1 《土壤地理学》电子教案 4.1 道库恰耶夫成土因素学说 4.2 土壤形成的气候因素 4.3 土壤形成的生物因素 4.4 土壤形成的母质因素 4.5 土壤形成的岩石圈(地形)因素 4.6 土壤形成的水圈(水文)因素 4.7 土壤形成的时间因素 4.8 土壤形成的人为因素 思考题与个案分析 第4章土壤形成因素学说 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 2 1. 掌握土壤地理发生学的基本理论 2. 掌握生物气候、母质、地质水文因素 对土壤形成发育的影响 3. 认识时间与土壤发育之间的相互关系 4. 理解人类活动对土壤发育的影响。 教学重点 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 3 成土因素(soil-forming factor) 母质(parent material) 土壤发生(soil genesis) 风化壳(weathering crust) 土壤发育序列(soil development sequence) 土壤地形序列(soil toposequence) 土壤年代序列(soil chronosequence) 关键词 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 4 知识结构 4.1道库恰耶夫成土因素学 说 4.2~4.6 土壤形成的气候、 生物、母质、地形与 水文因素 4.7 土壤形成的时间因素 4.8 土壤形成的人为因素 认识土壤发生学说 掌握土壤与生物气 候、土壤水运动特 征，土壤水热状况 熟悉土壤时间发育序 列及人类对土壤发育 的影响 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 5 德国科学家亚历山大 封 洪堡在《亚洲 地质学和气候学片断》中，揭示了欧亚大陆 中西部气候与植被的规律性变化；现代土壤 地理学奠基人道库恰耶夫，19世纪末在科学 调查的基础上，将广阔地域土壤与其自然条 件联系起来，创立了成土因素学说。 4.1 道库恰耶夫成土因素学说 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 6 道库恰耶夫(1881年) 首次建立了 П＝f(К, О, Г, Б) 表示土壤与成土因素之间的发生关系。式中： П表示土壤；К, О, Г, Б分别表示气候、生 物、母质和时间因素。道库恰耶夫认为地形只 对“隐域土”有重要意义，故未将地形因子列 入。他还提出土壤是一个独立自然体，成为现 代土壤科学及土壤地理学的独特研究对象。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 7 美国土壤学家H.詹尼(Jenny H) 对土壤 与成土因素进行了深入研究，于1941年发 表《Factors of Soil Formation》，提出 S = f ( Cl, O, R, P, T, … )，简称‘clorpt’函数 式，成为土壤形成的通用公式。詹尼认为 在成土过程中的生物主导并不是千篇一律 的现象，在不同地区、不同类型的土壤往 往有某一因素占优势，如图4-1所示。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 8 图4-1 土壤性状由初态向稳态演化模式图 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 9 气候是土壤形成的能量源泉。土壤与 大气之间经常进行水分和热量的交换。气 候直接影响着土壤的水热状况、土壤中物 质的迁移转化过程，并决定着母岩风化与 土壤形成过程的方向和强度。气候要素如 气温、降水及风力对土壤形成发育具有重 要的影响，如图4-2~4-11所示。 4.2 土壤形成的气候因素 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 10 图4-2 土壤温度与大气温度的相关分析图式 (据沃洛布耶夫，1958) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 11图4-3 不同地带土壤中苜蓿碎屑分解速率的实验模拟 (据Jenny,1983) 热带雨林 波哥大草原 内华达山地 积雪 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 12 图4-4 不同温度带风化壳分异图式 (据GerrardJ, 2000年资料改编) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 13 图4-5 土壤水量平衡图式 (据GerrardJ, 2000) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 14图4-6 美国中部土壤碳酸钙层出现深度与年降水量关系图 (据Jenny, 1983) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 15 图4-7 土壤剖面发育与气候湿润度的关系图 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 16 图4-8 印度24℃等温沿线区表土有机碳含量与年降水量关系图 (据Jenny, 1983) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 17 图4-9 模拟的2050年世界陆地硫沉降量分布图 (据Kuylenstierna, 2001) mg?(m2?年)－1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 18 图4-10 河北坝上简育干润均腐土在风蚀过程中的变化图 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 19 图4-11 模拟的全球陆地表面碱性阳离子沉降量分布图 (据Kuylenstierna, 2001) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 20 生物将太阳辐射能转变为化学能引入成 土过程，并合成土壤腐殖质。在土壤中生 活着有数百万种植物、动物和微生物，它 们的生理代谢过程构成了地表营养元素的 生物小循环，使得养分在土壤中保持与富 集，从而促使了土壤的发生与发展，如图 4-12~4-15所示。 4.3 土壤形成的生物因素 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 21 图4-12 南极洲基岩表面地衣着生与土壤的发生景观 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 22 图4-13 南极大陆寒漠区砂岩表面地衣生长示意图 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 23 图4-14 不同植物作用下形成土壤的有机质垂直分布比较 (据熊毅，1990) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 24 图4-15 生物群落及其对成土过程的作用图式 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 25 母质是土壤形成的物质基础，在生物 气候作用下，母质表面逐渐转变成土壤。 但母质并不仅是被改造的材料，同时对成 土过程有一定作用，这种作用愈是在成土 过程的初期愈较显著。母质对成土过程和 土壤特性的影响是在母质风化和成土过程 中施加影响的，可见，母质的这种影响属 于钝性的。 4.4 土壤形成的岩石圈(母质)因素 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 26 岩石圈表面形态即地形，它是土壤形成 发育的空间条件，对成土过程的作用与母 质、气候、生物等不同，它通过影响地表物 质能量的再分配，从而影响成土过程。新构 造运动及地形演变更是影响土壤发生发育的 重要因素，如图4-16~4-19所示。 4.5 土壤形成的岩石圈(地形)因素 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 27 图4-16 地形对水分运动的影响 (据John Gerrard，2000) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 28 图4-17 土壤特性及其相互关系图式 (据Furley，1968年资料改编) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 29 图4-18 祁连山、居延海间含盐风化壳盐分地球化学分异图 (据熊毅，1986) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 30 图4-19 河谷地形发育对土壤形成、演化的影响示意图 总之，地形制约着地表物质和能量的再 分配，地形的发育支配着土壤的演替，在不 同的地形形态上，就形成不同土壤类型。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 31 水分是所有生物活动，特别是高等植 物生长发育不可或缺的生命要素和营养元 素的载体；是土壤发生发育过程必需的物 质及物化与生物反应过程的重要介质。水 分参与了土壤形成中的物质与能量的迁移 转换和交换过程。水分在母岩风化与成土 过程的作用，如图4-20~4-21所示。 4.6 土壤形成的水圈(水文)因素 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 32图4-20 水分在成土过程中的作用示意图 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 33 图4-21 华北平原地下水位变化及其对土壤形成的影响 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 34 时间和空间是一切事物存在的基本形 式。气候、生物、母质、水文和地形都是 土壤形成的空间因素。时间作为成土因素 则是阐明土壤形成发展的历史动态过程。 母质、气候、生物、水文和地形等对成土 过程的作用随着时间延续而加强，如图4- 22、4-23所示。 4.7 土壤形成时间因素的作用 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 35 图4-22 不同地带土壤剖面发育与成土年龄相关示意图 (据Gerrard，2000) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 36 图4-23 在稳定条件下土壤发育的时间序列示意图 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 37 人为活动对土壤的影响受社会制度和 社会生产力水平的制约，而且这种影响具 有双向性，即可通过合理利用，使土壤朝 向良性循环方向发展，也可因不合理利用 引起土壤退化。人类活动一是通过改变成 土条件，二是通过改变土壤组成和性状来 影响成土过程，如图4-24～4-28所示。 4.8 土壤形成的人为因素 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 38 图4-24 现代农业机器对土壤的影响 (据USAD，2002) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 39 图4-25 现代农业耕作土壤景观 (据USAD，2002) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 40图4-26 中国传统农耕施用农家肥的土壤景观 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 41 图4-27 人类砍伐林木引起土壤侵蚀的景观 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 42 图4-28 人类过度放牧引起土壤风蚀的景观 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 43 1.试讨论分析土壤形成因素方程的基本原理。 2.简述土壤发生学理论的基本观点及其发展过程。 3.请小组讨论六大成土因素在土壤形成过程的作用。 4.通过实地观察试发现各种成土因素与土壤之间的物 质能量交换过程。 5.为什么说评价母质和土壤类型之间的相互关系是困 难的？ 思考题与个案分析 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 44 6. 试讨论分析在调查建立土壤气候方程或建立土壤 时间序列中的主要问题。 7. 通过收集你比较熟悉地区的成土环境条件资料， 结合你所学的地理学专业知识，试分析各成土因 素之间的相互关系。 8. 据有关资料：【2000年中国黄河干流河水中悬浮 物浓度高达1 500～5 500 mg/L】。试结合你的 学习与调查，黄河流域生物气候、母质因素对黄 河上下游流域土壤形成发育之影响。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com