土壤地理学复习

1土壤地理学复习绪言一、土壤：土壤是自然因素作用下由岩石逐步演变而成的，并在地球陆地表面成为一个疏松层。二、土壤肥力：土壤肥力是土壤的基本属性和本质特征。它是人类赖以生产、生活和生存的物质基础。四大肥力因子：水、肥、气、热。第一章土壤系统组成与结构功能一、原生矿物：原生矿物是各种岩石受到不同程度的物理风化，而未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和结晶构造都没有改变，颗粒较粗，有些表面可能受到轻微蚀变，内部结晶仍然完好。二、次生矿物：次生矿物大多数是由原生矿物经风化后形成的新矿物，其原来的化学组成和构造都有所改变，而不同于原来的原生矿物，颗粒纤细，接近较差，甚至极细的非结晶质颗粒。三、土壤有机质垂直分布比较:土壤有机质的主要来源于动植物残体，但是各类土壤的差异很大。作为自然土壤的森林土壤和草原土壤，其有机质的主要来源是生长其上的自然植被。木本植物每年所形成的有机质，只有一小部分以凋落物的形式堆积与土壤表层之中，形成有机质层，因而土壤剖面中的腐殖质的分配是自地表土急剧减少的。而草本植物每年的主体部分都进入土壤，其中根系占很大比例，因为土壤剖面中腐殖质的分配是自表土向下逐渐减少的。2四、三种晶格构造的土壤的特点与区别、分布1）1：1型矿物—高岭石层间联结力：晶层与晶层间没有阳离子，氧和氢氧离子通过氢键紧密联结；特征：晶格固定，晶层间距离固定，膨胀性小，表面积低，同晶替代少—对阳离子吸附量低。可塑性、黏结性、收缩性和膨胀性低，代换量低；肥力：富含高岭石的土壤供肥、保肥能力差。2）2∶1型膨胀性矿物—蒙脱石、蛭石层间联结力：晶体两面都是氧，通过弱的氧键联结；特征：水分子（或阳离子）被吸收到两晶体单元间空隙处，引起晶格膨胀。内表面积大，分散性、吸水性强，同晶替代导致净负电荷高，可塑性、内聚力、胀缩性高。肥力：富含蒙脱石的土壤造成植物水分缺乏，耕种性差。3）2∶1型非膨胀性矿物—伊利石层间联结力：层间有代换性钾离子存在，晶层紧密结合，不表现膨胀性。特征：代换量、水化作用、膨胀、收缩和可塑性等介于蒙脱石和高岭石之间。肥力：富含伊利石的土壤富含钾素。分布：伊利石广布于一般土壤中，温带干旱地区土壤含量最多。4）2∶2型矿物—绿泥石层间联结力：晶层由两层硅氧四面体片和两层镁的八面体片组成，晶层间吸附水分较少。特征：膨胀性小，代换量低于蒙脱石和蛭石，易风化。分布：热带亚热带地区：砖红壤、红壤，以高岭石占优势；温带地区：黑钙土、栗钙土，以蒙脱石，伊利石占优势；干旱半干旱地区：灰钙土，以伊利石占优势不同的生物气候带，土壤中的矿物质分布有所不同。一般来说，干冷气候条件下的土壤中，含有相当量的原生矿物；湿热气候条件下的土壤中，含有较多的氧化铁、氧化铝、氧化钛等较稳定的矿物；过渡气候带的土壤多含层状铝硅酸盐矿物。五、有机质的定义和作用土壤有机质是泛指以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物。包括动植物残体、微生物体和这些残体的不同分解阶段的产物以及由分解产物合成的腐殖质。作用：1)对土壤肥力的作用：A.有机质作为氮、磷、硫等营养元素的给源，并且作为生理活性物质和影响作物的生长发育。3B.更重要的是有机质特别是腐殖质本身的胶体特性对土壤的吸收性能，阳离子代换性能，与土壤金属离子的络合性能，以及对土壤的缓冲性能等产生巨大的影响。C.有机质还与土壤团聚体和结构状况有密切的关系，而它们又是影响土壤水分渗透，水分含量，耕性，通气性，温度，微生物活性以及植物根的穿透性的主要因素。2）对土壤形成的作用：有机质能够促进岩石矿物风化；促进土层分异；深厚腐殖质层的形成及有机—无机复合体的出现3）植物和微生物生命活动所需养分和能量的源泉。六、土壤水的类型：吸湿水，毛管水，重力水；重点掌握毛管水毛管水类型：a.毛管上升水：地下水沿毛管上升面存在于土壤毛管空隙中的水分，到达最大的时候成为毛管持水量；b.毛管悬着水：由于降水或灌溉保存在土壤上层毛管空隙中的水分。当到达最大时成为田间持水量。七、土壤溶液1、土壤溶液1）概念：土壤水溶解土壤中各种可溶物质便成为溶液。2）组成：①自然降水中所带的可溶物（尘埃）②土壤中存在其他可溶物质③污染物质3）土壤溶液的组成、浓度决定因素：土壤水分、土壤固相、土壤生物按着之间的相互作用。4）酸碱性的来源：①土壤有机质分解（主要）：二氧化碳、氮、有机酸②含硫矿物：氧化生成硫酸③含氯矿物：生成盐酸④植物根和微生物呼吸：产生碳酸5）酸碱性影响因素：①母质：碱性基岩母质＞酸性基岩母质②降水：Ca和Mg的清洗③作物生长：在森林植被下形成的土壤往往比在草地形成的土壤酸性强，针叶林较落叶林产生的酸性强④耕作：收获的作物移走碱基⑤施肥：尤其施氮肥，能加速土壤酸度提高2、土壤溶液的酸碱度总酸度＝活性酸度+潜在酸度活性酸度：存在于土壤溶液中H+引起的酸度，用PH表示；潜在酸度：吸附在土壤胶体表面的H+，Al3+所引起的酸度，用cmol/kg表示。代换性酸度：潜在酸度中用中把土壤吸附的氢离子交换出来，提取大部分而不是全部，用Kcl溶液代换H+和Al3+。水解性酸度：潜在酸度中用基性盐把土壤吸附的氢离子取代。水解性酸度一般比交换性酸度大，两者本质一样，只是交换作用程度不同。活性酸度与潜在酸度处于动态平衡状态，土壤溶液中氢离子浓度减少时，土壤胶体吸附的4氢离子解离，补充到溶液中。3、土壤溶液的缓冲作用：土壤缓冲作用主要是由于土壤吸收复合体吸收了很多代换性阳离子k+，Na+,Ca2+、Mg2+等代换性盐离子对酸其缓冲作用，代换性H+、Al3+离子对碱起缓冲作用。因此土壤缓冲作用的大小和土壤代换性量和盐基饱和度有关。缓冲作用一般随代换量的增大而增大，而盐基饱和度高，对酸性的缓冲力高，而对碱性的缓冲力小：反之，盐基饱和度低，则对碱性的缓冲力大，而对酸性的缓冲力小。八、土壤气相：土壤空气的特点：a、土壤空气储存于土壤空隙中，互不相连，而各个空隙中的空气成分是不相同的，在局部空隙中发生气体的反应，这样影响土壤空气的成分；b.土壤空气中的水分含量远较大气为高；c.土壤空气中的co2含量比大气高，而氧的含量比大气低。土壤空气和大气交换的方式有两种:a.土壤空气和大气整体进行交换；b.部分气体互相扩散；九、矿质化作用：矿质化作用是指有机质在土壤微生物的参与下，被氧化为最终的分解产物的过程。十、腐殖化作用：是指土壤中的生物残体在土壤微生物作用下，转变为腐殖质的过程。矿质化和腐殖质化区别与联系1.矿质化是在微生物的作用下，有机态碳、氢、磷、硫转化为无机态（矿质态）的过程：腐殖质是动植物残体在微生物的作用下，通过生物化学和化学作用，变为腐殖物质的过程。2.在好氧的情况下，进行着矿质化作用，在厌氧情况下进行着腐殖化地作用。3.矿质化是有机质的分解过程，这个过程可以为植物生长提供相当数量的有效态的矿质营养元素；腐殖质的形成过程，可以为土壤提供若干数量的腐殖质，得以保持和提高土壤肥力。4.矿质化作用和腐殖化作用是同时发生的两个过程。矿质化过程是土壤进行腐殖化过程的前提，付志华是生物残体矿质化过程的部分结果。腐殖化作用和矿质化作用的影响因素是一样的。不过，有利于矿质化作用的因素基本上市有损于腐殖化作用的因素。十一、土壤发生层的划分：19世纪末俄国土壤学家道库恰耶夫：腐殖质聚积表层（A）过渡层（B）母质层（C）1967年国际土壤学会土壤剖面划分方案：有机层（O）枯枝落叶堆积过程，残体不能分解。腐殖质层（A）土中有机质腐殖质化，以细颗粒分散于土中。土层色暗。淋溶层（E）硅酸盐粘粒、铁铝损失，石英富集。5淀积层（B）硅酸盐粘粒、铁铝或腐殖质积淀。母质层（C）岩石风化五的残积物或运积物，未受成土作用的影响。母岩（R）未风化的岩石。十二、土壤酸碱度：P45土壤溶液H离子来自土壤有机质分解产生CO2、氨和各种有机酸。根据PH的大小可将土壤划分为酸性土，中性土和碱性土。土壤酸碱度通常与土壤养分的有效性有一定相关土壤酸碱度还影响土壤矿物质的分解作用。潜在酸分为两种：代换性酸度、水解性酸度。二者处于动态平衡状态。十三、土壤吸附及交换性能：P46当在土壤胶体表面吸附离子态养分就能保持这些养分在土壤中；当其交换为土壤溶液中溶解态养分后就能为植物所利用。所以土壤离子吸附和交换性能的大小对于土壤供肥保肥性能有很大影响。土壤的离子交换作用分为阳离子吸收和交换作用、阴离子吸收和交换作用，其中主要是阳离子的交换。阳离子代换力：一种阳离子将其他阳离子从胶粒上代换下来的能力。各种阳离子代换力的大小顺序：Na+K+NH4+Mg2+Ca2+H+Al3+Fe3+阳离子交换量：土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量，以cmol/kg表示。粘土矿物的阳离子交换量：蒙脱石水化云母高岭土。腐殖质含量高的土壤阳离子交换量远高于粘土矿物。溶液的PH是影响胶体负电荷的主要因素，阳离子交换量也与土壤质地的粗细有关，质地越细，交换量越高。土壤的交换性阳离子包括：氢离子、铝离子和盐基离子。盐基饱和度（%）＝交换性盐基总量/阳离子交换量*100阴离子交换作用：土壤中带正电荷的胶粒所吸附的阴离子与土壤溶液中阴离子的交换作用。十四、土壤质地：土壤颗粒的粗细。沙土、壤土、粘土十五、土壤结构：土壤结构是土壤单粒和复粒的排列组合形式。为什么团粒结构是土壤肥力的体现：P53A.在团粒结构土壤中，水、气、热协调的同时，对土壤养分的释放也有很大的影响，由于团里装结构的表面通气性强，好氧微生物活动旺盛，养分易于分解，使得养分不断供植物吸收利用。B.团粒内部水分多、空气少，厌氧微生物活动为主，养分分解缓慢，与欧利于养分的储存，所以团粒状结构的土壤保肥和供肥性能好。C.由于在团粒状结构的土壤中，团粒之间接触点小，粘结性较弱，耕作性能也较好。D.由于团粒状结构的土壤，能够比较好地协调水、热、肥的状况，而且耕作性能能好，因此，团粒状结构是土壤肥力高的一种表征。十六、孔隙度：土粒与土粒，结构体与机构体之间通过点面接触关系，形成大小不等的空间，土壤中这些空间成为孔隙度。6第二章土壤系统动态特性的分析一、土壤系统的环境因素：（从中挑一个因素作为简答题）结合笔记a.生物因素：影响土壤系统的生物因素包括植物、土壤微生物、土壤动物的作用，这是促进土壤发生、发展的最活跃因素。其中植物特别是高等绿色植物及其相应的土壤微生物对土壤的影响最为显著。表现于绿色植物把分散在母质、水体和大气中的营养选择地吸收起来，利用太阳辐射能进行光合作用，制造成活体有机质，并把太阳能转化为潜能，以有机残体的形式聚集在母质表层。然后经过微生物的分解、合成作用，或进一步的转化，使母质表层的营养物质和能量逐渐地丰富起来，产生了土壤肥力特性，改造了母质，推动了土壤的形成和演化。①不同的植被类型形成的有机质数量不同。②不同的植被有机质积累方式不同③植被类型不同，形成的有机质性质不同。④土壤微生物对土壤的影响。微生物在土壤形成中的作用也是和重要的，土壤微生物既能分解有机物质，促进养分释放，又能合成不同类型腐殖质，这对土壤形成和肥力起明显的影响。动物残体也是土壤有机质的一种来源，并参与土壤有机质残体的分解、破碎、搅拌、疏松和搬运等。b.气候因素：气候因素特别是水分和热量条件，直接或间接影响岩石的风化过程，影响植物和微生物的活动，影响有机质、土壤溶液和土壤空气的迁移和转化过程。气候因素是土壤系统中的物理化学和生物作用过程发展变化的主要推动力，它影响土壤地理的分布规律，尤其是地带性分布规律。在一定气候条件下，产生一定性质和类型的土壤，因此，气候对土壤发育有着重要的影响。①气候影响岩石矿物的风化强度。矿物的风化有物理分化和化学风化，去速度与温度有关。②气候影响次生矿物。气候对次生矿物的影响一般是，降水量增加，土壤中粘粒含量增多：土温增高，岩石及矿物的风化作用加快。不同气候带的土壤中，具有不同的次生粘土矿物。③气候对土壤土壤有机质的积累和分解起着重要的作用。过渡湿润和长期冰冻有利于有机质的积累，而干旱和高温下，有机质易于矿化，不利于有机质的积累。④土壤中物质的迁移是随着水分和热量的增加而增加的。⑤气候影响土壤微生物⑥气候影