2.3 土壤的形成
2.3.1 土壤形成过程中的大小循环学说
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。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。
地质大循环(macro-geological cycle):是一个开放性系统,作用时间长,是大范围的物质循 环运动。

生物小循环(micro-biological cycle):是矿质元素的富集及有机质积累过程,它是在地质大循环基础上发展起来的。

其生物小循环的作用有:(1)使母质中有限的矿质元素发挥无穷的营养作用
(2)通过生物小循环, 可使母质中分散的元素 富集起来,通过选择吸收,使养分元素更适宜生物生长,并同时积累土壤有机质。
土壤形成过程就是建筑在这个地质大循环(营养元素的释放和淋溶过程)和生物小循环(营养元素被生物吸收累积和释放过程)的基础上的。在这一对矛盾相互作用,不断发展的过程中,土壤肥力也就得到不断的发展。
2.3.2 土壤形成因素
影响土壤形成过程的因素,在没有受人类经济活动影响的成土过程中,称之为自然成土因素,共5大因素:气候,母质,生物,地形和时间。人类的生产活动也可以影响成土过程发展的方向,对土壤肥力的发展起着重大的作用。
生物、气候、地形、时间
母质 土壤
物质能量的吸收和释放
19世纪俄罗斯Dokechaiev提出了土壤形成的五大因子,1941年美国土壤学家Hans Jenny 对此进行了更详细的阐述.1994年Rowell提出了土壤形成的数学模型:
s=f(cl,v,pgm,r,o)t1+(m)t2
其中,
s 土壤性质
cl 气候(Climate)
v 为植被(Vegetation)
pgm 母质(Parent geological materials)
r 地形(Relief)
o 生物(Organism)
m 人为管理(Management)
t1 自然土壤形成所需的时间
t2 土壤利于后所需的时间

气候主要决定着成土过程中水热条件,从而控制植物和微生物的生长,决定有机质的积累和分解;影响母质风化过程速度及物质的淋溶。
(1)对土壤矿物的风化及其组成的影响;
(2)对土壤有机质含量和腐殖质组成的影响
(3)对土壤胶体性质的影响;
(4)强烈地影响土壤风化和淋溶度。

2.4.土壤剖面(soil profile)形成及形态特征
2.4.1 土壤剖面
是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发生物质和能量的交换而形成的。
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。
O(L F H) |
A |
AB |
B1 |
B2 |
BC |
C |
O层 (A0)为枯落物层。发生在有机土中,一般在矿质土的表层。有机碳含量大於17%。 在泥炭土上发育的称为O层,在森林植被上发育的,根据分解程度不同又可分为三个亚层:
L 未分解的枯枝落叶层,植物残体的结构仍可识别
F 半分解的枯枝落叶层,植物残体部分被土壤动物和/或真菌分解。
H 分解完全的枯枝落叶层,已失去原有植物组织形态。
A层为腐殖质层,具有淋溶作用,有机质聚积较多。
B层为淀积层,由上层淋溶下来的物质淀积而成,一般情况下大都坚实。该层的特征为富含三二氧化物或粘土,或是土壤结构的形成,或是颜色的变化指示水解,氧化或还原。
C层为母质层,一般未受成土过程的影响,但也会具有潜育作用,碳酸钙和碳酸镁的聚积以及可溶性盐的聚积。
2.4.2 土壤剖面(图2)形态特征
土壤形态就是土壤的外部特征,这种外部特征是通过人们的感官即视觉,嗅觉和触觉来认识的。在土壤形成以后,各土层在组成和性质上是不同的,所以,反映在剖面形态特征上,各层也是有差别的。在野外通过土壤剖面形态的观察,可判断出土壤的一些重要性质。土壤重要的形态特征有: 颜色,结构,质地,坚实度,孔隙,湿度,新生体,侵入体,动物孔穴等。


