当前课程知识点：土壤地理学 > 第五章 土壤形成过程 > 5.1 土壤形成过程的概念 > 5.1 土壤形成过程的概念
同学们好
今天开始
我们来学习第五章
土壤形成过程
首先介绍第一个知识点
地表物质迁移转化与土壤形成过程
土壤形成过程的定义是指
在土体中物质与能量转化的总体过程
也是地球表层系统物质能量
迁移转化总过程的重要组成部分
两者无论在时间上
空间上都有密切关系
并遵循着普适的自然演化规律
地球表层系统中的物质
永远处于运动状态
太阳辐射能是驱动表层系统作用的主要动力
它决定着地表的温度
及其时空分异
进而决定生物有机体的活动方式与强度
支配着地球表层系统中
物质的迁移与富集
而影响地球表层系统中
化学元素迁移转化的内在因素
是原子结构及其化合物的性质
比如
元素的迁移能力取决于化学键类型
分子结构或晶体结构
负电性
离子价态与半径等地球化学参数
经过长期的研究发现
与土壤形成密切相关的元素迁移过程
主要表现为以下5种形式
分别是溶解迁移
还原迁移
配合迁移
悬浮迁移和生物迁移
首先我们来讲溶解迁移
它是指地表风化壳
或土体中的物质与水相互作用形成的真溶液
并随水溶液迁移的过程
溶解迁移过程与化合物或矿物
在地表水中的溶解度关系密切
其元素迁移方向主要受重力作用
以向下淋溶迁移为主
在某些土壤中
也受毛管力作用
而向上层进行聚积
在化学理论上
元素迁移的顺序为
K＞Na＞Ca＞Mg
但在自然环境中
化学元素的迁移顺序
不仅取决于该元素的物理化学性质
而且取决于其环境因素
特别是有机体的生命活动
最终使化学元素的迁移顺序表现为Ca＞Na＞Mg＞K
这也是地球化学中
风化壳学说的核心
随后学者对化学元素在地表的迁移能力
进行了系统分析
提出了4个风化时期的概念
第一时期为
风化物丧失氯和硫的化合物
第二时期为
风化物丧失碱金属和碱土金属盐基离子
这个时期又细分为两个阶段
分别是钙和钠离子被溶解淋失的阶段
以及镁和钾离子被溶解淋失的阶段
第三时期是
残积黏土时期
表现为风化物中二氧化硅开始大量淋失
第四时期为
是富铝化时期
由于盐基离子已被淋失殆尽
且二氧化硅也大量淋失
导致氧化铁和氧化铝大量聚积
如表所示
讲完溶解迁移
我们来看还原迁移
还原迁移是指在地表溃水的情况下
在风化壳中
土壤与大气之间的气体交换受阻
微生物活动又不断消耗地表水中的溶解氧
如此形成了还原条件
致使某些可变价元素被还原
继而随水迁移的形式
同时需要强调的是
地表水分状况
有机质含量及微生物活动是影响氧化
还原反应的重要因素
一般来讲
地表氧化还原状况可用Eh值来表示
比如
地表水体系的Eh=-500mV
此时为极端还原状况
当值为-200mV时
为强还原状况
当值为100mV时
为通气不良状况
当值为300和500mV时
分别表示中度氧化和强氧化状况
接着来讲第三种迁移
配合迁移
它是指金属离子与电子给予体的离子或分子之间
通过配位键形成的配合物
并随水迁移的过程
配合迁移是地表特别是生物参与的成土过程中
金属元素迁移的重要形式之一
在地表母岩及其矿物风化过程中
氧化铁与氧化铝的溶解度一般是很低的
所以它们在土壤剖面中的溶解迁移是可以忽略的
但在腐殖质
有机酸的参与下
氧化铁和氧化铝的移动性会急剧增加
比如
在寒温带针叶林的灰土区
铁离子和铝离子可以与腐殖质发生配合反应
形成移动性较强的铁铝配合物
而向心土层迁移
如图所示
随着深度的增加
氧化铁和氧化铝在一定深度范围内也同时增加
接着我们来说下悬浮迁移
悬浮迁移是指
次生铝硅酸盐黏粒分散于水中
所形成的悬浮液
随渗漏水下移或侧流
而形成的迁移模式
由于次生黏粒表面一般带有负电荷
它们之间相互排斥
所以分散而不易凝聚
另外需要指出的是
一般氧化物不易被悬浮迁移
最后
我们来讲一下生物迁移
生物迁移命题是由达尔文1859年提出来的
他在《物种起源)一书中认为
一个物种只能有一个起源中心
在条件允许的前提下
它会从这个中心迁移到力所能及的地区
越来越多的事实证明了
达尔文迁移思想的强大生命力
本书的生物迁移是指
化学元素被生物有机体吸收
不断的向有机体集中
而形成有机化合物的地表迁移与积累
同时
有机物被微生物分解
并重新返回地理环境的过程
如图所示
随着深度的增加
根系的重量在减轻
但根系的长度在增加
这便于它吸收土壤中的元素及水分
据调查资料显示
在森林草原地带
植物每年迁移的矿物质为每平方千米50t左右
这些有机物和矿物质最终会归还于土壤表层
而它们是微生物合成土壤腐殖质的物质基础
从风化壳和土壤形成的化学过程来看
地球陆地表层各个自然地带的风化壳
以及土壤发生过程的基本规律是一致的
都经历了矿物中化学元素的活化与物质迁移转化
如图所示
从中我们可以了解到
成土过程中物质迁移转化的一般模式
太阳是一切能量的来源
降雨形成的水分是土壤发生物理或者化学反应的溶剂
也是物质迁移的媒介
植被在生长过程中
吸收着土壤中的各种元素
当生命结束后
有机残体体内的元素又回到土壤之中
进而完成了一次循环
同时基于淋溶作用或者根系的吸收作用
土壤中又发生着向下和向上的过程
以上是我们讲的第一个知识点
接下来
我们来讲解第二个知识点
土壤形成过程的实质
土壤的本质特征是具有肥力和自净能力
因而
从土壤发生学角度来看
土壤形成过程的实质是
生物积累过程和地球化学过程的对立与统一
土壤形成有两个非常重要的标志
一是含腐殖质的结构层开始出现
第二个就是土体中的有机-无机复合体的形成
正是由于这两个特征的出现
才决定了土壤具有活力的机能
肥力和自净能力
由此可见
在整个土壤形成过程之中
母质与生物之间的物质交换
所引起的土壤有机质累积
乃是上述基本矛盾的主导方面
有机质累积和地球化学
两个基本过程是相互联系的
并以不同的强度协同演化着
它们的对立与统一
在很大程度上决定着土体内部的物质能量迁移
规定着土壤的组成和性状
特别是它们的肥力状况
如图所示
母质与生物之间的物质和
能量交换是这一过程的主导过程
母质与气候之间辐射能
和水分之间的交换是这一过程的基本动力
具体包括太阳光的输入
蒸发造成土壤水分的流失
淋溶作用下的水分迁移等
成土因素与土体之间
以及土体内部物质和能量的迁移
转化
则是土壤形成过程的实际内容
如上所述
成土过程包含复杂多样的物质与能量迁移过程
以土体为 中心
按照物质与能量迁移的方式
可以将成土过程归结为以下三类
第一类是土体物质与能量的输入
这里表现为辐射能
第二类是
土体内部物质和能量的迁移与转化
第三类是
土体物质的输出
主要包括土壤表层遭受侵蚀
土壤水分的蒸散与土壤气体的逸散
以及植物的选择性吸收
好的
同学们
这节课我们就讲到这里
接下来请同学们
结合所学内容回答以下2个问题
第一为什么说土壤形成过程
是生物累积过程和地球化学过程的对立与统一
第二通过扩展阅读
试分析黄土高原地区土壤形成过程的实质
与环境特质
我们下节课见
-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
