2土地资源学第二章土地资源构成要素分析教程

第二章土地资源构成要素分析第一节气候要素特征分析第二节地学要素特征分析第三节水文及地球化学特征分析第四节土壤要素特征分析第五节生物要素特征分析第六节社会经济特征分析第一节气候要素特征分析气候要素主要指地球表面至10000-12000m高空以下的对流层的下部，即与地球表面产生直接水、热交换的大气层的各种统计状态（如积温、降水量等）和物理过程（如升温、蒸发、焚风等）。气候主要从宏观尺度影响土地资源条件和土地利用分区，即由于光、温、水条件的差异，或根据热量区的划分，决定了我国东西、南北两大系列的土地资源地带性分布规律，以及全国的土地利用分区。影响土地资源特征的最主要的气候要素：光——太阳辐射温——热量水——降水一、太阳辐射是地球表面土地系统中一切过程的能量基础，总量受纬度、海拔高度及云量的影响，一般低纬度地区的太阳总辐射高于高纬度地区，高原地区高于平原地区。评价太阳辐射条件的指标因素：光照强度、光照长度、光照质量1.光照强度：正常人眼对0.4-0.7um可见光的平均感觉程度，一般用日照时数表示。——日照时数与太阳总辐射量的分布有相似的趋势。我国青藏高原和西北干旱地区日照时数在3000h以上，四川贵州的较小，东部地区，由南向北递增，广州为1910h。——光照强度影响植物的光合作用，进而影响作物的生长发育。——强光照有利于植物生殖生长，弱光照有利于植物的营养生长。2.光照长度指日长，即一个地区从日出到日落之间可能日照的时数，因纬度不同而异——影响农作物的生长发育3.光照质量指太阳辐射中紫外线、可见光和红外线等部分的比例，随纬度、海拔高度、大气干燥度及季节的不同而异。二、热量资源热量分布的总趋势是与纬度大致平行，由低纬度地区向高纬度地区呈带状排列，不同的气候带，有其相应的自然景观、土地类型以及土地利用特征。衡量指标主要有温度、积温、无霜期、生长期与多年极端低温平均值1.温度日均温≥0℃——农耕期日均温≥5℃多数喜凉作物及大多数牧草生理活动的起始温度——喜凉作物生长期日均温≥10℃喜温作物生理活动的起始温度，绝大多数乔木树种发芽和枯萎的临界温度——活跃生长期日均温≥15℃对低温特别敏感的喜温作物的安全播种温度——喜温作物安全生长期2.积温指日平均温度的累积日均温≥10℃：一年内日平均温度≥10℃的温度总和。3.无霜期、生长期与多年极端低温平均值无霜期：每年的终霜期与初霜期之间的无霜天数无霜期100d——农作物生长受严格限制无霜期100d-130d——种植喜凉作物特殊意义的≥10℃积温等值线（东部季风气候区）积温指标地理界线气候带农业土地利用1700℃大兴安岭北麓以北寒温带极早熟，一一1700-3500℃大兴安岭北麓—长城中温带一一，春小麦3500-4500℃长城—秦岭淮河暖温带二三，冬小麦4500-6500℃秦岭淮河—南岭北、中亚热带一二或一三6500-8000℃南亚热带一年三熟三、降水降水决定土地资源的水文条件，决定一个地区的土地资源利用利用及其生产力。1.降水的时空分布与土地利用的宏观布局400mm等雨量线以西以北，气候由半干旱区逐渐向西过渡到干旱和荒漠区，主要是牧区；800mm等雨量线是黄河和长江流域的分界线，以北以旱作农业为主，以南以水田农业为主2.地形与降水山地的东南坡和南坡为丰雨区，西北坡和北坡为焚风区和焚风谷地第二节地学要素特征分析地学因素是一种区域性因素，主要包括地形、水文地质条件、地质构造、岩性等。地学因素使区域内的光、温、水、土四大要素在大的气候规律控制下进行重新的组合分配，而产生了不同的土地资源类型和土地利用方式，是分析局部地区土地资源特征的主导因素。一、地形地貌对区域土地资源特征的影响地形地貌海拔高度地面坡度地貌类型水热条件再分布积温生长期作物布局和耕作制度制约人类活动土壤侵蚀农田基本建设交通运输灌溉和机耕条件建筑工程投资山地丘陵平原直接决定土资质量利用方式坡度坡向垂直地带性水平原对土地资源特性的影响平原类型影响（北方）影响（南方）山前平原一定坡降，排水好，水资源丰富，水土条件优越冲积平原平坦,土壤肥沃,水资源丰富,主要农区,耕地人口集中湖积平原牧业或非农业，含盐量高重要粮食和水产品基地滨海平原降水少，脱盐差，农业受限制降水丰沛，脱盐好，肥力较高二、地质条件分析主要体现在地表的岩性及其矿物组成以及风化母质的性状等方面。岩石、矿物及其风化物的性状对土壤的理化性质具有显著的影响，从而制约着土地资源的利用及其生产力。另外，地表的岩性、矿物组成及其风化母质的性状还会影响地下水的存储条件以及水质，从而制约土地资源的利用。1.岩性及矿物质组成主要通过土壤和地下水影响土地资源的特征，岩石是土壤形成的母质来源，对土壤的性状有一定的控制作用，影响地下水资源的储存条件与水质，对土地类型演化有一定的作用。火成岩（玄武岩）南方：化学风化强土层深厚，土壤肥沃北方：不易风化，土层薄，不易利用火成岩（花岗岩）南方：化学风化强淋溶强多沙偏酸贫瘠北方：物理风化显著，土层厚，宜种果树和板栗沉积岩砂岩丹霞地貌，土层厚，富含钾，易水土留失石灰岩南方喀斯特地貌北方贫瘠紫色砂页岩南方易风化，优质农用地北方，难风化，养分难以发挥变质岩石英岩坚硬，难风化，养分贫乏，难利用片麻岩一般较易风化，风化物特征类似酸性岩母质类型影响残积物多在山地、丘陵顶部，碎屑堆积，性质组成与基岩一致坡积物在山坡或山麓，性质组成与基岩基本一致洪积物山前平原，地下水丰富，可以作为农业区冲积物冲积平原或三角洲，平坦、土层厚，养分水分充足，主要农业区湖积物湖积平原，质地粘重，富含有机质，肥沃风积物养分贫乏，透水持水能力强，易水蚀海积物沙滩或水产养殖2.成土母质第三节水文及地球化学特征分析水文条件包括地表水文资源和地下水文地质；地球化学分析主要研究一些与土地资源开发利用相关的化学元素的迁移和积聚的规律。水的数量和质量直接影响土地资源的利用方式及其特征，某些地区的某些元素在土体、风化壳、潜水，甚至深层地下水中的富集或欠缺，会影响该地区的生物以致人类的健康，影响土地资源的质量与开发。一、地表水——质量、数量、时空分布影响土资的特性及其利用1.地表水空间差异自东南沿海向西北内陆，水量减少，水的矿化度逐渐提高，硬度增加；30mg/L数万mg/L东部多为重碳酸盐钙质水，向西变为氯化物钠质水2.地表水的影响——流水作用1）影响地貌类型，进而导致地面形态以及沉积物状况的不同2）影响农业灌溉用水及洪涝干旱灾害3）水土流失二、地下水1.主要是地下水的水质和矿化度水质：理化性质，温度、气味、导电性和放射性、化学成分矿化度：含有各种化学成分的总量，用1L水中含有可溶性盐的克数来表示1g/L为淡水饮用和灌溉1-3g/L勉强饮用和灌溉3g/L，不易农用和饮用2.掌握其质、量、分布及其与地表水的关系，合理利用，避免盲目开采三、区域地球化学条件地球化学分析：化学元素的迁移和积聚的规律1.地理因素影响1）气候因素温度与降水的差异导致的风化壳中化合物和相应元素淋溶迁移系列NaClNa2SO4CaSO4CaCO3Fe2O3AL2O3干旱区半湿润和半干旱区湿热区土壤和地下水中相应元素淋失或积聚规律：自湿润区向干旱区，Na+Cl-SO42-Mg2+等离子含量提高，而CO32-，HCO3-,Ca2+等含量下降2）地形因素的影响溶解度低的盐分离子如Ca2+、CO32-、HCO3-首先析出滞留在地势高的地方，而溶解度高的盐分离子如Na+、Cl-、Mg2+随着水流继续迁移至低处，因此地势低洼的地区地下水含量相对较高，土壤易产生盐渍化。氟元素也多发生于干旱地区的潜水中，地表水氟含量的正常值0.2-0.5mg/L,华北、西北、东北某些地区偏高，0.2-0.5mg/L——产生氟骨症。2.地质因素影响1）地质构造与深层地下水的化学成分密切相关，不同的地质构造层具有不同的水化学成分。2）地下水的化学成分与其岩石矿物质元素的种类高度相关岩石类型水的特征花岗-流纹岩离子含量低，主要是Na+、HCO3-、pH6.3-7.9辉长-玄武岩离子含量中等，主要是Ca2+、HCO3-、Mg2+，pH6.7-8.5，SiO2含量高砂岩长石砂岩杂砂岩离子含量高，Ca2+、Mg2+、HCO3-、Na+，pH5.6-9.2，SiO2含量低到中粉砂岩黏土页岩离子含量高，Ca2+、HCO3-、Na+、SO42-、Cl-，pH4-8.6，SiO2含量低到中石灰岩白云岩大理岩离子含量高Ca2+、Mg2+、HCO3-，pH7.0-8.2，SiO2含量低板岩片岩片麻岩离子含量低到中等，Ca2+、HCO3-、Na+，pH5.2-8.1，SiO2含量低第四节土地资源的土壤要素特征分析土壤是土地资源的重要组成部分，土壤的类型及其分布、理化性质及其生产力均直接影响甚至决定土地资源的特征、开发利用方向及其生产力的高低，对土壤因素的评价往往是土地资源评价的核心。一、土壤剖面及理化性质1.剖面影响土壤水分、温度和肥力状况2.土层厚度指土壤剖面中作物能够利用的、母质层以上德土体总厚度。最佳土层厚度100cm，临界土层厚度50cm。耕层：土壤表层经耕作熟化的土层。农作物最佳耕作层厚度20-25cm3.土壤质地指土壤矿质颗粒的组成比例，反映土壤的透水性、通气性、保水性、保肥性和供肥能力以及耕作性能。一般分为沙土、壤土和粘土三大类。壤土是农业生产较为理想的类型，多发育在平原地区，由冲积母质发育而成。原因：沙粒、黏粒比例适中，大小空隙适当，通气和保水性能好，保肥和供肥能力强，热量状况属于暖温型，水、肥、气、热较为协调。4.土壤有机质含有丰富的矿质元素；促进团粒结构形成而改善土壤的物理性状，由于带有正负两种电荷而增强土壤的促肥供肥性能。5.可溶性盐类指由Na+Cl-SO42-Mg2+CO32-，HCO3-,Ca2+等形成的盐类土壤可容盐类总量≧0.3%影响根系对水分的吸收；达到0.5%时，产生明显的抑制作用；达到0.7%时作物严重减产；≧1%时成为盐化土壤，作物难以生长。6.土壤pH值7为中性，良好；6.0-7.0偏酸性，多发生在降水量大土壤淋溶强烈的地区；7.0-8.0微碱性，多数作物不受影响；8.0-9.0弱碱性，部分蔬菜和经济作物受影响；9.0以上，强碱性，作物难以生长。7.土壤石灰质1）影响pH值，影响土壤养分的有效程度，如石灰质高时，易与磷酸根结合形成磷酸钙，导致磷肥失效2）胶结形成结核或硬盘，阻碍根系发育，成为障碍层次二、土壤的综合性状1.土壤肥力——反映土壤肥沃程度土壤肥力是土壤的基本属性和本质特征，指土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力，是土壤物理、化学和生物学性质的综合反应。有四大肥力因素，即营养因素（土壤养分、水分）、环境条件（空气、热量）、土壤有机质、各养分含量和组合关系土壤肥力分级：参评项目一般包括土壤环境条件（地形、坡度、覆被度、侵蚀度），土壤物理性状（土层厚度、耕层厚度、质地、障碍层位），土壤养分（有机质、全氮、全磷、全钾）储量指标、养分有效状态（速效磷/全磷、速效钾/全钾），评定结果可划分瘦土、熟土、肥土和油土等级别。2.土壤水分状况——反映土壤供水能力影响因素主要有土壤水分含量、补给与排泄，水分状况影响土壤肥力1）植物在其生长发育过程中需要消耗大量的水。据研究，每形成一份干物质平均消耗300份水2）土壤水分对土壤养分，空气与热量状况等一系土壤性质都有重要影响。如土壤的氧化还原，微生物活动，温热情况，矿物风化，养分的溶解转化移动情况等，均受土壤水分状况的影响。3.土壤的适宜性土壤的所有各种形状满足不同作物的生长要求的程度，是进行土地自然适宜性评价和土地生产潜力评价的主要指标。三、我国土壤的分布大陆性系列灰棕漠土灰漠土棕漠土青藏高原高山土红黄壤漂灰土暗棕壤棕土褐土黑垆土灰钙土黑土灰黑土黑钙土栗钙土棕钙土黄棕壤黄壤红壤赤红壤砖红壤东北海洋性系列图1中国土壤地带性分布模式第五节土地资源的生物要素特征分析1)区域生物物种或生态系统或生物多样性的变化，直接引起土地资源类型或利用类型的更替2）区域植被类型或生态系统多样性是形成景观多样性的直接原因，也是