4-2土壤形成因素学说
自然地理学(伍光和版)__第六章土壤圈
农业土壤
• 也叫耕作土壤，是在自然土壤的基础上，通过 人类生产活动，如耕作、施肥、灌溉、改良等 以及自然因素的综合作用下而形成的土壤，如 耕地、果园、茶园里的土壤。 主导因素：人类 生产活动。
二、土壤圈在地理环境中的地位和作用
3 1 土土壤壤圈圈与大与气生圈物进圈行进气行体养的分交元换素，的影循响环大，气土圈壤的
第一节 土壤圈的物质组成及特性 第二节 土壤形成与地理环境的关系 第三节 土壤的分类及空间分布规律 第四节 土壤类型特征 第五节土壤资源的合理利用和保护
第一节 土壤圈的物质组成及特性
一、 土壤及其土壤肥力的概念
• 土壤是地球陆地表面能够生长植物的疏松表层 ， 是一个独立的自然体 。
• 由于人类对土壤的利用方式不同，对土壤产生 不同的概念 。
A层
划分和命名
E层
B层
Байду номын сангаас 1967 国际土壤学会提出
把土壤剖面划分为：
有机层（O）
C层
腐殖质层（A）
淋溶层 （E)
淀积层（B )
R层
母质层 （C）
母岩层（R）
耕作土壤剖面
• 耕作层（表土层） 属人为表层类，包括灌淤表层， 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、肥力水平低。
（二）土壤胶体的性质
• 土壤胶体是指土壤中高度分散粒径在 1～100mm之间的物质。
• 土壤胶体的种类
按其成分和性质有三类：
土壤矿物质胶体，包括次生硅酸盐，简
单的铁、铝氧化物，二氧化硅
有机胶体，包括腐殖质有机酸蛋白质及其衍
生物等大分子有机化合物。
有机无机复合胶体，土中有机胶体和无
机胶体通过各种键（桥）力相结合的有机-无机复 合体。
《土壤地理学》复习重点
《⼟壤地理学》复习重点⼟壤学复习资料第⼀章绪论⼀、名称解释▲▲▲1.⼟壤（soil）：指地球陆地表⾯具有肥⼒能够⽣长植物的疏松层，是成⼟母质在⼀定的⽔热条件和⽣物作⽤下，经⼀系列的⽣化物理过程形成的独⽴历史⾃然体。
（包括海、湖浅⽔区）特征：具有肥⼒、有⽣物活性、多孔隙结构。
功能：有肥⼒及⽣产性能；可更新性和再⽣性；缓冲和净化功能。
2.⼟壤剖⾯（soil profile）：从地⾯垂直向下⾄母质的⼟壤纵断⾯称为⼟壤剖⾯。
3.⼟体构型（profile construction）：在⼟壤剖⾯之中⼟层的数⽬、排列组合形式和厚度。
（也称为⼟壤剖⾯构造）4.单个⼟体（pedon）:⼟壤剖⾯的⽴体化构成了单个⼟体。
5.聚合⼟体（poly pedon）:指在空间上相邻、物质组成和性状上相近的多个单个⼟体便组成聚合⼟体。
（相当于⼟壤分类中最基本的分类单元-⼟系）6.⼟壤圈（pedosphere）:指覆盖于地球陆地表⾯和浅⽔域底部的⼟壤所构成的⼀种联系体或覆盖层。
7.⼟壤肥⼒（soil fertility）：指⼟壤为植物⽣长发育供应、协调营养因素和环境条件的能⼒。
8.⼟壤⾃净能⼒（soil purification）：指⼟壤对进⼊⼟壤中的污染物通过复杂多样的物理过程、化学及⽣物化学过程，使其浓度降低、毒性减轻或者消失的性能。
9.⼟壤地理学：指以⼟壤及其与地理环境系统的关系作为研究对象，它是研究⼟壤的发⽣发育、⼟壤分类及时空分异规律。
⼆、⼟壤地理学的研究内容▲▲⑴关于⼟壤发⽣发育、诊断特性与系统分类的研究。
⑵关于⼟被结构和⼟壤-地形数字化数据库的研究。
⑶关于⼟壤调查、制图和⼟壤资源评价的研究。
⑷关于地理环境、⼈类活动与⼟壤圈相互作⽤的研究。
⑸关于⼟壤资源保护及被污染⼟壤修复技术的研究。
三、⼟壤地理学研究⽅法（了解）⑴⼟壤野外调查与定位观测研究法⑵实验室化验分析与实验模拟研究法⑶遥感技术在⼟壤调查中的运⽤⑷数理统计与SGIS在⼟壤研究中运⽤⑸⼟壤历史发⽣研究法四、⼟壤地理学的发展简史▲▲a)起源：⼟壤地理学是⼟壤科学中发展历史最悠久的⼀个重要基础性分⽀学科，它最早可追溯到⼈类农耕的起始阶段。
土壤发生
第二章土壤发生第一节土壤发生与地理环境的关系一、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，由俄国著名的土壤学家B.B.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。
：土壤，K：气候，O：生物，：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。
土壤是在这四种因素作用下形成的。
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。
土壤是各种成土因素综合作用的结果，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。
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年发表了他的经典著作——《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，同时他指出成土因素有地带性分布规律。
现在看起来，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，它对以后地理科学的发展起到了巨大的推动作用。
由于当时的条件限制，道库恰耶夫成土因素学说也还存在两个最突出的问题：①没有指出土壤形成过程中的主要因素。
②没有指出人类活动在成土中的特殊作用。
2.威廉斯对土壤形成因素的发展①提出了生物发生学观点威廉斯认为在所有自然成土因素中，生物因素应为主导因素。
因为土壤的本质特性是具有肥力，而肥力的产生是生物在土壤中活动的结果，没有生物活动就没有土壤，因此他认为土壤是在以生物为主导的各种成土因素综合作用下形成的。
土壤地理学
1、土壤与生物 ：土壤中常见的重要生物群
小哺乳动物--松鼠、 老鼠、地鼠 昆虫--弹尾虫、蚂蚁 甲虫、蛴螬 食草性 千足虫、木虱 螨类 大型的 蛞蝓、蜗牛 蚯蚓 鼹鼠 昆虫、许多蚂蚁、 甲虫 食肉性 有些螨类 蜈蚣
动物
蜘蛛
线虫 微型的 食肉寄生食草 原生动物 轮虫
木本植物根系 高等植物根系 草本植物根系
5、詹尼 ：土壤形成因素既不是土壤形成的原因，也 不是它的动力，而是决定一个土壤的状态及其历史的 因子，母质是土壤形成过程中的初始状态 S=f(cl,p,o,r,t......) 不同地区、不同类型的土壤往往有某一因素占优势 S=f(cl,p,o,r,t......) S=f(p,cl,o,r,t......) S=f(o,cl,p,r,t......) S=f(r,cl,p,o,t......) S=f(t.cl,p,o,r,.....)
西比尔采夫 三个土纲 １）显域土纲(Zonal soil) 地带性土壤 ２）隐域土纲(Introzonal soil) 隐地带性土壤 ３）泛域土纲(Azonal soil) 泛地带性土壤
4、威廉斯：生物发生学观点 生物主导 人类活动 土壤的本质特征是具有肥力，肥力是高等植物 和微生物活动的结果 土壤是人类劳动的对象 自然土壤 自然肥力 农业土壤 人为肥力 经济肥力
第一章 土壤形成因素分析
第一节 土壤形成因素学说
（Soil Forming Factors)
1、法鲁：农业地质发生学派 学) 土壤与母质 (Pedology发生土壤
2、李比希：农业化学土壤学派 库 肥料归还学说
土壤-养分储存
3、道库恰耶夫：土壤发生学派 土壤是历史自然体
自然界是解决科学难题的 最好的和最客观的老师
土壤地理学,第4章 土壤形成因素学说
土壤的物质基础
成土母质的作用：
①母质的机械组成直接影响到土壤的机
械组成、矿物组成及其化学成分，从而
影响土壤的物理化学性质、土壤物质与
能量的迁移转化过程。
②非均质的母质对土壤形成的影响较均 质母质更为复杂。 坡积物（非均质） 母岩风化壳（均质）
母质：花岗岩风化壳， 地较均匀
坡积物（非均质） 形成的土壤特点：砾石多，大小混杂
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+ ； 湿润区
干旱区→
半干旱半湿润区 →
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
成土因素的函数关系
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
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 4.2~4.6 土壤形成的气候、 生物、母质、地形与 水文因素
土壤地理学名词解释复习
1.土壤质地：各个粒级的土壤颗粒在土壤中所占的相对比例或质量分数。
2.土壤剖面:地表至母质或母岩的土壤垂直断面。
3.土被结构：地球陆地表面连续分布的土壤状如被覆，故称之为土被，而土壤群体组合的空间格局或空间构型，简称为土被结构。
4.土壤腐殖质：是一种分子结构复杂、抗分解性强的棕色或暗棕色无定性胶体，是土壤微生物利用植物残体及其分解产物重新合成的一种有机高分子化合物。
5.土壤结构：土壤中团聚体的组合排列方式成为土壤结构6.土壤地理学：是介于自然地理学和土壤科学的交叉学科，其研究对象是土壤及其与地理环境系统的关系，主要内容是研究土壤的发生发育、土壤分类及时空分异规律，进而为调控、改造和利用土壤资源提供科学依据的学科。
7.土壤潜育化过程：主要是在土体在水分饱和、强烈嫌气条件下所发生的还原过程；8.淋溶土：土纲的一个名称，土壤形成过程中淋滤作用，有粘化层。
9.富铁土：是分布在世界亚热带地区，中度富铁铝化作用的土壤类型，含有低活性富铁层，其成土过程是盐基强烈淋失，明显的脱硅作用，铁铝氧化物富集。
10聚合土体：在空间上相邻、物质组成和性状上相近的多个单个土体组成聚合土体。
12母质：是形成土壤的物质基础；通常把与土壤有直接联系的母岩风化物或堆积物成为物质。
13门塞尔颜色系统：一种科学化描述土壤颜色的标准色卡比色法，命名系统用颜色的三个属性色调、量度和饱和度。
14土水势：是指单位水量从一平衡的土-水系统移动到与它同温度而处于参比状态的水池时所作的功。
15 CEC:土壤阳离子交换量，土壤胶体所能吸附的各种阳离子总量，其数值以每千克土壤中各种阳离子的物质的量来表示。
17单个土体：土壤剖面的立体化，作为土壤的三维实体，体积最小，横切面积面积近似六边形，面积一般为1－10平方米。
18土壤发生层：简称土层，是土壤剖面中与地面大致平行的物质及性状相对均匀的各层土壤。
20土壤胶体: 土壤胶体是指土壤中颗粒直径小于2000毫微米，具有胶体性质的微粒。
(完整版)第三节成土因素和土壤形成过程
第三节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？这是自然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，由俄国著名的土壤学家B.B.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=(CL,O,R,P,T)S：土壤，CL：气候，O：生物，R：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。
不过只有某一种因素形不成土壤，是在这四种因素作用下形成的。
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年发表了他的经典著作——《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。
土壤形成过程及因素
（3）白浆化 滞水还原 Fe+3、Mn+4Fe+2、Mn+2(淋失)白色脱Fe、Mn层 (高价不溶) (低价可溶)
（十二）人工熟化过程
是指在人为因素影响下，通过耕作、施肥、灌溉等措施，改造土壤的土体构型，减弱或消除土壤中存在的障碍因素， 协调土体水、肥、气、热等，使土壤肥力向有利于作物生长方向发展的过程。简单地说为人类定向培育土壤的过程。 可分为旱耕熟化和水耕熟化。
特点：产生锈斑锈纹、铁锰 结核，发生于地下水浸润土 层、地下水升降频繁区。如 华北平原潮土区。
3.[化合价变化(氧化－还原) ]
由于化合物变化引起物质形态、性质变化。
Байду номын сангаас
（1）潜育化 静水浸泡 强还原
Fe+3 (红、棕色)
Fe+2（兰灰色）
（2）潴育化 水位上升：还原水位,下降：氧化
Fe+3、Mn+4
土壤的剖面层次。
（四）、 地形对土壤形成的影响
引起地表物质与能量的再分配，是影响土壤和环境之间物质、能量交换的一个重要条件。 1、地形对母质起着重新分配的作用。 2、不同地形影响地表水热条件的重新分配。
大的地形分布和排列能影响到气候带和生物带的分布 ；中小地形主要影响土壤水热条件、养分、质地、土壤厚薄的差 异。 3、地形支配着地表径流，影响水分的重新分配，在很大程度上决定着地下水的活动情况。
（八）灰化过程 在寒带和寒温带针叶林植被下，气候温和湿 润，降水量大大超过蒸发量，地面堆积了较 厚的枯枝落叶层，在针叶林残落物中，富含 单宁与树脂类物质，这些物质经过真菌微生 物的分解，产生一种强有机酸——富里酸， 这种强有机酸对土壤矿物起着强烈的破坏作 用，并产生强酸性淋溶。其结果是土体上部 的碱金属和碱土淋失，土壤矿物中的硅铝铁 发生分离，铁铝胶体淋溶淀积与下部，而二 氧化硅则残留在土体上部，从而在表层形成 一个灰白色淋溶层次，称为灰化层。
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图4-24 现代农业机器对土壤的影响 (据USAD，2002)
图4-25 现代农业耕作土壤景观 (据USAD，2002)
图4-26 中国传统农耕施用农家肥的土壤景观
图4-27 人类砍伐林木引起土壤侵蚀的景观
图4-28 人类过度放牧引起土壤风蚀的景观
思考题与个案分析
1. 试讨论分析土壤形成因素方程的基本原理。 2. 简述土壤发生学理论的基本观点及其发展过程。 3. 请小组讨论六大成土因素在土壤形成过程的作用。 4. 通过实地观察试发现各种成土因素与土壤之间的 物 质能量交换过程。 5.为什么说评价母质和土壤类型之间的相互关系是困 难的？
4.5 土壤形成的岩石圈 地形 因素 土壤形成的岩石圈(地形 地形)因素
岩石圈表面形态即地形，它是土壤形成 发育的空间条件，对成土过程的作用与母质、 气候、生物等不同，它通过影响地表物质能 量的再分配，从而影响成土过程。新构造运 动及地形演变更是影响土壤发生发育的重要 因素，如图4-16~4-19所示。
图4-20 水分在成土过程中的作用示意图
图4-21 华北平原地下水位变化及其对土壤形成的影响
4.7 土壤形成时间因素的作用
时间和空间是一切事物存在的基本形 式。气候、生物、母质、水文和地形都是 土壤形成的空间因素。时间作为成土因素 则是阐明土壤形成发展的历史动态过程。 母质、气候、生物、水文和地形等对成土 过程的作用随着时间延续而加强，如图4-22、 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 土条件，二是通过改变土壤组成和性状来 影响成土过程，如图 4-24～4-28所示。
图4-12 南极洲基岩表面地衣着生与土壤的发生景观
图4-13 南极大陆寒漠区砂岩表面地衣生长示意图
图4-14 不同植物作用下形成土壤的有机质垂直分布比较 (据熊毅，1990)
图4-15 物群落及其对成土过程的作用图式
4.4 土壤形成的岩石圈 母质 因素 土壤形成的岩石圈(母质 母质)因素
母质是土壤形成的物质基础，在生物 气候作用下，母质表面逐渐转变成土壤。 但母质并不仅是被改造的材料，同时对成 土过程有一定作用，这种作用愈是在成土 过程的初期愈较显著。母质对成土过程和 土壤特性的影响是在母质风化和成土过程 中施加影响的，可见，母质的这种影响属 于钝性的。
图4-16 地形对水分运动的影响 (据John Gerrard，2000)
图4-17 土壤特性及其相互关系图式 (据Furley，1968年资料改编)
图4-18 祁连山、居延海间含盐风化壳盐分地球化学分异图 (据熊毅，1986)
图4-19 河谷地形发育对土壤形成、演化的影响示意图
总之，地形制约着地表物质和能量的再 分配，地形的发育支配着土壤的演替，在不 同的地形形态上，就形成不同土壤类型。
1. 试讨论分析在调查建立土壤气候方程或建立土壤 时间序列中的主要问题。 2. 通过收集你比较熟悉地区的成土环境条件资料， 结合你所学的地理学专业知识，试分析各成土因 素之间的相互关系。 3. 据有关资料：【2000年中国黄河干流河水中悬浮 物浓度高达1 500～5 500 mg/L】。试结合你的 学习与调查，黄河流域生物气候、母质因素对黄 河上下游流域土壤形成发育之影响。
4.6 土壤形成的水圈 水文 因素 土壤形成的水圈(水文 水文)因素
水分是所有生物活动，特别是高等植 物生长发育不可或缺的生命要素和营养元 素的载体；是土壤发生发育过程必需的物 质及物化与生物反应过程的重要介质。水 分参与了土壤形成中的物质与能量的迁移 转换和交换过程。水分在母岩风化与成土 过程的作用，如图4-20~4-21所示。