自然地理土壤圈省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、 第六章 土壤圈第1页 第一节第一节 土壤圈物质组成及特征土壤圈物质组成及特征第二节第二节 土壤形成与地理环境间关系土壤形成与地理环境间关系第三节第三节 土壤分类及空间分布规律土壤分类及空间分布规律第四节第四节 土壤类型特征土壤类型特征第五节第五节 土壤资源合理利用和保护土壤资源合理利用和保护第2页教学重点 认识土壤圈物质组成、特征及其形成与地理认识土壤圈物质组成、特征及其形成与地理环境间关系,掌握土壤分类、土壤类型及空间环境间关系,掌握土壤分类、土壤类型及空间分布规律分布规律。教学难点 土壤圈形成与地理环境间关系和土壤分类、土壤圈形成与地理环境间关系和土壤分类、土壤类型及空间分布规律。土壤类
2、型及空间分布规律。第3页第一节第一节 土壤圈物质组成及特征土壤圈物质组成及特征一、一、土壤及其土壤肥力概念土壤及其土壤肥力概念 土壤是地球陆地表面能够生长植物疏松表层土壤是地球陆地表面能够生长植物疏松表层,是一个独立自然体是一个独立自然体。因为人类对土壤利用方式不一样,对土壤产生因为人类对土壤利用方式不一样,对土壤产生不一样概念不一样概念。土壤基本属性和本质特征是含有肥力土壤基本属性和本质特征是含有肥力。第4页土壤肥力土壤肥力是指土壤为植物生长不停是指土壤为植物生长不停地供给和协调养分、水分、空气和地供给和协调养分、水分、空气和热量能力。土壤中养分、水分、空热量能力。土壤中养分、水分、空气、热
3、量气、热量 四大肥力原因不是孤立,四大肥力原因不是孤立,而是相互联络和相互制约。而是相互联络和相互制约。第5页土壤另一个主要特点是,在合理经营管理之下,土壤肥力不但土壤另一个主要特点是,在合理经营管理之下,土壤肥力不但不会因利用而耗损,反而会不停得到改良。不会因利用而耗损,反而会不停得到改良。所以土壤是属于一个永续性可更新自然资源。自从人类利用土所以土壤是属于一个永续性可更新自然资源。自从人类利用土壤而开始发展农业之后,就不停采取耕作、排灌和施肥等技术壤而开始发展农业之后,就不停采取耕作、排灌和施肥等技术办法来影响、控制和改变土壤原有特征,使其成为合乎人类需办法来影响、控制和改变土壤原有特征,
4、使其成为合乎人类需要农业土壤。所以,农业土壤实际上是自然土壤在人类控制下要农业土壤。所以,农业土壤实际上是自然土壤在人类控制下不停演变而成,是人类劳动产物。农业土壤肥力既包含受自然不停演变而成,是人类劳动产物。农业土壤肥力既包含受自然条件支配自然肥力,也包含受人工控制而形成人为肥力总体。条件支配自然肥力,也包含受人工控制而形成人为肥力总体。总来说,伴随农业技术发展和水平提升,人为肥力所占百分比总来说,伴随农业技术发展和水平提升,人为肥力所占百分比和作用将愈来愈大,土壤熟化程度也越来越高,整个土壤肥力和作用将愈来愈大,土壤熟化程度也越来越高,整个土壤肥力水平也愈高。所以,在合理利用下,土壤能够得
5、到改良,并为水平也愈高。所以,在合理利用下,土壤能够得到改良,并为人类提供愈来愈多优质产品。相反,在掠夺式经营之下,则引人类提供愈来愈多优质产品。相反,在掠夺式经营之下,则引发土壤肥力衰退,单位面积产量下降,以致使整个环境情况恶发土壤肥力衰退,单位面积产量下降,以致使整个环境情况恶化。化。第6页二、土壤圈在地理环境中地位和作用二、土壤圈在地理环境中地位和作用 土壤圈在地理环境中总是占据一定不变土壤圈在地理环境中总是占据一定不变位置,处于地球大气圈位置,处于地球大气圈、水圈、生物圈、水圈、生物圈 和岩石圈之间界面和岩石圈之间界面 上,是地球各圈层中上,是地球各圈层中最活跃最富生命力圈层之一,它们
6、之间最活跃最富生命力圈层之一,它们之间不停地进行物质循环与能量平衡。不停地进行物质循环与能量平衡。第7页 1 土壤圈与生物圈土壤圈与生物圈进行养分元素循环,土壤支进行养分元素循环,土壤支持和调整生物生长和发育过程,提供植物所需持和调整生物生长和发育过程,提供植物所需养分养分、水分和适宜理化环境,决定自然植被分、水分和适宜理化环境,决定自然植被分布。布。2 土壤圈土壤圈 与水圈与水圈 进行水分平衡与循环,影响进行水分平衡与循环,影响降水在陆地和水体重新分配,影响元素表生地降水在陆地和水体重新分配,影响元素表生地球化学迁移过程及水平分布,也影响水圈化学球化学迁移过程及水平分布,也影响水圈化学组成组
7、成.第8页 3土壤圈与大气圈土壤圈与大气圈进行大量及痕量气体交换,影响进行大量及痕量气体交换,影响大气圈化学组成,水分与能量平衡;吸收氧气,大气圈化学组成,水分与能量平衡;吸收氧气,释放释放CO2、CH4、H2S、氮氧化合物和氨气,影响、氮氧化合物和氨气,影响全球大气改变。全球大气改变。4 土壤圈与岩石圈土壤圈与岩石圈进行着金属元素和微量元素循环,进行着金属元素和微量元素循环,土被覆盖在岩石圈表层,对其含有一定保护作用,土被覆盖在岩石圈表层,对其含有一定保护作用,降低各种外营力破坏。降低各种外营力破坏。第9页土壤圈对地理环境作用土壤圈对地理环境作用1 土壤圈与地球生命作用土壤圈与地球生命作用,
8、包含土壤物质循环能量,包含土壤物质循环能量改变,生物转化,水循环,碳、氮、硫、磷循环及改变,生物转化,水循环,碳、氮、硫、磷循环及环境效应。环境效应。2 土壤圈与人类生存条件土壤圈与人类生存条件,包含土壤资源区域性开,包含土壤资源区域性开发与管理,综合农业中动态改变,土壤对农林适宜发与管理,综合农业中动态改变,土壤对农林适宜性评价,营养元素空间调控,土壤圈各障碍原因对性评价,营养元素空间调控,土壤圈各障碍原因对农业生产限制作用。农业生产限制作用。3 土壤圈与自然环境土壤圈与自然环境,包含重金属元素在土壤圈中,包含重金属元素在土壤圈中空间分布、迁移、转化及动态改变,土壤污染物质空间分布、迁移、转
9、化及动态改变,土壤污染物质起源、分布、改变、迁移、浓集对生物环境影响及起源、分布、改变、迁移、浓集对生物环境影响及调控;土壤在复合农业生态系统中功效及优化模式。调控;土壤在复合农业生态系统中功效及优化模式。第10页4 土壤圈与全球土壤改变土壤圈与全球土壤改变,包含自然与,包含自然与 人为条件下土人为条件下土壤圈内不一样土壤类型历史演变;当代成土过程基壤圈内不一样土壤类型历史演变;当代成土过程基本特征改变预测本特征改变预测;土地退化,土壤痕量气体通量及;土地退化,土壤痕量气体通量及其对温室效应影响。其对温室效应影响。5 土壤物质组成与性质土壤物质组成与性质,包含土壤胶体表面性质。土,包含土壤胶体
10、表面性质。土壤中有害物质化学行为,土壤水分性质,植物营养壤中有害物质化学行为,土壤水分性质,植物营养元素化学性质,依据主要微生物生理生态特征,土元素化学性质,依据主要微生物生理生态特征,土壤有机质组成,性质,土壤生态系统结构,功效等。壤有机质组成,性质,土壤生态系统结构,功效等。第11页第12页三、土壤形态三、土壤形态 土壤形态是指土壤与土壤剖面外部形态特土壤形态是指土壤与土壤剖面外部形态特征。如土壤剖面结构、土壤颜色、质地结构,征。如土壤剖面结构、土壤颜色、质地结构,结持性,孔隙度等。结持性,孔隙度等。第13页(一一)土壤剖面与土壤发生层次土壤剖面与土壤发生层次土壤剖面土壤剖面是指从地表垂直
11、向下土壤纵剖面,是指从地表垂直向下土壤纵剖面,也可了解为完整垂直土层序列。它是由性质也可了解为完整垂直土层序列。它是由性质和形态各异土层重合在一起组成。这些土层和形态各异土层重合在一起组成。这些土层大致呈水平状,是由土壤成土过程中物质发大致呈水平状,是由土壤成土过程中物质发生淋溶、淀积、迁移和转化形成。生淋溶、淀积、迁移和转化形成。第14页自然土壤剖面发生层划分和命名自然土壤剖面发生层划分和命名 19世纪末,俄国土壤学家道库恰耶夫把土壤剖面分为世纪末,俄国土壤学家道库恰耶夫把土壤剖面分为三个发生层:三个发生层:腐殖质聚集层(腐殖质聚集层(A)过渡层(过渡层(B)母质层母质层 (C)1967 国
12、际土壤学会提出把土壤剖面划分为:国际土壤学会提出把土壤剖面划分为:有机层(有机层(O)腐殖质层(腐殖质层(A)淋溶层淋溶层(E)淀积层(淀积层(B)母质层母质层 (C)母岩层(母岩层(R)第15页自然土壤剖面发生层划分自然土壤剖面发生层划分1.枯枝落叶层(覆盖层),以枯枝落叶层(覆盖层),以A0或或O表示。它由地面上枯枝落表示。它由地面上枯枝落叶堆积而成,其中可分未分解(叶堆积而成,其中可分未分解(A0)和半分解()和半分解(A)两个亚)两个亚层。层。2.腐殖质腐殖质-淋溶层(淋溶层(A层)。这是剖面中成土作用最活跃一层。层)。这是剖面中成土作用最活跃一层。因为生物地球化学作用,土壤有机质经腐
13、烂、分解后再合成因为生物地球化学作用,土壤有机质经腐烂、分解后再合成为腐殖质。它在表土中进行显著积累,并与矿物质相结合,为腐殖质。它在表土中进行显著积累,并与矿物质相结合,形成颜色较深、常有团粒状结构和富含养分腐殖质层(形成颜色较深、常有团粒状结构和富含养分腐殖质层(A1)。)。与此同时,因为水分下渗作用,亦使水溶性物质往下层转移,与此同时,因为水分下渗作用,亦使水溶性物质往下层转移,产生所谓淋溶过程。在淋溶作用尤其强烈土壤中,不但易溶产生所谓淋溶过程。在淋溶作用尤其强烈土壤中,不但易溶性物质从此层中淋失,而且难溶性物质如铁、铝及粘粒等也性物质从此层中淋失,而且难溶性物质如铁、铝及粘粒等也发生
14、化学和机械迁移,结果在这层下段只留下难移动抗风化发生化学和机械迁移,结果在这层下段只留下难移动抗风化最强矿物颗粒,如石英砂等,因而成为颜色浅淡(常为灰白最强矿物颗粒,如石英砂等,因而成为颜色浅淡(常为灰白色)、颗粒较粗、养分贫乏灰化亚层(色)、颗粒较粗、养分贫乏灰化亚层(A2或或E)。这在灰化)。这在灰化土中最经典。土中最经典。第16页3.淀积层(淀积层(B层)。位于表土层与底土层之间,主层)。位于表土层与底土层之间,主要特点是淀积着上层淋洗下来物质,使质地偏粘、要特点是淀积着上层淋洗下来物质,使质地偏粘、土体较紧实,具块状或棱柱状等结构,常出现新生土体较紧实,具块状或棱柱状等结构,常出现新生
15、体,颜色与体,颜色与A层也有显著差异。层也有显著差异。4.母质层(母质层(C层)。位于淋溶、淀积层之下,由未层)。位于淋溶、淀积层之下,由未受成土作用影响或影响甚微风化残积物或堆积物所受成土作用影响或影响甚微风化残积物或堆积物所组成,是形成土壤母体或基础。在母质层之下则为组成,是形成土壤母体或基础。在母质层之下则为未风化基岩(用未风化基岩(用D或或R表示)。表示)。在详细剖面中,除划分上述基本层次外,尚可再分在详细剖面中,除划分上述基本层次外,尚可再分出一些亚层(如出一些亚层(如A3、B1、B2、B4等),过渡层等),过渡层(如(如AB、BC),以及一些特殊层次如潜育层),以及一些特殊层次如潜
16、育层(G)、钙积层()、钙积层(Cc)、石膏层()、石膏层(Cs)、铁盘层)、铁盘层(CFe)等。)等。第17页O O O O层层层层A A A A层层层层B B B B层层层层C C C C层层层层第18页耕作土壤剖面耕作土壤剖面耕作层(表土层耕作层(表土层)属人为表层类,包含灌淤表层,属人为表层类,包含灌淤表层,堆垫表层和肥熟表层。土性疏松、结构良好、有机堆垫表层和肥熟表层。土性疏松、结构良好、有机质含量高、颜色较暗、土壤比较肥沃。质含量高、颜色较暗、土壤比较肥沃。犁底层(亚表土层)犁底层(亚表土层)在耕作层之下,土壤呈层片状在耕作层之下,土壤呈层片状结构,紧实,腐殖质含量比上层少。结构,
17、紧实,腐殖质含量比上层少。心土层(生土层)心土层(生土层)在犁底层之下,受耕作影响小,在犁底层之下,受耕作影响小,淀积作用显著,颜色较浅。淀积作用显著,颜色较浅。底土层底土层(死土层)(死土层)几乎未受耕作影响,根系少,几乎未受耕作影响,根系少,土壤未发育,仍保留母质特征。土壤未发育,仍保留母质特征。第19页土壤剖面组合示意图土壤剖面组合示意图第20页土壤普通形态特征土壤普通形态特征土壤颜色土壤颜色 依据土壤颜色改变可作为判断和研究土壤成土条依据土壤颜色改变可作为判断和研究土壤成土条件、成土过程、肥力特征和演变依据。件、成土过程、肥力特征和演变依据。土壤颜色是土壤分类和命名主要依据之一土壤颜色
18、是土壤分类和命名主要依据之一 如用颜色命名如用颜色命名 红壤,黄壤,黑土,黑钙土,栗红壤,黄壤,黑土,黑钙土,栗钙土,灰钙土等。钙土,灰钙土等。第21页 黑色黑色 表示土壤腐殖质含量高,含量降低则呈灰表示土壤腐殖质含量高,含量降低则呈灰色色 白色白色 与土壤中含石英、高岭石、碳酸盐、长与土壤中含石英、高岭石、碳酸盐、长 石、膏和可溶性盐相关石、膏和可溶性盐相关 红色红色 是土壤中含较高赤铁矿或水化赤铁矿是土壤中含较高赤铁矿或水化赤铁矿 黄色黄色 是水化氧化铁造成是水化氧化铁造成 棕色棕色 含大量伊利石、云母类矿物质和不一样水含大量伊利石、云母类矿物质和不一样水化程度氧化铁混合物化程度氧化铁混合
19、物 紫色紫色 游离氧化锰含量高游离氧化锰含量高 绿色或蓝色绿色或蓝色 土壤积水处于还原状态,含大量亚土壤积水处于还原状态,含大量亚铁氧化物铁氧化物第22页土壤质地土壤质地 土壤颗粒组合特征,普通分为砂土,壤土和粘土土壤颗粒组合特征,普通分为砂土,壤土和粘土 砂质土:砂粒含量在砂质土:砂粒含量在砂质土:砂粒含量在砂质土:砂粒含量在7070以上。结构涣散,通气和以上。结构涣散,通气和以上。结构涣散,通气和以上。结构涣散,通气和排水条件良好,但保水保肥能力弱。排水条件良好,但保水保肥能力弱。排水条件良好,但保水保肥能力弱。排水条件良好,但保水保肥能力弱。粘质土:粘粒占优势,粘粒含量不低于粘质土:粘粒
20、占优势,粘粒含量不低于粘质土:粘粒占优势,粘粒含量不低于粘质土:粘粒占优势,粘粒含量不低于4040,结构,结构,结构,结构较紧密,湿粘干结,通气和排水条件不佳,但保水保较紧密,湿粘干结,通气和排水条件不佳,但保水保较紧密,湿粘干结,通气和排水条件不佳,但保水保较紧密,湿粘干结,通气和排水条件不佳,但保水保肥能力强。肥能力强。肥能力强。肥能力强。壤质土:砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相对均匀,壤质土:砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相对均匀,壤质土:砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相对均匀,壤质土:砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相对均匀,特征介于上述二者之间。农业价值较高土壤大都属于特征介于上述二者之间。农业价值较
21、高土壤大都属于特征介于上述二者之间。农业价值较高土壤大都属于特征介于上述二者之间。农业价值较高土壤大都属于壤质土。壤质土。壤质土。壤质土。第23页土壤质地砂质土砂质土砂质土砂质土壤质土壤质土壤质土壤质土粘质土粘质土粘质土粘质土第24页土壤结构土壤中固体土壤中固体土壤中固体土壤中固体颗粒往往不是以颗粒往往不是以颗粒往往不是以颗粒往往不是以单粒状态存在,单粒状态存在,单粒状态存在,单粒状态存在,而是形成大小不而是形成大小不而是形成大小不而是形成大小不同,形状各异同,形状各异同,形状各异同,形状各异团聚体。团聚体。团聚体。团聚体。土壤中团聚体结土壤中团聚体结土壤中团聚体结土壤中团聚体结合情况称为土壤
22、结合情况称为土壤结合情况称为土壤结合情况称为土壤结构。可分为四类。构。可分为四类。构。可分为四类。构。可分为四类。团粒结构团粒结构团粒结构团粒结构1 1 1 15 5 5 5 mmmm块状结构块状结构块状结构块状结构1010101075 75 75 75 mmmm片状结构片状结构片状结构片状结构1 1 1 110101010 mm mm柱状及棱柱柱状及棱柱柱状及棱柱柱状及棱柱状结构状结构状结构状结构20202020100 100 100 100 mmmmA A A A层层层层B B B B层层层层C C C C层层层层第25页松紧度松紧度 土壤疏松和紧实程度土壤疏松和紧实程度 孔隙孔隙 土粒之
23、间存在空间,是土壤水分、土粒之间存在空间,是土壤水分、空气通道和仓库空气通道和仓库 土壤湿度土壤湿度 土壤干湿程度,反应土壤中土壤干湿程度,反应土壤中 水分含量多少。这取决于地表水和地下水以及土壤本身性质水分含量多少。这取决于地表水和地下水以及土壤本身性质和外界条件等影响。在野外直观判定时,通常分为四级:和外界条件等影响。在野外直观判定时,通常分为四级:湿:用手挤压时,水可从土壤中流出;湿:用手挤压时,水可从土壤中流出;潮:放在纸上可留下湿痕,可搓成土球或土条;潮:放在纸上可留下湿痕,可搓成土球或土条;润:放在手上有凉润感,用手压之稍留印痕;润:放在手上有凉润感,用手压之稍留印痕;干:放在手上
24、无凉快感,粒粒成为硬块。干:放在手上无凉快感,粒粒成为硬块。新生体新生体 土壤发育过程中物质重新淋溶淀积和聚集生土壤发育过程中物质重新淋溶淀积和聚集生成物。依据新生体性质和形状能够判断出土壤类型、发育过成物。依据新生体性质和形状能够判断出土壤类型、发育过程及历史演变特征程及历史演变特征侵入体侵入体 外界进入土壤特殊物质外界进入土壤特殊物质 第26页四、四、土壤物质组成土壤物质组成 土壤是由固相、液相和气相等三相土壤是由固相、液相和气相等三相物质组成物质组成 固相包含矿物质、有机质和一些活微生物,固相包含矿物质、有机质和一些活微生物,按重量矿物质占按重量矿物质占95%。液相和气相占液相和气相占5
25、0%,经常处于彼此消长状态,经常处于彼此消长状态第27页(一)土壤矿物质(一)土壤矿物质土壤矿物质是土壤主要组成物质,组成土壤“骨骼”。土壤矿物主要组成元素土壤矿物主要组成元素 地壳中已知地壳中已知90都种元素土壤中都存在都种元素土壤中都存在 土壤矿物质基本上来自成土母质,按成因能够土壤矿物质基本上来自成土母质,按成因能够分为原生矿物质和次生矿物质分为原生矿物质和次生矿物质第28页原生矿物质原生矿物质 各种岩石受到不一样程度各种岩石受到不一样程度物理风化而未经化学风化碎屑物,其原有化学物理风化而未经化学风化碎屑物,其原有化学组成和晶体结构均未改变。组成和晶体结构均未改变。次生矿物质次生矿物质
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