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土壤是人类赖以生存和发展的物质基础,是农业和粮食安全的基础。
何为土壤?土壤由哪些物质组成?
新教材 · 中图版
SOIL
第二章 自然地理要素及现象 ,
第六节 土壤的主要形成因素
通过野外考察活动或土壤标本,观察土壤的颜色、质地、剖面结构等,进而识别土壤类型,提升学生的地理实践力。
通过学习掌握影响土壤形成的因素,并能够运用综合思维分析不同地区的不同土壤形成的主要因素。
1.
2.
学习目标
01
土壤及其物质组成
02
土壤剖面
03
土壤形成的影响因素
土壤的厚度一般为数十厘米到两米。
土壤是位于地球陆地表层和浅水域底部,由有机物质和无机物质组成,具有一定肥力,且能够生长植物的疏松层。
土壤的概念
1 - 土壤及其物质组成
矿物质
45%
5%
水分
20-30%
空气
20-30%
土壤固体
孔隙
有
机
质
理想土壤的组成(体积比)
空气
矿物质
水分
有机质
(肥力)
土壤生物
最适于植物生长的土壤的体积组成
土壤的物质组成
土壤的物质基础,构成土壤的“骨骼”;
有机质的含量作为土壤肥力高低的重要标志。
是土壤的重要组成成分和肥力因素,存于土壤空隙中。
土壤空隙中存在的各种空气混合物。土壤中水分和空气有很大的流动性。
土壤矿物质
45%
土壤有机质
5%
水分
20%~30%
空气
20%~30%
颜色:土壤颜色变化可作为判断和研究土壤成土条件、成土过程、肥力特征和演化的依据。如黑色表示土壤腐殖质含量高,腐殖质含量减少则呈灰色;红色表示土壤中含较高的赤铁矿或水化赤缺矿。
质地:土壤颗粒组合特征,一般分为砂土、壤土和黏土等。
结构:土壤颗粒的胶结情况,有团粒结构、块状结构、核状结物、柱状结构和片状结构等、土壤疏松和紧实的程度。
孔隙:土粒之间存在的空间。它是土壤水分、空气的通道和仓库,决定着气液两相的共存状态,并影响着土壤的养分和温度状况。
干湿度:土壤的干湿程度,反映土壤中水分含量的多少。
土壤的形态
导学稿
当某一土壤中体积比分别为:矿物质45%,有机质5%,水分和空气各20%-30%时,该土壤能很好地满足植物生长过程中的各种需求,称为理想土壤。下图为某地土壤组成物质的体积分布图。读图回答1-2题。
1.土壤中的矿物质来源于( )
A.大气圈 B.水圈 C.生物圈 D.岩石圈
2.据图分析,下列说法正确的是( )
A.有机质含量高、肥沃
B.矿物质比重大,颗粒粗
C.水分较多,空气偏少
D.水分和矿物质偏多,有盐碱化现象
D
C
导学稿
富铝土是在湿热气候条件下,土体中的铝硅酸盐矿物受到强烈分解,盐基不断淋失,而氧化铁、铝在土壤中残留和聚集所形成的一类土壤的总称,其中氧化铝的稳定性最强,故称为富铝土。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。据此,完成3-4题。
3. 依材料推断,下列土壤中,铁、铝相对含量最高的是( )
A.砖红壤 B.燥红土 C.红壤 D.黄壤
4.我国富铝土分布最为广泛的地形区是( )
A.华北平原 B.东南丘陵
C.云贵高原 D.塔里木盆地
A
B
红壤 棕壤 黑土 黑钙土 紫色土
典型自然土壤的剖面结构(我国典型土壤)
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。
土层厚、层次多或分层明显,表明土壤发育程度高。
自然土壤中,森林土壤剖面构造最为复杂。
2 - 土壤剖面
森林土壤剖面
耕作土壤剖面
层类 特点
有机质层 凋落物层 枯枝落叶形成、未分解或有一定程度分解的有机物质层
腐殖质层、泥炭层 生物活动旺盛,进行着强烈的有机质转化和积累作用,颜色深,呈黑色、灰黑色。
淋溶层 本层矿物质淋失,颜色较浅
淀积层 沉淀着来自淋溶层的盐类和腐殖质,所以称为沉积层
母质层 母岩层 非土壤发生层,
但却是土壤剖
面的重要组成
部分,土壤形
成的基础
层类 特点
有机质层 凋落物层 枯枝落叶形成、未分解或有一定程度分解的有机物质层
腐殖质层、泥炭层 生物活动旺盛,进行着强烈的有机质转化和积累作用
淋溶层 本层矿物质下移淋失,颜色较浅
淀积层 沉淀着来自淋溶层的盐类和腐殖质,所以称为沉积层
母质层、母岩层 非土壤发生层,
但却是土壤剖
面的重要组成
部分,土壤形
成的基础
淋溶作用:土壤物质以悬浮状态或溶解状态,在水分携带下由土壤上层移动到下层的作用。
层类 特点
淋溶层 本层矿物质下移淋失,颜色较浅
淀积层 沉淀着来自淋溶层的盐类和腐殖质,黏重、紧实,颜色较深
母质层 母岩层 非土壤发生层,但却是土壤剖面的重要组成部分,土壤形成的基础
层类 特点
母质层 母岩层 非土壤发生层,母质层是疏松的风化碎屑物质,母岩层是坚硬的岩石。土壤形成的原始物质基础
导学稿
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是不同气候下(湿润、半干旱、干旱)的土壤剖面发育示意图,图2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。读图,完成5~6题。
5.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
6.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
A
D
导学稿
土壤是区域自然地理环境特征的一面镜子,其在发育过程中一般会在垂直方向上形成不同的层次.获取具有典型性和代表性的土壤剖面,是土壤野外调查的一个重要环节。下图为某同学参加土壤野外调查时手绘的素描图。据此完成7-8题。
7.在图示地形区,最为理想的自然土壤剖面取样点为( )
A.人为干扰较少的阶地上 B.侵蚀作用强烈的坡面上.
C.基岩裸露的平坦台地上 D.收割完农作物的农田内
8.在获取的自然土壤剖面中,可用肉眼直接观察出其含量自上而下减少的是( )
A.空气 B.矿物质 C.水分 D.腐殖质
A
D
生物
成土母质
时间
地形
人类活动
气候
土壤是地理环境各要素综合作用的产物
3 - 土壤的形成因素
基于花岗岩风化物发育的土壤含砂多。
基于石灰岩风化物发育的土壤黏土多。
01 成土母质
是岩石的风化产物,是土壤发育的物质基础。
成土母质决定了土壤矿物质的成分和养分状况,影响土壤的质地。
是影响土壤发育的最基本也是最活跃的因素,是决定性因素。
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。
生
物
循
环
生物对土壤形成的作用
02 生物
仅从植物有机残体数量看:
木本植物:
常绿阔叶林>温带落叶阔叶林>亚寒带针叶林
草本植物:
草甸植物>草甸草原植物>草原植物>荒漠草原植物>荒漠植物
02 生物
降水量大
不利于有机质分解——有机质含量高
淋溶作用强——有机质流失
气温高:
有利于有机质分解——有机质含量低
水热条件组合的气候:
影响植物生长—有机质的产量
影响有机质积累和分解
03 气候
干冷
干热
气候恶劣,植被不良——有机质产量低——土壤贫瘠
湿热
植物茂盛——有机质产量高
有机质分解快、淋溶作用强
土壤贫瘠
湿冷
植物茂盛——有机质产量高
有机质分解慢
土壤肥沃
岩石风化速度快微生物活动旺盛
岩石风化速度慢生物活动不活跃
常年温暖湿润地区
土壤形成快、土层厚
干燥寒冷地区
土壤形成慢、土层薄
温带
热带地区
寒带地区
岩石风化
土壤形成
风化强度与温度、降水呈正相关
高度
坡度
坡向
影响光照、热量和水分、物质的转换。
山地到低平洼地,成土母质颗粒由粗到细,依次分布砾质土、砂土、壤土和黏土。
陡峭的山坡土层较薄;低洼地土层较厚;阳坡土壤较阴坡干燥等。
04 地形
土壤发育时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显。
05 时间
岩石
成土母质
原始土壤
现代土壤
风化作用
微生物
低等植物
高等植物
少量有机质
大量有机质
有机质从无到有由少到多
06 人类活动
合理的改造
改善土壤的结构与性状,提高土壤生产能力,比如水稻土。
不合理的改造
破坏土壤的结构与性状,导致土地退化,比如不合理灌溉导致土地盐碱化,大量施用化肥导致土壤板结。
土壤
概念
具有肥力
物质组成
固体物质
矿物质
有机质
孔隙
空气
水
认识
(45%)
(5%)
(20-30%)
(20-30%)
观察
形态
剖面
成土因素
成土母质
决定了土壤的理化性质
生物
气候
地形
时间
人类活动
最活跃的因素
影响土壤分布规律
高度、坡度、坡向
历史动态过程
改变和控制土壤发育和演化的方向
风化壳 → 原始土壤 → 成熟土壤
如:土壤改良或不合理利用
在我国古代,一直存在着“社稷祭祀”的制度。以五色土建成的社稷坛包含着古代人对土地的崇拜。五色土是指在中华大地上,按照东、南、中、西、北五个方位选取的青、红、黄、白、黑五种不同颜色的土壤(下图)。据此完成9-10题。
9.与黑色土相比,红壤的有机质含量非常低,导致这种差异的主要原因是( )
A.生物 B.气候 C.成土母质 D.人类活动
10.红壤的肥力、酸碱度不利于农作物高产,改良红色土壤以满足耕作需要的合理措施有( )①种植绿肥 ②增施熟石灰 ③平整土地 ④引淡淋盐
A. ①② B.①③ C.②④ D.③④
B
A
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11-12题。
11.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
12.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
A
C
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13~15题。
13.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
14.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
15.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
B
D
B
有机碳是衡量土壤肥力高低的主要指标。土壤碳、氮的含量不仅与温度、降水量等环境因子有关,而且与植被状况、土地利用方式及人类活动的干扰程度等有关。右图示意我国伊犁河谷北部山地从山顶到山麓地带的不同植被带土壤有机碳含量变化。读下图,完成16-17题。
16.影响该山地土壤有机碳含量变化的主导因素是( )
A. 植被 B. 海拔 C. 降水 D. 土层深度
17.调查发现,近年来高山草甸区的土壤有机碳
含量减少趋势明显,主要原因最可能是( )
光照减弱,生物生产量减少,腐殖质减少
B. 降水增多,土壤有机碳被雨水冲刷流失
C. 气候变暖,植物生长快,消耗有机碳多
D. 冬季放牧,草场畜牧超载导致植被破坏
B
C
东北平原的黑土表层疏松,底层黏重,腐殖质层较厚,非常适合农作物生长。黑土分布区年平均气温–0.5 ~5℃。冬季,裸露的黑土易受风蚀。东北某地农民采用免耕方式,将秸秆碾碎还田,覆兰地表,以实现黑土的保护与改良。据此完成18-19题。
18.天然黑土腐殖质层较厚的原因是( )
A.成土母质中有机质含量高 B.典型的植被为落叶阔叶林
C.水分含量高,淋溶作用强 D.有机质积累量超过分解量
19.与传统耕作方式相比,免耕有利于土壤 ( )
①增加土壤水分 ②提高土壤透气性 ③增加土壤矿物质 ④增加土壤有机质
A. ①③ B.②③ C.①④ D.③④
D
C
备用资料
各自定夺
亚马逊河两岸密林莽莽。充沛的雨水、湿热的气候和长时间的强烈日照,给亚马逊河流域地区的植物生长提供了得天独厚的条件,使这一地区成为世界最大的热带雨林区,森林面积为3亿公顷,占世界现存热带雨林的1/3,其中87%在巴西境内。这里自然资源丰富,物种繁多,生态环境纷繁复杂,生物多样性保存完好,有“生物科学家的天堂”和“地球之肺”的美誉。
气候和生物对土壤形成的影响
探究
结合材料试从气候和生物的综合角度判断亚马孙河流域自然土壤肥力状况并说明的原因。
该地区自然土壤较贫瘠
(有机质含量少)
来源方面:热带雨林,四季常绿,枯枝落叶较少,有机质来源少;
流失方面:降水丰富,淋溶作用强,地表水土流失多,有机质流失较多;
消耗方面:生物繁茂,生长旺盛,有机质消耗大;
分解方面:气温高,生物循环快,微生物活动活跃,有机质分解多。
红壤是发育于热带和亚热带植被下的土壤,呈红色,其主要特征是富含铁、铝氧化物,呈酸性。观察“红壤剖面”图,分析红壤形成地区的气候条件。
红壤发育地区高温多雨,这种气候使得成土母质中的原生矿物风化、分解,其中可溶性产物随下降的渗透水淋失而流失,使上部土壤呈酸性;
铁、铝氧化物溶解性差,在干湿季节交替中不断发生下移上返的过程而富集,呈红色。
探究
我国东北地区土壤肥沃的原因
①植被茂密,有机质来源丰富
②气候冷湿,微生物分解作用缓慢,有利于有机质积累
③养分长期积累形成肥沃土壤
我国南方地区土壤贫瘠的原因
①气候湿热,有机质分解快
②降水较多,土壤的淋溶作用强烈
③气候湿热,植物生长迅速,把大量矿物质、有机质通过光合作用储存在植物体中。土壤中的有机质含量低,比较贫瘠。
我国耕作土壤的主要类型
黑土,富含腐殖质,肥沃。
黄土,土层深厚,直立性强,富含矿物养分,但有机质含量不高,缺磷少氮,呈碱性。
红壤,呈酸性,有机质少,贫瘠,土质粘重。
水稻土,富含有机质,肥沃,多呈青灰色。
紫色土,含有丰富的磷、钾,酸碱适中,肥沃。
水稻土是我国重要的耕作土壤之一,主要分布于秦岭至淮河一线以南的广大平原、丘陵和山区,其中以长江中下游平原、四川盆地和珠江三角洲最为集中。
⑴高度影响
地形
它在成土过程中不提供任何新的物质,其作用主要表现为影响物质和能量的再分配而间接地作用于土壤的形成。
温度、湿度随着海拔升高而垂直变化
形成不同的气候和植被带
土壤的组成成分和理化性质不同,具有垂直地带分化
⑵坡度影响
陡坡
侵蚀作用快
不利于土壤的发育
缓坡
土体厚、有机质含量较高
土体薄、有机质含量低
侵蚀作用慢
有利于土壤的发育
形成较厚土层
山麓
谷地
地势低洼
沉积物堆积
昼夜温差大
阳坡
接受的辐射多
土壤温度高
土壤蒸发量高
土壤水分条件差
一般阴坡的植被好于阳坡
导致土壤中物理、化学和生物过程的差异
⑶坡向影响
视频
森林发育土壤比草地发育土壤有机质含量少的原因
草类的生命周期短,每年死亡的大量地上茎叶和底下根系,提供了相当数量腐质化的有机质
另外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
树木的生命周期长,大量的有机质储存在活的植物组织内,每年的残落物归还量并不很大
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
人类活动因素
有利效果 有害效果
1. 母质 a.增加矿质肥料;b.增积贝壳和骨骼; c.局部增积灰分;d.迁移过量物质(如盐分);e.施用泥灰;f.施用淤积物 a.动植物养分通过收获取走多于回收;
b.施用对动植物有毒的物质;
c.改变土壤组成足以抑制植物生长
2. 有机体 a.引进和控制动植物的数量;b.运用有机体直接或间接增加土壤中的有机质,包括人粪尿;c.通过翻犁疏松土壤以取得更多氧气;d.休闲;e.控制熏烧消灭致病有机体 a.移走动植物;b.通过燃烧、耕犁,过度放牧、收获、加速氧化作用、淋溶作用,减少有机质含量;c.增加或繁生致病有机体;
d.增加放射性物质
3. 气候 a.因灌溉而增加水分;b.人工降雨;c.工业上,经营者释放CO2到大气中并可能使气候转暖; d.近地面空气加热;e.用电气或用热气管使亚表层土壤增温;f.改变表层土壤的颜色,以改变反射率;g.排水迁移水分;h.风的转向 a.土壤受到过分暴晒,扩大冰冻、迎风和紧实化等危害;
b.土地形成中改变外观;
c.制作烟雾;
d.清除和烧毁有机覆被
4. 地形 a.通过增加表层粗糙度,建造土地和创造结构以控制侵蚀;b.增积物质以提高土地高度; c.平整土地 a.湿地开沟和开矿促其下降;
b.加速侵蚀;
c.采掘
5. 时间 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