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第18讲 土壤
一、植被
1.土壤的概念及组成
土壤是陆地表面具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层，具有肥力是土壤的本质属性。由矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成。
组成 特征 作用 关系
矿物质 ①土壤的物质基础，成土母质(风化壳或风化堆积物)风化形成的土壤固体颗粒； ②经风化分解，释放一些养分元素(钾、磷、钙、镁等)，供植物吸收 主要成分，土壤中矿物养分的主要来源 ①彼此间有密切联系，共同形成了土壤的肥力特性； ②肥力高低取决于水、肥、气、热四个因素的协调程度
有机质 ①多集中在表层； ②释放氮，直接影响土壤肥力的形成和发育 最重要成分，土壤肥力的物质基础，土壤形成发育的主要标志
空气 空气提供热量；水分供应养分和水分； 贮存在土壤孔隙中，具有很大的流动性，使土壤能通气透水，蓄水保温 不可缺少的成分，影响土壤的热量状况
水分
土壤有机质含量高低的分析
土壤有机质是衡量土壤肥力的重要标志，有机质的来源主要是枯枝落叶，有机质损失主要靠微生物的分解、植物根系的吸收和外力侵蚀作用。
（1）有机质的收入：
①水热充足，植物生长茂盛，枯枝落叶多，生物残体多；
②地势低平处，有利于有机质积累。
（2）有机质的支出：
①微生物分解：气温高，微生物活跃，分解快，消耗多；
②植被消耗：植被生长旺盛，消耗多；
③土壤侵蚀或淋溶：降水强度大，淋溶与侵蚀强度大，有机质流失多。
腐殖质的主要作用有： ①作物养分的主要来源：腐殖质既含有氮、磷、 钾、硫、钙等大量元素，还有微量元素，经微生物分解可以释放出来供作物吸收利用； ②增强土壤的吸水、保肥能力：腐殖质是一种有机胶体，吸水保肥能力很强； ③改良土壤物理性质：腐殖质是形成团粒结构的良好胶结剂，可以提高粘重土壤的疏松度和通气性，改变砂土的松散状态，同时，由于它颜色较深，有利于吸收阳光，提高土壤温度；④促进土壤植物的生长：腐殖质为植物生长提供了丰富的养分和能量，土壤酸碱适宜，因而有利植物生长，促进土壤养分的转化； ⑤作物生长发育：腐殖质在分解过程中产生的腐殖酸、有机酸、维生素及一些激素，对作物生育有良好的促进作用，可以增强呼吸和对养分的吸收，加速根系和地上部分的生长。
2、土壤观察的内容
野外对土壤的观察，一般从土壤颜色、土壤质地、土壤剖面构造等方面进行。
（1）土壤颜色：是土壤最重要的外部特征之一，有些土壤是用颜色来命名的。
①黑土：土壤中富含腐殖质，比较肥沃。腐殖质含量减少则呈灰色。
②黄土：土层深厚，但有机质含量不高，缺磷少氮，还有不少盐碱地、沙地。黄色表示土壤是在黄土基础上发育的，疏松、多孔隙，垂直节理发育，极易渗水。需要增施有机肥，补充磷肥、氮肥，防治水土流失，综合治理旱、涝、碱、沙。
③红壤：铁、铝成分较多，有机质少，酸性强，土质黏重，是我国南方的低产土壤之一，需要增施有机肥料，补充熟石灰加以改造。
④紫色土：自然肥力高，富含各种盐类及多种微量元素，酸碱条件适中，可在风化母岩上直接刨耕引种。
⑤水稻土：在人类生产活动(长期种植水稻)中形成的特殊土壤。土壤中有机质含量丰富，较肥沃，多呈青灰色。
土壤质地
不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例，按土壤质地可分为砂土、壤土、黏土三种类型。
土壤 成分 性能
砂土 以砂粒占优势 大孔隙多、毛细管孔隙少，通气、透水性强，保水、蓄水性能弱，而且有机质易分解，保肥性能弱，但易耕作
黏土 以黏粒占优势 通气、透水性差，蓄水、保水性能强，而且有机质分解缓慢，易积累，保肥性能好，但质地黏重，不易耕作
壤土 所含的砂粒、粉粒、黏粒的比例适中 兼有砂土和黏土的优点，不仅通气、透水性能良好，而且蓄水、保肥性能强，是农业生产理想的土壤质地
（3）土壤的性质
土壤性质 影响因素
土壤含水量 ①“收”：大气降水、地下水、灌溉用水； ②“支”：蒸发、植物吸收和蒸腾、水分渗漏和径流(壤中流)； ③“储”：最大储水量受土壤孔隙空间大小制约
土壤透气性 受土壤孔隙空间和土壤含水量的共同影响。①土质疏松、土壤含水量小，土壤透气性好(但水分不足时，植物会凋萎)；②土质黏重、土壤含水量大，土壤透气性差(水分充足易导致空气受到排挤，土壤温度下降，透气性减弱，土壤肥力下降)
土壤肥力 土壤肥力最终取决于水、肥、气、热的协调程度。 ①“收”：外力搬运输入；自身有机质、矿物质产出(岩石风化、生物分解)；人类活动补充(施肥)等； ②“支”：植物吸收；雨水淋溶、径流侵蚀；不合理的人类活动等
土壤酸碱度 ①母质：基性岩母质形成的土壤偏碱性，酸性岩母质形成的土壤偏酸性； ②气候：湿润地区往往与酸性土壤的分布一致；干旱和少雨地区，淋溶作用弱，往往是中性或碱性土壤的分布区； ③人类活动：增施生石灰可中和土壤酸性；酸雨导致土壤酸性增强等
土壤温度 ①“收”：直接来源为太阳辐射； ②“支”：地面辐射、蒸发； ③“调”：土壤含水量增加导致土壤温度变化减小、人类活动(如覆盖黑膜可减少到达地面的太阳辐射，使土壤温度降低；覆盖透明膜可减少地面辐射的散失，提高土壤温度)
3、土壤剖面构造
土壤剖面：是指从地面垂直向下的土壤纵剖面，由一些形态特征各异的、大致呈水平展布的土层所构成。
①森林土壤剖面构造最为复杂，由有机层、腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层和母岩层组成。
②耕作土壤剖面一般分为耕作层、犁底层和自然土层。
类型 剖面层 特点
森林土壤 有机层 以分解和半分解的有机质为主
腐殖质层 腐殖质积累，颜色较深，呈灰黑色或黑色
淋溶层 矿物质淋失，颜色较浅
淀积层 质地黏重、紧实，呈棕色或红棕色
母质层 疏松的风化碎屑物质
母岩层 坚硬的岩石
耕作土壤 耕作层 土质疏松，有机质比例高，颜色较暗
犁底层 土层紧实，颜色较浅，具有保肥保水作用
自然土层 未经耕作熟化，不利于作物生长
4、土壤的形成与影响因素
土壤既是自然地理环境的一个要素，也是反映自然地理环境的一面镜子。不同的土壤，可以反映出不同的气候、地表物质、地形、水文条件、生物乃至人类活动。从多种因素对土壤形成的作用，可以看出各自然地理要素之间是相互联系和相互影响的，共同构成一个有机整体。
（1）土壤形成过程
①在风化作用下，致密岩石破坏，养分释放与流失；
②在低等生物、微生物改造作用下，有机质积累；
③在高等生物改造作用下，养分元素富集(有机质重新合成腐殖质)，生物在土壤形成过程中起主导作用。

（2）影响土壤形成的因素
因素 对土壤形成的作用
成土母质 岩石的风化产物，包括本地风化物和外来风化物(经外力搬运、沉积)，是土壤发育的物质基础，是植物矿物养分的最初来源，进而影响土壤质地(砂土、壤土、黏土)和肥力
生物 为土壤提供有机质，是影响土壤发育的最基本也是最活跃的因素。 ①植物：枯枝落叶、枯残根系、为土壤提供有机质来源，提高土壤肥力； ②动物：动物遗体可为土壤提供有机质来源，提高土壤肥力；动物搅动、搬运土壤等，可加速有机质分解，提高土壤透气性； ③微生物：分解动植物有机残体，促进腐殖质形成，形成土壤肥力
气候 直接影响土壤含水量、温度、微生物数量和种类。 ①湿热、通风良好的环境，微生物活跃，有机质分解速度快，积累少； ②寒冷、干旱、冷湿、冰冻环境，有机质分解速度慢，利于积累； ③温度升高、降水增多，岩石风化作用增强、矿物养分增多，改变土壤质地，提高土壤肥力
地貌 ①海拔：随海拔升高，气温降低、风力增大，影响土壤含水量和温度； ②坡向：阴/阳坡或迎风/背风坡，影响土壤温度、含水量，产生植被差异，进而影响土壤肥力； ③坡度：通过水流速度，影响物质迁移速度，进而影响土壤厚度和肥力。陡坡土层较薄，土壤较贫瘠；平地土壤较为深厚肥沃
时间 土壤发育的时间越长，土壤层越厚，土层分化越明显
人类活动 ①合理的耕作经营，可形成耕作土壤。如“耕耘”可改变土壤的结构、保水性、通气性，“灌溉”可改变土壤的水分、温度状况；“收获”可改变土壤的养分循环状况；“施肥”可改变土壤的营养元素组成、数量和微生物活动； ②不合理利用，可使土壤退化(沙化、盐碱化、水土流失等)
有机质含量的比较：草原＞森林＞荒漠
原因：草类生命周期短，每年死亡的大量地上茎叶和底下根系，提供了相当数量腐殖化的有机质；森林生命周期长，大量的有机质储存在活的植物组织内，每年的残落物归还量并不很大；荒漠植被少。
土壤的功能和养护
（1）土壤的功能
①土壤处于岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互紧密接触的过渡地带，是一个开放的系统，与其所在的环境之间有着活跃的物质和能量交换，是联系有机界和无机界的关键环节。
②土壤为植物生长提供了扎根立足的条件，促使地理环境以至地球面貌发生了根本的改变；土壤本身也是许多动物和微生物生存的场所和营养来源。
③土壤具有重要的蓄水、保水功能。土壤水是陆地水体的一部分。大气降水的一部分储存在土壤中，既有效减少地表径流量，又可以持续提供植物所需的水分。
④土壤和人类的关系十分密切。人类种植农作物是以土壤为物质基础的；人类饲养动物，也主要以植物为饲料。
（2）土壤的养护
①劣质土壤：不适于种植农作物，或者种植农作物产量较低的土壤，需要对其进行改良或改造；
②优良土壤：要注重种养结合，以保持土壤持续提供高效肥力的能力，常用的方法有休耕、种植绿肥、作物轮作、广施农家肥等方法。
注意：休耕是土地耕作一段时间后，暂停种植农作物一段时间，以恢复土壤肥力。轮作是在田地中轮换种植不同农作物，从而可以调节土壤中营养元素的种类和含量。它们都是土壤养护的方法。
土壤的改良
①亚马孙河流域人们利用生物炭改良土壤肥力；
②黄淮海平原盐碱地的治理——治水+治盐
引淡淋盐、井灌井排、生物覆盖、种植耐盐碱作物、深耕深翻、鱼塘台田等
红壤的改良
③红壤有机质分解快，流失多，腐殖质少，土质黏重，肥力较低且呈酸性，不利于农业生产活动。长江中下游地区的人们针对红壤的不利条件，进行改造，形成肥沃的“水稻土”。
④黑土培肥(以我国黑龙江省为例)
黑土有机质含量高、土壤肥沃、土质疏松、适合农耕。但对黑土无节制地开发导致了土壤肥力的耗竭，此外雨水冲刷使土壤肥力流失，因此要可持续利用黑土，注意培肥。
措施 作用
秸秆还田 增加土壤有机质，改良土壤结构，使土壤疏松，孔隙度增加，促进微生物活动和作物根系发育
压绿肥 不仅能增加土壤中氮、磷、钾等矿质营养成分，而且可改良土壤结构，增加土壤通气性和保水性
施用农家有机肥 有利于促进土壤团粒结构形成，使土壤中空气和水的比例协调，使土壤疏松，提高保水、保温、透气、保肥的能力
合理轮作 有利于均衡利用土壤养分和防治病虫草害，还能有效地改善土壤的理化性状，调节土壤肥力

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