土壤地理学复习知识点汇总完整版

1第一章土壤的组成与性质第一节绪论一、土壤的基本概念（掌握）定义：土壤是地球陆地表面,具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层。土壤位置：地球陆地表面主要功能：能生长植物，具有生物多样性¡ª¡ª生产功能物质组成：矿物、有机质、生物、水和空气存在状态：具有孔隙结构的疏松的物质实体本质特征：具有肥力和自净能力其特征：有生物活性、孔隙结构；其功能：有肥力及生产性能,缓冲与净化功能。具有环境功能。单个土体：能够反映某一土壤大部特性的最小单元。聚合土体：空间上相邻、组成和性状相近的单个土体集合体土壤系统：是由固态、液态、气态三相物质相互联系、相互作用组成的有机整体。表现出肥力、能量交换和净化的功能。土壤生态系统；非线性和可变性。（它位于大气圈、生物圈、水圈、岩石圈的接触过渡地带，是有机界与无机界的结合部，是自然地理环境中物质循环和能量转化的重要环节和活跃场所。）土壤圈物质循环：指土壤圈内部的物质迁移转化过程及其与地球其他圈层之间的物质交换过程土壤地理学研究土壤的空间分布和组合及其与地理环境相互关系的科学。土壤概念内涵：●是自然环境中母质、气候、生物、地形、水文、时间等自然因素和人类活动长期综合作用的产物；●是一个独立的具有外部形态和内部特征的历史自然体；●是能从物质组成、形态、结构和功能上进行剖析的物质实体；●是自然地理环境的一个重要组成要素，是构成地球表层系统的一个重要圈层——土壤圈。4．自然土壤和农业土壤●自然土壤：是在自然成土因素（母质、气候、生物、地貌、时间）综合作用下形成的，未经人类开垦利用的自然植被下的土壤。主导因素：自然成土因素。●农业土壤：也叫耕种土壤，是在自然土壤的基础上，通过人类生产活动，如耕作、施肥、灌溉、改良等以及自然因素的综合作用下而形成的土壤，如旱地、水田、果园、茶园、胶园、园林里的土壤。主导因素：人类生产活动。2二）土壤肥力的概念●自然肥力：是土壤在自然成土因素综合作用下发育形成的肥力，是自然成土过程的产物。由于自然成土环境条件的地域差异，自然肥力的高低亦存在显著的地域差异。●人工肥力：是土壤在人为耕作熟化过程中培育形成的肥力，是人类劳动的产物，是在自然肥力基础上发展形成的。（三）土壤自净能力和土壤污染1．土壤自净能力▲概念：是指土壤对进入其中的污染物通过复杂多样的物理过程、化学及生物化学过程，使其浓度降低、毒性减轻或者消失的性能。▲类型：①物理自净；②化学自净；③物理化学自净；④生物自净。故土壤具有容纳、消化污染物的性能，即土壤环境容量。▲土壤自净能力是有限的，如果利用不当，例如生产生活产生的有害物质进入土壤后，就会导致土壤自净性能的衰竭甚至丧失，造成土壤污染。2．土壤污染▲概念：人类活动产生的有害物质进入土壤后，当其含量超过土壤的容量和自净能力时，引起的土壤理化性质恶化，农作物产量和质量降低，人畜健康受到危害的现象。▲污染物类型：①工业三废；②城市污水和垃圾；③化肥和化学农药；④放射性物质。▲土壤污染的后果：①降低农副产品的品质；②威胁人类的健康与安全；④降低土壤维护和改善人类生存环境质量的作用二、土壤圈在地球表层系统中的地位、作用和功能（掌握）（一）土壤圈概念和研究意义●概念：由瑞典学者马特松（S.Matson1938年）首先提出。土壤圈是覆盖于地球陆地表面和浅水域底部的土壤所构成的一种连续体或覆盖层，犹如地球的地模，通过它与其他圈层之间进行物质能量交换和转化。（二）土壤圈在地球表层系统中的地位地位与作用：土壤圈是地球表层系统的组成部分，它处于地球表层不同圈层界面及其相互作用的交叉带，是联系有机界与无机界的中心环节，也是结合地理环境各组成要素的纽带。（它位于大气圈、生物圈、水圈、岩石圈的接触过渡地带，是有机界与无机界的结合部，是自然地理环境中物质循环和能量转化的重要环节和活跃场所。）土壤圈物质循环：指土壤圈内部的物质迁移转化过程及其与地球其他圈层之间的物质交换过程（三）土壤圈在地理环境中的作用1．土壤圈在自然地理环境中的作用▲土壤圈是一个运动着的开放的物质与能量系统，与自然地理环境不断进行着物质和能量的交换和转化，进而促进自然地理环境的形成和发展，引起自然地理环境的分异。▲生物界与非生物界之间的物质循环、能量转化主要是通过土壤圈来完成的。土壤圈是自然地理环境中3物质、能量迁移转化最活跃的场所，是自然地理环境得以发展的基础。▲土壤圈不仅受到岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的制约，是它们共同作用的结果，而且反过来又对这些圈层产生影响具体表现在以下4个方面：a对生物圈的作用●支持和调节生物的生长和发育过程；●提供植物生长所需要的水分、养分以及适宜的理化环境条件；并影响自然植被的分布；●土壤中的各种限制因素会对生物产生不良影响，水分过多过少，质地过轻过重，土壤贫瘠浅薄，有害有毒物质含量过高；●PH值过高过低；盐分含量过高等。b对大气圈的作用●与大气圈进行大量气体的交换；●影响大气圈的化学组成、水分与热量平衡；●吸收氧气，释放CO2、CH4、H2S、NO、NH3，影响全球大气变化。c对水圈的作用●与水圈进行水分循环和水量平衡；●影响降水在陆地和水体的重新分配；●影响元素的表生地球化学行为（迁移过程）、水平分布及水圈的化学组成。d对岩石圈的作用●与岩石圈进行着元素和微量元素的循环；●土壤圈覆盖在岩石圈表层，对岩石圈具有一定的保护作用，可减少各种外营力的破坏。2．在生态系统中的作用土壤是许多生物栖息的场所土壤是生物进化的过渡环境土壤是植物生长的基质和营养库土壤是污染物转化的重要场所，是人类生存环境的净化器，具有自净能力3．在人类社会中的作用土壤具有农、林、牧业等方面的生产性能；是人类赖以生存的最重要、最基本、最广泛的自然资源；在历史上促成了农业社会的出现，支撑了人类文明的发展（四）土壤圈在自然地理环境中的功能生产功能：具有肥力，能生长植物，是一种可再生的自然资源。环境功能：是一个重要的环境要素，能调节气候，涵养水源，净化水质，能容纳、缓冲与净化污染物，具有抑制、减轻环境污染的能力。生态功能：通过与其它环境要素之间的物质与能量的迁移、转化与协调，来维护生态平衡，稳定环境系统，保持陆地生物多样性和生态安全。信息功能：土壤是各种环境要素信息的记录者，是反映环境信息的一面镜子，研究土壤信息是研究全球环境变化的重要手段之一。4第二节土壤固相组成及其物理性质V比例g比例土壤矿物质45%95%固相:土壤有机质5%5%土壤的物质组成土壤生物0%0%0%0%液相：土壤水分20~30%0%气相：土壤空气20~30%0%一、土壤矿物1.来源：各种岩石的风化产物2.类型：按起源的不同1）原生矿物形成：岩石碎屑经物理风化进一步崩解形成的单个矿物晶体（颗粒）,以石英、长石类矿物为主。特点：其化学成分和结晶构造均未改变，与造岩矿物相同，颗粒大，土壤中表现为砾石、粗砂粒，细砂粒、粉砂粒。常见种类（教材23-24页）：硅酸盐及铝硅酸盐类（长石类、云母类、橄榄石类、辉石与角闪石类等）、氧化物类（石英）、硫化物类（如黄铁矿等）、磷酸盐类（如磷灰石等）。2）次生矿物概念：由不稳定的原生矿物经化学风化而形成的新矿物。形成：化学风化，包括溶解、水化和水解（最主要）。以正长石为例（教材26-27页），其水解分为以下三个阶段：①脱盐基阶段（两步）：②脱硅阶段：③富铝化阶段：影响化学风化的因素：矿物的组成、结晶构造、理化性质，水热、pH值、Eh值等环境条件；生物因素等。风化程度度量指标：硅铝铁率、迁移系数、风化指数等。类型：①易溶盐类：如碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐、氯化物等；②次生氧化物类：以铁、铝、锰的氧化物为主，如赤铁矿、针铁矿，褐铁矿等；③次生铝硅酸盐类：最多，最重要；有高岭石类、蒙脱石类、水化云母（伊利石）类，其晶体结构详见教材32-33页；其特点：粒径很小，﹤0.002mm；具有明显的胶体特性，包括强烈的吸附交换性能和一定的胀缩性、吸水性、可塑性和黏着性。土壤中均表现为黏粒。3.成土母质类型（补充）1.残积物2.坡积物3.洪积物4.河积物5.湖积物6.海积物7.风积物8.冰积物9.古红土（即古红色风化壳）二、土壤粒级和土壤质地（一）土壤粒级1.概念：根据土壤矿物颗粒直径的大小，把粒径大小相近、性质相似的土粒划归为一组，称为粒级（或粒组）。粒级分析也叫机械组成分析或土壤颗粒分析。2.划分：砾石、粗砂粒、细砂粒、粉砂粒、黏粒。5（二）土壤质地（土壤机械组成）1.概念：是指不同粒级（组）在土壤中所占的相对比例或重量百分数。2.分类：根据土壤机械组成的相似与否，把土壤质地划分为3大类别，12个类型（美国制）:土壤质地类型表类别类型（12个）砂质土类砂土、壤质砂土、粉砂土黏质土类黏土、砂质黏土、粉砂质黏土壤质土类壤土、砂质壤土、黏质壤土、砂质黏壤土、粉砂质黏壤土、粉砂质壤土3.土壤质地类型的确定某种土壤样品确定砂粒、粉粒、黏粒的含量比例确定质地类型名称4.土壤质地与土壤肥力的关系(或适宜性)1）砂质土类（砂土）◆以砂粒为主，含量在70％以上；◆土体呈松散状态，结构性差，根系易于伸展，耕作容易，称之为“轻土”；◆大孔隙多，小孔隙少，通气透水性强，蓄水保肥能力差；◆热容量小，土温变化快，有“暖性土”之称；◆好气性微生物活跃，有机质分解快，肥力相对贫瘠。2）黏质土类（黏土）◆以黏粒为主，含量在40％以上，土体紧实，根系不易伸展，耕作困难，称之为“重土”；◆大孔隙少，小孔隙多，通气透水性差，蓄水保肥能力强；◆通常情况下，水分多，空气少，热容量大，土温变化慢，特别是春季升温慢，影响幼苗生长，故有“冷性土”之称；◆好气性微生物不活跃，有机质分解慢，易于积累，故土壤养分含量丰富；◆水分下渗缓慢，易形成超渗径流，造成严重的土壤侵蚀。3）壤质土类（壤土）：是最理想的质地类型◆砂粒、粉（砂）粒、黏粒三者在比例上均不占绝对优势，兼有黏土和砂土的优点，不黏不砂，松紧适度，耕性良好，宜耕期长，适合大多数植物的生长；◆既有一定数量的大孔隙，又有适量的小孔隙，通气透水性能良好，蓄水保肥能力较强；◆土温比较稳定，变幅适中；◆水、肥、气、热协调得较好，土壤肥力高；◆农民对壤土的评价：“不砂又不黏，手搓软如面，种谷结粒多，种瓜瓜味甜”。三、土壤有机质1.概念：是以各种形态和状态存在于土壤中的含碳有机化合物。包括：动植物残体、微生物体、中间分解产物、腐殖质。其中以腐殖质为主。据土壤有机质含量，将土壤分为：62.来源：自然土壤各类天然植被地上的茎、叶、花、果和地下的根系，每年都能为土壤提供大量的有机残体，其数量通常是：森林灌丛草甸草原荒漠。这些残体经过土壤动物和微生物粉碎、转化和分解，再通过渗透和混合而变成土壤的一部分。农业土壤：以人工施用的有机肥（堆肥、沤肥、厩肥、沼渣、沼液等）为主；次为还田的桔杆。3.类型及其组成①土壤非特异性有机质（原始残体及半分解的有机质）均为普通有机化合物，其成分主要有碳水化合物、本质素、蛋白质、脂肪、腊质、单宁、核酸、树脂等。②土壤腐殖质概念：土壤中有机残体的中间分解产物在微生物的作用下，重新合成的性质稳定、结构复杂、呈棕色或暗棕色、酸性、富含氮素的、为土壤所特有的一系列高分子有机化合物。类型：胡敏酸、富里酸、胡敏素、棕腐酸。以前两者研究得最多，最重要，最常见。其特点如下：4.转化1）转化过程：2种途径矿质化过程：含氮有机化合物(如蛋白质等)的分解三个相连而又各异的过程A氨化过程：通过水解、或氧化、或还原，都可使蛋白质分解而产生氨B硝化过程：产生的氨在亚硝化细菌作用下被氧化成亚硝酸,进而在硝化细菌作用下被氧化成硝酸，形成硝酸盐C反硝化过程：通气状况不良，硝酸盐经反硝化细菌的分解，产生NO2。腐殖化过程：复杂的生物化学过程。三种学说：A.木质素－蛋白质聚合学说B.生物化学合成学说C.化学催化聚合学说动植物残体的中间分解产物，如氨基酸、酚类、蛋白质、土壤腐殖质本质素等2）两种有机质转化过程的相互关系有机质的转化是土壤形成中最重要的过程，矿质化过程是腐殖化过程的前提，腐殖化过程是矿质化过程的部分结果。3）影响有机质转化的因素关键或动力：土壤微生物的活动。微生物酶（