土壤、土壤剖面及采集

西南大学资源环境学院谢德体[e-mail]土壤、土壤剖面及采集土壤的基本知识一、土壤的概念（Theconceptionofsoil）《说文解字》：土者，吐也，吐生万物。管子：有土斯有财。土壤作为独立的历史自然体，被定义为位于地球陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层。（一）土壤（Soil）话说土壤土地之吐生物者也。――《说文》百谷草木丽乎土。――《易·彖传》。壤：柔土也，南方的土多称壤，如红壤，砖红壤。土I、土壤的基本知识一、土壤的概念（Theconceptionofsoil）不同的角度，人们对土壤的认识不同：工程技术人员：土建、水利工程建设中，土壤是承受重压的基础，堤坝的材料、水边的围床，因而土壤是一种物质材料，他们对土壤的认识主要依据土壤的组成、性质，特别是土壤的力学及物理学性质；农业技术人员：土壤是植物生长的基地，是农业生产的基本资料，其原因是土壤具有肥力；环境科学工作者：土壤具有肥力，又具有同化和代谢外界物质的能力，即净化能力。土壤具有肥力及净化力，这是土壤的本质特性。（一）土壤（Soil）I、土壤的基本知识一、土壤的概念（Theconceptionofsoil）（二）土地土地是由气候、地貌、岩石、土壤、植被和水文等自然要素组成的垂直立体空间，土壤只是其中的一个组成部分。土地具有强烈的“社会经济”属性，而土壤的“社会经济”属性较弱。地地：土也，与天相对应。地生养万物。――《管子·形势解》地产、地主、地势、地位。I、土壤的基本知识一、土壤的概念（Theconceptionofsoil）（三）土壤肥力与土壤净化力1、土壤肥力（soilfertility）土壤具有供应和协调植物生长所需的营养条件（水分、养分）和环境条件（空气、温度）的能力。高肥力的土壤应该是能为植物提供充足的养分（吃得饱）、水分（喝得足）、适宜的空气和温度（住得好），同时土壤应有良好的结构，以利于植物根系的伸展，让植物“站得稳”。I、土壤的基本知识一、土壤的概念（Theconceptionofsoil）（三）土壤肥力与土壤净化力2、土壤净化力（soilpurification）土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化等过程而使土壤污染物的浓度降低而消失的过程。土壤具有肥力及净化力，既有土壤本身的内在因素，包括土壤的物质组成，也有外界的条件，如土壤是岩石风化的产物，在周围的大气、水体、生物的共同作用下形成，并不断与外界进行物质和能量交换。I、土壤的基本知识二、土壤的基本组成I、土壤的基本知识二、土壤的基本组成I、土壤的基本知识二、土壤的基本组成矿物就是存在于地壳中的具有一定化学组成、物理性质和内部构造的天然化合物或单质。原生矿物：地球内部岩浆岩冷凝时形成的、存在于岩浆岩之中的矿物次生矿物：原生矿物在各种风化因素的作用下，改变了形态、成分和性质而形成的新矿物。矿物质石英(quartz)正长石（orthoclase）斜长石（plagioclase）云母（mica）辉石（pyroxene）闪石（amphibole）橄榄石（olivine）主要的原生矿物主要的次生矿物高岭石蒙脱石I、土壤的基本知识二、土壤的基本组成腐殖质：胡敏酸富里酸胡敏素非腐殖质物质：碳水化合物：单糖、双糖、多糖含氮化合物脂类物质有机质土壤有机无机复合体示意图I、土壤的基本知识二、土壤的基本组成土壤生物Anantawood-eatingTermiteawood-eatingTermiteaFlatwormaNematodecommonEarthworm土壤动物I、土壤的基本知识二、土壤的基本组成土壤生物Thewhitestrandsarefungalmychorrhizae.asoilmite.nodulesonrootsthatcontaintherhizobiabacteria土壤微生物I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育19世纪末，俄国土壤学家B.B.道库恰耶夫(Dokuchaev，1846-1903)通过对俄罗斯大草原土壤的调查，提出土壤的五大成土因素，即：母质-parentmaterial气候-climate生物-biology地形-topographty时间-time五大成土因素I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育首先，直接影响着成土过程的速度、性质和方向。其次，母质对土壤理化性质有很大的影响。一般地说，成土过程进行得愈久，母质与土壤的性质差别就愈大。但母质的某些性质却仍会顽强地保留在土壤中。1、母质在土壤形成中的作用I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育母质的形成SoildevelopedingraniteSoildevelopedinorganicmatterSoildevelopedinlimestone不同母岩上发育的土壤I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育通过气温、降雨量、生物活动而表现。气温高低对岩石的机械破坏程度、各种化学反应速度、生物界的面貌以及新成代谢速度有重大影响；降雨量多少关系到水在风化作用中的活跃程度，直接或间接影响到岩石的风化速度；生物的繁殖状况直接关系到风化作用的进行及其对其他风化作用的影响。温暖潮湿区：气温高，降雨量大，植物茂密，微生物活跃，化学、生物风化作用速度快而充分，岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层；极地和沙漠地区，由于气候干冷，化学风化的作用不大，以物理风化为主，岩石易破碎为棱角状的碎屑。2、气候与土壤发生的关系I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育2、气候与土壤发生的关系I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育2、气候与土壤发生的关系Hot,dryclimateHot,wetclimateCool,dryclimate土壤剖面发育与气候湿润度的关系图I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育3、生物因素在土壤发生中的作用I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育3、生物因素在土壤发生中的作用GrasslandsoilPineforestsoilOakforestsoilI、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育4、地形与土壤发生的关系地形与母质的关系I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育4、地形与土壤发生的关系地形与水热条件的关系I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育4、地形与土壤发生的关系Atypicalprofileofapoorlydrainedsoil黑色、灰色土壤，排水不良红色、黄色土壤，排水良好地形与水热条件的关系I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育5、成土时间对土壤发育的影响I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育5、成土时间对土壤发育的影响SlightlydevelopedhighlydevelopedadjacenttoLakeI、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育5、成土时间对土壤发育的影响I、土壤的基本知识三、土壤的形成与发育6、人类活动对土壤发生演化的影响1、人类活动对土壤的影响是有意识、有目的的、定向的。在农业生产实践中，在逐渐认识土壤发生发展客观规律的基础上，利用和改造土壤、培肥土壤，它的影响可以是较快的。2、人类活动是社会性的，它受着社会制度和社会生产力的影响，在不同的社会制度和不同的生产力水平下，人类活动对土壤的影响及其效果有很大的差别。3、人类活动的影响可通过改变各自然因素而起作用，并可分为有利和有害两个方面（后表）。4、人类对土壤的影响也具有两重性，利用合理，有助于土壤肥力的提高；利用不当会破坏土壤，如我国不同地区的土壤退化主要是由于人类不合理地利用土壤引起的。人类影响成土因素的作用（据E.M.Bridges,1982）现代农业机械对土壤的影响现代农业耕作土壤景观中国传统农业耕作施用农家肥后的土壤景观自然条件下的红壤人为作用的红壤性水稻土I、土壤的基本知识四、土壤的结构与功能（一）土壤的结构土壤结构是土粒的结合状态，有不同的大小和形状。是形成土壤结构的基础物质，并以其复杂的矿物成分提供多种矿质营养元素。土粒构成土壤结构，结构构成层次，层次组成土体。Blocky块状prismaticColumnar柱状platy片状Granular团状Singlegrained单粒SoilstructurecolumnarGranular团状Blocky块状Columnar柱状Prismatic棱柱状platy片状Singlegrained单粒Soilwiththosestructures自然土壤剖面枯枝落叶层半分解层腐殖质层淋溶层淀积层母质层母岩层I、土壤的基本知识四、土壤的结构与功能（二）土粒与土壤质地土粒：矿物质土粒和有机质土粒两种。土壤固体物质大小和形态各异，称为矿物质土粒或矿质土粒，简称土粒。土粒，常指矿质土粒。分单粒和复粒。Sand（砂粒)Silt（粉粒）Clay（粘土）I、土壤的基本知识四、土壤的结构与功能石砾：1mm砂粒：1-0.05mm粉粒：0.05-0.002mm粘粒：0.002mm（二）土粒与土壤质地I、土壤的基本知识四、土壤的结构与功能土壤质地：指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。（二）土粒与土壤质地表4－8中国土壤质地分类（邓时琴，1985）质地组质地名称颗粒组成%（粒径：毫米）砂粒(1-0.05)粗粉粒(0.05-0.01)细粘粒(0.001)砂土极重砂土重砂土中砂土轻砂土8070～8060～7050～60壤土砂粉土粉土≥2020≥4030砂壤壤土≥202040粘土轻粘土中粘土重粘土极重粘土30～3535～4040～6060I、土壤的基本知识四、土壤的结构与功能（二）土粒与土壤质地粘粒20%粉粒40%砂粒40%国际制：根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘粒(0.002毫米)三粒级含量的比例，划定12个质地名称，可从三角图上查质地名称的质地三角图：先找到该颗粒的定点（100%），按3个粒级含量分别做各顶点对应的三角形的3条底边的平行线，3线相交点，即为所查质地区。四、土壤的结构与功能（二）土粒与土壤质地查三角图的要点为：以粘粒含量为主要标准，15%者为砂土质地组和壤土质地组;15％－25％者为粘壤组;25%者为粘土组。当土壤含粉粒45%时，“粉质”；当砂粒含量在55%-85%时，“砂质”，当砂粒含量85%时，则称壤砂土或砂土。I、土壤的基本知识I、土壤的基本知识四、土壤的结构与功能（三）土壤容重及其作用土壤密度：不计孔隙所占位置，单位体积的土壤质量,g/cm3。常用土壤密度值：2.65g/cm3。土壤容重：单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质量。土壤容重值多介于1.0-1.52.65g/cm3范围内,夯实的土壤容重则可高达1.8-2.02.65g/cm3。I、土壤的基本知识四、土壤的结构与功能（三）土壤容重及其作用土壤容重的意义：1、反映土壤的松紧度。2、计算土壤重量及某些组分的含量。I、土壤的基本知识四、土壤的结构与功能土层是土体的一级机构，是土壤性质在垂直方向上的差异，并向水平方向上延伸的层次单元。（四）土壤层次I、土壤的基本知识四、土壤的结构与功能土体是土壤这个空间连续体在地球表层分布的最小体积，即是一种能代表个体土壤最小体积的土壤，其延伸范围应大到足以研究任何土层的本质，人为假设其平面的形状近似六角形。（四）土体II、土壤分类与土壤剖面调查一、土壤分类（一）土壤分类的概念土壤分类是建立一个合符逻辑的多级系统，每一个级别中可包括一定数量的土壤类型，从中容易寻查各种土壤类型，将有共性的土壤划分为同一类，即根据土壤性质和特征对土壤进行分门别类。II、土壤分类与土壤剖面调查一、土壤分类（二）土壤分类单元土壤分类单元是指在所选用的作为土壤分类标准的土壤性质上相似的一组土壤个体，并且依据这些性质区别其它土壤个体。II、土壤分类与土壤剖面调查一、土壤分类（三）土壤分类的工作内容1、类别的区分按土壤类型的特征（指标）区分土壤，这是土壤分类最基本的工作。2、概括和归类对相似的土壤根据土壤主要特征（指标）进行比较、归纳，使在不同分类级上作为分类的指标具有一定的概括性，即根据相似性归类。