土壤学教案-第二章.矿物岩石的风化和土壤形成（下）.1.docx

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1、土壤学课程教案课程编号：章节名称及内容：矿物岩石的风化和土壤形成（下）所在课程顺序号：第6个教案授课学时与时长：1学时授课教师：王聪课程类型：学类核心课一、教学目标1、要求深刻理解与熟练掌握土壤形成实质、土壤剖面特征。2、要求一般理解与掌握土壤形成的五大自然因素。二、教学内容1、土壤形成2、土壤剖面及形态特征三、教学重点1、土壤形成实质和土壤剖面。四、教学难点1、土壤形成实质、土壤剖面形态特征。五、教学方法课堂讲授、多媒体辅助和板书相结合。六、教学过程开始课堂讲授前播放一段相关的视频或则提出与本次课程相关的几个问题进行提问并讲解上次课堂留下的问题和作业，然后开始进行课堂讲授，讲授过程穿插问题提

2、问，本次课程结束时布置作业或则留下几个问题进行下次课堂的提问2.3土壤形成2.4土壤剖面及形态特征2.3土壤形成2.3.1土壤形成实质（掌握）土壤的形成是综合性过程，是物质地质大循环与生物小循环矛盾统一的结果。地质大循环指地面岩石的风化、风化产物的淋溶与搬运、堆积，进而产生成岩作用，这是地球表面恒定的周而复始的大循环。地质大循环是一个开放性系统，涉及空间大，时间长，是大范围的物质循环运动。生物小循环植物营养元素在生物体与土壤之间的循环。是矿质元素的富集及有机质积累过程，是在地质大循环基础上发展起来的。涉及空间小，时间短。姓历时阎长运行是EB大）历时网足运行近回小）地质大循环和生物小循环的关系地

3、质大循环和生物小循环的共同作用是土壤发生的基础。土壤形成的实质就是地质大循环和生物小循环的矛盾和统一。在土壤形成过程中，两种循环过程相互渗透和不可分割地同时同地进行着。生物小循环是构成地质大循环中地表物质运动过程的一个部分。地质大循环使营养元素不断向下淋失，而生物小循环却从地质大循环中不断地累积生物所必需的营养元素。2. 3.2土壤形成因素（掌握）（1）母质（母岩）母质是风化壳的表层，是指原生基岩经过风化、搬运、堆积等过程，在地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层。母质是形成土壤的物质基础，是土壤的最初来源，是土壤的骨架。 影响土壤矿物质组成和性质：残积物（粗、薄、瘦）；坡积物（细、厚、肥）

4、。 影响土壤养分：氮、磷、钾等元素含量。 影响土壤发育和形态特征：成土过程进行得愈久，母质与土壤的性质差别就愈大。但母质的某些性质却仍会留在土壤中。母质对土壤肥力的产生和发展起着巨大的作用。我国农民常说：“啥土根子有啥土”就是指母质对土壤肥力有主要影响而说的。母质虽然有各种不同的类型但它们归根结蒂都是岩石风化的产物，是自然土壤形成的物质基础。母质对土壤的物理性质和化学性质的影响极为明显。如花岗岩中的长石，云母易风化，并富含钾素，而石英则不易风化，经常呈砂粒残留在土壤中。因此在花岗岩母质上发育的土壤，往往砂粒比例适中。而在富于粘土物质的页岩上发育的土壤，质地较粘重。石英砂岩主要是由石英颗粒组成的

5、，因此在其风化产物上形成的土壤，往往砂性较强，养分较少，并含有较多的石砾。（2）气候因素（水热条件）水分和热量直接影响成土过程中的物理、化学、生物作用的强度和方向。直接参与母质的风化，矿物质的分解与合成及物质积累和淋失；控制动植物生长和微生物的活动，影响有机质的积累和分解，决定养料物质循环的速度。气候影响土壤形成过程中最重要的因素之一。气候对土壤形成的作用是十分复杂的，它直接影响在土壤形成过程中起重要作用的热量和水分条件。在大多数森林地区，它直接控制着土壤的形成过程，在很大程度上决定着各种植被类型的分布，从而影响土壤矿物和土壤有机质的分解和合成。温度直接影响着土壤形成过程的强度和方向。在寒冷地

6、带，土壤中的化学风化作用较弱，植物生长也较缓慢，有机质形成少，土壤生物活动不旺盛，因而土壤中养分的转化也很缓慢。相反，在热带地区，土壤中的矿物质除石英外大部分被分解，植物生长迅速，有机质形成多，微生物活动旺盛，生物小循环较寒冷地区快。降水量对土壤形成的影响也很显著，在干旱气候条件下，盐份不断地累积起来,使土壤发生盐渍化现象。在潮湿的气候条件下，盐基离子不断地被淋洗，使土壤胶体成不饱和状态。上述这些现象在我国不同类型土壤的形成过程中，都强烈地表现出来。湿度（水） 水分对物质运移的影响：淋溶型：土壤水分运动以下行为主，物质遭到淋溶，土壤盐基饱和度低、酸性强。非淋溶型：蒸发量略大于降水量，土壤中性至

7、微碱性反应、盐基饱和度高,剖面中常有钙积层。上升水型：蒸发、蒸腾总量大大超过降水量，地下水补充。如果地下水矿化度高，则导致盐渍化；如果地下水只能达到剖面中部，称为“半上升水型”水分状况。停滞型：地表经常积水，土壤沼泽化。 水分影响土壤中物质的分解、合成和转化。例如：表土有机质含量常随大气湿度的增加而增加；湿润地区的土壤风化度较高，而在干旱地区则较弱。温度（热）温度状况影响矿物和有机物质的风化与合成。反应速率在一定范围内随着温度的增加而增加。例如：花岗岩风化壳在广东可厚达3040米，浙江一般在56米，而青海高原常不足1米。气候（水和热）实际上水热两因子是共同作用着的，只有两者互相配合，才能促进土

8、壤的形成发展。南方湿热一风化强烈-盐基淋失多土壤PH低，原生矿物少，粘土矿物以Ki值较低的高岭石为主。南方湿热一生物生长旺盛i微生物活动强烈有机质积累少东北地区冷湿一风化不强一盐基淋失少（盐基饱和）pH高东北地区冷湿一有机质分解慢，积累多，但品质较差，C/N高（3）生物生物在土壤形成过程中起主导作用。生物使母质飞跃成土壤。植物 能量转化及有机质形成。 富集作用及有效化。 促进土壤及其结构体形成。土壤动物在成土过程中的作用 参与了土壤腐殖质的形成和养分的转化。 动物的活动可疏松土壤，促进团聚结构的形成。 土壤动物种类的组成和数量在一定程度上是土壤类型和土壤性质的标志,是土壤肥力的指标。微生物在成

9、土过程中的作用微生物作为地球上最古老的生物体，已存在达数十亿年，它是最古老的造土者。 分解有机质，释放养分，为植物利用。 合成土壤腐殖质，发展土壤胶体性能。 固定大气中的氮素，增加土壤含氮量。 促进土壤物质的溶解和迁移，增加矿质养分的有效度。(4)地形地形主要是影响水热条件及母质的再分配，进而影响土壤的形成。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。地形与水热条件的关系 地形支配着地表径流和地下水的活动情况，影响水分的分配。 坡面的形态(光滑或粗糙，凹或凸)影响水分状况。 地形的差别还可导致地形雨。 地形影响地表温度。地形与母质的

10、关系不同地形部位常分布有不同母质。 山地上部或台地上，主要是残积母质。 坡地和山麓地带的母质多为坡积物。 在山前平原的冲积扇地区，母质多为洪积物。 河流阶地、泛滥地和冲积平原、湖泊周围、滨海附近地区，相应的母质为冲积物、湖积物和海积物。(5)时间土壤是一个历史自然体，时间因素可使土壤不断变化。相同条件下，成土时间长，受气候、生物作用时间长，与母质、母岩差异大。土壤年龄 土壤年龄是指土壤发生发育的时间。绝对年龄：指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间，通常用年表示；相对年龄：指土壤的发育阶段（程度）。 通常说的土壤年龄是指土壤的发育程度，亦即相对年龄。 土壤剖面发育明显

11、，发育度高，相对年龄大；反之相对年龄小。土壤形成速率和所需时间 母质和环境会影响土壤形成的速率。 土壤发育速率随时间的变化而变化。一般土壤处于幼年阶段时，土壤的特性随时间变化快，但随着成土年龄的增加，变化速率渐渐转慢。不同的成土过程在时间上的变化强度也是不同的。 不同地区、类型的土壤，形成的时间有很大的差异。土壤形成的阶段性热带地区的土壤形可分为5个阶段： 初期：为未风化的母质； 青少年期：风化已经开始，但许多母质物质仍保留在土壤中； 壮年期：易风化的矿物大部分己分解，粘粒明显增加； 老年期：矿物分解已处于最后阶段，只有少数强抗风化的原生矿物被保存； 最后阶段：土壤发育己完成，原生矿物基本上彻

12、底风化。（6）人类活动人类活动与其他五个成土因素有本质的区别： 对土壤的影响是有意识、定向的。 是社会性的。受着社会制度和社会生产力的影响。 可通过改变自然因素而起作用。 对土壤的影响也具有两重性。利用合理有助于土壤肥力的提高，利用不当会降低土壤肥力。2. 4土壤剖面及形态特征（掌握）3. 4.1土壤剖面土壤剖面：从地面向下挖掘的一段垂直切面。完整的土壤剖面应包括土壤形成过程中所产生的发生学层次，以及母质层次。土壤剖面的构造（土体构型）,是指从上到下不同土层的排列方式。4. 4.2土壤发生层土壤发生学层次（土壤发生层/层）：指土壤形成过程中所形成的具有特定性质和组成的、大致与地面相平行的，并具

13、有成土过程特性的剖面层次（土体构造层次）。形成：自然土壤的剖面是在母质，气候，生物，地形和时间五种主要成土因素共同影响之下形成的。土壤剖面是指从地面向下挖掘所裸露的一段垂直切面,这段垂直切面的深度一般在两米以内。土壤剖面构造就是指土壤剖面从上到下不同土层的排列方式。一般情况下，这些土层在颜色，结构，紧实度和其他形态特征上是不同的。各个土层的特征是与该层的组成和性质相一致的。土壤剖面特征是土壤内在性状的外在表现，是在土壤长期发育过程中形成的。在成土过程中，由于各种原生矿物不断地风化，产生各种易溶性盐类，含水氧化铁和含水氧化铝以及硅酸等，并在一定条件下合成不同的粘土矿物。同时通过土壤有机质的分解和

14、腐殖质的形成，产生各种有机酸和无机酸。在降雨的淋洗作用下引起土壤中这些物质的淋溶和淀积，从而形成了土壤剖面中的各种发生层次。淋溶作用是指土壤中的下渗水，从土壤剖面的上层淋溶或悬浮土壤中某种成分的作用。因此一般将土壤剖面的上层称为淋溶层或简称A层。淀积作用是指下渗水到达剖面下层沉淀其中某些溶解物或悬浮物的作用，因此，土壤剖面的下层一般称为淀积层或简称B层。B层之下一般未受淋溶或淀积作用的土壤母质层,简称C层。土壤母质的下面，如果是未风化的基岩，称为基岩或简称D层。由於淋溶作用和淀积作用形成的Ae层和Bt层。草原区域因易溶性盐的聚积常生成石灰质和石膏质硬盘。温带森林区域含铁铝的有机和无机胶体可悬浮

15、在渗漏水和毛管水中，从A层移动到B层，亦可形成铁质硬盘。地下水位高而排水不良的地方，矿物在风化过程中产生的可溶性盐类往往由剖面的下面，随着毛管水上升到地面，形成盐结皮，这种物质转移的方向和一般情形相反。由於通气不良，特别是在地下水位很高的情况下，B层的下段或C层的一部分，将因还原作用变为蓝地面覆盖淋?初积层B)限质层C母R)Hr. KIIi-I ( (灰色或绿灰色，称为潜育层（或灰粘层）或简称G层。常用符号层次名称含义AhABBC枯枝懑淋溶层过渡层淀积层过渡层母质层母岩层土层名称堆积枯枝落叶，下部己初步分解腐殖质含量高，与矿质颗粒紧密结合形成暗色土层物质淋失，颜色较浅A层向B层过渡淋溶层淋移物质在此层淀积，多形成核状、柱状、枝柱状结构，较紧实B层向C层过渡土层较深，受成士因素影响小,保持母质特性未风化的岩石传统代号国际代号森林湖落物Jz2、草毡层Ao泡炭层腐殖质淋溶层淀积层母质层母岩层A