当前课程知识点：土壤地理学 > 第四章 土壤形成因素学说 > 4.2 土壤形成的气候因素 > 4.2 土壤形成的气候因素
同学们，大家好
上节课我们讲了道库恰耶夫成土因素学说的来源
影响因素及其发展
这节课我们将分别阐述各个影响因子的作用
首先从气候因素中的气温说起
土壤与大气之间经常进行着水分和热量的交换
气候直接影响着土壤的水热状况
影响着土壤中矿物质
有机质的迁移转化
并决定着母质母岩风化
土壤形成过程的方向和强度
在气候要素中
气温和降水量对土壤的形成具有最普遍的意义
土壤表面获得的太阳短波辐射和大气逆辐射
是土壤增温的重要热源
与此同时
土壤表面时刻不停地以长波辐射
土壤水分蒸发
以及土壤与大气的湍流交换
而向近地大气层传送热能
由此可见
土壤与近地大气层之间存在着频繁的热量交换
如沃洛布耶夫等根据世界上36个气象站的资料
分析了土壤20或25cm深度的
年均温度与大气年均温度之间的相互关系
结果显示
两者之间存在有明显的正相关性
如图所示
但是
土壤温度与大气温度也存在一定的差异
具体表现在以下几个方面
首先
由于土壤的热学特性与近地大气之间存在巨大差异
以及土壤本身物质组成及蒸散过程的变异
与近地大气层温度状况相比较
土壤温度状况无论是在局部地区还是在广阔的地带
都具有更大的差异
其次
一般来说
土壤年均温度略微高于大气的年均温度
第三
一般随着海拔高度的增加
土壤温度与大气温度之差也越大
同时
土壤随海拔高度的降温速率也低于大气
在成土过程中
气温及其变化对土壤矿物体的物理崩解
土壤有机物与无机物的化学反应速率
具有明显的作用
温度对土壤化学反应的影响可用凡特-霍夫
法则加以说明
即化学反应体系的温度每升高10℃
其化学反应速率将增加2~3倍
Jenny1983年
对热带雨林
温带草原和温带山地的苜蓿碎屑物分解速率
进行了实验模拟
结果表明
不同温度条件下
苜蓿分解速率差异巨大
温度越高
损失率越高
尽管在热带雨林区高温高湿有抑制微生物活动的现象
如图所示
此外
土壤矿物的风化与温度也密切相关
如在中国青藏高原及外围山地高寒区
土壤表层砾石含量为10%
砂粒含量超过50%
土壤矿物风化处于物理风化和脱盐基阶段
其土壤表层以原生矿物为主
另外
从亚极地带
苔原带
寒温带
温带
亚热带至热带
土壤矿物风化强度逐渐增强
其表现是风化层厚度在增加
风化产物也依次变化
如图所示
结果显示
热带地区的风化厚度要远远高于其他气候带
接着，我们将从降水的角度理解其对成土过程的作用
土壤湿度作为陆面过程研究中的重要参量
对气候变化起着非常重要的作用
它通过改变地表向大气输送的感热
潜热和长波辐射通量
而影响气候变化
它的变化同样会影响土壤本身的热力性质和水文过程
使地表的各种参数发生变化
从而进一步影响气候变化
反过来讲
气候变化也能引起土壤含水量的变化
水具有以下重要的物理特性
首先
水有最大的表面张力
有最大电绝缘常数
而且水在常态环境之中能够进行液态
气态与固态的相互转化
另外
水有最高的蒸发热
最大的溶解热
其次
水也是自然界中最重要的极性化合物和地球表层最丰富的溶剂
了解水的这些特性
对于理解水在成土过程中的行为与功能
水与土壤颗粒的相互作用
以及在土壤—植物—大气系统中的形态和运动具有重要的作用
大气降水对矿物风化和土壤形成过程具有重要的影响
水分是许多矿物风化过程与成土过程的媒介与载体
如
在铝硅酸盐矿物风化过程中
正是由于水及其溶解阳离子的参与
使原矿物的晶格遭到破坏
晶格中的某些阳离子如钠
钙
镁 钾
等相继进入水体
在中国中温带即北纬42°沿线地区
东部辽宁集安市年均降水量为589mm
土壤pH值小于6.5
同时土壤盐基不饱和
中部内蒙古赤峰市降水量为372mm
土壤pH值在7.5~8.0之间
土壤盐基饱和
且含有碳酸钙
西部内蒙古二连浩特降水量为142mm
土壤pH值大于8.0
盐基饱和且含有丰富碳酸钙
如此看来
pH值和降雨量之间存在显著的相关性
此外
Jenny1983年的
研究表明
在美国大平原中部地区
土壤中碳酸钙淀积深度与年降水量有明显的相关性
随着降雨量的增加
碳酸钙淀积深度也在增加
如图所示
与此同时
中国学者的研究成果也表明
在黄土高原及华北地区的土壤中
次生碳酸钙淀积的深度与年降水量也存在着密切关系
水分是生物体及其生理代谢过程的主要成分
是植物根系吸收养分
体内传输养分
生态系统食物链中养分传递的介质和载体
另外
土壤水分状况还通过影响土壤通气状况
来制约土壤有机质转化的强度和方向
一般情况下
土壤中有机质的累积强度随着区域降水量的增加而加强
但当降水量增加到一定程度时
由于土壤水分过量导致土壤通气状况变差
土壤有机质的积累
特别是土壤腐殖化过程
明显受到抑制
所以土壤表层0到20cm的有机碳含量与年均降水量之间存在非线性关系
如图所示
同时
不同的土壤类型
其增加的速率也有差异
图中显示森林土壤明显高于耕地
在新西兰的温带海洋性气候区
土壤表层中的全氮含量也随降水量的增加而增加
同学们都知道
随着工业化进程的加快
大气污染对土壤影响已经受到人们的广泛关注
学者利用统计模型模拟了2050年世界陆地硫沉降量分布图
图中显示
中国江南广大地区
南欧以及非洲南部是受酸雨影响最为严重的地区之一
未来50年
世界上受酸雨影响的土壤面积还会增强
在广大的酸雨沉降区
人们常采用向农田土壤施用适量石灰的方法
以缓解酸雨对土壤及作物的危害
除了降水的影响
风对成土过程的影响也是巨大的
首先
风力导致土壤表层粉粒大量流失
即土壤风蚀沙化
风蚀的主要形态为吹扬
跳跃
滚动
磨蚀和擦蚀
全球遭受风蚀危害的地区分布范围非常广
囊括了全世界2/3的国家和地区
1/4的陆地面积和9亿多人口
全球风蚀沙化造成的土壤风蚀面积达3600万平方千米
约等于俄罗斯
加拿大
美国和我国国土面积的综合
并且仍在不断扩展
刘东生1985年根据风洞实验结果提出了
风尘基本粒级的概念
即土壤中易浮动和易分散的粒级
并以此建立了定量刻画土壤风蚀相对强度指数
SWEI
该指标较好地反映了区域土壤风蚀强度的差异性
如图所示
其中
重度风蚀中的中度砂和极粗砂的
质量比例明显高于其他非风蚀或者轻度风蚀的地区
此外
近些年来
人们十分关注沙尘暴对生态环境和土壤的影响
沙尘暴作为干旱半干旱地区的自然灾害之一
并非现代的产物
据科学家对深海岩芯和冰盖沉积物的测定
早在白垩纪末
距今7000万年的地球上就有沙尘暴出现
沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下的产物
而且与人类活动密切相关
人为过度放牧
滥伐森林植被
而破坏地面植被
扰动地面结构
形成大面积沙漠化土地
直接加速了沙尘暴的形成和发育
中国也是世界沙尘暴多发地区之一
此外
科研团队运用GIS与遥感技术
模拟了全球陆地表面
风积碱性阳离子的沉降量
如图所示
我们可以看到
中亚地区
北京地区
北非地区以及澳大利亚中南部出现大面积的碱性阳离子
好了同学们
这节课我们从气候因素中的温度降水
和风几个方面阐述了他们对土壤形成的影响
课后请同学们思考2个问题
第一降水是如何影响成土过程的呢
第二什么是土壤风蚀相对强度指数
我们下节课再见
-1.1 土壤、土壤圈的相关基本概念
--1.1 土壤、土壤圈的相关基本概念
-1.2 土壤圈的地位与作用
--1.2 土壤圈的地位与作用
-1.3 土壤地理学发展简史
--1.3 土壤地理学发展简史
-2.1 土壤矿物（一）
--2.1 土壤矿物（一）
-2.2 土壤矿物（二）
--2.2 土壤矿物（二）
-2.3 土壤矿物（三）
--2.3 土壤矿物（三）
-2.4 土壤有机质（一）
--2.4 土壤有机质（一）
-2.5 土壤有机质（二）
--2.5土壤有机质（二）
-2.6 土壤圈的物质循环（一）
--2.6 土壤圈的物质循环（一）
-2.7 土壤圈的物质循环（二）
--2.7 土壤圈的物质循环（二）
-2.8 土壤固相的物理诊断特性（一）
--2.8 土壤固相的物理诊断特性（一）
-2.9 土壤固相的物理诊断特性（二）
--2.9 土壤固相的物理诊断特性（二）
-3.1 土壤空气及其运动
--3.1 土壤空气及其运动
-3.2 土壤热量状况
--3.2 土壤热量状况
-3.3 土壤水分形态
--3.3 土壤水分形态
-3.4 土壤水势
--3.4 土壤水势
--3.4 土壤水势
--3.4 土壤水势
-3.5 土壤胶体
--3.5 土壤胶体
--3.5 土壤胶体
--3.5 土壤胶体
-3.6 土壤溶液
--3.6 土壤溶液
--3.6 土壤溶液
--3.6 土壤溶液
-4.1 道库恰耶夫成土因素学说
--4.1 道库恰耶夫成土因素学说
-4.2 土壤形成的气候因素
--4.2 土壤形成的气候因素
-4.3 土壤形成的生物因素
--4.3 土壤形成的生物因素
-4.4 土壤形成的岩石圈（母质）和地形因素
-- 4.4土壤形成的岩石圈（母质）和地形因素
-4.5 土壤形成的水圈（水文）因素
--4.5 土壤形成的水圈（水文）因素
-4.6 土壤形成时间因素的作用
--4.6 土壤形成时间因素的作用
-5.1 土壤形成过程的概念
--5.1 土壤形成过程的概念
-5.2 基本土壤形成过程
--5.2 基本土壤形成过程
-5.3 土壤剖面形态特征
--5.3 土壤剖面形态特征
-6.1土壤分类概述
--6.1土壤分类概述
-6.2 中国土壤地理发生分类
--6.2 中国土壤地理发生分类
-6.3 中国土壤系统分类
--6.3 中国土壤系统分类
-6.4美国土壤系统分类（ST）
--6.4美国土壤系统分类（ST）
-6.5 世界土壤资源参比基础-WRB
--6.5 世界土壤资源参比基础-WRB
-6.6 不同土壤分类系统的参比
--6.6 不同土壤分类系统的参比
-7.1 地带性土壤类型1剖析
--7.1 地带性土壤类型1剖析
-7.2 地带性土壤类型2剖析
--7.2 地带性土壤类型2剖析
-7.3 非地带性土壤类型剖析
--7.3 非地带性土壤类型剖析
-7.4 土壤空间分布规律剖析
--7.4 土壤空间分布规律剖析
-7.5 新疆土壤类型及其空间分布
--7.5 新疆土壤类型及其空间分布
-8.1 土壤广域性分布规律
--8.1 土壤广域性分布规律
-8.2 全球各州土壤分布规律
--8.2 全球各州土壤分布规律
-8.3 中国土壤广域分布规律
--8.3 中国土壤广域分布规律
-8.4 土壤的垂直地带性
--8.4 土壤的垂直地带性
-8.5 土壤负向垂直地带性及垂直-水平复合分布规律
--8.5 土壤负向垂直地带性及垂直-水平复合分布规律
-8.6 土壤中域/微域性及耕地土壤的分布规律
--8.6 土壤中域/微域性及耕地土壤的分布规律
-8.7 土被结构的基本类型与空间格局
--8.7 土被结构的基本类型与空间格局
-8.8 土壤流体组成及其诊断特性土壤区划
--8.8 土壤流体组成及其诊断特性土壤区划
-9.1 土壤资源的含义与生态环境功能
--9.1 土壤资源的含义与生态环境功能
-9.2 世界土壤资源概况及其空间特征
--9.2 世界土壤资源概况及其空间特征
-9.3 中国土壤资源特点与土壤质量概念
--9.3 中国土壤资源特点与土壤质量概念
-9.4 土壤质量的指标体系
--9.4 土壤质量的指标体系
-9.5 土壤质量指标功能与土壤质量评价方法
--9.5 土壤质量指标功能与土壤质量评价方法
-9.6 土地开发整理、土壤退化与侵蚀
--9.6 土地开发整理、土壤退化与侵蚀
-9.7 土壤侵蚀方法、影响因素及防治对策
--9.7 土壤侵蚀方法、影响因素及防治对策
-9.8 土壤风蚀沙化
--9.8 土壤风蚀沙化
-9.9 土壤盐渍化和荒漠化
--9.9 土壤盐渍化和荒漠化
-9.10 土壤污染
--9.10 土壤污染
-10.1 土壤地理调查
--10.1 土壤地理调查
-10.2 现代技术在土壤调查中的应用
--10.2 现代技术在土壤调查中的应用
-10.3 土壤信息库
--10.3 土壤信息库
-土壤地理学 试卷一
--土壤地理学 试卷一
-土壤地理学 试卷二
--土壤地理学 试卷二
-土壤地理学 试卷三
--土壤地理学 试卷三
-土壤地理学 试卷四
--土壤地理学 试卷四
-土壤地理学 试卷五
--土壤地理学 试卷五
-土壤地理学 试卷六
--土壤地理学 试卷六
