地表物质层土壤( 二 ) _生活百科

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土壤首先，成土母质的类型与土壤质地关係密切。不同造岩矿物的抗风化能力差别显着，其由大到小的顺序大致为：石英→白云母→钾长石→黑云母→钠长石→角闪石→辉石→钙长石→橄榄石。因此，发育在基性岩母质上的土壤质地一般较细，含粉砂和粘粒较多，含砂粒较少；发育在石英含量较高的酸性岩母质上的土壤质地一般较粗，即含砂粒较多而含粉砂和粘粒较少。此外，发育在残积物和坡积物上的土壤含石块较多，而在洪积物和沖积物上发育的土壤具有明显的质地分层特徵。其次，土壤的矿物组成和化学组成深受成土母质的影响。不同岩石的矿物组成有明显的差别，使其上发育的土壤的矿物组成也就不同。发育在基性岩母质上的土壤，含角闪石、辉石、黑云母等深色矿物较多；发育在酸性岩母质上的土壤，含石英、正长石和白云母等浅色矿物较多；其他如冰碛物和黄土母质上发育的土壤，含水云母和绿泥石等粘土矿物较多，河流沖积物上发育的土壤亦富含水云母，湖积物上发育的土壤中多蒙脱石和水云母等粘土矿物。从化学组成方面看，基性岩母质上的土壤一般铁、锰、镁、钙含量高于酸性岩母质上的土壤，而硅、钠、钾含量则低于酸性岩母质上的土壤，石灰岩母质上的土壤，钙的含量最高。气候因素气候对于土壤形成的影响，表现为直接影响和间接影响两个方面。直接影响指通过土壤与大气之间经常进行的水分和热量交换，对土壤水、热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度的影响。通常温度每增加10℃ ，化学反应速度平均增加1～2倍；温度从0℃增加到50℃ ，化合物的解离度增加7倍。在寒冷的气候条件下，一年中土壤冻结达几个月之久，微生物分解作用非常缓慢，使有机质积累起来；而在常年温暖湿润的气候条件下，微生物活动旺盛，全年都能分解有机质，使有机质含量趋于减少。

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土壤生物污染气候还可以通过影响岩石风化过程以及植被类型等间接地影响土壤的形成和发育。一个显着的例子是，从乾燥的荒漠地带或低温的苔原地带到高温多雨的热带雨林地带，随着温度、降水、蒸发以及不同植被生产力的变化，有机残体归还逐渐增多，化学与生物风化逐渐增强，风化壳逐渐加厚。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。土壤的本质特徵——肥力的产生与生物的作用是密切相关的。在生物作用下从岩石到土壤的形成过程见图9-7 。岩石表面在适宜的日照和湿度条件下滋生出苔薛类生物，它们依靠雨水中溶解的微量岩石矿物质得以生长，同时产生大量分泌物对岩石进行化学、生物风化；随着苔藓类的大量繁殖，生物与岩石之间的相互作用日益加强，岩石表面慢慢地形成了土壤；此后，一些高等植物在年幼的土壤上逐渐发展起来，形成土体的明显分化。在生物因素中，植物起着最为重要的作用。绿色植物有选择地吸收母质、水体和大气中的养分元素，并通过光合作用製造有机质，然后以枯枝落叶和残体的形式将有机养分归还给地表。不同植被类型的养分归还量与归还形式的差异是导致土壤有机质含量高低的根本原因。例如，森林土壤的有机质含量一般低于草地，这是因为草类根系茂密且集中在近地表的土壤中，向下则根系的集中程度递减，从而为土壤表层提供了大量的有机质，而树木的根系分布很深，直接提供给土壤表层的有机质不多，主要是以落叶的形式将有机质归还到地表。动物除以排泄物、分泌物和残体的形式为土壤提供有机质，并通过啃食和搬运促进有机残体的转化外，有些动物如蚯蚓、白蚁还可通过对土体的搅动，改变土壤结构、孔隙度和土层排列等。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。地形因素地形对土壤形成的影响主要是通过引起物质、能量的再分配而间接地作用于土壤的。在山区，由于温度。降水和湿度随着地势升高的垂直变化，形成不同的气候和植被带，导致土壤的组成成分和理化性质均发生显着的垂直地带分化。对美国西南部山区土壤特性的考察发现，土壤有机质含量、总孔隙度和持水量均随海拔高度的升高而增加，而pH值随海拔高度的升高而降低[1] 。此外，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。在陡峭的山坡上，由于重力作用和地表径流的侵蚀力往往加速疏鬆地表物质的迁移，所以很难发育成深厚的土壤；而在平坦的地形部位，地表疏鬆物质的侵蚀速率较慢，使成土母质得以在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚的土壤。阳坡由于接受太阳辐射能多于阴坡，温度状况比阴坡好，但水分状况比阴坡差，植被的覆盖度一般是阳坡低于阴坡，从而导致土壤中物理、化学和生物过程的差异。时间因素在上述各种成土因素中，母质和地形是比较稳定的影响因素，气候和生物则是比较活跃的影响因素，它们在土壤形成中的作用随着时间的演变而不断变化。因此，土壤是一个经历着不断变化的自然实体，并且它的形成过程是相当缓慢的。在酷热、严寒、乾旱和洪涝等极端环境中，以及坚硬岩石上形成的残积母质上，可能需要数千年的时间才能形成土壤发生层，例如在沙丘土中，特别是在林下，典型灰壤的发育需要1000～1500年。但在变化比较缓和的环境条件中，以及利于成土过程进行的疏鬆成土母质上，土壤剖面的发育要快得多。土壤发育时间的长短称为土壤年龄。从土壤开始形成时起直到目前为止的年数称为绝对年龄。例如，北半球现存的土壤大多是在第四纪冰川退却后形成和发育的。高纬地区冰碛物上的土壤绝对年龄一般不超过一万年，低纬未受冰川收用地区的土壤绝对年龄可能达到数十万年至百万年，其起源可追溯到第三纪。由土壤的发育阶段和发育程度所决定的土壤年龄称为相对年龄。在适宜的条件下，成土母质首先在生物的作用下进入幼年土壤发育阶段，这一阶段的特点是土体很薄，有机质在表土积累，化学-生物风化作用与淋溶作用很弱，剖面分化为A层和C层，土壤的性质在很大程度上还保留着母质的特徵。随着B层的形成和发育，土壤进入成熟阶段，这一阶段有机质积累旺盛，易风化的矿物质强烈分解，在澱积层中粘粒大量积聚，土壤肥力和自然生产力均达到最高水平。经过相当长的时间以后，成熟土壤出现强烈的剖面分化，出现E层，并使A层和B层的特徵发生显着差异，有机质累积过程减弱，矿物质分解进入最后阶段，只有抗风化最强的矿物残留在土体中，澱积层中粘粒积聚形成粘盘，土壤进入老年阶段，这一阶段土壤的肥力和自然生产力都明显降低。人类因素在五大自然成土因素之外，人类生产活动对土壤形成的影响亦不容忽视，主要表现在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，典型例子是农业生产活动，它以稻、麦、玉米、大豆等一年生草本农作物代替天然植被，这种人工栽培的植物群落结构单一，必须在大量额外的物质、能量输入和人类精心的护理下才能获得高产。因此，人类通过耕耘改变土壤的结构、保水性、通气性；通过灌溉改变土壤的水分、温度状况；通过农作物的收穫将本应归还土壤的部分有机质剥夺，改变土壤的养分循环状况；再通过施用化肥和有机肥补充养分的损失，从而改变土壤的营养元素组成、数量和微生物活动等。最终将自然土壤改造成为各种耕作土壤。人类活动对土壤的积极影响是培育出一些肥沃、高产的耕作土壤，如水稻土等；同时由于违反自然成土过程的规律，人类乱砍乱伐，乱扔垃圾、以及对有毒化学製剂的超量使用，水源污染，土壤污染，一些破坏良田土层的错误做法，造成了土壤退化如肥力下降、水土流失、盐渍化、沼泽化、荒漠化。形状土壤颗粒通过不同的堆积方式相互粘结而形成土壤结构。除砂土外，土壤颗粒在自然条件下是聚集在一起以土壤结构的形式表现出来，而土壤质地对土壤生产性状的影响也是通过土壤结构性表现出来。土壤结构的类型有片状的、块状的、柱状的和小颗粒粒状的。在旱地表层常出现片状的土壤结皮和板结层。有趣的是在荒漠、半荒漠地区土壤表面由于苔藓、地衣、地钱、真菌、细菌等低等植物的生长而形成的一个複合的生物—土壤片状结构，又称为荒漠生物结皮，是沙地固定状况的重要标誌。块状结构、柱状结构内部孔隙少，緻密紧实，都属于不良结构体。农民把大的土块称为坷垃，俗话说：“庄稼既怕草，更怕坷垃咬” 。在农业生产上最好的土壤结构体是团粒结构，它是近似球形较疏鬆多孔的小土团，直径为0.25～10mm之间，直径0.25mm的称为微团粒。团粒结构一般在耕层较多，民众称为“蚂蚁蛋” ， “米糁子” 。团粒结构数量多少和质量好坏在一定程度上反映了土壤肥力的水平。在水田中微团粒的数量比团粒的数量更重要，越是肥沃稻田土壤微团粒数量越多。块状结构体近似立方体型，长、宽、高大体相等，组分一般大于3cm ， 1-3cm之内的称作核状结构体，外形不规则，多在粘重而乏有机质的土中生成，熟化程度低的死黄土常见此结构，由于相互支撑，会增大孔隙，造成水分快速蒸发跑墒，多有压苗作用，不利植物生长繁育。改良方法：可在墒情合适时耙耱，冬季冻土后，辗压，以提高土壤有机质含量，也可掺河沙或炉渣灰来改良。片状结构体水平面排列，水平轴比垂直轴长，界面呈水平薄片状；农田犁耕层、森林的灰化层、园林压实的土壤均属此类。不利于通气透水，造成土壤乾旱，水土流失。改良方法：鬆土施用有机肥，公园街道绿地行人常经过的地方，可进行透气铺装、种植地被植物或进行必要的围栏保护，结皮和板结的可採取适墒深翻，增施有机肥解决。结构体沿垂直轴排列，垂直轴大于水平轴，土体直立，结构体大小不一，坚实硬，内部无效孔隙占优势，植物的根系难以介入、通气不良、结构体之间有形成的大裂隙，既漏水又漏肥。改良方法：通过深翻施肥和深翻种植绿肥。

地表物质层 土壤( 二 )

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