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主题11
土壤与植被
高中地理必修一·第4单元 陆地环境
主题11 土壤与植被
土壤里有什么？
实验器材
土块，培养皿，容量500毫升的烧杯，酒精灯，镊子，坩埚，三脚架，牙签，放大镜，护目镜。
实验步骤
1. 将土块分成3份，分别放入3个培养皿内。
2. 将其中一份土块用手指捏碎，然后用牙签拨动土壤颗粒，并借助放大镜，仔细观察里面的物质。
3. 在烧杯中倒入水至二分之一处，用镊子取另一份土块轻轻放入烧杯中，仔细观察土块表面发生的现象，辨认漂浮在水面上的物质。
4. 戴上护目镜，搭建三脚架，放置坩埚。将酒精灯摆放在坩埚下方。用镊子夹住第三份土块，将其放在坩埚上。点燃酒精灯，仔细观察土块颜色的变化。用另一只手轻轻扇动，使极少量的气体飘进鼻孔，闻一闻土块散发出来的气味。
5. 完成实验后洗手。
根据上述过程中观察到的现象，写出你认为可能存在的每一种土壤成分，与同学比较你的观察结果。
根据观察结果，你会如何定义土壤？
土壤
土壤指陆地表面具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层。土壤肥力是土壤能供应和协调植物生长发育所需的养分、空气、水和热量等方面的能力。
土壤成分
土壤的成分比较复杂，一般由矿物质、有机质、土壤生物、水分和空气组成。矿物质直接或间接来自岩石风化物，是土壤的“骨骼”。有机质包括动物和植物的残体，以及其经过微生物作用形成的腐殖质。有机质比重远低于矿物质，但对土壤肥力影响很大，是衡量土壤肥力高低的重要指标。水分和空气贮存在土壤固体颗粒之间的孔隙中，两者的比例并不固定，常会随着外界气温、湿度、降水等条件的变化而此消彼长。土壤孔隙也是细菌、真菌等土壤微生物和蚯蚓、线虫类等土壤动物的生存空间。土壤中的微生物虽小，肉眼无法看到，但其数量十分惊人，而且作用很大，如分解有机质释放出营养元素，供植物利用。
土壤性质
土壤颜色是土壤最明显的特征。土壤颜色通常与土壤的矿物质成分、有机质含量、排水条件等密切相关。例如，许多热带和亚热带地区的土壤因含有较多的氧化铁而呈红色；我国东北地区的土壤因富含腐殖质而呈暗黑色。
不同土壤的颜色和质地等特征具有显著差异。
土壤颜色
中国土壤分布图
中山公园社稷坛的五色土：
北方为 色
西方为 色
中央为 色
东方为 色
南方为 色
黑
白
青
黄
红
黑土
盐碱土
黄土
水稻土
红壤
土壤性质
土壤质地，也称土壤颗粒组成，指土壤中矿物质颗粒的大小及其组合比例，也就是土壤的粗细、砂黏状况。一般来说，根据土壤质地可以将土壤分为砂土、壤土和黏土三类。土壤质地直接影响土壤蓄水性、通气性和保肥性。例如，砂土质地疏松，蓄水能力弱，保肥性较差，土壤温度变化较快，但通气性和透水性良好；黏土质地致密、厚重，蓄水能力和保肥性强，土壤温度比较稳定，但通气性和透水性差；壤土质地介于黏土和砂土之间，兼有砂土和黏土的优点。
不同土壤的颜色和质地等特征具有显著差异。
砂土
壤土
黏土
活动：估测土壤质地
砂土
壤土
土
1. 取一小块土壤，放在手中捏碎，加入适量水，调匀。放在手掌心用手指来回搓揉，使土壤吸水均匀，加水至土壤刚刚不黏手为止。
2. 尝试将土壤搓成约3毫米粗的土条。如果能搓成土条，则将其弯成直径约3厘米的圆环。根据土壤在搓条、弯圈过程中的具体表现，按下列标准判断土壤质地类型。
你所观察的土壤样本属于哪种质地类型？描述一下你的推断过程。
在农业生产活动中，哪些措施可以提高土壤肥力？
土壤质地——渗水实验
砂土 壤土 黏土
平均颗粒
通气透水性
保水保肥性
思考：哪种质地的土壤最适宜发展农业？
砂土
壤土
黏土
渗水试验结果
大
适中
小
强
适中
弱
适中
弱
强
土壤剖面
土壤剖面是从地面垂直向下的土壤纵断面。理想状态下，土壤剖面有五个土壤层：有机质层、腐殖质层、淋溶层、淀积层和母质层。自然界中的土壤剖面不一定具有全部土壤层。例如，有机质层主要出现在森林地区的土壤上部，在荒漠地区一般不存在或不明显；在坡度较大的山地丘陵地区，土壤物质流失较快，一般缺少淀积层。
植物残体堆积层，以分解和半分解的有机质为主
腐殖质积累，呈灰黑色或黑色
溶解于水的矿物质随水的下渗下移，矿物质淋失，有机质含量低，色泽较淡
上层淋失的矿物质在此积累，质地黏重紧实，呈棕或红棕色
疏松的风化碎屑物质
坚硬的岩石
有机层
腐殖质层
淋溶层
淀积层
母质层
母岩层
森林土壤剖面及各土层特点
土壤剖面构造
地球自然土壤的形成过程
生物种类增多
降水淋溶
进一步
风化
岩石风化破碎
成土母质
成土母质
腐殖质层
腐殖质层
淋溶层
淀积层
成土母质
裸露岩石
成土母质
成熟土壤
原始土壤
风化作用
高等植物
苔藓类生物
成土因素
成土母质
生物
气候
地貌
时间
成土母质
通常把与土壤有直接联系的岩石风化物或堆积物称为母质。母质会影响土壤的化学成分、质地和形成速度等。在土壤的形成初期，如果基岩非常坚硬，形成1厘米厚的土壤可能需要几百年；如果基岩质地相对较软，那么形成深厚土壤的速度会快得多。
生物
土壤中生活的植物、动物和微生物不仅对土壤性质具有重要影响，而且影响到土壤肥力和自净能力。土壤微生物分解植物和动物的残体，向土壤释放有机物。植物的根系和土壤动物可以疏松土壤，帮助水分和空气渗透到更深的土层中。
气候
水分和热量条件决定母质的分解速度，影响土壤的形成速度、厚度和化学性质等。一般来说，高温多雨地区化学风化作用强烈，岩石风化速度相对较快，土壤较厚，且多呈酸性；寒冷干旱地区岩石风化速度相对较慢，土壤往往比较薄，多呈碱性。
从气候角度说明南方红壤和东北黑土的有机质含量差异
东　北　黑　土
南　方　红　壤
东北黑土分布区，植被茂密，有机质来源丰富；纬度较高，气温较低，微生物分解缓慢，有机质积累多，土壤肥沃，利于农业生产。
南方红壤分布区虽然植被覆盖情况良好，但是纬度较低，气温较高，微生物分解快速，加之雨水淋溶、侵蚀作用强，有机质积累少。
干
湿
生物少
生物多
热
冷
分解快
分解慢
干
湿
生物少
生物多
热
冷
分解快
分解慢
思考：南方红壤和东北黑土的有机质含差异，并从 气候 角度分析原因
东北黑土：
南方红壤：
世界黑土分布
３０°Ｎ
３０°Ｓ
０°Ｎ
气温对土壤的影响
降水对土壤的影响
影响化学反应速率
分解速率快，
土壤积累的有机质少
分解速率慢，
积累的有机质多
炎热
寒冷
干旱
湿润
生物丰富，
提供有机质较多
生物缺乏，
提供有机质较少
淋溶及侵蚀作用强，
土壤肥力较低
影响生物种类和数量
影响淋溶和侵蚀作用强度
东北黑土分布区，植被茂密，有机质来源丰富；纬度较高，气温较低，微生物分解缓慢，有机质积累多，土壤肥沃，利于农业生产。
南方红壤分布区虽然植被覆盖情况良好，但是纬度较低，气温较高，微生物分解快速，加之雨水淋溶、侵蚀作用强，有机质积累少。
干
湿
生物少
生物多
热
冷
分解快
分解慢
地区有机质积累多
地区有机质积累少
湿冷
干热
结论
思考：南方红壤和东北黑土的有机质含差异，并从 气候 角度分析原因
地形
地形
地形通过影响母质、气候及生物因素，对土壤形成和发育产生间接影响。例如，随着海拔的增加，植被种类和数量会发生变化；阳坡比阴坡接收的太阳辐射多，土壤温度较高；坡度越陡，地表侵蚀越严重。这些都会影响到土壤的形成和发育。
时间
土壤形成和发育所经历的时间长短，也会对土壤的特征产生影响。例如，在其他成土因素相同的情况下，时间越长，形成的土壤越深厚、土壤分层越明显；反之，则形成的土壤越浅薄、土壤分层越不明显。
人类活动
人类活动也会影响土壤的形成和发育。随着人类干扰强度的增加，土壤原来的基础性状发生改变，可能产生新的土壤类型（如水稻土）。人类活动对土壤造成的影响有时是有益的 , 如在盐渍化土壤区，通过深沟排水，降低地下水位，引淡水洗盐，改良土壤；有时则是有害的，甚至是灾难性的，如农业生产中大量施用农药，工业污水不经处理直接用于农田灌溉，造成土壤中有毒物质的残留，影响农作物生长和人类身体健康。
人类活动
合理
不合理
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