土壤学第一章
土壤学
第一章土壤矿物质土壤三相组成：固相（矿物质95%、有机质5%）、液相（土壤液体）、气相（土壤气体）矿物：是经各种地质作用，自然产生于地壳中的化合物或化学元素，是具有一定化学成分和物理性质的自然均质体，是组成岩石的基本单位。
原生矿物：是指那些经过不同程度的物理风化，为改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。
土壤原生矿物以硅酸盐、铝硅酸盐占绝对优势。
次生矿物：原生矿物在风化和成土作用下，新形成的矿物，如各种盐类CO32-、SO42- 、SiO42- 、Cl-等。
次生粘土（粒）矿物：层状硅酸盐类和含水氧化物类，是土壤粘粒的主要组成。
粘粒（土）矿物：组成粘粒的次生矿物，主要包括：层状的硅酸盐矿物和氧化物类。
前者是晶型矿物，后者有晶型的，也有非晶型的。
粘土矿物分类：（一）层状硅酸盐a。
硅氧四面体b。
铝氧八面体单位晶层：（1:1型单位晶层铝氧片和硅氧片特点：晶层与晶层间距离稳定，连接紧密内部空隙小，电荷量少，单位个体小，分散度低。
多出现与酸性土壤，如高岭石类。
2:1型单位晶层两层硅氧片夹一层铝氧片，特点：胀缩性大，吸湿性强，易在两边硅氧片中以Al3+代Si4+，有时可在硅铝片中，一般以Mg2+代Al3+→带负电→吸附阳离子。
如蒙脱石，这类矿物多出现于北方土壤。
2:1:1型单位晶层）同晶替代：是指组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子所替代而晶格结构保持不变的现象。
同晶替代的结果使土壤产生永久电荷，能吸附土壤溶液中带相反电荷的离子，使土壤具有保肥能力。
（可变电荷）同晶替代的规律：1、高价阳离子被低价阳离子取代的多；因此，土壤胶体一般其净电荷为阴性。
2、四面体中的Si4+被Al3+离子所替代，八面体中Al3+被Mg2+替代。
3、同晶替代现象在2:1和2:1:1型的粘土矿物中较普遍，而1:1型的粘土矿物中则相对较少。
硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性：（1）高岭组1:1型矿物无膨胀性电荷数量少阳离子交换量小胶体特性较弱华北、西北、东北（2）蒙蛭组2:1型胀缩性大电荷数量大同晶替代胶体特性突出东北、华北、西北蒙脱石主要发生在铝片中，一般以Mg2+代Al3+，蛭石的同晶替代主要发生在硅片中。
《土壤学》第一章地学基础(矿物岩石)
全文电子教材土壤与土壤资源学（上篇：土壤学）林学专业第一章地学基础知识第一节矿物学知识一、概述矿物的定义有狭义和广义之分。
狭义的矿物即通常人们所说的矿物，即指岩石圈中的化学元素的原子或离子通过各种地质作用形成的，并在一定条件下相对稳定的自然产物。
随着科学技术的进步，人们对宇宙的认识范围不断扩大，对矿物的认识也不断加深，因此，矿物还包括地幔矿物、陨石矿物、宇宙矿物和人造矿物等，这是广义的矿物概念。
矿物绝大部分是结晶质的单质或化合物，具有比较固定的化学成分和晶体构造，表现出一定的几何形态和物理化学性质，并以各种形态（固态、液态、气态，多为固态）存在于自然界中。
极少数的矿物以非晶质的液态、气态和胶态存在，其几何形态与其成分、结构之间没有明显的依赖关系。
目前已经发现的矿物有3000多种，其中绝大多数是晶质固态的无机物。
液态、气态及有机矿物总共只有几十种。
按形成矿物的地质作用，主要矿物分成三种成因类型。
1．岩浆矿物：即原生矿物，是由地下深处高温高压条件下的岩浆上升冷凝结晶而成的各种矿物。
如：橄榄石、辉石、角闪石、长石、石英、云母等。
2．表生矿物：是原生矿物在地表常温常压条件下，经过风化、沉积作用所形成的一类矿物。
如：岩盐、石膏、碳酸盐矿物、铁铝的氢氧化物和粘土矿物等。
3．变质矿物：是早期形成的矿物经过变质作用（一般是在高温高压下）所形成的矿物。
如：石榴石、红柱石、蛇纹石等。
变质矿物和表生矿物又成为次生矿物。
二、矿物的概念1、矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下所形成的自然均质体。
地质作用指火山爆发，地震，岩石风化等。
2、矿物数量世界上矿物有3000多种，常见的有50多种，而和土壤形成有关的造岩矿物有20～30多种。
3、类型根据矿物形成原因可分为：原生矿物——由地壳内部岩浆冷却后形成的矿物。
次生矿物——由原生矿物进一步风化形成的新的矿物。
如：方解石是有碳酸钙溶液沉淀而来的；高岭石是由钾长石风化来的。
三、矿物的主要特征(一)、物理性质矿物的物理性质是多方面的。
《土壤学》第一章绪论
《土壤学》第一章绪论第一章绪论目的要求：使学生了解土壤在人类农业生产和自然环境中的重要性、土壤学的任务与土壤学和相关学科的关系；掌握土壤及土壤肥力的内涵。
第一节土壤在人类农业生产和自然环境中的重要性土壤不仅是人类赖以生存的物质基础和宝贵财富的源泉，而且是人类最早开发利用的生产资料。
一、土壤是人类农业生产的基地民以食为天，食以土为本（一）土壤是植物生长繁育和生物生产的基地1.土壤的营养库作用：是陆地生物所需营养物质的重要来源；2.土壤在养分转化和循环中的作用；无机物的有机化，有机物的矿质化；3.土壤的雨水涵养作用：是一个巨大的水库；4.土壤对生物的支撑作用；土壤中拥有种类繁多，数量巨大的生物群；5.土壤在稳定和缓冲环境变化中的作用（缓冲库）。
（二）植物生产、动物生产和土壤管理关系二、土壤是最珍贵的自然资源1.数量的有限性和固定性地球表面形成1cm厚的土壤，约需要300年或更长时间。
2.质量的可变性（土壤肥力的可更新性）治之得宜，地力常新3.土壤空间位置的固定性三、土壤是地球陆地生态系统的基础1.保持生物活性、多样性及生产性；2.对水和溶质流动起调节作用；3.对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、固定和解毒作用；4.具有贮存并循环生物圈及地表的养分作用和其它元素的功能。
四、土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分（一）土壤圈(Pedosphere)的概念地球表层系统五大要素：大气圈、生物圈、岩石圈、水圈、土壤圈土壤圈是覆盖于地球和浅水域底部的土壤所构成的一种连续体或覆盖层，它是地圈系统的重要组成部分，它处于地圈系统（气圈、水圈、生物圈、岩石圈）的交界面，既是这些圈层的支撑者，又是它们长期共同作用的产物。
1.土壤圈涵义（1）永恒的物质与能量交换（2）最活跃与最富生命力的圈层（3）记忆块的功能（4）时空限制特征（5）仅部分为可再生资源2.土壤圈功能（1）对生物圈支撑和调节生物过程，提供植物生长的养分、水分与适宜的物理条件，决定自然植被的分布与演替。
环境土壤学第一章(第1节)全解
生物体：包括各类昆虫、线虫、节肢动物，尤其是土壤微 生物，一般1g土壤中数量可达10亿左右。
第一节 土壤矿物质
一、原生矿物
原生矿物：指在土壤形成过程中末改变化学 组成的原始成岩矿物。 1、橄榄石类 ：属岛状结构硅酸盐，其Si-O 四面体以孤岛状排列，典型矿物为橄榄石 (Ca，Mg)2SiO4，极易风化。 其中的 Si/O=1:4。
铝氧八面体
层状硅酸盐晶体结构中的基本构造单元之一。
铝（Al3+）或镁（Mg2+）离子距离稳定地配上六个氧（O2-）或OH-， 三个在上，三个在下，相互错开作最紧密的堆积，配位形成八面体 的形式。
2:1型层状硅酸盐晶体结构
1、高岭石（Kaolinite)
1:1 型矿物：晶架结构都由一层硅氧片和一 层水铝片重叠而成，结构中硅氧片和水铝 片的比例为1:1； 分子式： (OH)8Al4Si4O10 。从式中可见，典 型高岭石的SiO2/R2O3分子比率为2； 电荷为零； 无或很少的同晶替代，颜色纯净灰白，颗 粒细小； c轴间距为70nm 。
第一部分 基础知识
第一章 环境环境组成化学
土壤的三相组成：固相、液相和气相
固相物质
矿物质：占固相重量的95%左右，总体积的38%左 右。 有机质：占固相重量的 5%左右，总体积的12%左 右。
土壤
粒间物质
气相：组成与大气有差异，取决于生物活动及气 体交 换的难易程度。 液相：粒间水分及溶解于其中的多种溶解性物 质。
硅酸盐晶体结构中的基本构造 单元。
由位于中心的一个硅原子与围 绕它的四个氧原子所构成的配 阴离子[SiO4]4-，因周围的四个 氧原子分布成配位四面体的形 式，故名。 在晶体结构中，各硅氧四面体 可以各自孤立地存在，也可以 通过共用四面体角顶上的一个、 两个、三个以至全部四个氧原 子相互连结而形成多种不同形 式的络阴离子，从而形成不同 结构类型的硅酸盐晶体。
土壤地理学第一章
土壤地理学绪论/第一章1.土壤剖面：自地表直至母质的土壤纵切面2.单个土体：它是土壤剖面的立体化,是土壤类型基层单元的最小体积单位。
3.聚合土体：有两个或两个以上的单个土体所组成的群体。
4.土壤：是覆盖在地球表面能够生长植物的疏松层。
5.土壤肥力是指土壤为植物生长供应和协调水肥气热的能力。
（是土壤的基本属性）6.土壤生产力土壤在一定的管理系统下能生长某种植物或植物系列的能力。
原生矿物是指土壤中各种岩石只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结构均未改变的矿物。
次生矿物定义：原生矿物在风化和成土过程中新形成的矿物称为次生矿物，它包括简单盐类、次生氧化物和铝硅酸盐类次生矿物的分类：1）简单盐类：碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐、氯化物等。
2）次生氧化物（类型及其特性)氧化硅类：土壤新生体（蛋白石-玉髓）。
氧化锰类：土壤新生体，使土壤具有金属光泽。
氧化铁类（包括氢氧化铁）：种类较多，使土壤染色:红色、砖红色、棕色、黄色氧化铝类（包括氢氧化铝）：调节土壤的酸碱平衡，起到“两性胶体”的作用。
2）次生铝硅酸盐类矿物包括伊利石、蒙脱石、高岭石等。
它们是构成土壤粘粒的主要成分。
结构：晶体是由硅氧四面体片和铝氧八面体片是由四个氧原子围绕一个硅原子，形成具有四面构造而得名。
一系列的硅氧四面体通过共同氧原子联结成平面，形成一个片状的四面体层，或称硅氧片。
两种基本晶片连接而成的薄片层状结晶体。
根据晶层结构分类为：1∶1型非胀塑性矿物典型代表是高岭石和埃洛石。
2∶1型膨胀性矿物典型代表是蒙脱石和蛭石。
2∶2型膨胀性矿物典型代表是伊利石、蛭石。
土壤有机质定义：是泛指土壤中以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物。
分类：普通土壤有机质:糖类、蛋白质、脂肪类等。
土壤腐殖质: 胡敏酸、富里酸等，60-70土壤有机质的来源1．植物的枯枝落叶、根系；2．施入的有机肥；3．动物残体、微生物残体土壤有机质的组成成腐殖物质(特殊有机质）（60-70%）非腐殖物质（普通有机质）（30-40%左右）1)普通有机质（矿质化作用后形成简单化合物）：①碳水化合物：糖类，生物的能源物质。
土壤学——母质及矿物
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
特征：
（1）2:1型的晶层结构蒙脱石是其典型代表。单位晶
胞的分子式可表示Al4Si8O20(OH)4·nH2O。
（2）胀缩性大蒙脱石晶层间距变化在之
间，蛭虫的膨胀性比蒙脱石小，其晶层间距变化
约为。
（3）电荷数量少阳离子交换量只有
3-15Cmoles(+)Kg-1。
（4）胶体特性较弱较粗（m），颗粒的总表
面积相对较小，为10－20×103m2kg-1
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
高岭组粘土矿物是南方热带和亚热土壤中普遍而大量存在
的粘土矿物，在华北、西北、东北及西藏高原土壤中含量很少。
硬；不易风化。例如片
麻岩，石英岩，板岩，
片岩，千枚岩，大理岩
等。
第一章土壤母质和矿物质
第一节土壤母质
一、几种主要岩石的类型和特性
土壤中的原生矿物
（一）长石类矿物
正长石，又称钾长石，
是土壤中钾元素的重要
来源。
（二）云母类
白云母，又称钾云母，
是土壤中钾元素的来源
之一。黑云母也是钾元
素的来源，更易分解，
风化。
单位晶层。这样2:1型层状硅酸盐的单位晶层的两个层面都是
氧原子面。
3、单位晶层
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
2:1:1型单位晶层
土壤学
第一章土壤的形成和发育矿物的概念：矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物。
它们具有一定的化学性质，内部构造和物理特性，并以各种形态，存在于自然界中成土的主要矿物：原生矿物、次生矿物原生矿物：由地壳深处的岩浆冷凝而成的矿物，在风化过程中没有改变原来的化学成分和结构，只遭到物理性的破坏，而留存于土壤中。
（石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石、磷灰石等）。
次生矿物：由原生矿物经过化学变化，形成的新矿物。
它的性质、成分、形态都发生了变化。
由于这些次生矿物颗粒很细，又称粘土矿物。
（高岭石、蒙脱石、水云母（伊利石），含水氧化物和二、三氧化物，铝土矿Al2O3·3H2O、褐铁矿2Fe2O3·3H2O、针铁矿等）岩石的概念：岩石是由一种或数种矿物组成的自然集合体。
由多种矿物集合而成的岩石称为复成岩，由一种矿物组成的岩石称为单成岩成土的岩石：岩浆岩、沉积岩、变质岩岩浆岩：岩浆岩是由地下的岩浆，经熔融作用以后上升到地表或地壳内，经过冷凝以后形成的岩石。
在地壳深处冷凝的叫侵入岩，岩浆流出地表形成的叫喷出岩。
特点是不具层理、不含化石，侵入岩多具大形的矿物结晶，喷出岩则具玻璃质结晶与气孔构造。
沉积岩：沉积岩是由地壳上早期形成的各种岩石，经风化、搬运、沉积、胶结作用形成的岩石。
其特点是有明显的层理，常含有化石、所含矿物成分极其复杂变质岩：变质岩是由岩浆岩、沉积岩在高温高压下发生变质作用所形成的，其矿物组成、结构和化学成分较岩浆岩、沉积岩有显著改变。
一般特点是片状（或片麻状）组织，变质后的岩石较变质前致密、坚硬、比较不容易风化。
矿物岩石对土壤性质的影响：影响土壤颗粒的粗细、影响土壤的酸碱性、影响土壤养分状况风化过程概念：岩石风化指的是露出地面的大块岩石，在地表各种自然因素的作用下，逐渐由大块散碎成小块，同时化学成分也发生了改变，岩石所发生的这一切变化，就叫岩石的风化过程。
风化作用的类型：物理风化、化学风化、生物风化物理风化：岩石在外力影响下，机械地分裂成碎屑，只改变大小与形状，而不改变其成分的过程。
《土壤学》章节笔记
《土壤学》章节笔记第一章土壤概述一、土壤的定义与功能1. 土壤的定义：土壤是地球陆地表面的一层复杂自然体，它是由矿物质、有机质、水分、空气和生物等多个组成部分相互作用形成的。
土壤不仅是植物生长的介质，也是地球生态系统的重要组成部分。
2. 土壤的功能：（1）生产功能：- 提供植物生长所需的水分和养分。
- 为植物根系提供支持和固定。
- 作为农业生产的基础，直接影响作物产量和品质。
（2）生态环境功能：- 维持生物多样性，为微生物、动物和植物提供栖息地。
- 参与地球上的水循环，影响地表水和地下水的质量和数量。
- 吸收、转化和降解环境中的污染物，具有自净能力。
- 固定碳素，对全球气候变化有重要影响。
（3）水文功能：- 调节降水径流，减少水土流失。
- 储存水分，缓解干旱对植物生长的影响。
- 过滤和净化水分，影响水质。
（4）社会功能：- 提供建筑和工程用地的基础。
- 作为文化和历史遗产的一部分，反映人类活动的历史。
- 为人类提供休闲娱乐的场所。
二、土壤的形成与分类1. 土壤的形成：土壤的形成是一个长期的地质过程，主要包括以下几个阶段：（1）成土过程：母质经过物理、化学和生物作用形成土壤的过程。
（2）土壤风化：母质在气候因素作用下发生物理和化学变化。
（3）土壤侵蚀：水流、风力等自然因素和人类活动导致土壤流失。
（4）土壤沉积：侵蚀后的土壤物质在低洼地带沉积。
土壤形成的主要因素：（1）气候：温度和降水影响土壤的风化和生物活动。
（2）母质：提供土壤的矿物质和部分养分。
（3）生物：植物、动物和微生物通过其生命活动影响土壤的形成。
（4）地形：影响土壤的水分、温度和侵蚀程度。
2. 土壤的分类：土壤分类系统多样，以下是一些常见的分类方法：（1）按土壤质地分类：- 砂土：颗粒粗糙，通透性好，但保水保肥能力差。
- 壤土：颗粒适中，通透性和保水保肥能力较好。
- 粘土：颗粒细小，保水保肥能力强，但通透性差。
（2）按土壤酸碱度分类：- 酸性土壤：pH值小于7，常见于湿润气候区。
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第1章土壤的形成
一、名词解释
物理风化；化学风化；生物风化；土壤剖面；
二、简答题
1、化学风化包括哪几种作用？
2、风化产物的母质类型
3、土壤剖面的形态特征有哪些？
4、自然/耕作土壤剖面构造
5、影响土壤形成的因素有哪些？它们是如何影响土壤形成的？
一、名词解释
物理风化：机械崩解作用，由温度变化、水分冻结、碎石劈裂以及风力、流水、冰川的摩擦力等物理因素的作用引起，使岩石由大块变成碎块，再逐渐变成细粒，其形状、大小改变(增大接触面) 。
化学风化：化学分解作用，由水、二氧化碳和氧气等参与下进行的各种过程，包括(1)溶解-矿物和岩石在水中溶解的过程。
(2)水化－矿物与水化合。
生物风化：生活在岩石表面和土壤中的各种生物的生命活动，可直接参与岩石矿物的分解破坏，且加强了物理和化学风化的作用。
成土母质:地表岩石风化后形成的疏松的、粗细不同的矿物颗粒的地表堆积体，是形成土壤的母体。
二、简答题
1.化学风化包括哪几种作用？
(1)溶解-矿物和岩石在水中溶解的过程。
(2)水化－矿物与水化合。
如赤铁矿变成褐铁矿。
(3)水解－由于水的H+从硅酸盐矿物中，部分取代了碱金属和碱土金属的盐基离子，生成可溶性盐类。
(4)氧化－湿润条件下，含铁、硫的矿物，进行着氧化过程。
2、风化产物的母质类型
定积母质:又叫残积母质，就地风化而未经搬运的岩石风化物，多分布在山区较平缓的高地。
母质特点为：颗粒粗，厚度薄，母质疏松，通透性好。
运积母质：
（1）坡积母质：山坡上部的风化物，在雨水的冲刷下，其中一些较细小的碎屑发生搬运，并在山坡的中下部发生堆积，形成坡积母质。
母质特点：颗粒粗细不匀，其中石砾含量较高，矿物成分不稳定。
（2）洪积母质：又叫洪积物或洪积扇，主要是由于洪水搬运沉积。
母质特点：粗细混杂，分选性差，在山口处以砾石、粗砂为主，向外逐渐为细砂和粘土，土层薄，易透水。
（3）冲积母质或冲积物：这种母质是由于风化物在河水的侵蚀、搬运和堆积作用下形成的。
母质特点：有明显的层理，而且各层中的颗粒粗细均匀。
此外还有风积母质、海水沉积母质、湖积母质等
3、土壤剖面的形态特征有哪些？
土壤重要的形态特征有：颜色、结构、质地、坚实度、孔隙、湿度、
新生体、侵入体、动物孔穴等。
4、自然/耕作土壤剖面构造
书P73
5、影响土壤形成的因素有哪些？它们是如何影响土壤形成的？（1）气候是土壤形成的能量源泉。
土壤与大气之间经常进行水分和热量的交换，气候直接影响着土壤的水热状况、土壤中物质的迁移转化过程，并决定着母岩风化与土壤形成过程的方向和强度。
气候要素如气温、降水及风力对土壤形成发育具有重要的影响。
（2）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。
绿色植物是土壤有机质的初始生产者，可吸收土壤中的营养元素，利用光能制造有机体;土壤动物的生命活动和机械扰动，参加物质与能量转化、转换过程，影响土壤的形成和发育；土壤微生物促进生理生化活动的进行，导致土壤腐殖质的形成和累积。
（3）母质是形成土壤的物质基础，母质对土壤的物理性质和化学性质的影响极为明显。
年轻土壤的某些性质主要是继承母质的。
母质与土壤质地的关系:母质质地直接决定土壤的颗粒组成，从而影响土壤的物理性质和养分含量；母质质地影响土壤发育的速度和程度。
母质层理对土壤发育的影响: 上砂下粘——蒙金土；上粘下砂——漏风土.母质组成和土壤性质的关系母质组成决定土壤。
（4）地形是影响土壤与环境之间进行物质和能量交换的重要场所，它通过对物质和气候条件的再分配影响土壤的形成。
地形通过影响降水和辐射的再分配而影响土壤发生一般地，阳坡热量条件好，阴坡水分条件好。
地形影响土壤形成过程中的物质再分配。
重力导致土壤物质运移；水分淋洗导致土壤养分含量差异及土壤盐化。
（5）时间作为成土因素是阐明土壤形成发展的历史动态过程。
母质、气候、生物和地形等对成土过程的作用随着时间延续而加强。
随着时间的进展，土壤发育经历幼年、成熟和老年等阶段。
（6）人为活动对土壤发展的影响一是通过改变成土条件，二是通过改变土壤组成和性状来影响成土过程。
（具有快速性，两重性，目的性的特点。
）。