《土壤形成》PPT课件.ppt

第四章-土壤形成,本章重点内容：,1 风化作用2土壤母质特点与类型3 成土因素及其作用4 土壤形成的基本规律,第一节 岩石、矿物的风化,土壤形成经历了由岩石到风化产物到土壤的漫长过程。,裸露岩石,风化作用,风化产物,成土因素,成土过程,土 壤,1 风化作用,1.1 概念风化作用是指地球表面的岩石在外界因素，如大气、水、生物及太阳能的作用下所引起岩石的破碎和分解作用。1.2 风化作用类型1.2.1 物理风化作用岩石在物理因素作用下，只发生形状和大小变化而不发生成分和性质变化的破碎作用。,热胀冷缩、冻融交替、流水冲刷、风力侵蚀等都会使岩石破碎。水结冰时体积增大9，压力960kg cm-2超过一般岩石的抗压。大理石(100)、花岗岩(70)、灰岩(35)、砂岩(7-14)。岩石颜色越深、矿物成分越复杂，越易发生物理风化。不同矿物的膨胀系数不同。,1.2.2 化学风化作用指岩石在化学作用下所引起的成分和性质发生改变，产生新物质的破碎分解过程。溶解作用：在极性水分子的作用下，矿物颗粒表面的离子进入水体形成水合离子。矿物虽然溶解度低，但是在漫长地质年代里，溶解还是可观的。有机、无机酸的参与，溶解能力增加；温度增加，溶解度也增加。,水解作用：水具有一定解离度，解离出的H+与矿物中金属离子发生交换作用而促进矿物分解。当有CO2或酸类物质溶于水时，增加水的解离。如被CO2饱和的水中H+的浓度比纯水大300倍。水的解离度随温度升高而增加。,水在不同温度下的相对解离度,水化作用：矿物与水结合形成含水矿物后会使体积增大、硬度降低，成为易于崩解的疏松状态,氧化作用：氧是普遍存在的氧化剂，在湿润条件下，氧化力更强。,CaSO4(硬石膏)+2H2O CaSO42H2O(石膏，体积增加60%),1.2.3 生物风化作用岩石在生物因素作用下发生的破碎分解作用。机械破碎作用：植物根系伸展穿插、动物活动等都会对岩石产生机械破碎。生物化学作用：生物活动中会产生O2和CO2，促进化学风化；生物活动中分泌释放无机和有机酸，进一步加速化学风化作用。,1.3 风化作用的结果,物理风化使岩石变细小，获得了对水、气的通透性，增加了 比表面积，为进一步风化及化学风化创造了条件。,化学风化改变了岩石的矿物组成和性质，产生了粘粒、胶体物质、可溶盐类，使风化产物具有了一定的吸附性和蓄水性。,生物能在表层积累矿质养分和有机质，发展土壤肥力。生物出现大大加速风化作用，也意味着土壤形成的开始。,2 矿物的风化能力岩石的矿物组成是决定岩石抗风化能力的重要因素，不同矿物的抗风化能力不一样。常见矿物的抗风化能力依次为：石英白云母钾(正)长石钠长石钙长石黑云母角闪石辉石橄榄石。由于石英、白云母等抗风化能力强，在土壤中丰富；而橄榄石、辉石不稳定，在土壤中少。,3 矿物风化程度的量度指标,3.1 硅铝率或硅铁铝率Ki或Sa=A/B，Ki或Sa称为硅铝率。Kaf或Saf=A/(B+C)，Kaf或Saf称为硅铁铝率。A为SiO2的克分子含量，B为Al2O3的克分子含量，C为Fe2O3的克分子含量。,通常硅铝率或硅铁铝率反映风化产物与岩石相比的脱硅或复硅程度。将土体和母岩或母质加以对比，可以说明成土过程的特征。值增大，有脱铁铝，减小则有富铝化或脱硅作用。如果Kaf值增大，说明土壤矿物风化有脱铝铁过程；反之说明有脱硅富铝化过程。,对照剖面上下层的Kaf值，可说明剖面中矿物质的分解和淋溶状况。粘粒部分的Kaf值，可用来推论粘土矿物类型，说明土壤保肥能力。我国土壤的Kaf值由南向北呈增加趋势，如砖红壤为，红壤为，黄棕壤，黑土。,3.2 迁移系数,迁移系数1，表示该元素在土层中有淋溶，迁移系数1，说明在土层中有积累。,3.5.3 淋溶率,第二节 成土因素及其作用,土壤发生学理论提出了成土因素学说，认为土壤是成土因素综合作用的产物。把生物、气候、母质、地形和时间称为土壤形成的五大自然因素。人类出现之前，是自然因素一直在起作用，自从人类出现以后，土壤也受人类因素的作用。,1 母质因素及其作用,1.1 土壤母质的概念土壤母质就是覆盖于地球陆地表面的疏松岩石风化产物。土壤母质是土壤形成基础，是土壤的前身，其组成和性质对土壤的组成和性质具有深刻影响，母质与土壤之间存在血缘关系。如紫色土的紫色、石灰土的碳酸盐、潮土的质地层次等都是母质带来的。,1.2母质的特点,（1）母质是疏松的，具有一定通透性（2）母质有一定的细颗粒，能产生毛管孔隙，从而具有一定的蓄水性（3）母质具有粘粒和胶粒，具有一定的保肥供肥性能（4）母质中含有可溶盐类，具有一定的矿质养分。,1.3 土壤母质的类型,成 土 母 质,残积母质,运积母质,重力运积,水力运积,冰川运积,流水运积,湖水运积,海水运积,风力运积,冲积母质,洪积母质,湖积母质,海积母质,坡积母质,黄土母质,沙丘,冰碛母质,1.4 母质在土壤形成中的作用,1.4.1 是土壤的基本材料和骨架。土壤组成中，矿物质占95%以上，而土壤矿物质均来自母质。1.4.2 是土壤矿质元素的最初来源。腐殖质是出现于地球上有了生物之后，因此植物的原始养分来源于土壤矿质养分而不是腐殖质。植物生长中的大部分矿质养分由土壤提供，而土壤矿质养分均来源于母质。,1.4.3 母质影响土壤的化学和矿物组成如紫色岩发育土壤钾较丰富，石灰岩发育的土壤富含钙、镁，湖积母质发育土壤的富含有机质。酸性岩发育的土壤原生矿物多，基性岩发育的原生矿物少。黄土母质发育的含有较多的水云母、绿泥石。紫色岩、湖积物发育的蒙脱石和水云母较多。,1.4.4 母质影响土壤的理化性质无论什么土壤都或多或少继承有母质的性质。紫色土的紫色、石灰土的石灰反应、红沙土的红、粗、瘦，坡积母质发育土壤含有石块，湖积母质发育土壤的质地均一，石灰岩、第四纪红土、玄武岩发育土壤的粘重，花岗岩、砂页岩、砂岩发育的土壤质地较轻。,1.4.5 母质影响成土过程的进度和方向抗风化力强的母质发育程度慢，富含碳酸盐的母质由于其丰富的盐基不断地补充于土体中，可使土壤长久地处在盐基淋溶阶段，从而延缓土壤发育。由玄武岩发育的红壤，其富铝化程度、铁铝富积作用均比由花岗岩发育的红壤强。,1.4.6 母质的化学组成影响土壤腐殖质母质因素会引起土壤腐殖质含量与化学结构、基团组成的差异，从而影响土壤腐殖质的表面性质、循环周转及流出特点等环境特性。石灰岩发育的土壤富含钙，对腐殖质起凝聚作用，可以以腐殖质钙的形式保留于土壤中。花岗岩发育的地带性土壤中腐殖质铁铝含量高，易解离。,2 生物因素及其作用,2.1 土壤生物生物因素是影响土壤发展的最活跃的因素。没有生物的作用就没有土壤的形成。植物的光合作用，把太阳能引进了成土过程，使分散在岩石圈、水圈和大气圈的营养元素向土壤聚积并产生腐殖质，形成良好的土壤结构，创造了土壤所固有的各种特殊生化环境。,土壤生物包括植物、土壤微生物和土壤动物。2.1.1 土壤微生物土壤微生物主要包括细菌、真菌、放线菌和藻类。土壤中的有机残体是土壤微生物的主要营养和能量来源。2.1.1.1 土壤微生物的特点（1）个体小，一般用微米或毫微米即纳米来计算，故可扩散到土体中各部分。,（2）种类多，能分解有机残体、合成腐殖质，有的能分解矿物质和合成有机物。（3）繁殖能力强，数量巨大。每克土可到1亿至几十亿个。2.1.1.2 土壤微生物的分布特点（1）主要分布于矿物质和有机颗粒表面，常形成复合体。个体小，具有胶体性质，与有机质、矿物质相互吸附常形成无机有机生物复合体。,（2）根际效应：指植物根系周围存在着种类繁多的微生物类群，根际土壤的微生物多于根外土壤的现象。根际就是指受植物活动影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分根区土壤，一般为根轴表面数毫米之内。根系能分泌有机和无机物，提供微生物营养和能源，使得根际微生物比非根际多得多。,（3）在土体具有垂直分布特点随土层加深，微生物数量减少，土壤微生物主要分集中在20 cm以上的土层。（4）具有与土壤相适应的特点不同生物气候带土壤类型不同，其微生物数量和类型也不同。如黑钙土、森林土中土壤微生物数量多，种类全，盐碱土风沙土则数量少，种类少。（5）土壤微生物数量和种类随土壤熟化程度增加而增加。,（6）土壤微生物的分布具有多种共存、相互关联的特点土壤能为多种微生物提供条件，因而多种类群的微生物能同时同地共存。同一层土壤中，既有细菌、又有真菌和放线菌，只是在不同土壤条件下，其数量和活动能力不同而已。,2.1.1.3 土壤细菌细菌单细胞微生物，也是土壤中分布最广的微生物。细菌一般在20-30分钟可以分裂一次，个体直径多为0.5-2 um，最适合于中性条件下生活。（1）按形状可以将细菌分为球菌、杆菌和螺旋菌。（2）按生理类型划分主要有：碳水化合物分解菌、氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫细菌、铁细菌、固氮菌等。,（3）按营养类型可分为：,营养类型,自养型及兼自养型,异养型,好气性,嫌气性,芽孢杆菌,无芽孢菌,异氧型细菌占土壤细菌的绝大多数，无芽孢菌是土壤中分布最广、数量最多的土壤细菌类群，根际几乎90%以上为无芽孢菌。,兼气性,2.1.1.4 土壤真菌真菌是土壤微生物的重要组成部分，如土壤霉菌、纤维分解真菌、木质素分解真菌、腐殖质真菌、菌根菌、土壤酵母菌等。真菌都是好气性异养型微生物，在通气好和酸性下最为活跃，在酸性土壤中，真菌的作用极为重要。真菌大部分呈丝状，分支的菌丝组成菌丝体。,按照营养方式和植物之间的关系可以将真菌分为：腐生真菌、共生真菌、寄生真菌三类。共生真菌可以与植物建立互利互惠的关系，植物为真菌提供光合产物，真菌为植物提供矿质营养和改善植物生存环境。真菌与植物根系形成的共生体成为菌根。菌根可分为内生、外生和周生菌根。,2.1.1.5 土壤放线菌放线菌在进化系统中介于细菌和真菌之间，与真菌的相似之处是有菌丝组成的菌丝体。特点有：好气性条件下特别活跃比细菌耐旱，能在最大持水量的15下正常活动能适应高温，30C以上发育良好pH适较广，最适于7-8.5的微碱性环境能分解木质素等难分解有机物质。,2.1.1.6 土壤藻类藻类具有叶绿素，能进行光合作用。土壤常见藻类有蓝藻、绿藻、裸藻、接合藻和硅藻，以绿藻和蓝藻最多，所以在湿润土壤上常形成一层绿色。藻类能增加土壤有机质，土壤形成的最初阶段是由藻类和真菌结合的共生体，在母岩或母质上积累了土壤中最早的有机质，藻类还可以溶解岩石、分解矿物提供矿质养分，藻类还能促进固氮，增加土壤氮素。,2.1.2 土壤动物,土壤动物,脊椎动物：爬虫、鼠类等,无脊椎动物,节肢动物：蚁类、蜗牛等,原生动物,蠕虫动物,线形动物:线虫,环节动物:蚯蚓,根足或变形虫类,鞭毛虫类,纤毛虫类,常见土壤动物,2.2生物对土壤形成的作用,（1）合成有机物质，将太阳能引进成土过程绿色植物通过光合作用将太阳能转化呈化学能，将无机物转化呈有机物，使太阳能进入土壤形成过程。（2）富集矿质养分，改变了地表物质循环的方向植物能吸收土壤深层养分，然后以参落物归还到土壤表层，使表层肥沃。,（3）产生土壤有机质和腐殖质生物残体是土壤有机质的主要来源，生物残体分解的中间产物在微生物作用下形成土壤所特有的腐殖质，极大的改善了土壤肥力性状。（4）影响土壤物理化学性质如腐殖质增加土壤保肥性、保水性，促进土壤团粒结构形成；植物根系的伸展、土壤动物活动促进土壤结构形成。,（5）促进风化，活化土壤养分生物分泌物、残体分解物等加速矿物化学分化，释放矿质养分；根系穿插和动物打孔可促进物理分化；某些微生物如钾、硫、铁、硅酸盐细菌等能分解矿物，释放矿质养分。（6）固氮作用，增加土壤氮素岩石和母质不含氮素，固氮微生物和固氮植物使土壤氮素的重要来源。,（7）分解和转化物质，释放矿质养分，促进土壤物质循环进入土壤的生物残体经过微生物作用一方面形成土壤腐殖质，另一方面生物残体和土壤有机质被分解，释放矿质养分，进行新循环。（8）影响成土过程和土壤分布不同生物群落下，土壤形成过程不同，形成分土壤类型不同。,总之，生物作用的实质是富积矿质养分，合成和分解有机质，并在此过程中产生了土壤腐殖质，从而发展了土壤肥力，改变地球表面物质循环的方向，是土壤形成的动力。没有生物就形成不了土壤，所以生物因素是土壤形成的主导因素。,3 气候因素在土壤形成中的作用,3.1影响岩石矿物的风化和物质淋溶温度增加10C，化学反应速度增加12倍，从0 C到50 C，化合物的解离度增加7倍。故热带地区岩石风化速度、土壤形成速度、风化产物和土壤的厚度比温带和寒带大得多。,水分越丰富，物质淋溶越强，所以湿润地区淋溶强烈，盐分少，而干旱地区淋溶弱，盐分多。3.2影响土壤成土过程高温多雨气候下，以脱硅富铝化过程为主，干旱气候下，以盐碱化为主，冷湿气候下，会发生灰化过程，温湿气候条件会发生黄化过程。,3.3影响有机质的合成与分解不同气候下生长量不同。湿热气候下，生长量大，分解也迅速，腐殖化程度并不高。温暖湿润气候下，有机物质腐殖化程度高，所以土壤腐殖质含量高。温度降低，水分增加或者温度升高，水分减少，都不利于腐殖质积累。不同气候条件下的腐殖质组成和性质也会不同。,3.4影响土壤理化性质高温多雨气候，淋溶强，土壤缺乏盐基，向酸性发展，酸性土有效养分低，保肥能力也低，土壤物理性质差。干旱气候下，盐基物质不容易淋溶，土壤呈中性或碱性反应。但形成盐碱土后，土壤物理性质恶劣，植物难以生长。,土壤向碱性或中性发展，从而使土壤理化性质不同。,3.5影响植物群社植物群社是指在一定的气候条件下，植被与微生物类型的特定组合。不同植物群社下会形成不同土壤类型。,4 地形因素在土壤形成中的作用,4.1地形影响母质的重新分布不同地形部位母质类型不同：如山顶为残积母质、山坡为坡积母质、山口山麓前沿为洪积母质、河流阶地、冲积平原为冲积母质，湖泊周围为湖积母质、海滨地带为海积母质。不同地形部位母质厚度不同。,4.2 地形影响水热的重新分配地形支配地表径流，从而影响土壤中物质的淋溶与淀积。如湿润地区较高的地形部位，径流由高向低，还有部分水补充到地下水，土壤物质易被淋溶，在坡度高处常为砾质薄层土壤。低洼地可得到额外水量，物质不易淋溶，腐殖质易积累，土色较暗，土层较厚，干旱地区会形成盐渍土。,不同地形部位水热状况不同。在山地，随海拔升高，热减少，湿度增加，坡地比平地淋溶强。不同坡向，水热状况不同，我国南坡温度高于北坡，湿度大于北坡。北坡植物开花比南坡晚就是这个原因。白居易的大林寺桃花诗反应的可能就是这种现象。,4.3 地形影响土壤发育与地理分布山地地势高，坡度大，具有强烈的切割作用，造成水热状况的特殊性，从山麓到山顶，气候、植被发生有规律的变化，从而使土壤类型具有垂直分布规律。南北坡土壤类型组合和界线也有区别，同一土壤类型在北坡出现的海拔高于南坡。如棕壤秦岭在北坡出现的海拔为1500 m，在南坡为1300 m。,地形对土壤发育也有深刻影响。地壳上升或下降，使土壤发生演变。如河谷地形中，河漫滩为水成土，低级阶地为半水成土，高级阶地不受潜水影响而成地带性土。河谷继续发展，低级阶地称为高级阶地，河漫滩称为低级阶地，则半水成土向地带性土、水成土向半水成土演化。,河漫滩,冲击土,低级阶地,幼年红壤,高级阶地,成熟红壤,侵蚀阶地,侵蚀红壤,4.4地形影响土壤侵蚀土壤侵蚀是指土壤及其母质在水或风的作用下产生搬运和沉积的过程。地表坡度越大，侵蚀作用越强。水蚀要一定坡度，而风蚀在如何地方都可以发生，但是地形可以加速或减缓风蚀强度。,5 时间因素在土壤形成中的作用,土壤与其它物体一样，也受时间的影响。生物、气候、母质、地形等因素作用随时间延长而加深，所以土壤也随时间进展而不断变化发展。5.1随时间推移，土壤发育程度和成土过程加深，非地带性土壤向地带性土壤演化。,黑色石灰土,棕色石灰土,黄色石灰土,红色石灰土,红壤,湿热气候,棕壤,黄壤或黄棕壤,温湿气候,冷湿气候,5.2随时间推移土壤与母质之间的差异越来越大。如碳酸盐类岩石发育土壤开始呈碱性，含有碳酸盐有石灰反应，随时间推移发育成红壤或砖红壤后就不再有碳酸盐，而呈酸性到强酸性。荷兰沿海围田表层0-20cm碳酸盐含量为9%10%，150年后为6.5%，再150年后，为痕量。,5.3土壤也有一定的年龄。土壤年龄分为绝对年龄和相对年龄。绝对年龄是指从土壤开始形成起直到目前为止这段时间。相对年龄是指土壤所处的发育阶段和土壤的发育程度。阿拉斯加一种土壤的有机质达到平衡的时间只用200年，而科罗拉多另一种土壤却经过3000年。,如阿拉斯加冰碛物，经过15年，剖面物明显分异，250年后，有12cm厚的凋落物和棕色淋溶层，1000年左右，土壤具有10cm的灰化层淋溶层和15-20cm厚暗棕色淀积层。俄罗斯平原黑钙土30-40 cm处土层年龄约3000年，140-150 cm处约7000年。,灰化土经过大约15000年可以形成10、10、25-30 cm厚的腐殖质层、灰化淋溶层和淀积层。美国中、东部的老成土形成于约13万以前，氧化土形成于约2百万年前，火山灰母质在2500 mm年降雨量下形成氧化土只要约10万年。热带森林下花岗岩发育成砖红壤大约12万年，雷州半岛气候下玄武岩发育1 cm厚红色风化产物约2万年。,6 人为因素,人类活动是农业土壤形成的主要因素，人为因素不能与其它因素等同看待，不同于自然因素。6.1 人类活动对土壤的影响是有意的、有目的的，是在生产实践中，在逐渐认识土壤发生发展的基础上，利用改良土壤、定向培肥土壤。6.2人类活动具有社会性，受社会制度和生产力的影响。,6.3 人为因素影响具有双重性。合理利用可加速土壤熟化，提高肥力。如合理耕作施肥、兴修水利、合理灌溉、适当旱改水、修筑梯田、种植绿肥、改良土壤不良性质等。不合理利用则破坏土壤，降低肥力。如过量施用化肥、农药污染、城市与工业污染、过度垦殖和放牧使土壤退化和荒漠化、毁林造成土壤侵蚀。灌排不当造成土壤盐碱化等。,第三节土壤形成的实质与成土过程,1 土壤形成的标志1.1 富含腐殖质结构层的出现。腐殖质是生物形成的，它的产生极大地提高了土壤肥力，使母质形成土壤成为可能。1.2 有机无机复合体的形成。有机复合体的形成使得土壤肥力能够不断发展，是形成良好结构的基础。,2土壤形成的实质2.1 物质的地质大循环地球上生物出现之前物质循环为：,裸露岩石,风化作用,风化产物,搬运作用,海洋沉积物,胶结硬化,海洋岩石,海陆变迁,我们把这种由岩石到风化产物，再到岩石，如此循环往复，不断进行的过程称为物质的地质大循环。,2.2 物质的生物小循环,地球上有生物之后的物质循环为：,矿质养分,有机体,死亡残体,微生物作用,腐殖质,生物合成,枯落死亡,这种由矿质养分到生物有机体，再到矿质养分，如此循环往复不断进行的过程称为物质的生物小循环。,2.3 地质大循环与生物小循环的特点,2.4 土壤形成的基本规律,仅有地质大循环，是不能形成土壤的。只有在地质大循环的基础上，经过生物小循环的作用，才能使母质成为土壤。当然，没有地质大循环，生物小循环也无法进行。所以土壤形成的实质是物质的地质大循环与生物小循环的矛盾统一，这也是土壤形成的基本规律。地质大循环是基础，生物小循环是动力。,3 主要成土过程,3.1原始成土过程是指从岩生微生物着生开始到高等植物定居之前的土壤形成过程。这一过程包括三个阶段岩漆或漆皮阶段：岩石表面着生蓝藻、绿藻和硅藻等岩生微生物。地衣阶段：地衣对原生矿物发生强烈的破坏。苔藓阶段：苔藓代替地衣，使细土和有机质不断增多，为绿色高等植物准备了肥沃基质。,真菌藻类壳状地衣,腐蚀岩石合成有机质,原始土壤,叶状地衣,养分有机质增加,枝状地衣,土层加厚、生境改善,苔藓植物出现,土层增厚肥力提高,蕨类、草本侵入,成土加快肥力提高,灌木入侵草本衰落,乔木入侵林灌混杂,乔木控制灌木衰落,森林土壤,初级土壤,草原土壤,3.2有机物质合成分解与转化过程,3.2.1 腐殖化过程生物残体在微生物作用下，通过一系列的生物化学作用形成土壤腐殖质，在土体上部积累的过程。腐殖化过程是各种土壤都普遍存在的过程，只是在不同环境下，土壤腐殖质的组成、性状、及其分布各不相同。腐殖质化的结果使土体发生分化，在土体上部形成了暗色腐殖质层。,3.2.2 泥炭化过程指有机质以不同分解程度的植物残体形式在土壤上层不断积累的过程。主要发生在地下水位高、地表有积水的沼泽地，特别在低温潮湿环境，湿生植物的残体在嫌气条件下不能彻底分解与转化，而以未分解、半分解状态的有机物形式积累于地表，形成一个暗灰色的泥炭层(H)的过程。,3.2.3 矿质化过程是指土壤中的有机物质在微生物的作用下被分解、氧化，转变为无机态物质的过程。矿质化过程广泛存在于好气环境，是与有机质积累过程相对立的土壤形成过程，是土壤营养物质循环与再利用不可缺少的过程。,3.3 粘化过程,是指土体中的矿质颗粒由粗变细而成粘粒，以及粘粒在剖面的积聚过程。粘化过程分为残积粘化和淀积粘化。风化作用形成的粘粒未发生移动而就地积累形成粘化土层就是残积粘化。多发生在干旱地区的荒漠和半漠境区。土体上部形成的粘粒随下渗水向下淋溶，在土体一定深度淀积形成粘化层的过程就是淀积粘化。多发生在暖温带和亚热带湿润地区。,3.4富铝化过程,在湿热生物气候下，原生矿物强烈分解，盐基离子和硅酸大量淋失，铁、铝、锰在次生粘土矿物中不断形成氧化物而相对积累的过程称为富铝化过程，由于伴随硅的淋失，也叫脱硅富铝化过程，也叫富铁铝化过程。由于铁的氧化物作用，使土体呈红色，有时出现铁结核或铁磐层。,3.5脱钙和钙积过程,脱钙和钙积过程是指碳酸盐在土体中的淋溶和淀积过程。脱钙作用指难溶性碳酸盐在水和CO2的作用下形成水溶性碳酸氢盐，并随水淋溶出某一土层或土体的过程。钙积或钙化过程指重碳酸盐淋溶到一定部位时，如果发生脱水或者CO2分压降低，水溶性重碳酸盐又转化成难溶性碳酸盐在土壤中沉积下来的过程。,在地下水位较高，且富含碳酸盐的情况下，在土壤剖面中地下水位交替升降的部位，形成石灰粉末混杂于泥土中，呈浆状，称为泥灰盐化过程，如果碳酸盐形成石灰结核，称为砂姜，则此过程称为砂姜化过程。已经脱钙的土壤表层，由于自然或人为施肥而使土壤表层含钙量大于下层的过程称为复钙过程。,气候对脱钙与钙积过程的影响,3.6 灰化过程,指土体上部尤其是亚表层中二氧化硅相对富积、而三、二氧化物及腐殖质淋溶到下部淀积而相对富积的过程。在寒湿气候和郁蔽针叶林植被下，残落物富含单宁、树脂等多酚类物质而缺乏盐基，微生物作用后产生强酸性有机酸，残落物疏松多孔，有利于水分渗漏而发生酸性淋溶，铁铝与有机酸形成络合物向下淋溶，硅在酸性下溶解度低而残留在土体上部形成灰白色层，称为灰化层。,淋溶液在土体下部遇到高盐基状态或者水被土体吸收后，三、二氧化物与腐殖质淀积下来形成红棕色淀积层，称为灰化淀积层。灰化过程发生的前提：（1）充沛的淋洗水分，（2）强酸性腐殖质，（3）多酚类物质的存在。,3.7盐化过程,是指在蒸发量大于降水量的情况下，易溶盐类随毛管上升水携带到土体表层集聚的过程。除滨海地区外，多发生干旱和半干旱地区。盐化土中的可溶盐因被水淋洗而从从某一土层或整个剖面中移去的过程称为脱盐化过程。,一些化合物在0C时的溶解度,氯化镁54.3(20 C)，硫酸钾12(25 C)，碳酸钙0.001(25 C),3.8 碱化过程,是指Na+在土壤胶体上累积，使土壤呈强碱性反应，并形成物理性质恶化的碱化层的过程。关于土壤碱化的机理有多种：（1）脱盐交换学说：中性盐解离后，大量Na+交换土壤胶体的Ca2+、Mg2+。（2）生物积累学说：藜科植物吸收大量的钠盐，死亡矿化后形成很多碳酸钠、碳酸氢钠等碱性钠盐而使土壤胶体吸附Na+逐步形成碱土。,（3）硫酸盐还原学说：地下水位较高地区，Na2SO4与有机质在嫌气条件下解离，硫酸盐还原细菌使Na2SO4变成NaS，进而与CO2作用形成Na2CO3，从而使土壤碱化。碱化层Na+占阳离子交换量的20以上，pH可到9以上。从土壤胶体上除去Na+，使碱化土变成非碱化土的过程称为脱碱化过程。,3.9 潜育化和潴育化过程,在渍水环境，有机质嫌气分解，铁锰被还原成低价，而使土体染成蓝灰色或青灰色的过程。铁锰还原后易于流失，所以潜育层硅铝率高。在渍水处于变动的情况下，土体干湿交替频繁，使铁锰等变价物质氧化与还原、淋溶与淀积交替，而使土体出现锈斑、黑色铁锰斑或结核、红色胶膜或鳝血斑的过程称为潴育化过程。,3.10白浆化过程,白浆化过程是指土体中出现还原离铁锰作用而使某一土层漂白的过程。在冷凉湿润地区，由于质地粘重或冻层顶托等原因，使大气降水或融冻水在土壤表层阻滞，造成还原条件，在有机质这个强还原剂参与下，使铁锰还原并随下渗水或侧渗水漂洗出土体，土壤脱色形成白色或灰白色土层。白浆层盐基、铁锰严重漂失，粘粒也被淋洗，土壤板结无结构。,3.11熟化过程,土壤熟化过程是指在人为干预下的土壤培肥过程。土壤熟化过程的内容是指在人为因素影响下所发生三方面的急剧改变：（1）土体构型的改造，（2）土壤中作物生长障碍因素的减弱或消除，（3）土壤水、肥、气、热状况的调剂与补充。,土壤熟化过程具有快速、定向两大特点，也就是说土壤熟化措施都是有目的、有针对性的。所以往往改变土壤性质的时间是很快的。根据农业利用和对土壤的影响特点分为：（1）旱耕熟化：在自然土壤基础上，通过改良措施使土壤向有利于作物生长的方向发育、演变。（2）水耕熟化：通过种植水稻，为满足水稻生长的需求而采用一系列措施，达到稳水、稳温、稳肥、稳气条件。,第四节 土壤剖面,1基本概念1.1 土壤剖面从地面向下挖掘而暴露出的垂直截面就是土壤剖面。一个完整的土壤剖面应包括土壤形成过程中所产生的发生学层次，以及母质层次。,1.2 土壤发生层土壤形成过程中产生的出现于土壤剖面上一系列层次称为土壤发生层，简称土层(soil horizons)。由非成土过程产生的层次称为土壤层次(soil layers)。不同发生层的组合就构成了土体构型，是土壤剖面的最重要特征。土体构型是由特定的、并有内在联系的发生层所组成，所以它是野外鉴别土壤类型的基础。,1.3 单个土体指土壤空间连续体在地球表层分布的最小体积。统计面积为1-10m2。在此范围内，其土壤剖面的发生层次是连续的、均一的。1.4 土壤个体是指在一定面积内，具有统计意义上相似性的单个土体的组合，也叫聚合土体或者土壤实体。土壤个体是自然界中具有特定位置、大小、坡度、剖面形态、基本属性和其他特征的三维实体，是一定成土因素的产物。,1.5 土壤景观是指以土壤为主体，反映土壤所分布的气候、地貌、植被、水文与生物地球化学的总体自然特征。,2 研究土壤剖面的意义2.1区别土壤类型不同类型土壤具有不同的剖面层次及其构型。2.2 反映土壤发育程度剖面层次越简单，发育程度越浅，反之则越深。2.3 反映成土因素作用的特点有钙积层或积盐层说明在干旱条件下形成的，有铁锰淀积层说明是在高温多雨条件下形成的。,3主要发生层,