我国东北到内蒙古东部 冬季寒冷,有机质分解慢,积累较多
红色土壤 南方地区 高温多雨,矿物质淋溶作用强,氧化铁等含量高
青色土壤 东部地区长期积水之地 土壤中的铁多以氧化亚铁的形式存在,土壤呈青灰色
白色土壤 西部地区 气候干旱,盐碱比较高,有机质少,水分较少
黄色土壤 黄土高原 在黄土基础上发育而成
1、土壤是联系有机界和无机界的关键环节。
2、土壤为植物生长提供了扎根立足的条件。
3、土壤本身也是许多动物和微生物生存的场所和营养来源。
4、土壤具有重要的蓄水、保水功能。
5、人类种植农作物是以土壤为物质基础;人类饲养动物,也主要以植物为饲料。
三、土壤的功能
1、对不能满足耕作需求的土壤进行改良或改造土壤
(1)亚马孙河流域:利用生物炭改良土壤。
红壤
酸
瘦
黏
(2)我国:改良盐碱土和红壤。
用熟石灰中和
增施有机肥,种植绿肥
掺砂
四、土壤的养护
2、注重种养结合以保持土壤持续提供高效肥力的能力
常用方法:休耕、作物轮作、种植绿肥、广施农家肥等。
总结
土壤
组成
影响形成的主要因素
成土母质
气候
生物
地形
时间
人类活动
垂直分层
腐殖质层
淋溶层
淀积层
成土母质层
矿物质
有机质
水分
空气
下图为我国东部某地土壤剖面图,读图,回答1~2题。
1.下列说法正确的是( )
A.甲层是淋溶层 B.乙层是腐殖质层
C.丙层是淀积层 D.丁层是基岩
2.下列说法错误的是( )
A.富含腐殖质的土壤表层,颜色较深
B.淋溶层肥力较高,颜色较浅
C.淀积层质地黏重、紧实呈棕色或红棕色
D.成土母质层最初来源于疏松风化碎屑物
课堂练习
土壤是指陆地表层具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层。回答3~4题。
3.组成土壤的四种物质分别是 ( )
A.岩石、有机质、水分、空气 B.砾石、矿物质、水分、空气
C.矿物质、有机质、水分、空气 D.岩石、砾石、有机质、水分
4.下列土壤以颜色命名的是 ( )
A.黑土、水稻土 B.黑土、黄壤
C.水稻土、红壤 D.荒漠土、黄壤
课堂练习
5.关于土壤的叙述,正确的是( )
A.土壤即陆地表面疏松的表层 B.岩石经外力风化而产生土壤
C.土壤是岩石圈的一部分,属于无机物质
D.土壤必须是陆地表层具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层
课堂练习
6.关于土壤肥力的叙述,错误的是( )
A.具有肥力,能够生长植物,这是土壤的本质属性
B.土壤中有机物的含量,通常是土壤肥力高低的重要标志
C.壤肥力 高低纯粹取决于土壤中有机质和矿物质含量的多少
D.人类生产活动对土壤肥力影响很大