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第 二 节 土 壤
Section 2 Soil
▋课程标准
通过野外观察或运用土壤标本,说明土壤的主要形成因素。
▋学习目标
结合图文材料,识别土壤的颜色、质地、剖面构造和类型。
结合材料,分析不同地区土壤的形成因素。
结合具体土壤类型,合理利用土壤,进行土壤养护。
情境导入
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。
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?
中山公园内保留着明代所建的社稷坛,
0 1
观察土壤
▋观察土壤Look at the soil
1.概念:指陆地表层具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层。
2.组成:由矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成。
3.野外土壤观察的内容
土壤颜色
土壤质地
土壤剖面构造
(1)土壤颜色
土壤颜色是土壤最重要的外部特征之一,有些土壤就是用颜色来命名的。
黑土—东北平原
富含腐殖质,颜色发黑
黄土—黄土高原
紫色土—四川盆地
发育于紫色砂页岩母质土壤
红壤—南方地区
富含铁、铝的氧化物而呈红色
风力搬运的黄色粉土沉积物
各色的矿物质决定了土壤颜色
腐殖质的多少改变土壤黑色的深浅
腐殖质越多,土壤越黑,土壤越肥沃
(2)土壤质地
土壤矿物质颗粒按照粒径大小可分为石砾、砂粒、粉粒、黏粒等。
石砾
砂粒
粉粒
黏粒
不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例,称为土壤质地。
从土壤质地上看,土壤一般分为砂土、壤土和黏土。
用食指和拇指搓捏时有砂砾的感觉,干时有沙沙声,湿时无可塑性
搓捏时有细腻感,可见到光泽面,干时细土可进入指纹,湿时可塑性强
⑶土壤剖面构造
土壤剖面是指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。
①森林土壤剖面构造
图5.17 森林土壤剖面及各土层特点
有机层
主要组成为枯枝落叶层和部分分解的有机碎屑层
腐殖质层
腐殖质积累,颜色较深,呈灰黑色或黑色
淋溶层
由于溶解于水的矿物质随水的下渗向下运移,本层矿物质淋失,颜色较浅
淀积层
上层土壤淋失的物质在此沉淀、积累、质地黏重、紧实、呈棕色或红棕色
母质层
疏松的风化碎屑物质
母岩层
坚硬的岩石
②耕作土壤剖面构造
图5.18 耕作土壤剖面及各土层特点
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。
02
土壤的主要形成因素
▋土壤的主要形成因素Main formative factors of soil
土壤是环境各要素综合作用的产物。
土壤的主要形成因素包括成土母质、生物、气候、地貌、时间等。
成土母质
生物
气候
地貌
时间
土壤
成土母质
生物
生物是影响土壤发育的最基本也是最活跃的因素,没有生物的作用,就不可能形成土壤。
生物残体为土壤提供有机质
有机质在微生物作用下转化为腐殖质
植物吸收营养元素,储存在生物体内,并随生物残体分解释放到土壤表层,通过生物循环,使营养元素在土壤表层富集。
植物、动物、微生物的综合作用,加快岩石风化和土壤形成的过程,改善成土母质的形状,促进土壤矿物颗粒团聚。
生物
生物是影响土壤发育的最基本也是最活跃的因素,没有生物的作用,就不可能形成土壤。
不同生物的作用形式
森林土壤的有机质含量一般比草地低还是高,为什么?
低,因为草类根系发达且集中在土壤表层,为表层土壤提供了大量有机质。树木的根系分布很深,对土壤的有机质吸收较多,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。
①影响土壤形成速度
岩石风化的强度和速度与温度、降水量呈正相关,
湿热地区的土壤形成速度比干冷地区快得多。
②影响土壤黏度
与干冷地区相比,湿热地区土壤化学风化作用和淋溶作用强,土壤黏粒比重高。
③影响土壤有机质
冷湿环境有利于土壤有机质积累;而干旱、高温地区土壤有机质积累少。
气候
气候的分布规律很大程度上影响和控制了土壤的分布规律
气候
亚马孙热带雨林——“长着森林的绿色沙漠”的原因?
土层深厚—气候湿热,生物循环旺盛,利于岩石风化和土壤形成。(土壤呈砖红色,酸性,土质黏重)
土壤贫瘠—①气候湿热,微生物活跃,有机质分解快,不利于积累;②高温多雨的气候,植被生长旺盛,养分主要储存在植物体内;③降水多,淋溶作用强,有机质含量少,土壤贫瘠.
热带雨林地区的土壤特点及成因:
在山区,随着地势的升高,土壤的组成和理化性质均发生显著的垂直分化。
在陡峭的山坡上,地表疏松物质的迁移速率较快,很难发育成深厚的土壤。
在平坦的地方,地表疏松物质的侵蚀速率较慢,成土母质能在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚的土壤。
地貌
地貌对土壤发育的影响是多方面的。
从山顶到低洼地,由于成土母质颗粒存在由粗到细的规律,依次分布砾质土、砂土、壤土和黏土。
由于水热条件不同,山顶和山麓、阳坡与阴坡、迎风坡与背风坡土壤发育不同。
时间
在上述成土因素的综合作用下,
土壤发育的时间越长,土壤层 越厚,土层分化越明显。
在自然状态下,形成20厘米厚可供耕作的土壤,一般需要100-1000年。
人类活动
积极影响:人类通过合理的耕作经营,将自然土壤改良为高产、肥沃的耕作土壤,比如水稻土。
消极影响:人类不合理的开发利用,会破坏土壤结构,造成土壤退化、肥力下降。
合理改造
(1)土壤是在成土母质、气候、生物、地貌和时间五因素综合作用下的产物:
①在风化作用下,致密岩石破坏,养分释放与流失
②在低等生物、微生物改造作用下,有机质积累
③在高等生物作用下,营养元素富集(有机质重新合成腐殖质)生物在土壤形成过程中起主导作用
(2)人类耕作经营,形成耕作土壤
分析土壤的形成过程
裸露岩石
成土母质
原始土壤
成熟土壤
耕作土壤
风化作用
微生物
低等植物
草本植物
木本植物
耕作培育
岩石风化破碎
1、岩石风化崩解
2、低等生物作用
成土母质
3、土壤分层形成
腐殖质
成土母质
成土母质
腐殖质层
淋溶层
淀积层
4、成熟土壤形成
▋活动●解释常见的土壤现象
下面列出的是一些常见的土壤现象。
●四川盆地有些地方的岩石是紫色的,土壤也呈紫色。
●对耕作而言,我国东北平原的土壤肥沃,而南方地区的土壤相对贫瘠。
●山顶土壤的颗粒较粗,山前平原土壤的颗粒较细。
现象 主导因素 简要解释
1 成土母质 岩石是紫色的,形成的风化壳也是紫色的,即土壤的矿物质是紫色的,所以土壤也呈紫色。
2 气候 东北地区气候冷湿,有机质分解慢,容易积累,土壤肥沃。而南方地区气候湿热,有机质分解快,不易积累,土壤相对瘠薄。同时受气候影响,东北一年一熟,耕地消耗土壤有机质较少,南方一年两熟或三熟,耕地消耗土壤有机质较多。
3 地貌 同一地区,山顶气温较低、水分较少,风化作用较弱,细小风化产物易流失,成土母质颗粒粗。山前平原气温较高、水分较多,风化作用较强,且易接受细小风化产物堆积,成土母质颗粒细。
03
土壤的功能和养护
▋土壤的功能
土壤处于岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互紧密接触的过渡地带,土壤与其所在的环境之间有着活跃的物质和能量交换,是联系有机界和无机界的关键环节。
为植物生长提供了扎根立足的条件,促使地理环境以至地球面貌发生了根本的改变。土壤为许多动物和微生物提供生存的场所和营养。
具有重要的蓄水、保水功能。
土壤和人类的关系十分密切,是人类可以利用的珍贵的自然资源。人类种植农作物以土壤为物质基础,人类饲养动物也主要以植物为饲料。
▋土壤的养护
有些土壤,不能满足耕作的需要,人们就会设法对其进行改良或改造。例如,亚马孙河流域人们利用生物炭改良土壤。
南方红壤的改良:
①施用石灰中和土壤酸度。
②种植各种绿肥作物,增加土壤有机质含量。
③增施矿质肥料,提高土壤肥力。
④在土壤中掺入砂子,改良土壤结构。
优良的土壤,人们也会注重种养结合,以保持土壤持续提供高效肥力的能力。例如,休耕、种植绿肥、作物轮作、广施农家肥等。
休耕
种植绿肥
作物轮作
广施农家肥
▋土壤的养护
▋案例●我国黄淮海平原盐碱地的综合治理
土壤盐渍化:是指土壤底层或地下水的盐分随土壤孔隙上升到地表,水分蒸发后,使盐分积累在表层土壤中的过程。除了滨海地区外,盐化过程多发生在干旱、半干旱地区,
自然原因:
①地势低平,地下水位埋藏浅;
②气候干旱,蒸发旺盛;
人为原因:
不合理的灌溉方式,导致地下水水位上升
▋案例●我国黄淮海平原盐碱地的综合治理
山东禹城北丘洼曾经是土壤盐碱化严重的地区,盐碱化土壤占耕地总面积的91%。这里旱涝频繁。旱季,蒸发强烈,盐分随水沿土壤空隙上升到地表,水分蒸发后,大量盐分便在土壤表层积累。雨季,土壤表层的盐分被雨水淋洗。因此,这里的土壤具有春秋季反盐、夏季淋盐、冬季盐分相对稳定的特征。自1996年开始,中国科学院地理科学与资源研究所在此建立综合试验站,对盐碱地进行综合治理,实现粮食高产。
内容回顾
我国东北地区黑土、黑钙土广布,是世界公认的最肥沃、最适宜耕作的土壤。这里大风天气较多,夏季降雨充沛,草甸植物茂盛,冬季寒冷。随着人类的开发和利用,黑土流失、肥力衰退等问题日益严重。面对黑土不断退化的问题,梨树县采取以秸秆还田为基础推行免耕法。具体做法就是秋季玉米收获时,运用收割机一边收获作物一边将秸秆切断,均匀覆盖在土壤表层,同时将高茬留在田地。春季播种时不需要挖开土地,通过机器将种子精准地埋进地里,避免对土壤的扰动。
(1)分析东北地区土壤肥沃的自然原因。
(2)指出东北地区黑土退化的原因。
(3)说出梨树县免耕法对恢复和保持黑土肥力的积极作用。
①夏季雨热同期,植被覆盖率高,有机质来源丰富;
②冬季寒冷,枯草落叶等分解速度慢,利于有机质积累;
③地形平坦,利于有机质积累;
④年总降水量少,淋溶作用弱;
课堂检测
分析土壤肥力高低的方法
气候生物
动物残体
枯枝落叶(森林)
草根(草原)
水热条件好,微生物活动活跃,分解快,不利于积累
降水多,淋溶作用强
坡度大,易水土流失
来源
流失
①
②
①
②
地形
气候
土壤肥力
我国东北地区黑土、黑钙土广布,是世界公认的最肥沃、最适宜耕作的土壤。这里大风天气较多,夏季降雨充沛,草甸植物茂盛,冬季寒冷。随着人类的开发和利用,黑土流失、肥力衰退等问题日益严重。面对黑土不断退化的问题,梨树县采取以秸秆还田为基础推行免耕法。具体做法就是秋季玉米收获时,运用收割机一边收获作物一边将秸秆切断,均匀覆盖在土壤表层,同时将高茬留在田地。春季播种时不需要挖开土地,通过机器将种子精准地埋进地里,避免对土壤的扰动。
(1)分析东北地区土壤肥沃的自然原因。
(2)指出东北地区黑土退化的原因。
(3)说出梨树县免耕法对恢复和保持黑土肥力的积极作用。
(2)长期的耕种,消耗了土壤肥力;
过度开垦,森林等植被破坏严重,有机质来源减少;
雨水和风力长期的侵蚀,使黑土退化;
(3)表层秸秆的覆盖,减少雨水和风力的侵蚀,减轻肥力流失;
减少蒸发,土壤蓄水量增加;
秸秆粉碎还田和高茬留田,夏季逐渐腐烂,增加土壤有机质;
免耕法减少了土壤的翻动,保护了蚯蚓等土壤生物;
课堂检测