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绪 论 第一章 地学基础知识
第二章 岩石风化和风化类型 第三章 土壤生物
第四章 土壤有机质 第五章 土壤质地结构与孔性
第六章 土壤水 第七章 土壤空气和热量
第八章 土壤胶体和土壤离子交换 第九章 土壤酸碱性和氧化还原反应
第十章 土壤养分循环 第十一章 林木营养与施肥
第十二章 土壤退化与土壤质量 第十三章 土壤形成和土壤剖面
第十四章 土壤分类与分布 第十五章 棕色针叶林土、暗棕壤和灰色森林土
第十六章 棕壤、褐土和黄棕壤 第十七章 红壤、黄壤、砖红壤性红壤、砖红壤和燥红土
第十八章 紫色土和石灰土 森林土壤小结

绪 论                          中国土壤系统分类表下载                 教案下载  
一、本章教学目的和意义:
了解土壤的概念、森林土壤与农业土壤的关系;土壤在人类生存与发展、生态环境建设中的作用;保护土壤,合理利用土壤的重要性。
二、学时计划:3学时
三、教学主要内容:
第一节 我国土地资源概况
重点:1、土壤在人类发展和自然环境中具有十分重要的作用
土壤是植物生长繁育和生物生产的基地;营养库的作用、养分转化和循环作用、生物的支撑作用。同时还具有雨水涵养作用及稳定和缓冲环境变化的作用。
在地球陆地表面,人类或生物生存的环境称为自然环境。通常把地球表层系统中的大气圈、生物圈、岩石圈、水圈和土壤圈作为构成自然地理环境的五大要素。其中,土壤圈覆盖于地球陆地的表面,处于其它圈层的交接面上,成为它们连接的纽带,构成了结合无机界和有机界—即生命和非生命联系的中心环境。
在陆地生态系统中的作用:土壤具有保持生物活性,多样性和生产性;对水体和溶质流动起调节作用;对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解、固定和解毒作用;及贮存并循环生物圈及地表的养分和其它元素的功能。
2、土壤作为自然资源的特点
土壤资源的相对不可再生性。土壤资源与光、热、水、气资源一样被称之为可再生资源。但从其自然属性来看又是不可再生的,是有限的自然资源。
土壤资源数量的有限性。地球表面的陆地面积相对固定,其影响因素主要是土壤形成的时间长;土地被占用的面积逐渐扩大;土地退化日趋严重;人口剧增。
土壤资源质量的可变性。土壤肥力在物质循环和平衡中不断获得发育和提高;高强度、无休止的向土壤索取,土壤肥力将逐渐下降和破坏。
土壤资源空间分布上的固定性。覆盖在地球表面各种不同类型的土壤,在地面空间位置上有相对的固定性,在不同生物气候带内分布着不同的地带性土壤。土壤资源的空间分布还受区域性地质地形、母质、水文等条件的影响。人类的耕作活动也改变了土壤的性状,从而影响土壤的空间分布。
第二节 土壤及土壤肥力
重点: 土壤是陆地表面由矿物质、有机质、水、空气和生物组成,具有肥力,能生长植物的未固结层。土壤肥力是土壤能供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水、空气、热的能力。土壤肥力具有狭义和广义之分。土壤肥力的相对生态性是指生态上不同的植物,要求的土壤生态条件也是不同的,某种肥沃的土壤或不肥沃的土壤只是针对某种植物而言的,而不是针对任何植物。
第三节 土壤在生态系统中的作用及与林业(园林)生产的关系
1、 土壤的位置
2、土壤在生态系统中的作用
3、土壤与林业(园林)生产的关系

第一章 地学基础知识
一、本章教学目的和意义:
了解矿物、岩石的概念、性质及在土壤形成中的作用;地质作用对地貌的形成及对土壤形成的影响。
二、学时计划:4学时
三、教学主要内容:
第一节 造岩矿物
教学重点:矿物是天然存在于地壳中,具有一定化学组成、物理性质和内部构造的化合物或单质。矿物按成因可分为原生矿物和次生矿物。原生矿物是由地壳深处熔融状态的岩浆冷凝固结而形成的矿物称原生矿物,如石英、长石、云母、辉石、角闪石等。次生矿物是原生矿物经物理、化学风化作用,组成和性质发生化学变化,形成的新矿物称次生矿物,如方解石、高岭石等。矿物的物理性质中最具有鉴定意义的有:颜色、条痕、光泽、解理、断口、硬度等,此外,尚有透明度、弹性、比重等。
与成土关系密切的矿物有石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云石和铁矿石等。石英很难风化,常存在于土壤砂粒中。长石较易风化,向土壤提供钾素和粘粒等,残余部分主要存在于砂粒中。云母含钾,黑云母容易风化,土壤中含量少。角闪石、辉石富含盐基,容易风化而放出多种元素,土壤中含这两种矿物的数量极少。方解石、白云石风化较慢,是土壤碱性的来源矿物。铁矿风化物常把土壤染成红、棕、褐、黄等颜色。一般土壤中,次生矿物,尤其是次生层状粘土矿物所占的比例大,次生层状粘土矿物的代表性矿物有高岭石、蒙脱石和水云母类,它们都由四面体片和八面体片组成。高岭石属于1:1型,越向南方的土壤含高岭石越多。蒙脱石、伊利石属于2:l型,
第二节 成土岩石
教学重点:土壤中的矿物质来自岩石的风化物。而岩石又是由矿物组成的,不同的矿物构成不同的岩石。岩石是一种或几种矿物的集合体。自然界的岩石按成因可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。各类岩石的始祖是岩浆岩,岩浆岩是地球内部岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝形成的岩石。分布很广的有花岗岩和玄武岩。沉积岩是由地壳表面早期形成的岩石经风化、搬运、沉积、压实、胶结硬化而形成的岩石。一般分为机械沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩三类,常见的有砾岩、砂岩等。沉积岩在地表的面积中所占的比例最大,其特点是有层次、颗粒状、可找到化石。变质岩是原来存在的岩石在新的地壳变动或岩浆活动产生的高温、高压下,使岩石的矿物重新结晶,重新排列,改变其结构、构造和化学成分,而形成的新岩石。变质岩与前身岩相比,较难风化,常见的有石英岩、片麻岩等。构成各类岩石的矿物种类和比例都不尽相同,因此,其风化产物对土壤肥力的影响差别很大。
第三节 地质作用地形
教学重点:自然界所出现的各种地形形态,是由于自然的力量在不断地改变着地球面貌的结果。引起地球面貌发生改变的作用就是地质作用。使地壳发生变化的力,称为地质营力。
地质作用根据地质营力的来源不同,分内力作用和外力作用两类,或称内、外营力。内力作用主要表现为地壳的升降运动,地壳的褶皱和断裂运动,火山的喷发和地震等。地质的外力作用是向着与内力作用相反的方向进行,各种外营力均在雕刻着地表,侵蚀着和破坏着地势高低的基本形态和地壳构造。外力作用的总的趋势是要削平大山和高原,并且将破坏它们所产生的物质,搬到低的地方堆积起来,以消弥地球表面高低崎岖的地形。外力作用主要是通过流水、冰川、风和海流等作用进行的。

第二章 岩石的风化和风化类型
一、本章教学目的和意义:
了解风化作用的概念、性质及在土壤形成中的作用;主要成土母质的形成过程及类型。
二、学时计划:2学时
三、教学主要内容:
第一节 岩石的风化过程
教学重点:风化作用的概念及影响风化作用的因素
风化作用是地球表面或近地球表面的岩石在大气圈各种营力作用下所产生的物理化学变化。岩石发生物理和化学的变化称为风化。由于作用因子的不同,岩石风化作用过程的特点各异,可分为物理风化,化学风化和生物风化三大类型。岩石发生疏松、崩解等机械破坏过程,只造成岩石结构、构造的改变,一般不引起化学成分的变化的过程称为物理风化。岩石和矿物在大气,水及生物的相互作用下发生的化学成分和矿物组成的变化,称化学风化。岩石和矿物在生物影响下发生的物理和化学变化称生物风化。影响风化作用强弱的因素一是岩石矿物本身的性质,二是岩石所处的环境条件。
第二节 矿物岩石的成份、结构及其稳定性
教学重点:在相同的外界条件下,不同的矿物和岩石表现出风化的难易程度不同,也就是各种矿物、岩石的相对稳定性不同。这是由于矿物、岩石本身内在的化学组成.结晶构造不同而造成的。矿物的结晶构造主要有硅氧四面体和铝水八面体二种。从硅氧四面体的联结程度来看,矿物稳定性大小,即风化难易的次序是:
架状结构 > 层状结构 > 双链结构 > 单链结构 > 岛状结构
(石英、长石) (云母、滑石) (角闪石) (辉石) (橄榄石)
硅氧四面体和铝水八面体的中央自由空间比较适合于半径相近似的硅离子和铝离子。当硅氧四面体和铝水八面体中央的硅离子或铝离子被其它离子取代后,其结晶构造就不稳定而易破坏。这种阳离子的取代作用称为同晶代换。
第三节 成土母质及其类型
教学重点:成土母质指岩石风化后形成的疏松碎屑物,通过成土过程可发育为土壤。可分为残积母质和运积母质,残积母质是指岩石风化后,基本上未经动力搬运而残留在原地的风化物。运积母质是指在水、风、冰川和地心引力等作用下迁移到其他地区的母质(如坡积物、洪积物、冲积物、湖积物、浅海沉积物、风积物、黄土及冰川沉积物等。
成土母质的特性主要有表面积的增加,孔隙性的发展和植物营养元素的释放。成土母质虽然与岩石有了较大区别,但仍不具备土壤最基本的特性——土壤肥力,成土母质不是土壤,只是为土壤的形成提供了物质条件。原因,使各种元素在母质中发生了不同程度的迁移,根据元素的迁移情况,成土母质的形成大致经过4个阶段:碎屑阶段 钙积阶段 酸性铝硅阶段(硅铝化类型)和铝阶段(富铝化类型)。


第三章 土壤生物
一、本章教学目的和意义:
了解土壤生物的种类及在土壤形成中的地位,重点是土壤微生物的概念、性质及在土壤形成中的作用。
二、学时计划:2学时
三、教学主要内容:
第一节 植物根系
教学重点:有机质进入土壤后要经过转化,才能被植物吸收利用。在这一转化过程中,起决定作用的是土壤生物。土壤生物的类型主要有植物根系、土壤动物和土壤微生物,其中最重要的是土壤微生物。
单株植物全部根的总数称为根系。无论活根或死根都直接参与土壤各种物质及能量的转换,影响着土壤肥力状况。
第二节 土壤动物
教学重点:土壤是许多动物的活动场所。它们的活动有利于空气和水的流入,并有掺混和疏松土壤的作用。有的动物以有机质为食物,起到粉碎有机残体的作用,为微生物分解创造了有利条件。土壤动物比较重要的有蚯蚓、线虫、原生动物等。
第三节 土壤微生物
教学重点:土壤微生物是土壤中最原始的活有机体。它们的作用是:分解有机质,合成腐殖质,转化土壤中难溶性的矿质养分及固氮。
根据土壤微生物的形态构造和生理活动特点,一般可分为:细菌、真菌、放线菌。根据营养方式细菌可以分为自养型细菌和异养型细菌。
土壤微生物分布特点主要是:绝大多数微生物分布在土壤矿物质和有机质颗粒的表面,附着或缠绕在土壤颗粒上,形成无机一有机一生物复合体或无机一有机一生物团聚体;根系周围的土壤(根际土壤)比根外土壤更有利于微生物的旺盛生长;表层土壤中微生物数量一般要比底层高;在分布上也有地域特点,即在不同气候、植被、土壤类型下,微生物的类群、数量都有很大不同;土壤微生物的类群和数量,随土壤熟化程度的提高而增多;
土壤微生物的生命活动与土壤有机质、土壤水分、土壤空气、土壤温度、土壤反应等因素有关。
土壤微生物对有机质的转化起重要作用,化能有机营养型微生物以有机化合物为碳源,从氧化有机物中获得能量,是土壤中数量和种类最多的微生物,包括几乎全部真菌和绝大多数的细菌。化能无机营养型微生物以CO2为碳源,从氧化无机化合物中获得能量,其在土壤中的数量不多,主要有亚硝酸与硝酸细菌、硫氧化细菌、铁细菌和氢细菌等,但它们对物质转化却起重要作用。光能有机营养型微生物以光能为能源,还原C02需要有机化合物作为供氢体。光能无机营养型微生物具有自养能力。

第四章 土壤有机质  
一、本章教学目的和意义:
了解土壤有机质的来源及在土壤中的转化形式,土壤腐殖质的组成和性质,土壤有机质的肥力意义,森林土壤有机质的特点及作用。
二、学时计划:4学时
三、教学主要内容:
一、土壤有机质
土壤有机质是土壤固相的组成成分之一。它在土壤的形成过程中,特别是在土壤肥力的发展过程中,起着极其重要的作用。因而常把有机质含量作为衡量土壤肥力高低的重要标志。
土壤有机质主要来源于高等绿色植物的枯枝、落叶、落果、根系等。其次是土壤中动物、微生物的遗体。施用的有机肥料是苗圃、园林绿化土壤及果园、耕地有机质的主要来源。土壤中的有机质大致可分新鲜有机质、有机残余物和简单有机化合物和土壤腐殖质为两大类。
二、土壤有机质的的转化
土壤中的有机质在水分、空气、土壤动物、土壤微生物等的作用下,发生极其复杂的变化过程。其转化过程包括两个方面:一是矿质化过程,另一是腐殖化过程。有机质矿质化过程是指有机质在微生物酶的氧化作用下,彻底分解为二氧化碳和水,并放出能量和植物可以利用的矿质养分的过程。土壤中的各种有机化合物在微生物的作用下,重新合成为成分和结构都更为复杂的稳定有机化合物的过程,叫腐殖质化过程。
影响土壤有机质转化的因素主要有温度、水分、空气、土壤质地与酸碱性、有机物质的组成等。在25—35℃微生物的活性高,有机质的分解也快。土壤含水量大、通气性差时,有机质矿化慢、放出的养分少并易含有毒性物质,但是有利于腐殖质化的进行;土壤含水量少、通气性好时,则与上述情形相反。粘质土不利于有机质的分解,有利于腐殖质的积累。中性土壤环境适合各类微生物生存,因此,有机物的转化快。在有机物质组成中,其C/N比对有机质矿化速度的影响比较重要,当C/N在25/1左右时,有机质的矿化快。
三、土壤腐殖质的组分与性质
腐殖质含有多种功能团,是两性胶体,通常以带负电荷为主,能吸附大量的水分和养分。腐殖质的重要组分是胡敏酸和富里酸,胡敏酸有利于土壤结构体的形成,富里酸则有利于土壤养分的有效化。
四、土壤有机质的肥力意义
土壤有机质对土壤肥力的贡献主要有:提供植物需要的养分;促进土壤养分的有效化;提高土壤的保肥性和对酸、碱的缓冲性;减轻重金属和农药的危害;改善土壤结构,增强土 壤蓄水通气性。
五、森林土壤有机质
森林土壤有机质的特点主要体现在森林中绝大部分的有机残余物都累积在土壤表面且含有较多的不易分解的木素、树脂和单宁等物质,极易形成腐殖质,这就是森林植物对土壤的生物自肥作用。
土壤有机质的管理目标是在一定生态条件下,通过调节有机质的矿化和腐殖质化的相对强度,来使土壤有机质的含量维持在合适的水平。在森林土壤中可以通过增施有机肥;保持森林中的凋落物和通过营林措施调节有机质的分解和积累过程来满足林木对养分的需求。为改善森林土壤有机质分解的条件,可行的营林措施有:
1、通过主伐、疏伐等营林手段,降低林分郁闭度,增加林内光照,提高地温,促进分解。
2、改变林分的树种组成,单纯林中,引进其它乔灌木树种,并考虑适当的豆科种属,改善森林凋落物的组成分,以加速有机质的分解。
3、进行适当的土壤改良措施,如挖设排水沟,排除过剩水分,清除部分凋落物,施用石灰或硫磺以调整土壤反应,耕松土壤等;都是行之有效的方法。

第五章 土壤质地结构与孔性
一、本章教学目的和意义:
了解土壤机械组成、土壤质地、土壤孔隙、土壤结构性的概念,各土粒级的特点,土壤质地的分级,土壤孔隙状况,团聚体的形成、分解及对土壤肥力的作用。
二、学时计划:3学时
三、教学主要内容:
一、土壤矿物质
土壤矿物质是构成土壤的主体物质,它占土壤固相物质重量的95%以上。它来自土壤母质,经风化成土作用的改造后而成。土壤矿物质的存在状况对土壤性质、肥力状况等有重要影响。
土壤是由各种大小不同的土粒组合而成,为便于研究,通常将土粒假定为球形,人为地将土壤单粒按直径大小划分成若干等级,同一粒级在性质和化学成分上基本一致,这样的划分方法称土粒分级。土粒分级的分级标准各国不一致,目前常用的分级标准主要有:国际制土粒分级标准、前苏联卡庆斯基土粒分级标准和我国土粒分级标准。各种土粒的特点如下:
石 砾 通透性强,无粘结力、粘着力、可塑性及胀缩性,不能蓄水保肥,土温变幅大。
砂 砾 通透性强,毛管水上升高度低,无粘结力、粘着力、可塑性和胀缩性,蓄水保肥力弱,养分贫乏,土温变幅大。
粘 粒 通气不良,透水困难。毛管水上升高,但缓慢,粘着力、粘结力、可塑性、胀缩均很强,干旱成硬土块,蓄水保肥力强,矿质养分丰富,土温变幅小。
粉 粒 直径与物理性质介于砂粒与动粒之间,通透性比粘粒强,毛管水上升较高,略有粘结力,粘着力、可塑性,湿时膨胀微弱,干缩后紧密,蓄水保肥力较强。
二、土壤质地
当矿质颗粒的粒径由大向小变化时,由相应颗粒组成的土壤在矿物组成、化学成分、比表面和吸附性、以及水分和物理性质等方面,也表现出规律性的变化。土壤质地指土壤中土粒大小及其数量的构成情况,我国应用较广的土壤质地分级方法也是卡钦斯基的质地简易分类制。
粘土类的总孔隙度大,其中主要是毛管孔隙和无效孔隙,大孔隙少。粘土的肥力特点有:水分的有效性低,不耐旱、不耐涝;空气含量低,容易污浊;升温降温都慢;养分含量高,转化慢,肥劲慢而持久;耕性差。砂土类的性质与粘土类恰好相反。壤质土集中了粘土与砂土的优点,适合种植绝大多数植物。
土壤质地剖面指土壤剖面中不同质地层次的排列。主要类型有:上砂下粘型,上粘下砂型,夹层型和松散型等。
三、土壤孔隙状况
土壤容积中除固相部分以外的空间称土壤孔隙,包括大孔隙和小孔隙,它们是贮存空气和水分的空间,也是根系伸展和微生物生存的场所,因此,土壤孔隙的类型、配比与分布是土壤肥力的重要因素之一。常用土壤孔隙度(单位土壤总容积中的孔隙容积)、孔隙比(土壤中孔隙容积和固相土粒容积的比值)和当量孔隙(相当于一定水势范围内的土壤孔隙)表示土壤孔隙状况。单位容积固体土粒(不含孔隙)的质量(多以重量代替,g/cm3)叫土粒密度(土壤比重)。土壤容重指在自然状态下单位体积(包括孔隙)土壤的烘干土重。土壤容重可以用来计算一定容积土壤的重量、含水量、有机质和各种养分的含量,以及土壤孔隙度等。极限容重是指土体坚实以致妨碍根系生长的土壤容重最大值;适宜容重是指土壤的结构性与孔隙状况适宜于植物扎根生长时所表现出来的容重数值,它们与土壤质地信根系本身(如直径与穿插力等)有关。
毛管孔隙有贮存水分的功能,非毛管孔隙是透水贮气的场所。土壤固、液、气三相的各自容积分别占土壤容积的百分率,称为固相率、液相率和气相率,三者之比叫土壤三相组成比。对于多数植物适宜的土壤三相比是:固相率50%左右,液相率约25%~30%,气相率约15%~25%。
四、土壤结构性
土壤结构体是指土壤中的单粒相互胶结成为一定形状和大小的土块或土团。土壤中结构体的类型、数量和排列状况,以及结构体内外的孔隙分布状况等叫做土壤结构性。通常所说的土壤结构包括结构体和结构性。常见的土壤结构体有:块状和核状、棱柱状和柱状、片状、团粒状和微团粒状。团粒体是土壤中最好的结构体。主要表现在:创造了土壤良好的孔隙性,水气协调土温稳定,保肥供肥性能良好,土质疏松、耕性良好。
五、土壤物理机械性和耕性
土壤物理机械性质包括土壤结持性(粘结性、粘着性、塑性)、涨缩性、压板性和耕作阻力等。土粒通过各种引力粘结在一起的性质叫土壤粘结性,粘结性使土壤有抵抗外力破坏的能力,是造成耕作阻力的重要原因。土壤粘着性是土粒通过水膜粘附外物的能力,它也能增加耕作阻力。塑性是指在一定的含水量范围内,土壤受外力作用发生形变,当外力撤销和干燥后仍能保持形变的特性。没有粘结性的土壤也没有塑性。土壤始现塑性的含水量叫下塑限,水分增大到塑性消失的含水量叫上塑限,上、下塑限的差值叫塑性值,该值用土壤含水量的变化范围表示。在塑性值内耕作,不仅耕作阻力大,还会使土壤变成土条和大块,干燥后很难破碎。
土壤耕性包括:A.耕作阻力的大小;B.耕作质量的好坏;C.宜耕期的长短。
在宜耕期的土壤含水量范围内,土壤的结持性、涨缩性和压板性都很弱或没有,适合耕作,不至于破坏土壤结构。土壤质地和含水量对宜耕期的影响最重要,有机质能改善土壤耕性。

第六章土壤水

一、本章教学目的和意义:
了解土壤水分的概念种类、作用及对土壤形成和演化的影响。
二、学时计划:2学时
三、教学主要内容:

水分进入土壤后,因为受到土粒吸力、渗透力、毛管力和水层压力等作用,而呈现不同的存在形态,它们对植物的有效性也不同。土壤水分存在的形态主要有:吸湿水(干土从空气中吸着水汽所保持的水)、膜状水、毛管水、重力水。靠毛管力保持在土壤毛细管中的水分叫毛管水。当土壤含水量超过最大分子持水量时,才出现毛管水。毛管水的特点是:数量大,能溶解溶质,移动快,容易被植物吸收,是土壤中最重要的水分形态。
土壤有效水的有效程度也不同,在凋萎系数以下的水分属无效水,在凋萎系数至毛管断裂含水量之间的水分,移动缓慢,量也小,难以满足作物的需水量,属于弱有效水(难效水);毛管断裂含水量至田间(或毛管)持水量之间的毛管水,移动快,数量大,能及时满足作物的需求,属于速效水,田间持水量以上的水分属多余水。土壤含水率的常用表示方法有质量含水率、容积含水率、土壤贮水量。质量含水量又叫重量含水量,是指一定体积土壤中水分的质量占干土质量的百分数。
容积含水量指土壤中水分的容积占土壤总容积的百分数。容积含水量可用来计算土壤的蓄水量、灌溉量、水汽比例等,容积含水量与质量含水量的关系是:
容积含水量(%)=质量含水量(%)×土壤容重
土壤贮水量水深指将一定厚度、面积的土壤内所含的水分换算成相同面积的水层厚度,计算方法如下:
贮水量水深(mm)=土壤容积含水量%×土层厚度(mm)
饱和水运动的动力是土壤水的重力势梯度和压力势梯度,影响其运动速度的直接因素是大孔隙的连续性和直径,孔隙中水分的流动速率与孔径的四次方成正比。
土壤具有适当的渗透系数有利于土壤空气更新,使灌水和雨水及时渗入土壤,避免表土和养分的流失,还能排出毒性物质、更新环境。
毛管水的运动对土层中水分的再分配、向植物根系供水、表层土壤水分的蒸发损失都起重要作用。毛管水移动的动力是毛管水弯月面的表面张力,毛管水总是从土壤毛管力小(弯月面曲率小)向土壤毛管力大(弯月面曲率大)的方向移动。土壤中的各个方向都可能存在毛管力大小的差异,因此,土壤毛管水的运动方向可以是四面八方的。土壤气态水以扩散方式运动,水汽总是从水汽压高处向水汽压低处扩散,水汽压梯度是由土壤水吸力梯度和温度梯度所引起的,温度梯度尤为重要。
土壤水分的保蓄与调节措施主要有:改良土壤质地和结构,增强蓄水能力、创造上松下实的土层构造、减少地面径流、减少土壤水分渗漏、减少地面蒸发、合理灌排水等。

第七章 土壤的空气和热量
一、本章教学目的和意义:
了解土壤土壤空气、土壤热状况的概念种类、作用及对土壤形成和演化的影响。土壤的水、气、热状况的调节。
二、学时计划:2学时
三、教学主要内容:

一、土壤空气
土壤空气的组成特点是:土壤空气的CO2含量高于大气、土壤空气的O2含量低于大气、土壤空气含还原性和毒性气体、土壤空气一般处于水汽饱和状态。土壤空气与大气的交流方式有两种:对流和扩散。自然土壤经常以气体扩散的方式进行气体交换。土壤通气性是指土壤空气在土体内的扩散,以及与大气交换的性能。通气性好的土壤,不仅要有充足的空气容量,而且要不断更新,保证土壤空气中O2的浓度能满足植物生长。常用土壤的非毛管孔隙度、容气量和氧气扩散速率来反映土壤通气性。
二、土壤热状况
土壤热量的主要来源是太阳,此外还有生物热和地球内热。地面辐射能的总收入减去总支出的差值是吸收的地面辐射平衡,差值为正值表示地面辐射收入大于支出,地面增温。影响土壤温度的内在因素有:土壤的热容量、导热率等。热容量大的土壤升温慢,导热率大的土壤传热快。土壤含水量增加使土壤的热容量、导热率都增加。土壤温度有季节变化或月变化及日变化,并受地形、地貌和土壤性质的影响。

第八章土壤胶体和土壤离子交换
一、本章教学目的和意义:
了解土壤胶体的概念、作用及对土壤形成和演化的影响。
二、学时计划:3学时
三、教学主要内容:

土壤胶体的特点是:有巨大的比表面、带有电荷、能够吸附和保蓄养分与水分。土壤胶体的电荷包括永久电荷和可变电荷,它们使土壤具有交换性吸附阳离子的能力,土壤胶体表面所吸附的阳离子与土壤溶液中的阳离子相互交换的过程称为阳离子交换过程。对这种能相互交换的阳离子叫做交换性阳离子,而把发生在土壤胶体表面的交换反应称之为阳离子交换作用。土壤阳离子交换量(CEC)是指土壤所能吸附和交换的阳离子总量,用coml(+)/kg表示。一般认为阳离子交换量在20coml(+)/kg以上为保肥力强的土壤;20~10coml(+)/kg为保肥力中等的土壤;<10coml(+)/kg保肥力弱的土壤。阳离子交换的特点是①可逆反应,快速平衡;②遵循等价离子交换的原则;③符合质量作用定律。土壤中常见的离子交换能力排列顺序是:
Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na2+
盐基离子是除H+、Al3+之外的交换性阳离子。盐基饱和度是指交换性盐基离子占阳离子交换量的百分数,它反映土壤保蓄植物所需要的主要阳离子的百分率。被土壤吸附的某一种具体阳离子的有效性(指解离性),受下列因素影响:该离子的饱和度越高,其有效性越高;陪补离子的阳离子代换力越大,该离子的有效性越高;该离子被吸附在土壤胶体的外表面时有效性高,被吸附在胶体的内表面时有效性低;被土壤中铁、锰氧化物等胶体专性吸附的阳离子的有效性极低。

第九章土壤酸碱性和氧化还原反应

一、本章教学目的和意义:
了解土壤酸碱性的概念、作用及对土壤形成和演化的影响。
二、学时计划:3学时
三、教学主要内容:
土壤的酸碱性主要受土壤盐基饱和度的支配,而土壤淋溶和复盐基过程的相对强度决定土壤的盐基状况。土壤中的H+和Al3+离子是引起酸性的直接原因,包括活性酸度和潜性酸度,活性酸度是指土壤溶液中的氢离子浓度导致的土壤酸度,潜性酸度是指土壤中交换性氢离子、铝离子、羟基铝离子被交换进入溶液后引起的酸度,以cmol/kg表示。潜性酸度可分为交换性酸度、盐置换性酸度和水解性酸度。土壤的pH值是反映土壤活性酸的强度指标,土壤交换性酸和水解性酸是反映土壤潜性酸度的数量指标。用中性盐浸提土壤,用标准碱滴定浸提液所测得的酸是交换性酸;用碱性缓冲盐(如乙酸钠)浸提土壤所测得的酸是水解性酸。土壤活性酸是土壤酸度的根本起点,潜性酸决定着土壤的总酸度,活性酸与潜性酸是土壤胶体交换体系中两种不同的形式,它们之间没有截然界限,可以互相转化。土壤胶体吸附大量的Na+和土壤中存在大量的碳酸钠与碳酸钙是使土壤显碱性的直接原因,大于7.5的pH值是反映土壤碱性的强度指标,土壤总碱度和碱化度是反映土壤碱性的数量指标。
气候对土壤酸碱性的形成起主导作用,母质、生物、地形和时间也有重要影响,南方高温多雨,土壤风化、淋溶强,多显酸性,北方淋溶弱,多显碱性。“南酸北碱”就概括了我国土壤酸碱反应的地区性差异。
在较短时期内影响土壤酸碱性的主要因素有:盐基饱和度、土壤空气中的C02分压、含水量、土壤的氧化还原条件等。
三、土壤氧化还原性质
反映土壤氧化还原状况的常用强度指标是氧化还原电位,用Eh表示。土壤中的主要氧化还原体系是氧体系和有机体系,土壤含氧高,则土壤的Eh值高;土壤含有机质高,特别是新鲜有机质高,Eh值就低。土壤中的重要缓冲体系有锰体系、铁体系、硫体系和氮体系等,它们对土壤Eh值的急剧升降起缓冲作用。影响土壤氧化还原状况的因素有:通气性与含水率、易分解有机质的含量、微生物和植物根系的活动强度、土壤的pH值等。
四、土壤酸碱性与氧化还原状况对土壤肥力的影响
植物比较适应起源地土壤的酸碱性与氧化还原状况。土壤pH值和Eh值通过影响微生物的活性、离子的可溶性、毒性物质的含量和土壤物理性质等,影响养分的转化与有效性等肥力因素。
五、土壤酸碱性和氧化还原状况的改良
中性土壤适合绝大多数植物生长,常用石灰改良酸性土,土壤交换性酸是石灰用量的根据。常用石膏等碱性物质改良碱性土,洗盐是改良盐碱土的有效措施。


第十章 土壤养分循环
一、本章教学目的和意义:
了解植物必需营养元素的种类及对植物生长的作用和重要性;土壤养分的来源与损失。
二、学时计划:2学时
三、教学主要内容:
考核知识点及学习内容辅导
一、植物必需的营养元素
构成植物的物质主要分为两大类:一是干物质,约占植物体的5%~25%,另一部分是水,占75%~95%。干物质中又可分为有机质和矿物质。植物必需的营养元素就是构成植物有机物和无机物的元素。植物体内可检测出的元素有70种之多,但并非都是植物生长所必需的,植物必需营养元素必须满足以下三条标准:
1、如缺少该种元素,植物就不能完成其生活周期;
2、植物必需营养元素的功能是专一的,不能由其它营养元素替代;
3、必需营养元素直接参与植物代谢作用。 目前已确定的植物必需营养元素有16种(17种,),按在植物体内的含量可将其分为:
大量元素:(6种)碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K);
中量元素:(3种)钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S);
微量元素:(7种或8种)铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、氯(Cl)、(镍Ni)
二、土壤养分的来源与损失
(一)土壤养分的来源 土壤养分可以通过以下方式进入土壤,在土壤中通过各种转化而成为植物生长所需要的养分。
1、矿物(岩石)风化所释放的养分;
2、通过各种形式归还到土壤中的有机质;
3、降水及降水的淋洗作用;
4、生物固氮;
5、人工施肥、灌溉等。
(二)土壤养分的损失 进入土壤的养分通过以下途径移出土壤,从而形成物质的新一轮循环。
1、植物吸收;
2、淋溶损失;
3、地表径流(水土流失);
4、还原成气体进入大气。
三、土壤中的养分循环
生物的生命活动必须以一定的营养物质为基础。土壤—生物—大气—水域系统中的食物链各营养级之间的传递和转化就构成了土壤生态系统的物质流,即物质循环,一般称为生物循环或地球化学循环。包括生物营养元素循环、水循环以及各种化学元素的生物地球化学循环。土壤中的养分循环,实质就是物质循环,包括生物小循环和地质大循环。
氮素循环土壤中的氮素来源:
自然界中的氮约94%存在于岩石圈中,不参与循环。其余6%中的大部分诸存于大气中,只有少量的氮参与物质循环。
土壤中的氮素主要来源于生物固氮(微生物)和化学固氮(化肥),另有少量来自于降水(闪电氧化)而形成的硝态氮进入土壤,土壤中氮素损失的主要途径有挥发损失(NH3),氮的淋溶损失(NO3-)和反硝化脱氮损失(N2)。
土壤中氮的形态有固定态氮:土壤中粘土矿物固定的铵离子;有机态氮:存在于土壤有机物质中的氮素和速效态氮:包括被土壤胶体表面所吸附的氮 (铵态氮)和溶于土壤溶液中的氮素(NH4+、NO3-和NH2-及少量的氨基酸和含氮有机物)。 NH4+、NO3- 是植物吸收的主要形式。
土壤氮的来源和氮的损失及在职土壤中的转化构成了土壤中氮素的循环。
磷、钾及其它元素的循环自学。

第十一章林木营养与施肥
一、本章教学目的和意义:
土壤施肥的理论、种类与技术。
二、学时计划:2学时
三、教学主要内容:

肥料:凡是施入土壤中或用于处理植物地上部分,能改善植物营养状况和土壤条件的一切有机物和无机物。
施肥:将肥料施入土壤中或处理植物地上部分,以满足植物的营养需求或提高植物的产量和质量的一种生产方式。
(一)施肥的基本理论:
1、养分归还学说 通过施肥把植物从土壤中摄取并随收获物而移走的那些养分归还给土壤。
2、最小养分律(木桶理论) 植物的产量决定于土壤中最低含量的那种养分,只有补充了该种养分才能充分发挥其他养分的作用。
3、报酬递减律 肥料的投入与产量的增加之间存在着一个“拐点”,超过这个点,施肥投入的报酬则逐渐减少。
(二)确定施肥、施肥量及施肥种类的依据
1、土壤养分含量诊断:由分析土壤中的养分含量确定,以评价土壤养分供应状况,确定施肥的种类和施肥量。
2、植物养分含量诊断:由分析植物中的养分含量确定。
3、植物形态诊断:由植物缺素在外观表现出来的症状确定。
(三)施肥时期
基肥(底肥):在播种(或定植)前结合土壤耕作施入的肥料。其目的是培肥和改良土壤及供应植物整个生长发育期的营养需要。
种肥:在播种(或定植)时施在种子或幼苗根附近的肥料。其目的是给种子萌发或幼苗生长创造良好的营养和环境条件。
追肥:是植物生长发育期间施入的肥料,其目的是补充植物生长发育过程所需的养分,可多次。
(四)施肥方法
撒施:将肥料均匀撒于地表的施肥方法。
条施:开沟施肥再覆土的施肥方法。
穴施:施入播种穴后覆土的施肥方法。
浇施:将肥料溶于水施入土壤的方法(多用于追肥)
根外追肥:配制成一定浓度的肥料溶液,均匀喷洒在植物叶面的施肥方法。
环状或放射状施肥:常用于木本植物的施肥方法。

第十二章 土壤退化与土壤质量
一、本章教学目的和意义:
了解土壤退化对生态环境的影响,土壤退化的原因,过程及防治的方法。
二、学时计划:2学时
三、教学主要内容:
一、土壤退化
土地(壤)退化指的是数量减少和质量降低。数量减少可以表现为表土丧失,或整个土体的毁失,或土地被非农业占用。质量降低表现在土壤物理、化学、生物学方面的质量下降。
土地退化与土壤退化
土地退化是指人类对土地的不合理开发利用而导致土地质量下降乃至荒芜的过程。其主要内容包括森林的破坏及衰亡、草地退化、水资源恶化与土壤退化。土地退化的直接后果是:①直接破坏陆地生态系统的平衡及其生产力;②破坏自然景观及人类生存环境;③通过水分和能量的平衡与循环的交替演化诱发区域乃至全球的土被破坏、水系萎缩、森林衰亡和气候变化,因而与全球变化有更密切的关系。
土壤退化是在自然环境的基础上,因人类开发利用不当而加速的土壤质量和生产力下降的现象和过程。
二、土壤沙化和土地沙漠化
土壤沙化与土地沙漠化的重要过程是风蚀和风力堆积过程。在沙漠周边地区,由于植被破坏,或草地过渡放牧,或开垦为农田,土壤中水分状况变得干燥,土壤粒子分散缺乏凝聚,被风吹蚀,细颗粒含量逐步降低。而在风力过后或减弱的地段,风沙颗粒逐渐堆积于土壤表层而使土壤沙化。
土壤沙化的防治
1、营造防沙林带
2、实施生态工程
3、建立生态复合经营模式
4、合理开发水资源
5、控制农垦
6、完善法制,严格控制破坏草地
三、土壤流失
土壤流失是土壤物质由于水力及水力加上重力作用而搬运移走的侵蚀过程,也称水土流失作用。
土壤流失的防治
1.树立保护土壤,保护生态环境的全民意识
2.防治兼顾、标本兼治 ①无明显流失区在利用中应加强保护。这主要是在森林、草地植被完好的地区,采育结合、牧养结合,制止乱砍乱伐,控制采伐规模和密度,控制草地载畜量。②轻度和中度流失区在保护中利用。在坡耕地地区,实施土壤保持耕作法。③在土壤流失严重地区应先保护后利用。
四、土壤盐渍化与次生盐渍化
土壤盐渍化主要发生在干旱、半干旱和半湿润地区,它是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程。
土壤盐渍化的防治
①实施合理的灌溉制度 ②采用节水防盐的灌溉技术:

第十三章 土壤形成和土壤剖面
一、本章教学目的和意义:
了解土壤形成的实质、影响土壤形成的因素;森林土壤形成过程中的成土过程;土壤剖面的特征及在土壤分类中的作用。
二、学时计划:4学时
三、教学主要内容:
一、土壤形成的实质
土壤形成过程指的是在一定的时空条件下,母岩或母质与生物、气候因素以及土体内部所进行的物质与能量的迁移和转化的过程。土壤形成的实质是由土壤的有机质积累和地球化学两个基本过程组成的。岩石经风化(原生矿物的破坏过程)后成为疏松、多孔的散碎体,即母质,释放出大量矿质元素,包括一些可溶性盐基物质。这些物质、散碎体、矿质元素,随水流入江河,湖泊和海洋,经胶结和硬化的成岩作用,形成沉积岩。在地壳上升过程中,岩石露于地表,又重新进行风化,淋溶,流进海洋,重复进行着上述过程。我们把这种过程称作地质大循环或地球化学过程。岩石风化形成母质,给植物生长提供水分、养分、空气等条件。当植物死后,经微生物分解又释放出无机物质,一部分进入地质大循环,另一部分又重新被植物吸收利用。这种过程,亦即通过植物,包括所有参与这一过程的生物(微生物)的反复吸收利用和累积营养物质的过程,叫做有机质积累过程,亦称生物小循环。
土壤形成的实质是地质大循环和生物小循环的矛盾与统一。其关系为① 这两种过程方向相反,互相矛盾。地质大循环使矿质营养元素不断流失,生物小循环不断累积营养元素。相互依存,而又统一在土壤体。生物小循环是地质大循环的一部分, 并在地质大循环的轨道上进行。② 从理论上讲,这两种过程应有严格的区分。但是在自然界中,这两种过程几乎是同时进行的。③ 这两种过程不是简单的封闭式循环,而是螺旋式逐渐扩大、上升的(先是着生低等植物,后是高等植物,生物作用于母质的影响逐渐扩大和加深)。从一个周期到另一个周期在地壳里积累着不可逆的变化。④人类活动的意义就是加强生物累积过程,减少地质大循环的养分淋溶损失,不断提高土壤肥力。反之,土壤愈益贫瘠。
二、影响土壤形成的因素
土壤是在母质、气候、生物、地形和时间五大因素的共同作用下形成的。母质是土壤形成的基础;气候直接并通过生物间接影响物质的分解、合成、转化和迁移;生物在土壤形成中起主导作用,主要通过富集养分、选择性吸收调整元素比例、生物固氮等促进肥力的提高,生物小循环还使土壤中的元素得到重复利用;地形通过影响水热条件和物质的再分配,影响土壤发育的方向和程度;时间影响土壤形成的强度和深度。人类活动在土壤形成过程中具独特的作用,与其他五个因素有本质的区别,①人类活动对土壤的影响是有意识、有目的、定向的。②人类活动是社会性的,它受着社会制度和社会生产力的影响,在不同的社会制度和不同的生产力水平下,人类活动对土壤的影响及其效果有很大的差别。 ③人类活动的影响可通过改变各自然因素而起作用,并可分为有利和有害两个方面。④人类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,就会破坏土壤。例如我国不同地区的土壤退化其原因主要是由于人类不合理利用土壤造成的。
三、森林土壤形成中的成土过程
有机质聚积过程:在各种植被下,土体表层以腐殖化、斑毡化和泥炭化等形式进行的有机质的聚积过程。它是土壤形成中最为普遍的过程。
粘化过程:在温带,暖温带生物气候条件下,土体内部一般(20~50 cm)发生的原生矿物的分解和次生粘土矿物的形成过程。粘粒在心土层明显聚积,形成相对粘重的层次,叫做粘化层。其类型可分为残积粘化和淋淀粘化。
脱硅富铝化过程:在热带、亚热带高温多雨,并有一定的干湿季节条件下,铝硅酸盐类发生强烈分解,释放出大量盐基物质,风化液呈中性或碱性反应,硅和盐基离子大量淋失,铁铝沉积(溶解度小),滞于原土层而相对富积,使土体呈现鲜红色,甚至形成铁盘的过程。脱硅富铝化过程是在湿热条件下的主要成土过程,形成具有富铝化特征的土壤(红,黄壤,砖红壤等)。
钙化过程:在干旱、半干旱的气候条件下,土壤在季节性淋溶条件下的脱钙和积钙过程。上部土层碳酸盐的淋溶过程,叫做脱钙过程。当上部土层的碳酸盐向下淋溶至一定深度便积淀,形成钙积层,叫积钙过程因此,脱钙和积钙实际上是矛盾的两个方面,发生部位一上一下,统称钙化过程。形成的钙积层是它的标志特征。钙化过程大多数发生在半干旱地区的草原土壤或旱生森林土壤形成过程中。
灰化过程:在土体亚表层(A2)SiO2残留,R2O3淋溶、淀积的过程。SiO2则残留在土体亚表层形成灰白色淋溶层次,称灰化层。
潜育化、潴育化和白浆化过程:土体滞积水引起的成土过程。潜育化过程是在长期滞水条件下,有机质嫌气分解,Fe、Mn呈还原态,从而形成蓝灰色或青灰色的还原层次。潴育化和白浆化过程是土壤季节性滞水,在干湿交替环境中发生的氧化还原过程。
四、土壤剖面
土壤剖面是一个具体土壤的垂直断面,包括土壤形成过程中所产生的发生学层次和母质层。一个完整的土壤剖面(不是所有剖面)应有淋溶层、淀积层和母质层三个剖面层次。识别土壤发生层的形态特征有:颜色、质地、结构体、新生体、侵入体、紧实度、pH和石灰性反应等。


第十四章 土壤分布与分类
一、本章教学目的和意义:
了解土壤的,土壤水平地带性、垂直地带性和地域性土壤概念,分布规律;主要的土壤分类方法。
二、学时计划:2学时
三、教学主要内容:
一、土壤分布规律
土壤是各种成土因素综合作用的产物。由于生物因素、气候因素存在一定的地理分布规律,因此,作为各种成土因素综合作用产物的土壤,它的分布也必然呈现一定的规律性。土壤的分布规律有:土壤的水平地带性、土壤垂直地带性和土壤的地域性分布。
在水平方向上,土壤随气候、生物带的变化而分布的规律叫土壤的水平地带性。我国东部海洋型带谱由南到北的排列是:砖红壤(热带) 赤红壤(南亚热带) 红壤和黄壤(中亚热带) 黄棕壤(北亚热带) 棕壤(暖温带) 暗棕壤(温带) 棕色针叶林土(寒温带)。
随着山体高度的增加、温度的下降、湿度的增大、植物和生物类型的改变,土壤也呈有规律排列的现象,叫土壤的垂直地带性。土壤垂直带谱由山下向山上的排列规律,类似于基带土壤向高纬度水平方向的排列规律。例如,中亚热带的较高山地的垂直土壤带谱为:红壤一山地黄壤一山地黄棕壤一山地棕壤一山地灌丛草甸土。北亚热带的土壤垂直带谱为:黄棕壤一山地棕壤一山地草甸土。
地域性土壤指在水平或垂直地带性分布的基础上,由于母质、水文、中小地形或人为因素的影响,土壤出现的地域性分布。例如,石灰土、紫色土、盐碱土、潮土和风沙土等。
二、土壤分类
根据一定的原则和标准,将土壤进行归类和排队叫做土壤分类。土壤是国家的自然资源和农林业生产资料,是人类赖以生存、发展的物质基础。但是,土壤作为一个连续、不均匀的历史自然体,如何合理利用、防止退化以及提高承载力,都离不开土壤分类。因此,为了农、林业的可持续发展,土壤分类研究在地球科学中既是重大的理论问题,又是迫切需要解决的实际问题。
世界上主要的土壤分类制度:
①苏联的土壤分类制(发生分类):进行土壤分类的着眼点是气候和植被,提出土壤地带性概念。具体内容是:以土类作为土壤分类的基本单位,从上往下逐渐演译,按土壤发生上的质量变化,逐级细分(亚类、土属、土种、变种)。发生分类学观点,在土壤科学的发展中,是有一定影响的,甚至至今还占统治地位。
②美国的土壤分类制(土壤性状分类):以诊断层作为分类的依据,各级分类的基础是野外可以定量和查核的土壤性状,以土系作为分类的基础,从下往上归纳而成。目前该分类在世界上流传较广。
③西欧土壤形态发生分类:由古比亚纳(W?L?Kubiena)创立。其特点是:重视水成(半水成)土壤的分类、土壤发育程度和人为土壤的研究。
④联合国FAO-UNESCO世界土壤图的土壤单元:从1961年起,FAO和UNESCO开展了一项协作计划,进行世界土壤普查,采用世界土壤图美国新土壤分类制和其他分类制中的诊断指标划分土壤单元。
⑤我国的土壤分类制度:我国是世界上从事土壤分类最早的国家。自20世纪30年代至解放初期,受美国土壤分类的影响;解放后至20世纪90年代,全面学习苏联的土壤分类。20世纪中叶,拟定了《中国土壤系统分类》。分类级别土类、亚类、土属、土种与变种五级分类制。土类以上是土纲,但还不够成熟。在林业生产中,一般只划到土属一级就够了(苗圃或种子园例外)。

第十五章 棕色针叶林土、暗棕壤和灰色森林土
一、本章教学目的和意义:
了解棕色针叶林土、暗棕壤和灰色森林土的成土条件,成土过程及特点。
二、学时计划:1学时
三、教学主要内容:
一、成土条件:
在我国温带和寒温带,广泛分布着棕色针叶林土、暗棕壤和灰色森林土。其植被类型:
①棕色针叶林土:明亮针叶林。垂直分布带的山地棕色针叶林土为暗针叶林;②暗棕壤:针阔混交林;③灰色森林土:大兴安岭地区以桦、山杨次生林为主,有时混有白桦、落叶松、樟子松,新疆地区林相稀疏,以落叶松、云杉为主。
以上几类土壤,在各自的生物气候条件下,表现出不同的成土过程,形成相应的土壤类型。但有下列共同点:①气候条件较相邻土壤湿润、冷凉,有明显的季节性冻层或永久冻层。②水量虽不高,但由于气温低蒸发弱,林内较湿润,对森林植被生长、恢复有利,蓄积量大。③在森林植被覆盖下,腐殖质形成与矿质元素的累积和淋溶作用都很明显。
二、成土过程
棕色针叶林土
棕色针叶林土的成土过程;①针叶林毡状凋落物的泥炭化过程 (针叶林缺乏灰分元素,富含单宁,影响微生物活动;低温、湿度大,微生物不能完全分解凋落物,才逐渐积累为半泥炭化的毡状层。②酸性淋溶过程 。但由于因寒冷,淋溶时间短促,加之下层的冻层阻隔,淋溶作用不能显著发展。③铁铝在表层的聚积。请注意:这一点是与灰化过程有本质区别的。
暗棕壤
暗棕壤的成土过程,是因为所处的气候带(温带)和植被类型(针阔混交)不同,由此而产生的温带湿润森林下腐殖质积累过程及弱酸性淋溶过程。由于冻结,土壤溶液中的硅酸脱水析出,淀附于全土层内,致使整个剖面均有硅酸粉末附着于土壤结构表面,干后成为灰棕色。
灰色森林土
灰色森林土是我国温带半湿润地区森林草原植被下发育的土壤。其成土过程兼具有类似草原土壤的强腐殖质累积过程 (具有深厚的黑土层)和盐基淋溶及粘化过程等森林土壤形成过程的特点(B层结构面上多附SiO2白色粉末和不明显的红棕色铁锰胶膜)。



第十六章 棕壤、褐土和黄棕壤
一、本章教学目的和意义:
了解棕壤、褐土和黄棕壤的成土条件,成土过程及特点。
二、学时计划:1学时
三、教学主要内容:
一、成土条件
棕壤分布在我国暖温带,夏季温热多雨,冬季寒冷干燥,春季少雨,有时出现旱象。植被类型以落叶阔叶林为主,间有针阔混交林。但由于受人为活动的干扰,原始森林大多不复存在,现有植被常见天然次生林或人工林。
褐土处在暖温带季风影响下的半干旱地区。其气候特点是:每年春季干旱多风,夏季高温多雨,冬季温暖少雪,具有明显的季节性干湿交替过程。植被类型以中生落叶阔叶为主,间有针阔混交林。在农业活动频繁地区,有稳定的旱生森林、灌丛和草本植物分布。
请注意:棕壤和褐土虽然都分布在暖温带,但褐土分布相对较干旱,具有明显的干湿交替过程。就其水平分布,褐土相对较棕壤处于内陆;就其垂直分布,褐土在下,棕壤在上。
黄棕壤分布在我国北亚热带。其气候特点是:梅雨季节温暖湿润,夏季高温多雨,秋季天高气爽,冬季低温干燥。植被类型以常绿、落叶阔叶混交林,林下多灌丛草甸植物。
二、成土过程
在自然条件综合影响下,这三类土壤主要的成土过程是粘化过程。但由于生物气候条件的差异,岩石风化处在不同的阶段,所形成的次生粘土矿物的种类和数量不同,粘化过程的表现(程度)是各不相同的,其最终产物是铁铝氧化物。
褐土处于初期脱Ca阶段,粘化过程比较明显。由于褐土分布区相对干旱,碳酸盐尚未淋洗(全部)淋洗出土体。故在粘化层之下尚有钙积层。
棕壤处于脱K阶段,淋溶与聚积作用强烈,不仅有明显的粘化层,甚至形成粘盘,而且Fe、Al移动也很明显,心土层出现Fe、Mn结核累积层。
黄棕壤已具微弱的脱硅富铝化过程,粘土矿物中,除水云母、蛭石外,高岭石也不少。因此,黄棕壤是棕壤(粘化过程)向黄壤(脱硅富铝化过程)过渡的土类。


第十七章 红壤、黄壤、砖红壤性红壤、砖红壤和燥红土
一、本章教学目的和意义:
了解红壤、黄壤、砖红壤性红壤、砖红壤和燥红土的成土条件,成土过程及特点。
二、学时计划:1学时
三、教学主要内容:
一、红壤和黄壤
红壤和黄壤分布在中亚热带。其气候特点是气候温暖,雨量充沛。但相对说来,红壤分布区由于降雨分配不均,有一个相对干旱季节,而黄壤分布区年均温度稍低、四季温差小,相对湿润,干湿季不明显,云雾多。因此,红、黄壤虽处于同一气候带,但黄壤主要分布在山区,在垂直带谱中,红壤在下,黄壤在上。植被类型为常绿阔叶林。黄壤分布区尚有常绿、落叶混交林。
红壤是在富铝化和生物养分富集的共同作用下形成的。成土母质有花岗岩、干枚岩、砂页岩和第四纪红色粘土等。红壤剖面呈均匀的红色,酸至强酸性,土壤阳离子交换量较低,盐基饱和度低,粘土矿物以高岭石、水云母为主,也含一些三水铝石。红壤的全磷、有效磷很低,全钾和有效钾较低,有效硼也常缺乏。低丘陵的粘质红壤常有酸、瘦、粘、板的缺点。
在温凉潮湿的条件下,黄壤的成土特点是黄化作用(土体经常处于稳定的湿润状态,氧化铁水化程度(Fe2O3 ? nH2O)高,剖面具有明显的黄色或蜡黄色心土层——土壤黄化作用)、富铝化作用和强淋溶作用。黄壤的富铝化远弱于红壤,淋溶强度大于红壤,质地却较轻,黄壤表层有机质含量大于红壤。黄壤的N、P、K含量较高。
二、砖红壤和砖红壤性红壤
砖红壤分布在热带地区。气候特点是高温多雨,干湿季明显,夏秋多雨,冬季少雨多雾。砖红壤性红壤(赤红壤)分布在南亚热带地区。气候条件介于砖红壤和红壤之间。植被类型:砖红壤分布于热带雨林、季雨林;砖红壤性红壤分布于南亚热带季雨林。
砖红壤水热条件最优越,富铝化作用强烈,土壤呈强酸性反应,但有机物合成量最大。虽然分解迅速,在土壤中仍能积累较多的有机质。在天然林下,有机质含量可高达8—10﹪。
三、燥红土
燥红土分布在热带干热气候带。总的气候特点是:气温高、雨量少、蒸发强、旱季长,干湿季异常分明。植被类型为热带稀树草原或热带稀树灌丛草原。据此,燥红土又名热带稀树草原土(Savanna Soil)。但雨热同季,植物生长繁茂,分解亦很迅速;旱季长,既不利于有机质合成,也不利于分解。盐基饱和度高,微酸性,有机质含量3—4﹪。
四、红壤土纲的特点
红壤土纲的形成过程有两个共同点:一是矿物风化的脱硅富铝化过程;二是盐基养分的生物学富集过程。一般特点是有机物合成量大,归还的凋落物多,分解迅速,与土壤进行强烈的物质交换。由于养分不断向表层富集,大大补偿了土壤养分的淋溶损失,使土壤肥力得以维持或提高。这种作用叫做土壤的“生物自肥”作用。


第十八章 紫色土和石灰土
一、本章教学目的和意义:
了解紫色土和石灰土的成土条件,成土过程及特点。
二、学时计划:1学时
三、教学主要内容:
在我国亚热带地区,除有红壤土纲的各类土壤分布外,还有大面积的紫色土和石灰土分布。这两类土壤,属于深受母岩影响、发育程度弱、地带性烙印不深、相对幼年的岩成土壤。
岩成土壤是指在一定的生物气候条件下,由于某些母岩的性质对土壤形成起了很大的延缓作用,使土壤保持相对的幼年阶段,土壤性质基本上与母岩的性质一致。。
一、紫色土
紫色土以物理风化为主,化学风化微弱,土壤无明显的脱硅富铝化特征;成土物质不断更新或累积,碳酸钙淋溶作用持续进行,土壤发育处于相对幼年阶段;有机质合成量大,但矿质化也较强烈,一般情况下有机质和氮的积累少。土壤颜色以紫色为基调,上下呈色均一;无明显发生学层次,土体构型A—AC或A(B)C型,是一种幼年土壤,。
二、石灰土
在我国南方石灰岩山地丘陵,发育着石灰土。其形成特点为①脱钙不彻底。一是母岩中含有大量的CaCO3,虽遭淋失,但一般不至于淋失殆尽;二是在石灰岩地区含有碳酸盐的地表水进入土体,或者风花碎屑覆盖,土体中积累一定数量的碳酸盐,使得土壤剖面中往往含有石灰,pH处于中性点附近。②风化作用较弱。除碳酸盐类矿物遭到不同程度的化学溶蚀外,其余矿物并未受到强烈的化学风化。③腐殖质钙凝作用。腐殖质与钙结合凝聚,大量积累在土壤表层,土色变暗。 土壤反应呈中性或微碱性; 质地粘重,通透性差;无明显的发生学层次,一般土层较薄,多石砾,土体构型A—AC或A(B)C型,土层与母岩交界清晰。


森林土壤小结
我国是一个森林土壤资源丰富的国家。既有大面积湿润、半湿润地区从南部热带到北部寒温带的纬度地带性土壤,又有全国各地山区多种多样垂直带谱中的山地森林土壤,可以说,世界上大多数类型的森林土壤在我国都有分布。现将我国森林土壤的成土条件、成土过程和主要的土壤属性小结如下。
1、森林土壤类型与水热条件的关系
土壤是自然成土因素综合作用的产物。水热条件的变异将制约土壤类型的分化,占据特定的地理空间位置。
2、成土过程和指示粘土矿物
1)森林土壤的主要成土过程包括灰化、钙化、粘化、脱硅富铝化和有机质累积等过程。根据这些成土过程表现的强度和附加过程,可将我国的森林土壤归纳成淋溶土纲、半淋溶土纲和富铝化(红壤)土纲。淋溶土纲包括棕色针叶林土、灰色森林土、暗棕壤、棕壤和黄棕壤五个土类,其成土过程表现为彻底脱钙、明显的盐基淋溶和土表的有机质积累。半淋溶土纲包括褐土和灰褐色森林土两个土类,成土过程主要是土壤脱钙与积钙同时进行,并且有明显的有机质积累。富铝土纲包括红壤、黄壤、砖红壤性红壤、砖红壤和燥红土五个土类,成土过程主要是脱硅富铝化和盐基养分的生物学富集。至于紫色土和石灰土,是深受母岩影响,发育相对幼年的岩成土壤。
2)森林土壤粘粒SiO2/R2O3分异。在森林土壤的形成中,土体和粘粒的化学组成均发生不同程度的分异,其分异的性质和强度随生物气候条件的变化、成土过程的转换,各土类间亦作有规律的变化。灰化土粘粒的硅铝铁率、硅铝率均较高;由暗棕壤至褐土,硅铝铁率和硅铝率尽管出现某些变异(灰色森林土和褐土的硅铝铁率呈两个小峰),但总的看来,变化不大;再向南,从黄棕壤直至砖红壤随富铝化过程的不断加强,SiO2逐渐下移,R2O3含量逐渐增高,从而使得硅铝铁率和硅铝率逐渐变小。
3)森林土壤指示粘土矿物组合。不同的森林土壤类型,既具有不同的指示粘土矿物组合,也有它的过渡性质,其变化趋势是:灰化土的指示矿物以蒙脱石、高岭石为主,并伴有蛭石和高岭石、棕壤、褐土以水云母、蛭石为主,黄棕壤以水云母、蛭石和高岭石为主,红攘以高岭石为主伴有水云母,砖红壤性红壤以高岭石为主,砖红壤则以高岭石、三水铝矿和赤铁矿为主。由上可见,除灰化土外,由北至南,随土壤地球化学过程强度的增高,粘土矿物的成分和结构愈来愈变得简单。
3、森林土壤有机质含量一般规律
各类森林土壤由于处在不同的生物气候带,从北至南,森林土壤表层有机质含量变化曲线大致呈“V”形 (黄壤例外)。
4、森林土壤pH值变化规律
土壤趋于酸性是森林土壤的共性之一。但在不同的生物气候条件及相应的成土过程下,各类土壤的pH值有它的取值范围。总的规律是,南北两端酸性最强处于中间的则酸性变弱,呈中性至微碱性反应,大致呈现 “∧”型。