第六章 地表化学元素迁移与土壤圈的形成
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伍光和《自然地理学》笔记和课后习题（含考研真题）详解-土壤圈【圣才出品】
伍光和《自然地理学》笔记和课后习题（含考研真题）详解-土壤圈【圣才出品】第6章土壤圈6.1复习笔记一、土壤圈的物质组成及特性土壤圈是地球表层与大气圈、生物圈、水圈、岩石圈相交的界面并进行着物质循环和能量转换的圈层，是植物进行光合作用把水分和二氧化碳合成有机质的重要场所。
1．土壤含义土壤是发育于陆地表面具有生物活性和孔隙结构、进行物质循环和能量转换的疏松表层，是由矿物质、有机质、水、空气和生物组成的生物与非生物混合体。
（1）土壤肥力土壤肥力是指土壤供应与协调植物正常生长发育所需的养分、水分、空气和热量的能力。
土壤的基本属性和本质特征是具有肥力。
（2）土壤的功能①土壤的物理学、化学和生物学特性，决定了土壤具有容纳、降解、过滤、缓冲和固定有毒的无机物、有机化合物及城市污染物质的功能。
②土壤不仅是粮食、纤维、林牧产品等生产中不可缺少的自然资源，更是支撑人类社会经济发展和生物圈繁盛共荣的基地。
2．土壤圈在地理环境中的地位和作用（1）土壤圈与其他圈层的关系①土壤圈与生物圈进行养分元素的循环，土壤支持和调节生物的生长和发育过程，提供植物所需养分，水分和适宜的理化环境，决定自然植被的分布。
②土壤圈与水圈进行水分平衡与循环，影响降水在陆地和水体的重新分配，影响元素的表生地球化学迁移过程及水平分布，也影响水圈的化学组成。
③土壤圈与大气圈进行大量及痕量气体的交换，影响大气圈的化学组成，水分与能量的平衡；吸收氧气，释放CO2、CH4、H2S、氮氧化合物和氨气，影响全球大气变化。
④土壤圈与岩石圈进行着金属元素和微量元素的循环，土被覆盖在岩石圈的表层，对其具有一定的保护作用，减少各种外营力的破坏。
（2）土壤圈对地理环境的作用①土壤圈与地球生命作用。
②土壤圈与人类生存条件。
③土壤圈与自然环境。
④土壤圈与全球土壤变化。
⑤土壤圈物质的组成与性质。
3．土壤形态土壤形态是指土壤和土壤剖面外部形态特征，如土壤剖面构造、土壤颜色、质地结构、结持性、孔隙度等。
自然地理学第六章 土壤圈
⑥土壤干湿度 ⑦新生体
指土壤发育过程中物质重新淋溶淀积和聚积的生物体。根据新生体的性质和形状 可判断土壤类型、发育过程及历史演变特征。
⑧侵入体
10.土壤的物质组成 土壤由固相、液相、气相三相物质组成，它们之间相互联系，相互转化和相互作用 的有机整体。 ①土壤矿物质 是土壤的主要组成物质，构成了土壤的“骨骼”。土壤矿物质基本上来自于成 土母质，母质又起源于岩石。
④富铝化过程 指土壤形成土体脱硅与铝铁富集的过程。在热带、亚热带湿热气候条件下， 土壤形成过程中原生矿物强烈分解，盐基离子和硅酸大量淋失，铁铝锰在次 生黏土矿物中不断形成氧化物且相对累积。由于铁的染色作用，土体呈红色 甚至出现大量铁结核或铁磐层。
⑤钙化过程 指碳酸盐在土体中淋溶、淀积的过程。在干旱、半干旱气候条件下，季节性 淋溶使矿物风化过程中释放的易溶性盐类大部分淋失，硅铁铝氧化物在土体 中基本上未发生移动，而最活跃的钙镁元素发生淋溶和淀积，并在土体中下 部形成一个钙积层。
④地形因素 地形在土壤形成中的作用，表现在地形引起地表物质和能量的再分配，间接地影 响土壤与环境之间的物质了能量交换。 不同地形影响地表水热条件的重新分配，主要表现在不同高度、坡度和坡向等对 太阳幅度的吸收和地面辐射的差异。 地形还影响地表径流，斜坡排水快，物质易受淋溶，土壤颗粒粗，土层薄 地形影响成土母质的分配，山地或台地上部主要为残积母质，坡地和山麓为坡积 物，山前冲积平原为洪积物和冲积物。 地形影响土壤发育过程。地壳的上升、下降或局部侵蚀基准面的变化，都会导致 土壤侵蚀和堆积过程发生，引起水文和植被发生变化，改变成土过程的方向，使
9.土壤的一般形态特征 ①土壤颜色 ②土壤质地 指土壤颗粒的组合特征。一般土壤质地分为砂土、壤土和黏土等。
③土壤结构 指土壤颗粒胶结情况。土壤结构由团粒结构、块状结构、核状结构、柱状结构、 棱柱状结构、片状结构等。
指土壤发育过程中物质重新淋溶淀积和聚积的生物体。根据新生体的性质和形状 可判断土壤类型、发育过程及历史演变特征。
⑧侵入体
10.土壤的物质组成 土壤由固相、液相、气相三相物质组成，它们之间相互联系，相互转化和相互作用 的有机整体。 ①土壤矿物质 是土壤的主要组成物质，构成了土壤的“骨骼”。土壤矿物质基本上来自于成 土母质，母质又起源于岩石。
④富铝化过程 指土壤形成土体脱硅与铝铁富集的过程。在热带、亚热带湿热气候条件下， 土壤形成过程中原生矿物强烈分解，盐基离子和硅酸大量淋失，铁铝锰在次 生黏土矿物中不断形成氧化物且相对累积。由于铁的染色作用，土体呈红色 甚至出现大量铁结核或铁磐层。
⑤钙化过程 指碳酸盐在土体中淋溶、淀积的过程。在干旱、半干旱气候条件下，季节性 淋溶使矿物风化过程中释放的易溶性盐类大部分淋失，硅铁铝氧化物在土体 中基本上未发生移动，而最活跃的钙镁元素发生淋溶和淀积，并在土体中下 部形成一个钙积层。
④地形因素 地形在土壤形成中的作用，表现在地形引起地表物质和能量的再分配，间接地影 响土壤与环境之间的物质了能量交换。 不同地形影响地表水热条件的重新分配，主要表现在不同高度、坡度和坡向等对 太阳幅度的吸收和地面辐射的差异。 地形还影响地表径流，斜坡排水快，物质易受淋溶，土壤颗粒粗，土层薄 地形影响成土母质的分配，山地或台地上部主要为残积母质，坡地和山麓为坡积 物，山前冲积平原为洪积物和冲积物。 地形影响土壤发育过程。地壳的上升、下降或局部侵蚀基准面的变化，都会导致 土壤侵蚀和堆积过程发生，引起水文和植被发生变化，改变成土过程的方向，使
9.土壤的一般形态特征 ①土壤颜色 ②土壤质地 指土壤颗粒的组合特征。一般土壤质地分为砂土、壤土和黏土等。
③土壤结构 指土壤颗粒胶结情况。土壤结构由团粒结构、块状结构、核状结构、柱状结构、 棱柱状结构、片状结构等。
分析土壤形成的原因从圈层作用看地貌与土壤优秀课件
5.地形与土壤地形主要通过对物质、能量的再分配间接地作用于土壤。
探究当堂检测4.生物与土壤5.地形与土壤公开课课件优质课课件
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6.时间与土壤土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显。7.人类活动与土壤人类活动主要通过改变成土因素而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。人类通过合理的耕作经营,可以培育出一些肥沃、高产的耕作土壤,如水稻土等。违反自然成土规律会造成土壤退化,如肥力下降、水土流失、盐渍化、荒漠化和土壤污染等消极影响。
探究当堂检测1.下列各种气候类型下的土壤中,风化壳最深厚的是
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3.下列成土因素中,主要通过对物质、能量的再分配间接地作用于土壤的是( )A.地形 B.气候 C.生物 D.成土母质解析:气候中的水热条件直接影响土壤中有机质的含量和风化壳厚度,生物是土壤有机质的来源,土壤肥力的产生与生物作用密切相关;成土母质是土壤的初始状态,是土壤形成的物质基础,它直接影响着土壤的形成。缓坡以沉积为主,陡坡以侵蚀为主,这影响着土壤厚度;迎风坡和背风坡影响着不同坡向的降水,阳坡和阴坡影响着不同坡向的光热条件,从而影响土壤中的水热状况,因此是间接作用于土壤。答案:A
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一、认识土壤1.概念:土壤是指陆地表面具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层。2.发育成熟的土壤,从地面向下有明显的垂直差异,一般可以分为腐殖质层、淋溶层、淀积层和成土母质层。
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探究当堂检测素养立意:本题主要考查学生的综合思维能力,需要明
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1.下列各种气候类型下的土壤中,风化壳最深厚的是( )A.热带雨林气候 B.亚热带季风气候C.温带海洋性气候 D.地中海气候解析:各种气候类型下的土壤中,风化壳最深厚的是热带雨林气候,高温多雨的环境,淋溶作用强,利于岩层的风化发育,风化层深厚。答案:A2.下列土壤类型中,发育程度较好的是( )A.江南丘陵红壤 B.青藏高原寒漠土C.西北地区的风沙土 D.东北平原黑土解析:高寒荒漠土与红壤、风沙土有机质含量少,发育程度较低。东北平原黑土富含有机质,有机质层比较厚,土壤发育好。答案:D
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6.时间与土壤土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显。7.人类活动与土壤人类活动主要通过改变成土因素而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。人类通过合理的耕作经营,可以培育出一些肥沃、高产的耕作土壤,如水稻土等。违反自然成土规律会造成土壤退化,如肥力下降、水土流失、盐渍化、荒漠化和土壤污染等消极影响。
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3.下列成土因素中,主要通过对物质、能量的再分配间接地作用于土壤的是( )A.地形 B.气候 C.生物 D.成土母质解析:气候中的水热条件直接影响土壤中有机质的含量和风化壳厚度,生物是土壤有机质的来源,土壤肥力的产生与生物作用密切相关;成土母质是土壤的初始状态,是土壤形成的物质基础,它直接影响着土壤的形成。缓坡以沉积为主,陡坡以侵蚀为主,这影响着土壤厚度;迎风坡和背风坡影响着不同坡向的降水,阳坡和阴坡影响着不同坡向的光热条件,从而影响土壤中的水热状况,因此是间接作用于土壤。答案:A
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一、认识土壤1.概念:土壤是指陆地表面具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层。2.发育成熟的土壤,从地面向下有明显的垂直差异,一般可以分为腐殖质层、淋溶层、淀积层和成土母质层。
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1.下列各种气候类型下的土壤中,风化壳最深厚的是( )A.热带雨林气候 B.亚热带季风气候C.温带海洋性气候 D.地中海气候解析:各种气候类型下的土壤中,风化壳最深厚的是热带雨林气候,高温多雨的环境,淋溶作用强,利于岩层的风化发育,风化层深厚。答案:A2.下列土壤类型中,发育程度较好的是( )A.江南丘陵红壤 B.青藏高原寒漠土C.西北地区的风沙土 D.东北平原黑土解析:高寒荒漠土与红壤、风沙土有机质含量少,发育程度较低。东北平原黑土富含有机质,有机质层比较厚,土壤发育好。答案:D
第六章土壤
永恒的物质与能量交换． 最活跃与最富生命力的圈层。它对各种物质循 环与物质流起作维持、调节和控制作用，土壤肥 力是土壤圈层所固有的性质. 具记忆块的功能．通过这些记忆信息，有助于 区别过去和现在的土壤变化，并可对”土壤圈"未 来变化进行预测．
具时空限制特征．土壤时间尺度表现在土壤形成 过程．演变与机理的变化上，这些变化时间，一 般是103—106年。
1.土壤机械组成（质地）
土壤是由许多大小不同的土粒、按不同的比例组 合而成的，这些不同的粒级混合在一起表现出来的 土壤粗细状况，称为土壤质地，亦称土壤机械组成。
土壤质地影响土壤水分、空气和热量的状况，同 时影响着养分的转化。
土壤质地影响着土壤结构类型。粘粒含量高的 土壤易形成水稳性团聚体和裂隙，细砂或极细 砂比例大的土壤只能形成不稳定的结构，粗砂 土则无法团聚。
4.土壤空气
土壤空气是指土壤空隙中存在的各种气体混合物。
土壤空气的来源和组成:土壤空气来自大气。其 组成与大气基本相似，以O2、 N2 、CO2 、H2O （g）为主要成分。但在质和量上与大气有所不 同。由于土壤生物生命活动的影响，二氧化碳 比大气中含量高，而氧含量比大气的低。
土壤的通气性:土壤空气与大气间的气体交换， 以及土体内部允许气体扩散和流通的性能，称 为土壤通气性。
Michigan Soil Florida soils
Maryland Soil Florida soils
耕作土壤剖面
耕作层 犁底层 心土层 底土层
2.土壤的一般形态特征
1、土壤的颜色 2、土壤质地 3、土壤结构 4、土壤松紧度 5、土壤孔隙状况 6、土壤干湿度 7、新生体 8、侵入体
土壤的基本属性和本质特性是具有肥力。 土壤肥力是指土壤为植物生长不断地供应和协调养
《土壤形成过程》PPT课件
生物迁移
图5-6 土壤形成发育中生物迁移示意图
图5-7 成土过程中物质迁移转化图 式
土壤形成过程的实质
土壤的本质特征是具有肥力和自 净能力。 土壤发生学认为，土壤形成过 程实质上是生物积累过程和地球化学过 程的对立和统一。土壤形成的标志是含 腐殖质层次的出现和有机-无机复合体的 形成。
土体物质 的输出
各种不同的土体构型。 各种土壤的剖面都是由特定的，并有内在联系的发生土层所组成，
从而形成一定的土体构型，是野外鉴定土壤类型的基础。
—— 各种具体的成土过程都会有一个与之相适应的模式土层。
—— 各种具体的成土过程都发生于土壤剖面的某一层位，但又与整个 土体的物质运动相联系。
—— 某一具体土壤类型，可以包括一种或几种成土过程。
“岩漆”阶段→“地衣阶段” →“苔藓阶段”
5.2 主要成土过程
2、腐殖质化过程：土壤中的粗有机质物质，如植物的 根、茎、叶等分解转化为腐殖质的过程。
3、粘粒化过程：土体中的矿质颗粒由粗变细 而形成粘粒，以及粘粒在剖面中积聚的过程。 可分为：
① 残积粘化过程：粘粒未经移动，原地发生的粘化。 ② 淋淀粘化：上部形成的粘粒经机械淋洗聚积在下部土层。
9、盐化过程：指成土母质中可溶性盐被淋洗 到地下水中，并随地下水流动迁移到排水不畅 的低洼地区，在蒸发量大于降水量的情况下， 盐分由被上行水携带到土体表层聚集的过程。
10、碱化过程：指钠离子在土壤表面的累积， 使土壤呈强碱性反应，并形成物理性质恶劣的 碱化层。
11、熟化过程：指在人为干预下，土壤兼受自 然因素和人为因素的综合影响下进行的土壤发 育过程。
土体物质与 能量的输入
土体内部物质和 能量的转化
图5-8 土壤形成过程中物质迁移和转化示意图
自然地理学(伍光和版)--第六章土壤圈ppt课件
• 犁底层（亚表土层） 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。
• 心土层（生土层） 在犁底层之下，受耕作影响小， 淀积作用明显，颜色较浅。
• 底土层 （死土层） 几乎未受耕作影响，根系少， 土壤未发育，仍保留母质特征。
.
（二）土壤的一般形态特征
土壤颜色
• 根据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。
• 3力. 土。壤有机质和氨基酸等是络合剂，与钙镁铝形 • 成6.稳腐定殖性质络是合胶物结，剂能，提能高使无土机壤磷形酸成盐良溶好解的性团。粒结构，
改善土壤耕作。 • 7. 腐殖质色暗，可增加土壤吸热能力，同时其导热
性小，有利于保温。
.
（三）土壤水分
• 土壤水分是土壤重要组成成分和重 要的肥力因素。它不仅是植物生活 所必需的生态因子，而且也是土壤 生态系统中物质和能量流动的介质， 它存在于孔隙中。
.
4.有机质对土壤肥力的作用
•• 14. .土二壤、有三机羧质基含酸有与丰金富属的离植子物形所成需稳营定养络元合素物和的多能力 种较微强量，元有素活，化不土断壤供微应量植元物素吸的收作利用用。。
•• 25.土. 土壤壤有有机机质胶具体有是较一强种的具代有换多能价力酸，根可的以有大机量弱吸酸， 收其保盐存类植具物有养两分性，胶以体免的淋作溶用损，失有。很强缓冲酸碱的能
物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原有的 化学组成和晶体结构均未改变。
• 次生矿物质 由原生矿物质经风化后重
新形成的新矿物。土壤次生矿物分为三类：简 单盐类、次生氧化物类和次生 铝硅酸盐类
.
(二) 土壤有机质
• 土壤有机质概指土壤中动植物残体微生 物体及其分解和生成的物质
• 心土层（生土层） 在犁底层之下，受耕作影响小， 淀积作用明显，颜色较浅。
• 底土层 （死土层） 几乎未受耕作影响，根系少， 土壤未发育，仍保留母质特征。
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（二）土壤的一般形态特征
土壤颜色
• 根据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。
• 3力. 土。壤有机质和氨基酸等是络合剂，与钙镁铝形 • 成6.稳腐定殖性质络是合胶物结，剂能，提能高使无土机壤磷形酸成盐良溶好解的性团。粒结构，
改善土壤耕作。 • 7. 腐殖质色暗，可增加土壤吸热能力，同时其导热
性小，有利于保温。
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（三）土壤水分
• 土壤水分是土壤重要组成成分和重 要的肥力因素。它不仅是植物生活 所必需的生态因子，而且也是土壤 生态系统中物质和能量流动的介质， 它存在于孔隙中。
.
4.有机质对土壤肥力的作用
•• 14. .土二壤、有三机羧质基含酸有与丰金富属的离植子物形所成需稳营定养络元合素物和的多能力 种较微强量，元有素活，化不土断壤供微应量植元物素吸的收作利用用。。
•• 25.土. 土壤壤有有机机质胶具体有是较一强种的具代有换多能价力酸，根可的以有大机量弱吸酸， 收其保盐存类植具物有养两分性，胶以体免的淋作溶用损，失有。很强缓冲酸碱的能
物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原有的 化学组成和晶体结构均未改变。
• 次生矿物质 由原生矿物质经风化后重
新形成的新矿物。土壤次生矿物分为三类：简 单盐类、次生氧化物类和次生 铝硅酸盐类
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(二) 土壤有机质
• 土壤有机质概指土壤中动植物残体微生 物体及其分解和生成的物质
土壤圈课件解析
25
❖ 土壤中CO2含量比大气中的含量(0.03%左右)高十倍甚至数百倍。 氧在大气中含量一般约占20%，而在土壤空气中，氧的含量只有 10%～12%，在通气极端不良的条件下，土壤中氧的含量可低 于10%(如下表所示)。
❖ 土壤空气中水汽含量远较大气高。
26
❖ 造成这种现象的原因是土壤中进行着众多的生命活动。 植物根系、土壤动物和微生物的呼吸活动都在消耗氧 气和产生二氧化碳，土壤空气与大气成分的差异，导 致两者之间的气体交换，CO2由土壤排出进入大气， O2由大气扩散进入土壤，从而形成一种动态的平衡关 系。这个交换过程与生物的呼吸作用相似，因此被称 为“土壤的呼吸作用”，也称为“土壤通透性”(soil permeability)。
次生硅酸盐类矿物的基本结构单元示意图10
❖ 伊利石(Illite )是一种风化程度较 低的矿物，一般土壤中均有分布， 但以温带干旱地区的土壤中含量 最多。其膨胀性较少，具有较高
的阳离子代换量，并富含钾。用 途：添加剂、钻井泥浆。
❖ 蒙脱石(Montmorillonite)为伊 利石进一步风化的产物，是基性 岩在碱性环境条件下形成的，在 温带干旱地区的土壤中含量较高。 其阳离子代换量极高。它所吸收 的水分植物难以利用，因此富含 蒙脱石的土壤，植物易感水分缺 乏，同时干裂现象严重而不利于 植物生长。
田间持水量：指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止其水21分蒸 发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量（土水势或土壤水吸力达到一定数值）。
土壤水分有效性综合示意图
22
❖ 以土壤质地来说，砂质土壤的永久凋萎系数和田间持水量均较 低，其土壤的有效含水量也较低，而粘质土壤则相反，惟有壤 质土壤的有效含水量最多。粒径越小，凋萎系数越高。
❖ 土壤中CO2含量比大气中的含量(0.03%左右)高十倍甚至数百倍。 氧在大气中含量一般约占20%，而在土壤空气中，氧的含量只有 10%～12%，在通气极端不良的条件下，土壤中氧的含量可低 于10%(如下表所示)。
❖ 土壤空气中水汽含量远较大气高。
26
❖ 造成这种现象的原因是土壤中进行着众多的生命活动。 植物根系、土壤动物和微生物的呼吸活动都在消耗氧 气和产生二氧化碳，土壤空气与大气成分的差异，导 致两者之间的气体交换，CO2由土壤排出进入大气， O2由大气扩散进入土壤，从而形成一种动态的平衡关 系。这个交换过程与生物的呼吸作用相似，因此被称 为“土壤的呼吸作用”，也称为“土壤通透性”(soil permeability)。
次生硅酸盐类矿物的基本结构单元示意图10
❖ 伊利石(Illite )是一种风化程度较 低的矿物，一般土壤中均有分布， 但以温带干旱地区的土壤中含量 最多。其膨胀性较少，具有较高
的阳离子代换量，并富含钾。用 途：添加剂、钻井泥浆。
❖ 蒙脱石(Montmorillonite)为伊 利石进一步风化的产物，是基性 岩在碱性环境条件下形成的，在 温带干旱地区的土壤中含量较高。 其阳离子代换量极高。它所吸收 的水分植物难以利用，因此富含 蒙脱石的土壤，植物易感水分缺 乏，同时干裂现象严重而不利于 植物生长。
田间持水量：指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止其水21分蒸 发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量（土水势或土壤水吸力达到一定数值）。
土壤水分有效性综合示意图
22
❖ 以土壤质地来说，砂质土壤的永久凋萎系数和田间持水量均较 低，其土壤的有效含水量也较低，而粘质土壤则相反，惟有壤 质土壤的有效含水量最多。粒径越小，凋萎系数越高。
《地球化学》章节笔记
《地球化学》章节笔记第一章：导论一、地球化学概述1. 地球化学的定义：地球化学是应用化学原理和方法，研究地球及其组成部分的化学组成、化学性质、化学作用和化学演化规律的学科。
它是地质学的一个分支，同时与物理学、生物学、大气科学等多个学科有着密切的联系。
2. 地球化学的研究对象：- 地球的固体部分，包括岩石、矿物、土壤等；- 地球的流体部分，包括大气、水体、地下水等；- 地球生物体，包括植物、动物、微生物等；- 地球内部，包括地壳、地幔、地核等。
3. 地球化学的研究内容：- 地球物质的化学组成及其时空变化；- 地球内部和外部的化学过程；- 元素的迁移、富集和分散规律；- 地球化学循环及其与生物圈的相互作用；- 地球化学在资源、环境、生态等领域的应用。
二、地球化学的研究方法与意义1. 地球化学的研究方法：- 野外调查与采样：包括地质填图、钻孔、槽探、岩心采样等；- 实验室分析：包括光学显微镜观察、X射线衍射、电子探针、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子吸收光谱（AAS）等；- 地球化学数据处理：包括统计学分析、多元回归、聚类分析等；- 地球化学模型：建立地球化学过程的理论模型和数值模型；- 同位素示踪：利用稳定同位素和放射性同位素研究地球化学过程。
2. 地球化学研究的意义：- 揭示地球的形成和演化历史；- 了解地球内部结构、成分和动力学过程；- 探索矿产资源的形成机制和分布规律；- 评估和治理环境污染问题；- 理解地球生物圈的化学循环和生态平衡；- 为可持续发展提供科学依据。
三、地球化学的发展历程与现状1. 地球化学的发展历程：- 起源阶段：19世纪初，地质学家开始关注矿物的化学组成；- 形成阶段：19世纪末至20世纪初，维克托·戈尔德施密特等科学家奠定了地球化学的基础；- 发展阶段：20世纪中叶，地球化学在理论、方法、应用等方面取得显著进展；- 现代阶段：20世纪末至今，地球化学与分子生物学、环境科学等学科交叉，形成新的研究领域。
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一、地表化学元素迁移的方式
（三）生物迁移
指化学元素被生物所吸收，并随生物循环而
发生的迁移。 陆地生物是生物迁移的主要方面 生物吸收系数：植物灰分（植物残体经过灼 烧所残余的物质，主要是无机盐类）中某些 元素含量与植物生长所处的岩石或土壤中该 元素含量之比。
《土壤中铬元素在中草药中的生物迁移
1 矿质化过程 进入土壤的动植物残 体在土壤微生物的参与下，把复杂的有机质 分解为简单有机质的过程 2 腐殖质化过程 进入土壤的动植物残 体在土壤微生物的作用下分解后再缩合和聚 合成Байду номын сангаас系列黑色高分子有机物的过程
（二）土壤有机质
有机质对土壤肥力的作用(补充了解)
1.
土壤有机质含有丰富的植物所需营养元 素和多种微量元素，不断供应植物吸收利用。 2.土壤有机质具有较强的代换能力，可以大 量吸收保存植物养分，以免淋溶损失。 3. 土壤有机质和氨基酸等是络合剂，与钙 镁铝形成稳定性络合物，能提高无机磷酸盐 溶解性。
一、地表化学元素迁移的方式
四、地球化学屏障
（二）地球化学屏障的类型 1.机械屏障，如金沙矿或其他重金属砂矿。 2.物理-化学屏障，氧化、还原、碳酸盐、硫
酸盐、碱性、酸性、蒸发、吸附等 3.生物屏障，如硅藻对sio2有的富积作用
第二节 土壤的组成和性质
一、土壤和土壤圈的一般概念
土壤的物质组成
土壤是由固相、液相和气相等三相物质组成的 。
矿物质、有机质、活的生物体、土壤溶液、土壤空气
（孔 按 ）
容 积
空 气 20－30 ％ 水 分 20－30 ％
矿物质 95 ％ 有机质 5 ％
隙
土 壤 固 体 （ 按 重 量 ）
二、土壤的物质组成及其变化
（一）土壤矿物质
土壤矿物质是土壤的主要组成物质，构
》
（鲁勇齐 ，2009） 对甘肃定西地区成熟期的5种中草药药用部分 的Cr元素含量及这5种中草药根系部分土壤中 Cr元素的含量用火焰原子吸收光谱进行了分 析, 实验结果发现,除了黄芪外,中草药中的铬 含量明显高于土壤中铬的含量,表明5种中草 药对土壤中Cr元素都有生物迁移作用,其迁移 作用由强到弱依次是柴胡、甘草、当归、板 蓝根和黄芪。
一、土壤和土壤圈的一般概念
土壤发生层（土层）：在土壤剖面上，根据土壤形态特 征所划分出的大致呈水平延伸，厚度不等的层次。自上 而下，通常划分为A,B,C三个基本层次，A,B两层合称为 土体。 A层：腐殖质层、表土层、淋溶层，颜色较暗，根系较 多、疏松多孔。某些物质发生水平或垂直迁移（淋溶）。 B层：心土层或淀积层，由A层淋溶迁移下来的物质在 这里沉淀形成，颜色较淡，根系和孔隙较少，比较紧实。 C层：也叫母质层，保持着原始风化物的性质。 土体构型或土体层次构造：某一土壤剖面土层的数目、 厚度及其组合排列型式。是鉴别土壤类型的重要标志之 一。
吸湿水
土壤颗粒表面张力所吸收的水汽，不能移动， 植物不能吸收。（图6-6） 膜状水 吸附在吸湿水外层的水分，呈水膜状态包裹 在土壤固相颗粒表面，在一定条件下能够移动且被植物吸 收利用。黏滞性强，移动缓慢，不能有效补充植物所需水 分，植物利用受到一定限制。 毛管水 毛管孔隙中毛管力所吸附保存的水分，是自由 液态水，不因重力作用流出， 是土壤中植物利用的有效 水分。 有两种：毛管上升水和毛管悬着水。 重力水 土壤毛管孔隙充满水之后，倘若水分进一步增 加，那么土壤非毛管孔隙中也可存在一定数量的水分。即 土壤水分含量超过田间持水量（毛管悬着水达最大值）时 沿土壤非毛管孔隙向下移动的多余水分。 重力水不能在 土壤中保存很长时间，属多余水分。
（二）土壤有机质
土壤有机质概指土壤中动植物残体微生
物体及其分解和生成的物质
1.土壤有机质的化学组成 包括碳水化合物、含氮化合物、木质素、含硫 含磷化合物。 2.土壤微生物对有机质转化的作用 土壤中的细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动 物等是土壤有机质转化的主要动力
（二）土壤有机质 有机质的转化 两个过程
二、土壤的物质组成及其变化 三、土壤性质及其肥力意义
一、土壤和土壤圈的一般概念
土壤：位于地球陆地表面具有一定肥力且能
够生长植物的疏松层。 土壤肥力：土壤本身所具有的能不断供应和 协调植物生长对水、肥、气、热（土壤的四 大肥力）需要的能力。 聚合土体：在水平方向上，土壤性质最为均 匀一致的最小单位。它是土壤的基本单位， 是土壤分类系统中的基层单元，如“土种”、 “土系”等。它经常被作为土壤野外调查制 图中观察、描述以及制图的重要对象。
土壤圈在地理环境中的地位和作用
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土壤圈与生物圈进行养分元素的循环，土壤 支持和调节生物的生长和发育过程，提供植 物所需养分 、水分和适宜的理化环境，决 定自然植被的分布。 土壤圈 与水圈 进行水分平衡与循环，影 响降水在陆地和水体的重新分配，影响元素 的表生地球化学迁移过程及水平分布，也影 响水圈的化学组成。
一、地表化学元素迁移的方式
四、地球化学屏障
（一）概念（重点） 地球化学垒，指在短距离内化学元素或化合物迁移 条件明显变化，并导致元素或化合物富积的地段。 富积往往形成有用的矿床，只有在短距离范围内迁 移条件的变化，元素或化合物的富积才能显现出来， 大范围迁移条件的渐变只能破坏地球化学屏障，减 轻富积强度，不利于矿床的形成或形成贫矿。
三、土壤性质及其肥力意义
（一）土壤物理性质 1.土壤质地 粒级：根据土壤矿物质颗粒粒径大小将土壤矿物质颗粒划分出 不同的等级，如砾石、砂粒、粉沙粒、黏粒，这些级别在土壤 学上称为粒级。 各粒级的划分标准（粒径：mm）：
（三）土壤水分
土壤水分是土壤重要组成成分和重要的肥力
因素。它不仅是植物生活所必需的生态因子， 而且也是土壤生态系统中物质和能量流动的 介质，它存在于孔隙中。 分为：液态水、气态水、固态水。其中液态 水的绝大部分即可以运动也可以被植物吸收 利用，是土壤水分的主要形态类型。 土壤液态水的存在状态可分为以下四种类型： 吸湿水、膜状水、毛管水、重力水
高而氧气含量比大气低。 土壤空气中的水汽大于70% ，大气中小于4%， 相差甚远 土壤固氮微生物能固定一部分氮气，增加土壤氮 素含量，而土壤中进行的硝化作用和氮化作用， 氮素又转化为氮气和氨释放到大气中，二者基本 保持平衡。
（一）土壤物理性质
1.土壤质地 2.土壤结构性 3.土壤孔性
一、土壤和土壤圈的一般概念
一、土壤和土壤圈的一般概念
土壤圈：土壤在地球陆地表面呈断续分布，
共同构成了一个特殊的圈层。在地理环境中 总是占据一定的不变位置，处于地球大气圈 、 水圈、生物圈 和岩石圈之间的界面 上，是地 球各圈层中最活跃最富生命力的圈层之一， 它们之间不断地进行物质循环与能量平衡。 当前，从土壤圈的高度来认识全球土壤变化 及其对大气圈、生物圈、水圈和人类社会的 影响，是自然地理学关注的热点之一。 土被：某一地区全部土壤类型的集合。
土壤水分的来源及消耗
主要来源于大气降水、地下水和灌溉用水， 水汽的凝结也会增加极少量的土壤水 。 消耗主要有土壤蒸发，植物吸收利用和蒸腾， 水分的渗漏和径流
土壤水分平衡
△水=水收入-水支出
(四)土壤空气 主要来自于大气，组成成分和大气基 本相似，质和量上与大气有所不同。
土壤生物生命活动的影响二氧化碳比大气中含量
一、地表化学元素迁移的方式
（一）水迁移 指风化壳中化学元素呈简单离子、络合离子、分子、 胶体、悬浮物状态在水体中的迁移。 水迁移系数Kx：某元素在水体中的平均含量/该元素 在水体所流经岩石中的平均含量。 水迁移序列：极强、强、中等、弱、极弱 元素迁移相对性系数Cx:不同元素水迁移序列中元素 迁移系数之比，作为元素迁移相对大小的定量指标。 值越大，即相对迁移性越强，越容易在迁移系数小 的那个序列的环境中发生富积。（图6-3）
土壤圈在地理环境中的地位和作用
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土壤圈与大气圈进行气体的交换，影响大气 圈的化学组成，水分与能量的平衡；吸收氧 气，释放CO2、CH4、H2S、氮氧化合物和 氨气，影响全球大气变化。 土壤圈与岩石圈进行着金属元素和微量元素 的循环，土被覆盖在岩石圈的表层，对其具 有一定的保护作用，减少各种外营力的破坏。
地表化学元素迁移：自然地理系统中的化学
元素在各种力的作用下所发生的存在状态的 变化以及空间位置的变动。实质是元素的分 散、运移和聚集。 分散：不可移动状态 可移动状态 聚集：可移动状态 不可移动状态 运移：空间位置的变动
一、地表化学元素迁移的方式
（一）水迁移
（二）空气迁移 （三）生物迁移
有机质对土壤肥力的作用(补充了解)
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二、三羧基酸与金属离子形成稳定络合 物的能力较强，有活化土壤微量元素的作用。 5. 土壤有机胶体是一种具有多价酸根的有 机弱酸，其盐类具有两性胶体的作用，有很 强缓冲酸碱的能力。 6. 腐殖质是胶结剂，能使土壤形成良好的 团粒结构，改善土壤耕作。 7. 腐殖质色暗，可增加土壤吸热能力，同 时其导热性小，有利于保温。
次生矿物质
（一）土壤矿物质
土壤矿物质的种类和数量始终处于两个截然相反的 变化过程中：
一方面是矿物质 的风化分解，由大颗粒变为小颗粒， 或由不溶性矿物变为易溶性矿物，或由难移动性矿 物变为可移动性矿物的过程。 另一方面：风化产物重新合成新矿物，由小颗粒变 为大颗粒，或由易溶性矿物变为不溶性矿物，或由 可移动矿物变为难移动矿物的过程。
一、土壤和土壤圈的一般概念
单个土体：因为聚合土体内部性质最为均一，受力也比 较一致，所以在湿胀干缩或热胀冷缩过程中，就会形成 垂直方向上的规则破裂面，，将聚合土体分割成若干个 六棱柱状体，这些六棱柱状体可以代表聚合体的大部分 特征，文明将代表聚合土体大部分特征的最小体积单位 称为单个土体。 土壤形态：土壤的颜色、干湿度、松紧度、孔隙状况、 粗细程度、胶膜、结核等可鉴别土壤性质的外貌特征。 土壤剖面：单位土体的每一个垂直断面，即自地表垂直 向下的土壤断面。它是人们在野外观察认识土壤形态特 征的工作面。单个土体实质是土壤剖面的立体化。