土壤的组成和性质

第十一章土壤的组成和性质

土壤是环境的要素之一，它介于生物界与非生物界之间，是一切生物赖以生存的基础。随着现代工农业生产的发展，化肥、农药的大量施用，工矿废水不断侵袭农田，城市工业废物和其他人工合成物质不断进入土壤，导致严重的污染事故不断发生。污染物进入土壤后，可能对地表水、地下水等造成次生污染，还会影响植物生长发育及土壤内部生物群的变化与物质的转化；污染物可通过土壤植物系统，经由食物链进入人体，危害人类健康。因此，防治土壤污染是环境科学的重要研究课题之一，而了解污染物在土壤中的存在及迁移转化，则是采取防治措施的重要依据。

本章主要介绍土壤的组成与性质、土壤污染源、主要污染物、主要重金属污染物和农药在土壤上的污染以及迁移转化规律和机制。要求了解土壤的组成与性质、土壤污染源及土壤污染控制技术；掌握土壤的吸附、酸碱性和氧化还原特性，主要污染物在土壤中的迁移转化规律、影响因素和作用机制。

第一节土壤的组成

本节内容要点：土壤矿物质、土壤有机质、土壤溶液、土壤空气等。

土壤是陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松层，它是地球地面岩石风化过程和母质成土过程的综合作用下形成的。具有肥力是土壤异于其他物质最本质的特征。土壤仅是岩石圈上薄薄的一层，大约2m左右，它能提供植物生长所必需的物质和能量。

土壤由固、液、气三相物质组成。固相包括土壤矿物质和有机质，占土壤总重量的90%～95%，占体积的50%左右。土壤中还有数量众多的细菌和微生物。液相指土壤水份及所含的可溶物，也称土壤溶液，占土壤体积的15%～35%。气相指土壤空气，占土壤体积的15%～35%。因此，土壤是一个以固相为主的不均质多相体系，三相物质互相联系、制约，构成一个有机整体，如图11-1所示。土壤中与土壤污染化学行为关系密切的组分主要是矿物质、有机质和微生物。

图11-1 土壤中固相、液相、气相结构示意图

一、土壤矿物质

土壤矿物质按其成因可分为原生矿物和次生矿物。　

原生矿物是指那些在风化过程中未改变化学组成的原始成岩矿物，主要有石英、长石类、角闪石类、云母类等。原生矿物的粒径较大，如砂粒的粒径为0.02～2 mm，粉砂粒为0.002～0.02mm。它具有坚实而稳定的晶格，不透水，不具有物理化学吸收性能，不膨胀。

次生矿物是岩石经历化学风化形成的新矿物，其粒径较小，大部分以黏粒和胶体(粒径小于0.002mm)分散状态存在。许多次生矿物具有活动的晶格、强的吸附和离子交换能力，吸水后膨胀，有明显的胶体特征。次生矿物是构成土壤的最主要组成部分，对土壤中无机污染物的行为和归宿影响很大。

次生矿物有晶态和非晶态之分。非晶态次生矿物主要呈胶膜状态，它裹于土粒表面，如水合氧化铁、铝及硅等；也有呈粒状凝胶成为极细的土粒，如水铝类石等；后者是一种无固定组成的硅铝氧化物，并有较高的阳离子和阴离子代换量，特别是无定形氧化物具有巨大的比表面和较高的化学活性。

晶态次生矿物主要是铝硅酸盐类粘土矿物，如伊利石、蒙脱石、高岭石、蛭石等；它们由硅氧四面体(一个硅原子与四个氧原子组成，形成一个三角锥形的晶格单元)和铝氧四面体(一个铝原子与六个氧原子或氢氧原子组成，形成具有八个面的晶格单元)的层片组成。

粘土矿物通常分为1∶1和2∶1两种类型(图11-2)。根据构成晶层时硅氧四面体(硅氧片)与铝氧八面体(水铝片)的数目和排列方式，粘土矿物可分为三大类：(1) 伊利石类：2∶1型晶格，即两层硅氧片中间夹一层水铝片组成一个晶层。但伊利石类晶格中有一部分硅被铝代替，不足的正电荷被处在两个晶层间钾离子所补偿；这些钾离子似乎起桥梁作用，把上下相邻的两个晶层连结起来。

(2)蒙脱石类：由两层硅氧片中间夹一层水铝片组成一个晶层，属于2∶1型的三层粘土矿物。晶层表面都是氧原子，没有氢氧原子组，晶层间没有氢键结合力，只有松驰的联系；晶层间的距离为0.96～2.14nm。水分子或其他交换性阳离子可以进入层间。因此，蒙脱石具有较高的阳离子交换容量。

(3)高岭石类：由一硅氧片与一水铝片组成一个晶层，属1∶1型二层粘土矿物。晶层的一面是氧原子，另一面是氢氧原子组，晶层之间通过氢键相连结。晶层间的距离很小，仅0.72nm，故内部空隙不大，水分子和其他离子都难以进入层间。

伊利石结构示意图

蒙脱石结构示意图

高岭石结构示意图

图11-2 粘土矿物结构示意图

在粘土矿物的形成过程中，常常发生半径相近的离子取代一部分铝(Ⅲ)或硅(Ⅳ)的现象，即同晶替代作用。如Mg2+、Fe3+等离子取代Al3+，Al3+取代Si4+，同晶

替代的结果，使粘土矿物微粒具有过剩的负电荷。此负电荷由处于层状结构外部的K+、Na+等来平衡。这一特征决定了粘土矿物具有离子交换吸附等性能。

土壤是由原生矿物和次生矿物按不同粒级的组合比例，并按发生层次构成的。土体内物质的迁移、转化既可在土壤各组成分内，也可在各发生层次内同时进行。

二、土壤有机质

土壤有机质包括生物死亡的残骸、施用的有机肥料、微生物活动生成的有机物等。土壤有机质的化学组分有腐殖质、糖类、木质素、有机氮、脂肪、蜡质、有机磷等，其中腐殖质占有机质总量的70%～90%。和土壤矿物质相比，有机质含量不高，只占土壤总量的5%左右。但有机质对土壤的一系列物理化学性质有很大的影响，对土壤肥力有重大作用。

土壤有机质不但含有丰富的营养元素，而且在自身缓慢的分解过程中，把生释放到空气中，成为光合作用的物质来源；与此同时，产生的有机酸可以成的CO

2

促进矿物养分的溶出，为作物生长提供丰富的养分。土壤有机质，尤其是胡敏酸具有芳香族多元酚官能团，能增强植物呼吸，提高细胞膜的渗透性，促进根系的生长。有机质中的维生素、生长素、抗生素等对植物起促生长、抗病害的作用。有机质还能促进土壤良好结构的形成，增加土壤疏松性、通气性、透水性和保水性。腐殖质有巨大的比表面，可强烈吸附土壤中可溶性养分，保持土壤肥力；具有两性胶体性质的有机物可缓冲土壤溶液的pH。有机物可作为土壤微生物的营养物，而微生物活动又增加土壤养分，促进作物生长。

土壤有机质和微生物是土壤中最活跃的组成部分。有机质的合成与分解、微生物的代谢和转化活动不仅具有肥力意义，从环境角度看，腐殖质对土壤中有机、无机污染物的吸附、络合或螯合作用，微生物对有机污染物的代谢、降解活动等具有重要意义 。

三、土壤溶液

土壤溶液占土壤总体积的20%～30%，含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO

3

-、

SO

42+、HCO

3

-等无机离子，还含有机物。

土壤水分是土壤三相(固、液、气)中的要素。它把土壤、大气中的植物养分溶解成营养溶液，输送到植物根部，最大程度地提供给植物体。因此，土壤水分是植物吸收养料的主要媒介。

土壤水分主要来源于降雨、雪和灌溉（图11-3 ）。在地下水位接近于地面(2～3 m)的情况下，地下水也是上层土壤水分的重要来源。土粒表面的吸附力和微细孔隙的毛细管力可把进入土壤的水分保持住。土壤固体保持水分的牢固程度，在很大程度上决定了土壤中水分的运动和植物对水分的利用。

当水分进入土壤后，即和其他组成物质发生作用，其中的一些可溶性物质如盐类和空气将溶解在水里。这种溶有盐类和空气的土壤水即为土壤溶液。

图11-3 土壤水循环

土壤水分的动态受重力、土粒表面的分子引力、毛细孔隙的毛管力、植物吸收压力和蒸发力等因素的控制。按土壤水分存在的形式和状态及其与土壤的关系，可分为以下各主要类型（图7-7）：

1.吸湿水土壤依靠土粒与水分子间很强的分子引力，把土壤空气和大气中的汽态水吸附和固定在土粒表面，形成很薄的一层水膜，这叫吸湿水（吸着水）。土壤保持吸湿水的最大量（吸湿系数），因土壤胶体的数量和质量而不同，质地粘重及含蒙脱土多的土壤含吸湿水量最高。土壤吸附这种水分子的能力很大，因此它不能为植物所利用。

2.膜状水 当吸湿水充满以后，土粒继续靠分子引力吸收水分，加厚土粒外表的水膜，这种水称膜状水。其分子引力减弱，稍有活动性；有极少数水分可供植物利用。植物出现永久性凋萎时的土壤含水率，称凋萎系数。

3.毛管水当膜状水充满后，毛细孔隙靠毛管力（弯液面张力）而保持的水分，称毛管水。这种土壤水分具活动性，可向蒸发的和低湿度的方向运动；是植物有效水分的基本来源。毛管水有二种：一是靠降水或灌溉供给并与地下水无联系的毛管悬着水；另一是由地下水层上升的毛管上升水，其上升高度因质地和毛细孔隙的大小而不同。在降雨过后，土壤平常所能保持的毛管悬着水的最大量，称田间持水量。当所有毛细孔隙都充满水分时，称毛管持水量或最大毛管持水量。它们由毛细孔隙的数量所决定。

4.重力水当毛管水达到最大毛管持水量后，若再有水分补充时，则存在于大孔隙中的水因重力作用而下移，成为重力水。若大小孔隙都充满水分时称为饱和持水量。当排水良好时，重力水很快消失，成为土壤不能保持、植物不能利用的一种水分。当水分过多时则成为渍水，只有水生植物可以适应和利用。

四、土壤空气

土壤是一个多孔体系，在水分不饱和的情况下，孔隙中充满空气。土壤空气主要来自大气，其次来自土壤中的生物化学过程。

土壤空气是不连续的，它存在于被土壤固体隔开的土壤孔隙中，其组成在不同处是有差异的。土壤空气与大气组成有较大的差别：

(1)CO

2

含量一般远比在大气中高，氧的含量则低于大气(表11-1)。造成这种差别的原因是土壤中植物根系的呼吸作用、微生物活动中有机物的降解及合成

时消耗其中的O

2，放出CO

2

。

(2)土壤空气一般比大气含有较高的水量。土壤含水量适宜时，相对湿度接近100%。除此之外，由于土壤空气经常被水汽所饱和，在通气不良情况下，厌

氧细菌活动产生的少量还原性气体如CH

4、H

2

S、H

2

也积累在土壤空气中。

表11-1 土壤空气与大气组成（%）

土壤空气的含量和组成在很大程度上取决于土水关系。作为气体混合物的土壤空气，只进入未被水分占据的那些土壤孔隙。细孔隙比例大的土壤，往往通气条件较差。在这类土壤中，水分占优势，土壤空气的含量和组成不适于植物的最佳生长。在土壤孔隙里贮存的水分和空气，它们的相对含量经常随自然条件的改变而变化。

第二节土壤性状

一、土壤剖面

土壤剖面是指从地表垂直向下的土壤纵剖面，也就是完整的垂直土层序列，是土壤成土过程中物质发生淋溶、淀积、迁移和转化形成的。每一种成土类型都有其特征性的土层组合在一起，形成不同的土壤剖面。

天然土壤剖面过去通常采用道库恰耶夫的划分方案，即腐殖质聚积层（A）、过渡层（B）和母质层（C）。1967年国际土壤学会提出了新的土壤发生层次划分

方案，将天然土壤划分为六个发生层：有机层（O）、腐殖质层（A）、淋溶层（E）、淀积层（B）、母质层（C）和母岩层（R）（图11-4）。

图11-4 国际土壤协会土壤发生层次划分方案

在自然土壤的剖面中，基本的层次有：

1.枯枝落叶层（覆盖层），以A0或O表示。它由地面上枯枝落叶堆积而成，其中可分未分解的（A0）和半分解的（A）两个亚层。

2.腐殖质-淋溶层（A层）。这是剖面中成土作用最活跃的一层。由于生物地球化学的作用，土壤有机质经腐烂、分解后再合成为腐殖质。它在表土中进行明显的积累，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的腐殖质层（A1）。与此同时，由于水分的下渗作用，亦使水溶性物质往下层转移，产生所谓淋溶过程。在淋溶作用特别强烈的土壤中，不仅易溶性物质从此层中淋失，而且难溶性物质如铁、铝及粘粒等也发生化学的和机械的迁移，结果在这层的下段只留下难移动的抗风化最强的矿物颗粒，如石英砂等，因而成为颜色浅淡（常为灰白色）、颗粒较粗、养分贫乏的灰化亚层（A2或E）。这在灰化土中最典型。

3.淀积层（B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的物质，使质地偏粘、土体较紧实，具块状或棱柱状等结构，常出现新生体，颜色与A层也有明显差别。

4.母质层（C层）。位于淋溶、淀积层之下，由未受成土作用影响或影响甚微的风化残积物或堆积物所组成，是形成土壤的母体或基础。在母质层之下则为未风化的基岩（用D或R表示）。

在具体剖面中，除划分上述基本层次外，尚可再分出一些亚层（如A3、B1、B2、B4等），过渡层（如AB、BC），以及一些特殊层次如潜育层（G）、钙积层（Cc）、石膏层（Cs）、铁盘层（CFe）等。

1.发育程度很低的土壤其剖面构造简单，通常只有很薄的A层和AC层，尚无淀积层的发育。常见于极地、高山和新母岩出露等地方。

2.发育良好的土壤具有完备的层次构造，基本层次及各亚层分异明显，层序正常。常见于气候、植被等成土条件良好和侵蚀作用微弱的地区。

3.发育过程受干扰的埋藏土壤即在原有土壤剖面之上又覆盖和发育了新的土壤剖面，因而使层次的组合和顺序出现重复和多样化。它发生于接受简断堆积的地区或受人工干扰所致。

4.受强烈剥蚀的土壤由于强烈的风蚀或水蚀，使原来土壤上部层次消失，成为不完全的剖面构造。见于植被严重破坏、水土流失严重的地区。

耕作土一般划分为四层：耕作层（表土层），由于受耕作施肥的影响，土性疏松、结构良好，有机质含量高，颜色较深，肥力较高，厚度一般大于15 cm；犁底层（亚表土层），在耕作层之下厚10~20 cm，土壤紧实，呈片状结构，有机质含量比上层减少；心土层（生土层），在犁底层之下，受耕作影响比较小，淀积作用明显，颜色较浅；底土层（死土层），几乎没有受耕作影响，根系少，仍保留母质特征。

二、土壤的性状

1．土壤颜色

土壤颜色变化可作为判断和研究土壤成土条件、成土过程、肥力特征和演变的依据，是土壤命名的重要依据。世界上许多土壤是根据颜色来命名的。例如，红壤、黄壤、砖红壤、黑土、黑钙土等。黑色表示土壤腐殖质含量高，含量减少则呈灰色；白色与土壤中石英、高岭石、碳酸盐、长石、石膏和可溶性盐类含量高有关；红色表示土壤中含有的赤铁矿，黄色是水化氧化铁造成的。游离氧化锰含量高时，土壤呈紫色；当土壤积水处于还原状态时，因含有大量亚铁氧化物，土壤呈绿色或蓝灰色。

土壤颗粒根据粒径大小分为砂粒、粉粒和粘粒三级，根据各级的含量比例而对土壤所作的划分称为土壤质地。国际土壤学会的机械组成分类法规定，砂粒粒径为2—0.02mm，粉粒为0.02—0.002mm，粘粒在0.002mm以下。根据百分含量算出土壤中砂粒、粉粒和粘粒的比例，用三角图划分土壤质地(图11-5)。

土壤质地是土壤的一种基本性质，它不仅与土壤养分的保持和供给，而且还与水及空气的供给、耕作的难易、植物生长等有密切关系。土壤质地影响土壤水、空气和热量的运动，也影响养分的转化，影响土壤的性质。砂质土壤通气透水性好，植物根系易于深入与发展，土壤升温与有机质矿质化都比较快，但保水、供水性能差，易旱；粘质土保水、保肥、供肥能力强，但通气透水性差，植物根系不易深入与发展，土壤升温与有机质矿质化都比较慢；壤质土既有大孔隙，又有毛管孔隙，因此不仅土壤通气透水性好，植物根系易于深入与发展，土壤升温与有机质矿质化都比较快，而且保水、保肥、供肥能力强。

图11-5 土壤质地分类

土壤结构是指土壤颗粒之间的胶结、接触关系。土壤结构有团粒状结构、块状结构、核状结构、柱状结构、棱柱状结构、片状结构等。

4．土壤松紧度 是指土壤松疏和紧实的程度。常分为很松、疏松、稍紧实、紧实、坚实等。

5．土壤孔隙度是指土壤孔隙的多少。决定着土壤的通水透气性，影响着土壤的养分转化与温度状况。

6．土壤干湿度是指土壤的干湿程度，反映了土壤含水量的多少。在野外常常将土壤分为干、润、潮、湿等等级。

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；

润：放在手上有凉润感，用手压之稍留印痕；

干：放在手上无凉快感，粒粒成为硬块。

7．土壤新生体是指土壤发育过程中形成的新的物质。根据新生体的性质和形状可以判断出土壤类型、发育过程及历史演变特征。例如，土壤发育过程中形成的易溶盐类、石膏、钙质结核、铁锰胶膜或结核等，以及植物根孔、土壤动物孔穴、粪便等。

8．土壤侵入体是指外界混入土壤的特殊物质。例如，混入的石块、瓦片、砖块，以及混入的动植物遗骸等。

三、土壤分类

到目前为止，国际上还没有一个统一的的土壤分类系统。原来的苏联采用的是8级土壤分类系统：土类、亚类、土属、土种、亚种、变种、土系、土相。美国采用是土纲、亚纲、土类、亚类、土族、土系6级分类系统。

中国采用的是土纲、亚纲、土类、亚类、土属、土种、变种7级分类系统。共分出12个土纲、27个亚纲、60个土类、234个亚类。土纲有铁铝土、淋溶土、

半淋溶土、钙层土、干旱土、漠土、初育土、半水成土、水成土、盐碱土、人为土和高山土（表11-2）。 https://www.360docs.net/doc/0613475132.html,/classification

表11-2 中国土壤系统分类土纲和亚纲（1995 ）

A.有机土

B.人为土

C.灰土

D.火山灰土

E.铁铝土

F. 变性土A1.永冻有机

土

A2.正常有机

土

B1.水耕人为

土

B2.旱耕人为

土

C1腐殖灰土

C2正常灰土

D1寒冻火山

灰土

D2玻璃火山

灰土

D3湿润火山

灰土

E1湿润铁铝土

F1潮湿变性土

F2干润变性土

F3湿润变性土

G.干旱

土

H.盐成

土

I.潜育土

J.均腐土

K.富铁

土

G1寒性干旱

土

G2正常干旱

土

H1碱积盐成

土

H2正常盐成

土

I1寒冻潜育土

I2滞水潜育土

I3正常潜育土

J1岩性均腐土

J2干润均腐土

J3湿润均腐土

K1干润富铁

土

K2常湿富铁

土

K3湿润富铁

土

L.淋溶土

M.雏形土

N.新成土

L1冷凉淋溶

土

L2干润淋溶

土

L3常湿淋溶

土

L4湿润淋溶

土

M1寒冻雏形

土

M2潮湿雏形

土

M3干润雏形

土

M4常湿雏形

土

M5湿润雏形

土

N1人为新成

土

N2砂质新成

土

N3冲击新成

土

N4正常新成

土

我国幅员广大，自然条件复杂，从水平分布来看，除寒带的冰沼（冻原）土、亚寒带的灰化土和赤道带的典型砖红壤外，世界上的各种土壤类型在我国几乎都有出现。我国土地的开发利用历史悠久，在劳动人民的长期经营管理之下，培育了各种各样的耕作土壤。

（一）我国东部寒温带至热带森林地区的土壤类型

1.棕色针叶林土过去称为棕色泰加林土，主要分布于我国最北的大兴安岭中北部的寒温带山地。植被为原始针叶林。因气候冷湿，地面半年冰冻，冻层深约3米，局部有多年冻土层。这种土壤的特点是土层浅薄，下层多砾石，无明显的淋溶淀积层次，表层腐殖质含量高，并有白色菌丝体。剖面颜色呈暗棕色酸性反应。

2.暗棕色森林土（暗棕壤）分布于大小兴安岭和长白山脉。植被为温带针阔叶混交林。冬冷时间长，土层中有1—2.5米深的季节性冻土层。地表枯枝落叶层厚，表土暗棕灰色，腐殖质含量高；心土层暗棕至棕色，质粘；底土层为棕色半风化碎屑，时有明显的铁锰胶膜；土层厚度不到1米；呈酸性。这里是我国东北重要的天然林基地。

3.棕壤（棕色森林土）分布于辽东、山东和冀东等低山丘陵地带。植被为暖温带夏绿阔叶次生林，有部分针叶林。土壤剖面层次色调较一致，除表层外，均以棕色或浅褐色为主；质地上粗下细，心土层有明显的粘粒淀积，全剖面水分状况良好，无游离碳酸钙，呈中性至微酸性；土层较深厚，自然肥力较高，生产潜力大，适于发展温带的农林果木。山前平原和岗地目前已大面积垦为耕地或果园。

4.褐土分布于黄土高原的东部地区。属暖温带半湿润气候，山区以中生性夏绿阔叶林为主，丘陵区常为灌木或草丛。表土层（腐殖质层）不厚；心土层较粘重，常有铁锰胶膜淀积；底土层有钙质淀积。全剖面呈褐色，有石灰性反应（淋溶褐土除外），土层中常见白色假菌丝体，呈微碱性。适于温带农林果木发展，许多温带水果多产于此地。须注意加强水土保持，增施磷肥，发挥土壤生产潜力。

5.黄棕壤属棕壤与黄壤的过渡类型，分布在长江以北、秦岭淮河以南的低山丘陵。天然植被为北亚热带常绿阔叶林。表层灰棕色，壤质，厚10—15厘米；心土层呈黄棕色，有明显粘粒淀积，棱块状结构，有暗棕色胶膜及雏型铁锰结核；底土为棕色紧实粘土层。全剖面呈微酸性至酸性反应。大部分已垦为农地，部分为果园、茶园等。黄棕壤地区须加强水土保持工作，防止表土被剥蚀后粘实的土层出露而降低肥力。

6.红壤与黄壤分布于江南丘陵及云贵高原东部的中亚热带。天然植被为常绿阔叶林，现多为次生的马尾松和灌丛、芒萁等。红壤分布的位置较低，发育于较深厚的红色风化壳粘土层上，含铁铝较多，粘土矿物以高岭土为主，有铁锰结核及多量铁锰胶膜淀积于心土层，底层有杂色交织的网状斑纹。呈酸性。许多地方植被

破坏后水土流失比较严重。红壤分布的面积很广，许多丘陵台地已垦为水田或旱地，是我国南方发展多种经营的重要土地资源，这里适宜发展茶、油茶、油桐、柑桔等亚热带经济林果。

黄壤分布的海拔高度比较红壤高，气候常年湿润，在云贵高原分布最广。土壤中的氧化铁水化而使剖面呈黄色，尤以心土层更为明显。表土层厚，腐殖质含量较红壤丰富，宜农、宜牧、宜林。山地适宜于种植杉、竹、茶等。

7.砖红壤化红壤及砖红壤分布于南岭以南和台湾、云南等南亚热带和热带地区。天然植被为季雨林和热带雨林，常年高温多雨，化学风化及淋溶作用强烈，红色风化壳发育深厚。除表土层为红褐色外，全剖面均为红棕色；质地粘重，心土层有大量暗棕色胶膜和较多的铁锰结核，亦有多量铝的氧化物或氢氧化物积聚，在土壤干湿交替明显的地方最为显著；有机质分解快，养分循环迅速，腐殖质一般积累不多；呈酸性至强酸性反应。在侵蚀严重的地段，心土的结核层常露出地面，肥力显著下降。砖红壤与砖红壤化红壤的区别是前者富铁、铝化作用更为典型。这些地方是我国发展热带作物的重要基地，热带性经济林果广泛分布。

（二）我国北部湿润草原至荒漠的土壤类型

1.黑土分布于小兴安岭和长白山的山前台地和平原。气候湿润，植被类型主要为草原化草甸（五花草塘）。土壤暗灰色，腐殖质层深厚（30—70厘米以上），结构良好，土层疏松多孔，亚表层以下有黑色铁锰结核和二氧化硅白色粉末及锈纹斑点。质地适中，下层较坚实粘重，无钙积层及石灰反应。呈微酸性，是自然肥力很高的土壤。大部分已开垦为耕地，盛产大豆、麦类、高粱、马铃薯等。进行合理耕作、施肥和管理，是保持和提高肥力的重要环节。

在黑土区较低湿的地方（如三江平原下游），还发育一种白浆土，常与黑土呈复区分布，与黑土不同之处是由于干湿交替和氧化还原反复进行，在亚表层形成灰白色的白浆层。

2.黑钙土分布于大兴安岭的丘陵山麓及松嫩平原西部的半湿润草原或草甸草原地区。表土黑色，腐殖质层厚约30—40厘米，逐渐向下层过渡，并有腐殖质呈舌状向心土层延伸；心土层浅灰棕或黄棕色，碳酸盐呈斑块或结核状积聚；母质层较厚。质地轻至中壤土。呈微碱性。它与黑土类似，土质肥沃，适种性广，但较易受春旱，因此发展灌溉很为必要。大部分已垦为耕地，亦有天然草场。

3.栗钙土主要分布于内蒙古高原的东部和南部，大兴安岭东南丘陵平原及西北部分地区。植被为温带半干旱草原。土壤剖面由栗色或灰棕色腐殖质层和灰白色碳酸钙淀积层组成；有强烈石灰反应，局部地区的下部土层尚有石膏积聚。多为天然牧场，是我国主要的牧业基地，也有农业和半农业区。发展灌溉和防止风蚀是发挥其生产潜力的重要措施。

4.棕钙土主要分布于内蒙古高原中西部、准噶尔盆地北部和天山、祁连山附近。气候较干旱，植被为旱生的荒漠草原和草原化荒漠类型。土层浅薄呈灰棕色，全剖面有石灰反应，钙积层多在亚表土层以下，有的在底层尚有石膏积聚。质地为砂壤至轻壤土，并含砾石，土层松散，腐殖质及水分含量都少（与这类土壤特点相似的灰钙土，主要发育在黄土母质或较细的洪积物上，水分条件稍好）。这些地区主要为天然牧场，有一些是半农半牧区。农业全靠灌溉。防止风沙危害，解决水源，是保障这个地区农牧业发展必不可少的条件。

5.棕漠土和灰棕漠土分布于塔里木、准噶尔和柴达木等盆地的戈壁滩及宁夏、甘肃西部的极干旱地区。植被稀少，主要是一些荒漠灌丛。土壤质地砂性强，大都含砾质。表土层为浅灰色多孔状结皮，呈石灰反应，含石膏或一些盐盘等。目前利用不广，局部灌溉条件较好的地区经改造亦可发展农牧业。

（三）其他土类

1.黑垆土 分布于黄土塬面上的古老耕作土壤，耕作熟化层约50厘米，有明显的犁底层，暗灰褐色的腐殖质层（30—80厘米）向下延伸，底部为棕色钙积层和黄土母质。质地为轻壤至中壤土，心土层稍粘。全剖面有石灰反应并向下增强，腐殖质含量少（1—2％）。其中因土壤侵蚀强烈使肥力变差和犁底层不明显的叫绵黄土，它与黑垆土交错分布。这里气候较干旱，植被稀少，农业以旱作为主。搞好水土保持，发展灌溉，提高土粪质量，发展绿肥生产，是提高肥力的重要措施。此外，分布在关中和晋西南一带的　土是黄土高原南部经人工长期培育的一种肥沃的旱作土壤。

2.潮土（黄潮土）分布于华北平原和辽河平原，过去称浅色草甸土，是我国主要耕作土壤之一，为旱粮和棉花重要产地，由黄土性母质沉积物经长期耕作熟化而成。地下水位多在1—2米间，许多地区因夜间水汽凝结引起表土“回潮”现象，能增加一定的土壤水分，故称潮土。土层质地受沉积层次的局部变化影响很大，常有砂粘夹层特点。表土层以灰棕色为主，以下以色调均匀的浅棕色为主，中下

层有明显的锈纹斑点。土壤水分条件较好，肥力尚高，全剖面有石灰反应。微地形常有起伏。对这种土壤主要是结合农田基本建设，防除旱、涝、盐碱危害。

3.水稻土全国各地均有分布，主要集中于秦岭淮河一线以南的冲积平原和山丘谷地，以及台湾西部平原。水稻土可发育在各种自然土壤上，开垦种植水稻后在淹水条件下，剖面发生明显分异。典型的层次有：耕作层（淹育层），犁底层及下部的渗育层，斑纹层（潴育层）和潜育层。土层中氧化还原交替频繁是其主要特点。在淹水条件下，氧化铁还原呈亚铁，能提高磷的有效性，同时由于土壤溶液中亚铁离子的增加，部分阳离子被代换，从而增加了钾、钙、镁、钠等元素的含量，尤其是钾被代换较多，对土壤肥力产生很大影响。但腐殖质化程度较低，须靠施放大量含氮的肥料补充。由于各地的环境条件和轮作、施肥管理等情况不同，水稻土的肥力差异很大。如太湖平原的鳝血黄泥田、华南地区的泥肉田、成都平原的油泥大沙等地区性水稻土，都属于高产田。而南方山丘间的冷浸田、黄泥田，石灰岩地区的板结田、浅脚田，沿海地区的反酸田等，属低产田，它们须因地制宜，针对各自特点进行改良。

4.紫色土四川盆地最为集中，南方各省区亦有零星分布，为我国南部丘陵台地区的旱作土壤之一，亦有不少开辟为水田。其特点是深受母岩影响，成土年龄较短，母岩是中、新生代湖相沉积的紫色页岩或砂页岩，岩体松软，极易风化破碎，自然肥力高，富含各种盐类及多种微量元素，酸碱条件适中，因而可在风化母岩上直接刨耕引种。土壤剖面发育常不完善，表土层以下常为半风化母岩。在荒坡地或管理不善的耕地上，易造成水土流失。因土层浅，质地偏粘，底层又不易透水，在排灌条件不好时，也易受旱、涝之害。母质含氮素少，应在精耕细作基础上，注意增施有机肥和加速土壤的熟化。

5.盐碱土（盐渍土）这是盐化土、盐土和碱土的总称。主要分布于西北、华北、东北和滨海等平地。

盐土是含大量可溶性盐类的土壤，其中以氯化钠和硫酸钠为主。我国盐土可分三类：滨海盐土——以氯化钠为主，硫酸钠次之。除华南滨海咸酸田因有大量树木埋藏成强酸性外，一般都为碱性。整个土层和地下水含盐量都较高，表层含

0.6—1.0％左右，高者在1—2％以上，地下水较浅，矿化度20—30克/升，高者达30—50克/升以上。花碱土——主要分布于黄河下游泛滥平原，常呈斑状分布。盐分主要集中在表土层，含量约0.2—0.3％，下层盐分，多在0.1％以下。地下水位不等，矿化度1—5克/升，高者为10克/升。盐碱类型较复杂，有的以重碳酸钠为主，有的以氯化钠为主，等等。内陆盐土——为内陆干旱区盐碱土统称，

常成大面积片状分布。地表强烈积盐，呈结皮、盐壳和疏松的聚盐层等；表层通常含盐量约5—20％，高者达60—70％；心土、底土亦在1％左右。盐分组成复杂，主要是氯化物、硫酸盐，有些为碳酸钠和硝酸盐。地下水矿化度3—20克/升，高者达70—80克/升。

碱土与盐土的主要区别是：盐土的盐分一般分布在土粒间，碱土的盐分在土粒间不一定很多，但有一部分（主要是钠离子）已进入到土粒之中被粘粒吸附了。因此，它比盐土的性状更坏。地表常有结壳，壳下有面包状孔隙，土中碳酸钠和重碳酸钠相对增多。呈强碱性反应。PH值可达9—10，有时土中有机质被碱溶解，呈马尿色。我国典型碱土不多，所见多为碱化土，既有盐又有碱。如黄淮平原的瓦碱土和白碱土，内陆的白僵土，就是因含有较多的碳酸钠。它不但对作物有毒害作用，同时还破坏土壤结构，湿时起浆，干时坚硬，通透性差。

盐碱土的形成过程主要是各种可溶性盐分在土壤中重新分配、积累的过程，其中有原生的（沿海），也有次生的（由灌溉不当所引起）。改良盐碱土必须采取以水利土壤改良为中心的综合治理措施，贯彻改良与利用结合，因地制宜和因时制宜的原则。盐碱地经不断改良，也能取得高产。

6.高山土壤（高山草甸土、高山草原土、高山漠土和高山寒漠土）分布于青藏高原和一些高山顶部。高山草原和草甸土，过去都是作为牧场或游牧场。解放后，牧业有很大发展，并取得很好的成绩。

7.磷质石灰土分布于南海诸岛。主要是在南沙和西沙群岛的珊瑚岛上，这里为热带海洋性气候，在海岛森林里长期栖息了大量海鸟，其粪便、尸体和枯枝落叶一起堆积在土壤上，并给土壤带来大量磷素，含磷■（P2O5）可高达30％以上，比一般热带土壤要高几十倍到几百倍。剖面可分有机质层、磷质积聚层；淀积层和母质层。由于母质是珊瑚、贝壳等碎屑，所以全剖面的质地砂性强，石灰性反应，土壤呈碱性。

四、土壤的分布

由于成土因素如气候、生物具有地带性分布规律，导致土壤的分布具有地带性分布规律。也就是说土壤同样存在纬度地带性分布规律、干湿度分带性分布规律和垂直带性分布规律。在湿润地区，从北到南，随着温度的逐渐升高，逐渐由灰化土变为棕色土或淋溶棕色土、老成土和铁铝质土。在温带地区，从内陆向海

岸，随着湿润程度的增加，土壤逐渐由灰漠土变为棕钙土、栗钙土、黑钙土、淋溶黑钙土、灰色森林土等（图11-6）。在山区随着垂直高度的增大，土壤依次出现与植被类型相适应的土壤类型。各类土壤类型有规律的排列形成的垂直顺序结构型式，称为土壤垂直带谱。

图13-20 中国土壤水平地带分布模式

第三节土壤的基本性质

本节内容要点：土壤的物理性质、胶体性质、配合和螯合作用、氧化还原性质、酸碱性、生物学性质以及土壤的自净作用等。

土壤与植物的生命活动紧密相连，具有贮存、转化太阳能和生物能的功能。土壤是农业生态系统中连结生物与非生物界、有机界与无机界的重要枢纽。土壤也是组成环境的各个部分相互作用的地方。土壤是一个复杂的物质体系，其中生存着大大小小有生命的有机体，还有各种无机和有机物，在这些物质的各相界面上进行着多种多样物理的、化学的、生物化学的变化。

环境中的有机、无机污染物可以通过各种途径进入土壤　植物系统。土壤本身是一个活的过滤器，对污染物产生过滤、稀释等物理效应，土壤的吸附作用对重金属等污染物的迁移转化有较大的影响，土壤微生物和植物生命活动产生的化学、生物化学反应对污染物也有显著的净化、代谢作用。土壤的性质是多方面的，下面简单介绍与污染物迁移转化有关的一些基本性质。