(共55张PPT)
一方水土,一方风物
茂名是中国最大的荔枝产区,拥有3个国家地理标志认证产品。充足的水热条件和当地大面积的微酸红壤,为生产荔枝创造了极佳的地理条件。
思考:茂名地区为什么能发育微酸红壤 微酸红壤如何影响荔枝的品质
土壤
第五章 植被与土壤
soil
【教学目标】
1.通过资料,了解土壤的组成、颜色、质地与剖面结构;
2.结合实例,说明土壤的主要形成因素;
3.了解土壤的功能和养护途径。
01 观察土壤
土壤的定义与组成
Soil concept
土壤是指_________具有一定______,能够__________的疏松表层。
土壤肥力是指土壤能够供应和协调植物生长所需的养分、水分、空气和热量等生活条件的能力。
组成
矿物质
有机质
水分
空气
土壤的物质基础
土壤肥力标志,包括
动植物残体和腐殖质
影响土温、氧气
影响养分、水汽
此消彼长
图1 理想土壤的组成(体积比)
陆地表层
肥力
生长植物
野外对土壤的观察
Observation of soil in the field
如何观察土壤?
图2 土壤剖面
图3 广东土壤标本
野外对土壤的观察
Observation of soil in the field
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,如黑土、红壤等。
土壤颜色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。
图4 中国不同颜色的土壤分布示意
东北平原·黑土
Northeast Plain · Black Earth
图5 黑龙江东北平原
黑土中积累了大量的腐殖质,是肥力最高、最适宜农耕的土地。中国东北地区黑土是世界主要黑土带之一。
黄土高原·黄土
Loess Plateau · Loess
图6 陕北黄土高原
黄土是以风力搬运的黄色粉土沉积物,土颗粒细,土质疏松,垂直节理发育,常形成陡壁,水土流失严重。
南方丘陵·红壤
Southern hills · Red soil
图7 云南东川红土地
高温多雨下发育而成的红色土壤,淋溶作用强烈。含铁、铝成分较多,呈酸性,肥力低,但利于茶树、柑橘种植。
西北·白土(盐碱土)
Northwest · Saline-alkali soil
图8 西北地区盐碱土
在气候干旱、蒸发强烈、地势低洼、含盐地下潜水位高的条件下,使土壤表层或土体中积聚过多的可溶性盐类而形成的。盐土腐殖质含量低,地表有白或灰白色盐结壳。
长江中下游平原·青土(水稻土)
Middle and lower Yangtze River Plain · Green soil (paddy soil)
水稻土是指在长期淹水种稻条件下,受到人为活动和自然成土因素的双重作用形成的,以长江中下游平原、四川盆地和珠江三角洲最为集中。
图9 中国南方常熟水稻土采样
紫色土是我国的一种特殊土壤类型(非地带性土壤),是亚热带地区由富含碳酸钙的紫红色砂岩和页岩上的初育土,主要分布于四川盆地。
四川盆地·紫色土
Sichuan Basin · Purple soil
图10 紫色土色度参数与铁锰形态及有机质的定量关系研究
野外对土壤的观察
Observation of soil in the field
土壤颜色是由土壤的物质组成决定的。矿物质、腐殖质是影响土壤颜色的主要因素。
①反映土壤腐殖质的多少
黑土
褐土
紫土
黄土
红壤
多
少
有机质
②反映土壤中的主要矿物质
黄土:水化亚铁
红壤:氧化铁
青土:氧化亚铁
野外对土壤的观察
Observation of soil in the field
2.土壤质地
土壤矿物质颗粒按粒径大小可以分为石砾、砂粒、粉粒、黏粒等。
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。按照质地可以分为砂土、壤土、黏土。
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不同
砂土
壤土
黏土
土壤颗粒的渗水性实验
野外对土壤的观察
Observation of soil in the field
比较不同质地的土壤透水性的差异
砂土:大孔隙多 壤土:空隙适中 黏土:孔隙少
(1)不同质地的土壤透水性有什么差异?
透水性:砂土>壤土>黏土
(2)阅读课本P89,填表说明不同土壤质地如何影响土壤肥力。
图11 不同质地的土壤透水性差异
野外对土壤的观察
Observation of soil in the field
物质组成
孔隙
水
肥
气
砂粒
大孔隙多
透水强、保水蓄水弱
保肥弱
通气强
砂粒、粉粒、黏粒
兼有砂土黏土优点
透水、保水蓄水良好
保肥良好
通气良好
黏粒
孔隙少
透水弱、保水蓄水强
保肥强
通气弱
砂土
壤土
黏土
易耕作
农业发展的理想土壤质地
质地黏重,不易耕作
农业意义
(2)阅读课本P89,填表说明不同土壤质地如何影响土壤肥力。
热
土温高
土温适中
土温低
野外对土壤的观察
Observation of soil in the field
3.土壤剖面构造
指从地面垂直向下的土壤纵剖面,也就是完整的垂直土层序列,是土壤成土过程中物质发生淋溶、淀积、迁移和转化形成的。
土壤剖面分为自然土剖面和人工土剖面等。
野外对土壤的观察
Observation of soil in the field
(1)森林土壤剖面
以分解和半分解的有机质为主,分为枯枝落叶层、有机碎屑层
腐殖质积累,颜色较深,呈灰黑色或黑色
由于溶解于水的矿物质随水的下渗向下运移,矿物质淋失,颜色较浅
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
疏松的风化碎屑物质
坚硬的岩石
有机层
腐殖质层
淋溶层
淀积层
母质层
母岩层
在自然土壤中,以森林土壤剖面构造最为复杂。
图12 森林土壤剖面及各土层特点
野外对土壤的观察
Observation of soil in the field
(2)耕作土壤剖面
自然土壤经过人为耕作成为耕作土壤。
又称表土层或熟土层,土质疏松,有机质比例高,颜色较暗
又称亚表土层,土层紧实,颜色较浅,具有保肥保水作用
未经耕作熟化,不利于作物生长
耕作层
犁底层
自然土层
图13 耕作土壤剖面及各土层特点
土壤是自然环境各要素综合作用的产物,是植物扎根立足的场所,我国东北地区是黑土地,华北地区是黄土地,成都平原是紫色土,江南丘陵分布着红壤。据此完成第1-3题。
1.下列有关土壤的说法错误的是
A.土层厚、层次多或分层明显,表明土壤发育程度高
B.土壤的颜色、有机质含量等,可以反映环境要素对土壤形成过程的影响
C.水稻土是人工改良后的耕作土
D.陆地表面的疏松表层就是土壤
2.下列土壤颜色与其形成因素的匹配,正确的是
A.黑土—草类植物的大量生长 B.黄土—湿热的气候条件
C.紫色土—风蚀作用 D.红壤—岩石性质和特征
3.成都平原的紫色土含有丰富的磷、钾等养分,说明
A.植物是土壤中矿物养分的主要来源 B.矿物质是土壤中矿物养分的主要来源
C.生物对土壤的形成影响巨大 D.空气的氧化作用是土壤形成的重要影响因素
D
A
B
西班牙阿尔梅里亚省的埃尔埃希多地区曾是土壤贫瘠、人烟稀少的荒芜之地(如图所示)。当地农业科技人员对土壤进行“三明治”式的改良,令新土壤剖面呈现出三层结构,很好地改善了作物生长的水肥条件。当地农民大力发展温室农业,使埃尔埃希多由荒凉之地变成欧洲的“菜篮子”,但水资源短缺问题也逐渐显现。据此完成第4题。
4.与该地改良后的土壤结构相符合的是
A.表层为沙土,中间层为有机肥,下层为黏土
B.表层为黏土,中间层为有机肥,下层为沙土
C.表层为有机肥,中间层为黏土,下层为沙土
D.表层为黏土,中间层为沙土,下层为有机肥
A
下图为我国浙南地区某地典型红壤剖面的土层垂直序列图。据此完成第5-6题。
5.图中数码代表淀积层的是
A.① B.②
C.③ D.④
6.与东北地区的黑土相比,南方地区的红壤有机层较薄的主要原因是
A.风化较弱,有机质来源少
B.气温较高,微生物活动强
C.植被稀疏,枯枝落叶较少
D.水分较多,淋溶作用较弱
B
C
有机层
腐殖质层
淀积层
母质层
02 土壤的主要形成因素
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
图14 土壤的形成过程示意
④成熟土壤
①裸露岩石
岩石风 化崩解
②成土母质
低等生 物作用
③原始土壤
高等生 物作用
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
1.成土母质
定义:成土母质是指坚硬的岩石在风化作用下形成的疏松物质。
作用:成土母质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。
图15 四川盆地的紫色岩石
图16 四川盆地的紫色土
风化
继承
成土母质
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
2.生物
CO2
光合作用
O2
生物圈
有机物
HO2
N、P等无机物
(1)有机质的合成与分解分别在哪里进行?这对土壤形成产生了哪些影响?
①有机质的合成是在植被体内进行,通过光合作用合成;
②有机质的分解是在土壤表层进行:枯枝落叶和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。
(2)来自不同圈层的养分元素为何在土壤表层富集?
植物可把分散在成土母质、水和大气中的氮、磷、钾、钙、镁、硫等营养元素选择性地加以吸收,储存在生物体内,并随生物残体的分解释放到土壤表层。这种生物循环不断进行,使营养元素在土壤表层富集。
图17 生物在土壤形成中的作用示意
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
2.生物
微生物:在成土过程中的主要功能是有机残体的分解、转化和腐殖质的合成。
动物:以排泄物、分泌物和残体的形式为土壤提供有机质,并通过啃食和搬运促进有机残体的转化外,有些动物如蚯蚓、白蚁还可通过对土体的搅动,改变土壤结构、孔隙度和土层排列等。
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
生物对土壤的意义
地位:生物是影响土壤发育的最基本,也是最活跃的因素。
作用:
①为土壤提供有机物和腐殖质,从而改变了土壤结构,形成肥力。
②生物循环使得营养元素在土壤表层富集。
③植物、动物、微生物的综合作用下,加快岩石风化和土壤形成过程,改善成土母质的性状,促进土壤矿物质颗粒的团聚。
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
3.气候
气温主要通过温度和降水量影响土壤。例如,湿热地区岩石风化强度和速度都大,土壤形成速度块。
(因素)
(作用机制)
(作用结果)
因素
作用过程(机制)
作用结果
发育速度
有机质积累
土壤分布
①岩石风化强度和速度
②化学反应和淋溶作用
③生物数量与活力
(温度+降水)
气候
土壤
淋溶作用:土壤中可溶物质随土壤溶液向下移动的现象,会造成某些土壤物质随地下水等从土壤剖面中完全流失。
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
气候在土壤形成中的作用
高
低
温度
多
少
降水
将右侧土壤特点放入对应的区间。
①岩石风化和土壤发育快;化学风化和淋溶作用强,土壤黏粒比重高
②土壤有机质积累少
③岩石风化慢,土壤发育较慢
④利于有机质积累
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。
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
3.气候
亚马孙河流域高温多雨,当自然土壤失去热带雨林的保护后有机质会快速分解、营养元素被淋溶,土壤很快贫瘠。
图18 热带雨林
图19 砍伐后的热带雨林
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
4.地貌
地貌对土壤发育的影响是多方面的。一方面,地貌通过影响海拔高度、坡向进而影响水热条件,使得土壤发育不同;另一方面,从山顶到低平洼地,成土母质的颗粒大小存在差异。
图20 山坡土壤发育程度分布示意
有机层与腐殖质层
淋溶层
淀积层
母质层、母岩层
从山顶到低平洼地,成土母质颗粒由粗到细,依次分布砾质土、砂土、壤土、黏土。
土壤颗粒
较粗
较细
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
4.地貌
地貌对土壤发育的影响是多方面的。一方面,地貌通过影响海拔高度、坡向进而影响水热条件,使得土壤发育不同;另一方面,从山顶到低平洼地,成土母质的颗粒大小存在差异。
图20 山坡土壤发育程度分布示意
有机层与腐殖质层
淋溶层
淀积层
母质层、母岩层
土壤颗粒
较粗
陡峭的山坡,重力作用和地表径流会加速地表疏松物质的迁移,很难发育成深厚的土壤。
地势低洼的山麓低地或者谷地,常常因沉积物的堆积形成较厚的土层。
较细
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
5.时间
图14 土壤的形成过程示意
在上述成土因素综合作用下,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。
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
6.人类活动
积极影响:人类通过合理的耕作经营,可以培育出一些肥沃、高产的耕作土壤,如水稻土等。
消极影响:不合理的人类活动,违反自然成土规律会对土壤造成不利影响,使土壤退化,如肥力下降、水土流失、盐渍化、荒漠化和土壤污染等。
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
6.人类活动
耕耘
Ploughing
灌溉
Irrigation
施肥Fertilize
收获Harvest
改变土壤结构
保水性、通气性
改变土壤水分、
温度状况
改变土壤的营养元素组成、数量和微生物活动
改变土壤的
养分循环状况
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
影响因素 作用
成土母质 决定了土壤________的成分和养分状况,影响土壤的______。
气候 气候的分布规律在很大程度上影响和控制了土壤的______规律。
生物 土壤有机质的来源,也是土壤形成过程中________________的因素。
地貌 海拔高度、坡度、坡向不同,_________不同,从而影响土壤的形成。
时间 发育的时间_____,土壤层_____,土层分化________。
人类活动 ①积极影响:能培育出肥沃的耕作土壤;
②消极影响:会导致___________。
总结:土壤的形成因素及作用
矿物质
质地
分布
最基本、最活跃
水热条件
越长
越厚
越明显
土壤退化
土壤的主要形成因素
The main forming factor of soil
解释常见的土壤现象
四川盆地有些地方的岩石是紫色,土壤也呈紫色。
主导因素:
简要解释:
岩石是紫色的,而岩石的风化产物是土壤发育的物质基础,所以土壤呈紫色。
对耕作而言,我国东北平原土壤肥沃,而南方地区的土壤相对贫瘠。
主导因素:
简要解释:
冷湿地区,有机质分解慢,利于积累;
东北一年一熟,耕种消耗土壤有机质少。
茂名地区发育微酸红壤,适宜荔枝生长。
主导因素:
简要解释:
地处热带亚热带气候的过渡区,高温多雨下发育形成红壤;含铁、铝成分较多,呈酸性,适宜荔枝生长。
成土母质
气候
气候
土壤是反映地理环境整体性的一面“镜子”,不同土壤可以反映出不同的气候、地表物质、地形、水文条件、生物及人类活动情况。下图为土壤与其他自然地理要素的关系图。读图,回答7-9题。
7.下列有关生物与土壤的关系的叙述,正确的是
A.生物是土壤矿物养分的最初来源
B.生物作用与土壤肥力的产生关联密切
C.绿色植物促进了耕作土壤的形成
D.树木根系很深,提供土壤表层有机质多
8.关于地形与土壤的关系的叙述,正确的是
A.在陡峭的山坡上,地表疏松物质迁移速度较快,逐渐发育成深厚的土壤
B.阳坡的蒸发量大,土壤水分状况较阴坡好
C.阳坡接收的太阳辐射多于阴坡,土壤温度状况比阴坡好
D.地形是土壤形成中比较活跃的影响因素
B
C
土壤是反映地理环境整体性的一面“镜子”,不同土壤可以反映出不同的气候、地表物质、地形、水文条件、生物及人类活动情况。下图为土壤与其他自然地理要素的关系图。读图,回答7-9题。
9.下列说法正确的是
A.亚热带森林地区温度高,植物生长量大,但土壤有机质含量低于温带草原地区
B.湿润地区微生物分解快,土壤有机质含量低于干旱地区
C.江南丘陵水热条件好,红壤有机质含量高于黄河三角洲冲积土
D.黄土高原水土流失严重,土壤有机质含量低于青藏高原寒漠土
A
土壤有机质含量多少与枯枝落叶多少及热量条件好坏有关。温度较低的地方,微生物分解作用弱,有机质积累多;高温湿润的地区虽然生物的生长量大,但由于微生物活动旺盛,分解作用强,故土壤积累的有机质较少。
03 土壤的功能和养护
土壤在地理环境中的地位
The position of soil in the geographical environment
图21 土壤在地理环境中的地位
(1)图中涉及哪些圈层?
大气圈、水圈、生物圈、岩石圈
(2)土壤中的矿物质、有机质、水和空气分别属于/来自哪一圈层?
矿物质-岩石圈;有机质-生物圈;
水-水圈;空气-大气圈。
(3)土壤与四大圈层之间有无明确的界限?为什么?
无;因为土壤的组成成分往往也属于其他圈层。
(4)为何说四大圈层在土壤中的接触是“紧密”的?
土壤是四大圈层的过渡地带。
土壤的功能
Functions of soil
1.物质循环与能量交换
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,是联系有机界和无机界的关键环节。
2.生物生长的营养来源
为植物生长提供条件,改变了地理环境;
许多动物和微生物生存的场所和营养来源。
图22 一汤匙健康的土壤(约5克)含有的微生物数量约50亿个
3.发展农业
可以种植农作物,获得食物;
人类饲养动物以植物为饲料。
土壤的功能
Functions of soil
4.土壤有蓄水和保水功能
大气降水的一部分储存在土壤中,既有效减少地表径流量,又可以持续提供植物所需的水分。
图23 蓄水能力强的土壤:蓄洪
图24 保水能力强的土壤:抗旱
【案例探究】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%。这里频繁旱涝。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,土壤表层的盐分被水淋洗。因此,这里的土壤具有春秋季节返盐、夏季淋盐、冬季盐分相对稳定的特征。自1986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。
图25 黄淮海平原盐碱地
土壤的养护
Conservation of soil
【案例探究】黄淮海平原盐碱地的综合治理
图26 北丘洼盐碱地综合治理的基本方法
土壤的养护
Conservation of soil
1.改良土壤
土壤的养护
Conservation of soil
(1)盐碱地:引淡淋盐、井排井灌、覆盖、生物措施
(2)南方红壤改良
①红壤的特点:酸性强、贫瘠、黏重
②治理措施:
施用石灰中和土壤酸度;
种植各种绿肥作物,增加土壤有机质含量;
在土壤中掺入砂子,改良土壤结构。
图26 南方红壤改良
2.养护土壤
土壤的养护
Conservation of soil
休耕:指土地在耕作一段时间后,暂停种植农作物一段时间,使土壤的肥力得以恢复。
图27 澳大利亚混合农业休耕模式
2.养护土壤
土壤的养护
Conservation of soil
轮作:指在田地上不同年度间有顺序的轮换种植不同作物,从而调节土壤中的营养元素种类和含量。
2.养护土壤
土壤的养护
Conservation of soil
种植绿肥:指一类主要当作肥料种植的作物。这类作物养分含量丰富,翻入土壤中,具有丰富土壤营养物质、改良土壤物理性状等作用。
2.养护土壤
土壤的养护
Conservation of soil
广施农家肥:人畜粪便、厨余垃圾等作为农家肥,能够有效为土地提供腐殖质,保持土地肥力,是我国古代数千年来保持土地肥力的秘密。
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为-0.5~5℃。冬季,裸露的黑土易遭风蚀。东北某地农民采用免耕方式,将秸秆碾碎还田,覆盖地表,以实现对黑土的保护与改良。据此完成下面10-11题。
10.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
11.与传统耕作方式相比,免耕有利于
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
腐殖质是生物有机体不断积累、腐烂形成的,其厚度的大小取决于枯枝落叶的多少和微生物分解速度的快慢。东北地区植被茂密,有机质来源多,气候冷湿,有机质分解慢。
谢谢观看
第五章 植被与土壤
soil