【2019年整理】土壤地理学,第4章土壤形成因素学说
土壤形成原因知识点总结
土壤形成原因知识点总结一、气候因素气候是土壤形成的最主要因素之一。
气候对土壤形成的影响主要表现在降水、温度和风力等方面。
1. 降水降水对土壤形成的影响主要表现在两个方面：一是降水对岩石的溶解作用，二是降水对土壤侵蚀和沉积作用。
首先，降水中的溶解气体和溶解物质可以加速岩石的溶解，形成土壤中的矿物质成分。
其次，大量降水的侵蚀和沉积作用可以改变地表的地形，形成不同种类不同深度的土壤。
2. 温度温度对土壤形成的影响主要表现在化学、生物和物理方面。
在化学方面，温度对岩石的化学性质有一定影响，温度变化可以加速化学变化的速度。
在生物方面，温度对植物生长的条件也具有重要影响，而植物的生长会加速土壤的形成和改变。
在物理方面，温度变化可以改变岩石的结构和形态，影响土壤的发育。
3. 风力风力对土壤形成的影响主要表现在风化和侵蚀方面。
在风力的作用下，岩石表面会受到风化的影响，产生微裂缝，进而影响土壤形成。
此外，风力还可以加速土壤的侵蚀过程，对土壤的形成也有一定的影响。
二、植被因素植被是土壤形成的重要因素之一，它对土壤的形成和保持起着重要作用。
1. 植物的生长和死亡植物的生长和死亡对土壤的形成具有重要影响。
植物的根系可以改变土壤的结构和形态，为土壤提供有机物质，促进土壤的形成。
同时，植物的死亡也为土壤提供有机物质，加速土壤的发育。
植物的生长和死亡对土壤的有机成分和微生物的活动也具有重要影响。
2. 植物的覆盖植物的覆盖对土壤的形成也有重要影响。
植物的覆盖可以降低土壤表面的温度，减少土壤中的水分蒸发，保持土壤的湿润，有利于土壤的形成。
同时，植物的覆盖也可以防止土壤的侵蚀，保护土壤的形成。
三、地形因素地形是土壤形成的重要因素之一，地形对土壤的形成和发育起着重要影响。
1. 地势地势对土壤形成的影响主要表现在土壤的排水性和土壤的侵蚀方面。
地势对土壤的排水性有重要影响，不同地势的土壤排水性不同，进而影响土壤的形成。
同时，地势的不同也决定了土壤侵蚀的程度，地势的陡峭会加剧土壤的侵蚀过程。
土壤形成因素
土壤是一种独立的自然体，它是在各种成土因素非常复杂的相互作用于土壤母质而形成的。
它是自然因素和人为活动长期共同作用的结果，影响其形成的因素有以下六种：
1、母质因素：经风化作用形成的母质是土壤形成的物质基础和植物矿质养分元素（氮除外）的最初来源,它对土壤的物理性状和化学组成均产生重要的作用。
2、气候因素：直接影响是对土壤的水、热状况和物理、化学过程的性质与强度造成影响，如温度每增加10℃，土壤中的化学反应速度平均增加1～2倍；间接影响是通过影响岩石风化过程以及植被类型等来影响土壤的形成和发育。
3、生物因素：生物是土壤有机物质的来源和土壤形成过程中最活跃的因素，其中植物起着最为重要的作用。
绿色植物吸收养分元素制造有机质，然后以枯枝落叶和残体的形式将有机养分归还给地表；动物除以排泄物、分泌物和残体的形式为土壤提供有机质，并通过啃食、搬运和搅动等促进有机残体的转化和改变土壤结构；微生物在成土过程中的主要功能是有机残体的分解、转化和腐殖质的合成。
4、地形因素：主要是通过引起物质、能量的再分配而间接地影响土壤形成。
如坡度和坡向也可改变水、热条件和植被状况，从而影响土壤的发育。
5、时间因素：母质、地形、气候和生物等在土壤形成中的作用都随着时间的演变而不断变化。
如在极端环境中，岩石的风化物可能需要几千年的时间才能形成土壤发生层，而典型灰壤的发育需要1000～1500年。
6、人类活动因素：主要影响是通过改变成土因素作用于土壤的形成与演化。
其中以改变地表生物状况的影响最为突出，如在农业生产活动，通过耕耘最终将自然土壤改造成为各种耕作土壤。
土壤地理学第四讲土壤形成因素与形成过程(2)
还原条件化学元素迁移顺序: Ca>Mn>Mg>Na>P>K>Fe>SiO2>AL
配合迁移(Coordination transport):
金属离子与电子给予体的离子或分子 之间通过配位键形成的配合物随水迁移 的过程.
在土壤表面积累的过程。如许多地方黄土的形成、风 沙的形成都是风力搬运的结果。2.不下雨时，大气中 物质被植被吸附或重力沉降到地面的过程也是干沉降； 这对土壤形成影响很大，尤其在某些特殊的地质环境
或气候环境下。
2）湿沉降：.物质以液相沉降通常称 为湿沉降。 包括水和溶于它的气体 和溶质以及水中含有的不溶性的颗 粒物质。
复钙作用(recalcification)
在气候变干，或石灰岩地区由径流 水带入，或过量使用石灰，少钙或已经 脱钙的土壤重新聚积碳酸钙的作用。
脱钙作用(decalcification)
在一定生物气候条件下，碳酸盐与水和 二氧化碳作用，形成可溶的重碳酸盐， 并随土壤水移动而从某一土层或土体淋 失的作用。
从有机物质转化为腐殖质的过程如下：
泥炭化作用(peat formation) 在高地下水位
或地表积水的情况下，不同分解程度的植物残体的积 累作用，这主要发生于沼泽或河湖岸边的低湿地段。
矿质化过程(Mineralization) 微生物作用 有机物质中矿质元素分解、氧化转变 为无机态物质的过程
土壤矿物质迁移与转化
过程。
土壤形成特殊过程
这是指不同土壤在其形成过程中所具备的 特殊过程，它决定不同土壤类型间的差 异。主要表现在4个方面：
1.有机物质合成、分解与转化过程. 2.土壤矿物质迁移与转化过程. 3. 熟化过程 4.退化过程
成土因素学说
成土因素学说
成土因素学说是土壤学中的一个重要分支，主要研究土壤形成的物理、化学和生物过程，探讨影响土壤形成和演化的各种因素。
这些因素包括气候、生物、母质、地形和时间五个方面。
气候是影响土壤形成的最主要因素之一。
气候因素包括降雨、温度、光照、风和大气气体等。
降雨量和温度是气候因素中最为重要的两个因素。
降雨量越多，土壤中的水分含量就越高，对土壤形成有重要作用。
温度则影响土壤中有机质的分解速率和微生物活动强度，从而影响土壤的形成。
生物因素指的是对土壤形成有影响的生物和生态系统。
生物因素对土壤形成的影响主要表现在两个方面：一是生物活动作用，包括分解和腐殖作用；二是生物群落的影响，植物的生长和分布可以影响土壤的性质和结构。
母质指的是土壤形成的原始物质。
母质可以是岩石、矿物质、沉积物等。
母质的物理性质、化学性质和成分组成对土壤的形成和性质有很大的影响。
地形因素是指地形对土壤形成的影响。
地形包括山地、丘陵、平原等，不同地形的土壤性质和成分组成也不同。
地形因素对土壤形成的影响主要表现在土壤的物理结构和水文循环方面。
时间因素是指土壤形成和演化所需要的时间。
时间因素对土壤的成分组成、物理性质和化学性质都有影响。
土壤形成需要很长时间，因此时间因素是影响土壤形成的重要因素之一。
总的来说，成土因素学说是对土壤形成和演化过程中各种因素的综合研究。
在实际生产和生态环境保护中，了解成土因素对土壤的影响，对于合理利用土壤资源和保护生态环境都有着重要的意义。
成土因素和土壤形成过程
以上我们讨论了土壤的三相物质四种成分及其土壤的主要物理化学性质。
不同的土壤具有不同的物质组成和性质，土壤的肥力状况也不同。
那么土壤是怎样形成的呢？这是土壤地理学要搞清楚的问题之一。
一、土壤形成因素（一）土壤形成因素学说1.道库恰耶土壤形成因素学说土壤形成因素学说是十九世纪末，由俄国着名的土壤学家.道库恰耶夫建立起来的。
道库恰耶夫土壤形成因素学说的基本观点有以下四点：①土壤是成土因素综合作用的产物他认为土壤是在各种成土因素综合作用下形成的，离开某一成土因素都不能形成土壤，并提出了如下土壤形成数学函数式。
S：土壤，K：气候，O：生物， F：岩石，P：地形，T：时间道库恰耶夫认为土壤形成因素包括气候、生物、母质和时间四种因素，它们各自对土壤形成都有一定的作用。
只有某一种因素形不能形成土壤，是在这四种因素综合作用下形成的。
②成土因素的同等重要性和相互不可代替性关于这一点，他举例说：“我们假定，如果医生提出水、空气和食物对人的机体那个比较重要，那么这个问题是空洞而用无的。
因为缺乏任何一个，生物都不能单独生存，提出这样的问题是无益的。
提出土壤形成因素中哪一个因素起着最重要的作用，同样也是无益的。
”③成土因素的发展变化制约着土壤的形成和演化世界上的一切事物都在不停地运动，成土因素也是如此，它们也处于无休止的变化过程当中。
前面已经说过，土壤是各种成土因素综合作用的结果。
它们与土壤之间的关系是函数关系，若成土因素发生了变化，土壤本身也必然跟着发生相应的变化，所以成土因素的发展变化制约着土壤的形成和演化。
④成土因素是有地理分布规律的道库恰耶夫在多年研究俄罗斯黑钙土的基础上，1883年发表了他的经典着作——《俄国黑钙土》。
在这本书中他第一次阐明了土壤的地带性分布规律，同时他指出，这是由于成土因素有地带性分布规律的结果。
虽然现在看起来，各种自然事物的地带性规律已为众所周知的事实。
但在当时，这种观点也是史无前例的，非常了不起的。
鲁教版(2019)高中地理必修第一册分析土壤形成的原因终
发育成深厚的土壤
发育。
5、时间与土壤
随着时间的推移，土壤从无到有，从薄 到厚，层次由少到多，逐步发育成熟
土壤的形成与发育比较缓慢，在坚硬岩石形成 的成土母质上，可能需要数千年才能形成土壤
时间决定着 土壤的发育 进程
6、人类活动与土壤
除自然因素外，人类活动对土壤的形成也产生了不可忽视 的影响。
水稻土
【合作探究】生物与土壤
阅读资料，完成下列各题。 材料一 人参果喜光热，不耐高温，光照不足会延迟成熟；根系发达，并能分泌酸性物质； 富含硒、锌等微量元素，口感甜润、皮薄汁多，是国际公认的优质保健水果。 材料二 云南石林县石漠化严重，这里的石漠化土地属于成土母质（岩石被风化后形成的 疏松风化物，是形成土壤的原始物质），从没有长过庄稼。这样的石漠土质，却成为最适 宜人参果生长的“沃土肥田”，出产的人参果品质好，并且经过三到五年的连续种植后， 能够适合其他农作物的种植。 （1）分析石漠土质对人参果品质的有利影响。 （2）分析人参果种植对改造当地石漠化土地的作用。
不合理灌溉导致土地盐碱化 大量施用化肥导致土壤板结
人类的耕作活动，将自然土壤 改造成各种耕作土壤如水稻土 等，可以改善土壤的结构与性 状，提高土壤的生产力
当然一些违反自然成土过程的 人类活动，则会破坏土壤结构， 造成土壤退化、肥力下降
【思考】：分析土壤的形成过程
风
低
木草
耕
裸 露
化 作 用
成 土
微等 生植 物物
【知识拓展】土壤的组成
是砂粒、粉粒和黏粒三者在 比例上均不占绝对优势的一 类混合土壤物理性质介于砂 土和黏土之间，农业价值高
以黏粒为主的土壤，黏粒含 量不低于40%。黏土空隙小， 排水和通气条件不佳，但保 水蓄肥能力强，有较强的黏 结性和可塑性，胀缩幅度大
《土壤地理学》第4章 土壤形成因素学说
4-23所示。
图4-22 不同地带土壤剖面发育与成土年龄相关示意图 (据Gerrard，2000)
图4-23 在稳定条件下土壤发育的时间序列示意图
4.8 土壤形成的人为因素
人为活动对土壤的影响受社会制度和
社会生产力水平的制约，而且这种影响具
有双向性，即可通过合理利用，使土壤朝
向良性循环方向发展，也可因不合理利用 引起土壤退化。人类活动一是通过改变成
德国科学家亚历山大 封 洪堡在《亚洲 地质学和气候学片断》中，揭示了欧亚大陆 中西部气候与植被的规律性变化；现代土壤 地理学奠基人道库恰耶夫，19世纪末在科学
调查的基础上，将广阔地域土壤与其自然条
件联系起来，创立了成土因素学说。
道库恰耶夫(1881年) 首次建立了 П＝f(К, О, Г, Б) 表示土壤与成土因素之间的发生关系。式中： П表示土壤；К, О, Г, Б分别表示气候、生物、 母质和时间因素。道库恰耶夫认为地形只对 “隐域土”有重要意义，故未将地形因子列入。 他还提出土壤是一个独立自然体，成为现代土 壤科学及土壤地理学的独特研究对象。
美国土壤学家H.詹尼(Jenny H) 对土壤 与成土因素进行了深入研究，于1941年发 表《Factors of Soil Formation》，提出 S = f ( Cl, O, R, P, T, … )，简称‘clorpt’函 数式，成为土壤形成的通用公式。詹尼认 为在成土过程中的生物主导并不是千篇一 律的现象，在不同地区、不同类型的土壤 往往有某一因素占优势，如图4-1所示。
图4-6 美国中部土壤碳酸钙层出现深度与年降水量关系图
(据Jenny, 1983)
图4-7 土壤剖面发育与气候湿润度的关系图
图4-8 印度24℃等温沿线区表土有机碳含量与年降水量关系图 (据Jenny, 1983)
第四章土壤形成因素学说
土壤风蚀相对强度指数
粗砂含量 SWEI = 风蚀粒子含量
自然表土表土SWEI≤2.0 轻度风蚀区表土SWEI≥3.0 重度风蚀区表土SWEI≥9.0 风积区表土SWEI≤1.5
图4-10 河北坝上简育干润均腐 土在风蚀过程中的变化图
② 风力堆积作用常造成土壤物质组成的变化。 如在中国温带地区，多数成土母质是第四纪风力堆积 的黄土，这些由风成粉砂和粉粒组成的厚层黄土对土 壤形成发育具有重要的影响。
4.3.4 微生物在土壤形成过程中的作用
微生物在成土过程中的主要作用归结如下：
①分解复杂有机质促使其矿质 化及营养元素的释放； ②合成腐殖质； ③加速无机物的转化。如土壤 中的豆科植物根瘤菌和其他自 氧性固氮细菌，可以直接吸收 大气和土壤空气的氮气，合成 含氮有机化合物以组建自身身 体，待死亡后经腐解作用形成 可供植物利用的氮素； ④加速土壤碳酸钙的溶解淋溶 及Fe、Mn的转化速度。
第4章 土壤形成因素学说
环境与生命科学系 薛晓辉
主要内容：
4.1 道库恰耶夫成土因素学说 4.2 土壤形成的气候因素 4.3 土壤形成的生物因素 4.4 土壤形成的母质因素 4.5 土壤形成的岩石圈(地形)因素 4.6 土壤形成的水圈(水文)因素 4.7 土壤形成的时间因素 4.8 土壤形成的人为因素
思考题与个案分析
4.1 道库恰耶夫成土因素学说
4.1.1 道库恰耶夫成土因素学说的基础 1 道库恰耶夫与土壤地理比较法(自学)
2 成土因素学说的基本原理 土壤是成土因素综合作用的产物
道库恰耶夫(1881年) 首次建立了函数П＝f(К, О, Г, Б) 表示土壤与成土因素之间的发生关系。式中：П表 示土壤；К, О, Г, Б分别表示气候、生物、母质和时间 因素。道库恰耶夫认为地形只对“隐域土”有重要意 义，故未将地形因子列入。的独特研究对象。
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现代土壤地理学奠基人道库恰耶夫，19世 纪末在科学调查的基础上，将广阔地域土壤 与其自然条件联系起来，创立了成土因素学 说。
道库恰耶夫创立了土壤调查与制图方法， 即土壤地理比较法。
土壤调查以土壤剖面为依据，编制土壤发 生类型图，发表了著名论著《俄国的黑钙土》
道库恰耶夫(1881年) 首次建立了土壤与 成土因素的函数关系
1. 气温对土壤温度的作用
实验表明：气温与土壤温度之间存在 着明显的正相关（见图），但也有一定 的差异。
2.气温对成土过程的作用
气温及其变化对土壤矿物体的物理 崩解、土壤有机物与无机物的化学反应 速率有明显的作用；气温及其变化对土 壤水分的蒸散、土壤矿物的溶解和沉淀、 有机质的分解与腐殖质的合成都有重要 的影响，从而制约土壤中元素迁移的方 式。
2. 认识时间与土壤发育之间的相互关系 3. 掌握土壤地理发生学的基本理论 4. 理解人类活动对土壤发育的影响。
关键词
成土因素(soil-forming factor) 成土母质(parent material) 风化壳 (weathering crust)
知识结构
认识土壤发生学说
4.1 道库恰耶夫成土因素学 说
(2)不同植被向土壤归还有机物的方式 不同
木本植物 —— 枯枝落叶
草本植物 ——死亡根系
图4-14 不同植物作用下形成土壤的有机质垂直 分布比较
读图分析结论 ※ 草本植物土壤腐殖质的剖面分布特征：
舌状分布，即随土层深度逐渐递减 ※ 木本植物土壤腐殖质的剖面分布特征：
锲状分布，即随土层深度逐渐递减 为什么？
4.2.2 降水对成土过程的作用 1.气温湿润状况与土壤水分状况（略）
2.大气降水对成土过程的影响
水分是矿物风化与成土过程的媒介与载体 年降水量与土壤淋溶—淀积的关系。 K+ Na+ ； Ca2+ Mg2+ ； 干旱区→ 半干旱半湿润区 → 湿润区
图4-6 美国中部土壤碳酸钙层出现深度与年降水量关系图 (据Jenny, 1983)4.3.3 动物在Fra bibliotek壤形成过程中的作用
参与了土壤中有机质和能量的转化过 程，动物通过吞噬大量粗大的有机质， 通过动物体内消化之后排出的代谢物质， 再由微生物进行分解并合成土壤腐殖质。
詹尼认为在成土过程中的生物主导并不 是千篇一律的现象，在不同地区、不同 类型的土壤往往有某一因素占优势。
4.1.3 现代土壤发生学（简略） 六大成土因素：母质、生物、气候、地
形、时间、人类活动
4.2 土壤形成的气候因素
气候要素如气温、降水、风力对土壤形 成发育具有重要的影响。
4.2.1 气温对土壤形成的作用
案例分析题：
阴那山实习观察发现，海拔1000米以上的 山地灌丛草甸土有机质层厚且颜色深，而 400米左右的山地红壤剖面却没有发现明显 的灰黑色有机质层，为什么？
2.植物对土壤矿物质养分及性状的影响
植物将分散的营养元素选择性吸收， 合成有机质，死亡后残体又归还土壤 → → 营养元素的富集→ → 改善土壤性状
热带雨林 波哥大草原
积雪区
内华达山地
图4-3 不同地带土壤中苜蓿碎屑分解速率
读图分析结论： 热带雨林→波哥大草原→内华达山地→积雪区
温度越高，植物碎屑分解率越高
图4-4 不同温度带风化壳分异图式
读图分析结论：
极地→苔原→寒温带→温带→亚热带→热带 温度越高，土壤矿物风化越强，风化壳越厚， 粘粒越多。
4.3.2 植物在土壤形成过程中的作用
1. 植物在土壤有机质积累中的作用
将分散在母质、水圈和大气圈中的营 养元素选择性地吸收起来，利用太阳辐 射能合成有机质，从而将太阳辐射能转 化为化学潜能并引入成土过程之中。
(1)不同植被向土壤提供的有机物量差 异巨大。（读表4-2）
热带雨林＞亚热带常绿阔叶林＞温带落叶阔 叶林 ＞泰加林 ＞草原＞荒漠
掌握土壤与生物气 候、土壤水运动特 征，土壤水热状况
4.2~4.6 土壤形成的气候、 生物、母质、地形与 水文因素
熟悉土壤时间发育序 列及人类对土壤发育 的影响
4.7 土壤形成的时间因素 4.8 土壤形成的人为因素
4.1 道库恰耶夫成土因素学说
4.1.1 成土因素学说基础
德国科学家亚历山大冯洪堡在《亚洲地 质学和气候学片断》中，揭示了欧亚大陆中 西部气候与植被的规律性变化；
第4章 土壤形成因素学说
4.1 道库恰耶夫成土因素学说 4.2 土壤形成的气候因素 4.3 土壤形成的生物因素 4.4 土壤形成的母质因素 4.5 土壤形成的岩石圈(地形)因素 4.6 土壤形成的水圈(水文)因素 4.7 土壤形成的时间因素 4.8 土壤形成的人为因素
思考题与个案分析
教学重点
1. 掌握生物气候、母质、地质水文因素 对土壤形成发育的影响
俄国土壤学家威廉斯——土壤形成的生物 发生学说
美国土壤学家H.詹尼(Jenny H) 对土壤与 成土因素进行了深入研究，于1941年发表
《Factors of Soil Formation》，提出S = f
( Cl, O, R, P, T, … )，简称‘clorpt’函数式，成 为土壤形成的通用公式。
图4-7 土壤剖面发育与气候湿润度的关系图
图4-8 印度24℃等温沿线区表土有机碳含量与 年降水量关系图
读图分析结论：
一般情况，土壤有机质的积累强度随区域降水 的增加而增加，但降水增加到一定程度后，积 累过程又收到抑制（P129）。
4.2.3 风对成土过程的作用（略）
风力导致土壤表层分粒大量流失， 即土壤风蚀沙化。沙尘暴
П＝f(К, О, Г, Б)
式中：П表示土壤；К, О, Г, Б分别表示 气候、生物、母质和时间因素。道库恰耶 夫认为地形只对“隐域土”有重要意义， 故未将地形因子列入。他还提出土壤是一 个独立自然体，使土壤从岩石风化物中划 分出来，成为现代土壤科学及土壤地理学 的独特研究对象。
4.1.2 成土因素学说的发展
4.3 土壤形成的生物因素
生物将太阳辐射能转变为化学能引入 成土过程，并合成土壤腐殖质。在土壤中 生活着有数百万种植物、动物和微生物， 它们的生理代谢过程构成了地表营养元素 的生物小循环，使得养分在土壤中保持与 富集，从而促使了土壤的发生与发展，如 图4-12~4-15所示。
4.3.1 植物群落原生演替与土壤起源 （略）