内容正文:
第二节 土 壤
课程标准
任务目标
学科素养
通过野外观察或运用土壤标本,说明土壤的主要形成因素
1.了解土壤的组成、颜色、质地和剖面结构的特征。
2.掌握土壤的主要形成因素。
3.理解土壤的功能及养护方法
1.综合思维:能够运用自然要素的相互作用原理,说明土壤的发育过程。
2.地理实践力:通过实地观察或运用土壤标本,了解土壤的组成、颜色、质地和剖面结构,掌握观察土壤的基本内容和方法。
3.人地协调观:认识土壤对生物及人类生产、生活的重要意义,了解养护土壤的重要性
一、观察土壤
1.土壤的概念:陆地表层具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层。
2.土壤的物质组成:矿物质、有机质、水分和空气。
3.野外观察内容
(1)土壤颜色:土壤最重要的外部特征之一,如黑土、红壤等是用颜色来命名的。
(2)土壤质地
土壤矿物质颗粒按照粒径大小可分为石砾、砂粒、粉粒、黏粒等。按不同粒级的矿物质所占的相对比例(土壤质地),土壤可分为三种类型。
①砂土:以砂粒占优势,通气、透水性强,保水、蓄水、保肥性能弱,易耕作。
②壤土:砂粒、粉粒、黏粒的比例适中,通气、透水性能良好,蓄水、保肥性能强,是农业生产理想的土壤质地。
③黏土:黏粒占优势,通气、透水性差,保肥性能好,但质地黏重,不易耕作。
(3)土壤剖面构造
①土壤剖面概念:从地面垂直向下的土壤纵剖面,由一些形态特征各异的、大致呈水平展布的土层构成。
②在自然土壤中,森林土壤剖面构造最为复杂。森林土壤剖面及各土层特点如图所示。
③自然土壤经过人为耕作就变成耕作土壤。耕作土壤剖面及各土层特点如图所示。
二、土壤的主要形成因素
1.成土母质:岩石的风化产物,是土壤发育的物质基础。决定了土壤矿物质的成分和养分状况,影响土壤的质地。
2.生物:是影响土壤发育的最基本也是最活跃的因素,为土壤提供有机质。通过生物循环使营养元素在土壤表层富集。植物、动物、微生物的综合作用,加快岩石风化和土壤形成的过程,改善成土母质的性状,促进土壤矿物质颗粒团聚。
3.气候
(1)岩石风化的强度和速度与温度、降水量呈正相关。因此,湿热地区的土壤形成速度比干冷地区快得多。
(2)不同气候对土壤特性的影响
①气候对土壤黏性的影响:湿热地区土壤化学风化作用和淋溶作用强,土壤黏粒比重高。
②气候对土壤有机质含量的影响:湿热地区营养元素被淋溶,有机质分解快速,土壤有机质积累少,而冷湿环境有利于有机质积累。
4.地貌:由于水热条件的不同,山顶与山麓、阳坡与阴坡、迎风坡与背风坡的土壤发育不同。从山顶到低平洼地,由于成土母质的颗粒存在由粗到细的变化规律,依次分布着砾质土、砂土、壤土和黏土。
5.时间:土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显。
6.人类活动:自然土壤经人类长期的耕作和培育,形成了有利于农业生产的耕作土壤。
三、土壤的功能和养护
1.功能
(1)是联系有机界和无机界的关键环节。土壤处于岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互紧密接触的过渡地带,是一个开放的系统,与其所在的环境之间有着活跃的物质和能量交换。
(2)土壤是植物、动物和微生物生存的重要条件。
(3)土壤具有重要的蓄水、保水功能。
(4)土壤是人类种植农作物的物质基础。
2.利用与保护
(1)对不能满足耕作需要的土壤进行改良或改造。
(2)对优良的土壤要注重种养结合,以保持土壤持续提供高效肥力的能力。
(3)保持土壤肥力的方法:休耕、种植绿肥、作物轮作、广施农家肥等。
1.(判断)土壤矿物质颗粒粒径由大到小依次是砂粒、石砾、黏粒和粉粒。(×)
2.(判断)成土母质是土壤中矿物养分的主要来源。(√)
3.(判断)土壤中的有机质来源于生物。(√)
4.(判断)高温多雨的地区,植物生长旺盛,土壤中有机质含量高。(×)
5.(单选)下列地区中,土壤肥力最高的是(B)
A.湿热地区 B.冷湿地区
C.干热地区 D.干冷地区
解析 冷湿环境有利于土壤有机质积累,因此土壤肥力最高的是冷湿地区。
拓展延伸
1.土壤的物质组成
物质组成
特点
矿物质①
是成土母质风化形成的土壤固体颗粒;组成土体的“骨架”;土壤的主要成分,矿物养分的主要来源
有机质②
集中在土壤表层;影响土壤肥力的形成和发展,是土壤肥力高低的重要标志
水分③
具有很大的流动性,含量此消彼长;性状良好的土壤,既能通气透水,又能蓄水保肥
空气④
2.生物在土壤形成中的作用
生物是土壤形成的主导因素。特别是绿色植物将分散的、深层的营养元素进行选择性的吸收,集中于地表并积累,促进肥力发生和发展。生物是土壤有机物质的来源和土壤形成过程中最活跃的因素。
3.不同气候影响下的土壤特点
气候环境
土壤特点
高寒环境
土壤发育程度低,土层薄,贫瘠,冻土
湿热环境
有机质分解快,土壤淋溶作用强,贫瘠,偏酸性
干旱环境
土壤水分少,发育程度低,贫瘠,偏碱性
冷湿环境
有机质分解慢,大量累积在表土层,土层深厚,肥沃
4.不同地形条件下的土壤特点
地形
土壤特点
山谷
河流发育,下渗多,土层厚,有机质较丰富,土壤肥沃
山脊
坡度较大,成土母质迁移快,土层薄
迎风坡
降水多,土层厚,土质黏重,含水量大
高原
海拔高,冻土广布,地下水位高,光照强,气温低,形成冰沼土
山前冲
积扇
土壤肥沃,土层厚,矿物养分含量高,水、气组合较好
平原
地表疏松物质的侵蚀速率较慢,使成土母质得以在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚土壤
误区防错
1.土壤≠土地
土壤只是构成土地的重要要素之一,而土地则是指陆地的表层部分,除土壤外还包括未形成土壤的岩石和岩石风化物等。
2.土壤有机质含量高,肥力不一定高
土壤肥力高低取决于水、肥、气、热四个因素的协调程度,以及能够满足植物生长过程中的各种需求。其中有机质含量高低是土壤肥力的重要标志。
四大肥力因子
3.草地土壤有机质含量一般高于森林土壤
草类根系茂密且在近地表的土壤中,向下则根系的集中程度递减,从而为土壤表层提供大量有机质,因此使得土壤表层有机质含量高。同时相比森林,草类植株小,消耗有机质少;草地湿度小,微生物分解的有机质少;草类生命周期短,每年死亡的大量地上茎叶和底下根系,提供了相当数量腐殖化的有机质。
[教材P90活动]
该活动旨在让学生学会观察土壤的步骤,理解土壤的物质组成及特点。
[教材P92活动]
1.(1)成土母质;(2)气候;(3)地貌。
2.(1)岩石风化形成成土母质,成土母质是土壤形成的基础,决定了土壤的性状。紫色土是由砂岩和紫色页岩风化形成的。
(2)东北地区气候冷湿,有机质积累多,土壤肥沃;南方地区气候湿热,有机质积累少,土壤贫瘠。
(3)受流水冲刷作用,颗粒较粗的土壤留在山顶,颗粒较细的土壤被带到山前平原。
探究点1 影响土壤形成的因素
东北地区俗称黑土地,主要原因是分布着典型的黑土,人们常说黑土地上“捏把黑土冒油花,插双筷子也发芽”。黑土是大自然给予人类的得天独厚的宝藏,是一种性状好、肥力高、非常适合植物生长的土壤。世界上仅有三块黑土平原:美洲的密西西比平原、欧洲的乌克兰平原、亚洲的东北平原。
1.(综合思维)分析黑土肥沃的最主要原因。
提示 黑土中含有丰富的有机质,肥力高。
2.(综合思维)分析黑土发育形成的气候环境。
提示 黑土都分布在纬度较高的地区,说明黑土是在冷湿的环境中发育形成的。
3.(区域认知)我国南方的湿热地区植被茂密,但发育的土壤反而有机质含量较低、比较贫瘠,分析其主要原因。
提示 我国南方地区气候湿热,降水较多,土壤的淋溶作用强烈,土壤中的有机质含量低,比较贫瘠。
1.土壤的形成过程
2.土壤的主要形成因素
(1)成土母质
(2)气候
(3)生物
(4)地貌
(5)时间
时间决定着土壤的发育进程。随着时间推移,土壤从无到有,从薄到厚,层次由少到多,逐步发育成熟。
(6)人类活动
读土壤与其他自然地理要素的关系图,完成1—2题。
1.图中影响土壤形成最活跃的要素是( )
A.风化基岩 B.气候
C.地形 D.生物
2.图示区域( )
①地表径流量与植被覆盖率呈负相关
②陡坡上的土壤厚度一般比较浅薄
③土壤的矿物养分主要来自植被
④地下径流量受当地气温影响大
A.①② B.①③
C.③④ D.②④
答案 1.D 2. A
解析 第1题,据所学知识可知,生物在土壤的形成过程中起着主导作用,也是土壤形成过程中最活跃的要素,D项正确。第2题,植被覆盖率越高,地表径流量越小,二者呈负相关,①正确。陡坡上水土流失严重,土壤厚度一般比较浅薄,②正确。土壤的矿物养分主要来自成土母质,③错误。地下径流量与气温关系不大,④错误,A项正确。
(2024·黑吉辽)塿土主要分布于陕西关中盆地,是自然土壤在数千年耕作过程中经粪土堆垫改良形成的人为土。在剖面上覆盖层与原土壤层叠置,形似“楼层”(如图)。其中,黏化层质地黏重、呈褐色或红褐色。据此完成3—4题。
3.粪土堆垫的主要目的是增加土壤( )
①水分 ②孔隙 ③矿物质 ④腐殖质
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
4.黏化层形成时期的气候特征是( )
A.冷干 B.冷湿
C.暖干 D.暖湿
答案 3.C 4. D
解析 第3题,粪土具有较好的通气性和保水性。粪土堆垫可以改良土壤的结构,增加土壤的透水性和透气性。由材料“黏化层质地黏重”并结合图示信息“该地土壤剖面中黏化层占比大”可知,当地农民采用粪土堆垫的主要目的是增加土壤空隙,②正确;粪土中含有大量有机质(腐殖质)和微量元素。粪土堆垫可以提高土壤肥力,增加土壤养分,促进植物生长和发育,④正确;陕西关中盆地属于暖温带大陆性季风气候,年降水量在600毫米左右,基本能够满足当地农作物生长需求,故增加土壤水分不是粪土堆垫的主要目的,①错误;土壤矿物质是岩石经风化作用形成的,粪土堆垫不能增加土壤矿物质,③错误。C项正确。第4题,由材料可知,黏化层质地黏重、呈褐色或红褐色。结合所学知识可知,温暖湿润的气候有利于有机质的积累和土壤胶体的形成,进而促进黏化层的发展;红褐色的土是由碳酸盐类或含其他富铁、铝氧化物的岩石在湿热气候条件下风化形成的。综上可知,黏化层形成时期的气候特征是暖湿,D项正确。
探究点2 土壤的功能和养护
黑土在我国东北地区分布广泛,土层深厚,结构良好,腐殖质含量较高。自20世纪50年代以来,随着对黑土地的大规模开垦以及农业生产中频繁翻耕,土壤结构发生变化,耕作层下方形成一层紧实的“犁底层”,黑土肥力下降明显。
1.(综合思维)根据材料,说明东北黑土肥力下降的人为原因。
提示 坡地开垦(或者频繁翻耕)造成黑土流失;连续(或长期)耕种,肥力消耗多;长期使用化肥,导致土壤板结(或者土壤结构发生变化/理化性质发生变化);(犁底层导致)土壤通透性(或透气性/透水性)变差。
2.(人地协调观)分析“少耕深松”对保持黑土肥力的作用。
提示 减少土壤表层扰动(或表层紧实),减轻肥力流失(或水土流失);深层疏松(或消除犁底层),增强透气性(或透水性)。
3.(地理实践力)我们要如何合理保护和利用东北地区的土壤。
提示 发展绿色农业,实施秸秆还田,提高农业生产技术,改善农田生态环境等。
1.土壤在地理环境中的功能
2.土壤与人类活动的相互关系
3.改良盐碱地的措施
(1)引淡淋盐:引淡水灌溉,降低作物土壤根区含盐量,使土体脱盐。
(2)井灌井排:抽取盐水,补充淡水,使盐水淡化。
(3)覆盖:选择适当覆盖物,抑制蒸发返盐,控制耕作层盐分含量。
(4)农业生物措施:营造防护林带,果、粮、棉间作等,巩固水盐调节效果。
有机质含量的高低是衡量土壤肥力的重要标志,一般土壤有机质含量为5%。图1为我国东部某地土壤剖面图,图2为该土壤有机质分布图。据此完成1—2题。
图1
图2
1.下列关于该地表层土壤的描述,正确的是( )
A.地表枯枝落叶多,有机质含量较高
B.人工增施有机肥,有机质含量较高
C.受流水侵蚀作用,有机质含量较低
D.气候干旱,植被稀少,有机质含量低
2.针对该土壤的特性,该地宜采用的农业技术是( )
A.免耕直播 B.深耕改土
C.温室大棚 D.砾石压土
答案 1.C 2. B
解析 第1题,从图2可以看出,该地土壤表层(0厘米附近)有机质含量低于5%,说明地表有机质含量较少。原因是受外力作用,肥力流失较多。我国东部地区降水丰富,主要外力作用为流水侵蚀作用,C项正确。枯枝落叶经过分解才能形成有机质;若人工增施有机肥,有机质一般会分布在表层附近。第2题,从图2可以看出,土层较深地区的土壤有机质较丰富,深耕改土可以有效利用土壤肥力,B项正确。免耕直播即不耕情况下直接在土地上种植,可以减少水土流失(在气候较为干旱地区作用显著)。温室大棚改变热量条件,不会影响土壤有机质含量。砾石压土主要改变土壤水热条件,不能改变土壤有机质含量。
某山区为了改造低产的山坡地,先是增施肥料,但农作物增产效果微弱。后将山坡地改造成水平梯田,增产效果显著。据此完成3—4题。
3.增施肥料效果微弱的最主要原因是该地( )
A.土层薄 B.降水变率大
C.坡度大 D.植被覆盖率低
4.将山坡地改造成水平梯田,主要是为了( )
A.调节大气温度 B.提高土壤肥力
C.增大空气湿度 D.增加日照时数
答案 3.C 4. B
解析 第3题,据材料“先是增施肥料,但农作物增产效果微弱。后将山坡地改造成水平梯田,增产效果显著”推测,山坡地是增施肥料效果微弱的最主要原因,C项正确。第4题,将山坡地改造成水平梯田,减少地表的水土流失,从而提高土壤肥力,B项正确。
5.(2022·浙江1月)农业生产中地膜覆盖对土壤理化性状的主要作用是( )
①保持土壤温度 ②减少水肥流失 ③增加土壤厚度 ④改善土壤质地
A.①② B.①④
C.②③ D.③④
答案 A
解析 农田覆盖地膜可以保温、保土、保湿、保肥,抑制杂草生长,减轻病害,增强光效等,①②正确。地膜覆盖不会增加土壤厚度或者改善土壤质地。故选A项。
1.地理过程示意图
地理过程示意图反映地理事物的时间、空间变化过程及规律。如水循环示意图、河流径流变化示意图、生物循环示意图等。解读该类示意图的一般步骤如下。
(1)瞄准图示主题:图名可以直接显示图示主题。
(2)着眼时空分布:过程示意图反映地理事物的时间、空间变化过程,一定要着眼于图中的时空信息。
(3)抓住构图要素:根据图中箭头指向、数据或曲线变化、空间变化、阶段划分等要素,描绘变化特点。
(4)分析变化规律
①构建变化过程:依据图示信息,建立完整的变化过程或规律。
②判断主导因素:依据变化过程,推断影响地理事物变化的主要因素。
③推断变化趋势:联系相关知识进行分析,推断地理事物的时空变化趋势。
2.地理原理示意图
地理原理示意图反映地理事物的成因、原理和规律。如热力环流示意图、土壤形成示意图、地貌形成示意图、台风示意图等。解读地理原理示意图的方法如下:
3.地理事物分布模式示意图
该类图利用某种模式反映地理事物与空间位置之间的必然联系(空间分布规律)、地理事物发展变化(演变规律)、地理事物之间本质的联系(空间联系规律)等。运用模式示意图可以化繁为简,化难为易,准确地理解和掌握某一地理事物和地理原理的分布规律,如世界气候类型分布模式图、世界洋流分布模式图、理想大陆自然植被分布模式图等。
(1)确定图示主题:图名可以直接显示图中分布的主题地理事物。
(2)判断分布状况:可概括地理事物分布的整体状况,确定某处地理事物分布的特点。
(3)归纳分布规律:整体上分析地理事物分布的一般规律及特点,进行知识的迁移延伸分析。
(4)判断影响因素:依据具体的分布状况,推断影响地理事物分布的主要因素。
4.地理景观图
地理景观图主要是指各种自然地理景观和人文地理景观的照片、幻灯片和卫星影像图片等。一般可以分为自然景观图和人文景观图。自然景观图如地貌景观图、气候景观图、自然灾害景观图、生物群落景观图等,人文景观图如城乡景观图、农田和农业景观图、交通景观图等。
(1)根据景观图的图名,确定景观图所表示的主题属于何种地理要素或简要说明哪种地理现象。景观图的清晰程度直接影响判读效果。
(2)从景观图中找出标志性景观(如典型的植被、地形特征、标志性建筑等),进行空间定位。
(3)细心观察景观图中各地理要素的特征和相互关系,即图中信息的地理意义,对景观图所在区域形成整体的认识,把握区域地理特征。
(4)根据景观图中的信息,提取与设问相关的部分,并联系相关知识进行分析和回答。
(5)关注特殊提示。有些景观图中有特别的文字提示或箭头指示,这是判读的细节,应特别关注其所体现的含义,理清其与材料间的关系。
土壤剖面是从地面垂直向下的土壤纵断面。下图示意某山谷土壤剖面。据此完成1—2题。
1.山谷两侧土壤剖面的差异主要体现在( )
A.淀积层和母质层
B.母岩层和土壤厚度
C.土壤厚度和腐殖质层
D.腐殖质层和母岩层
2.造成山谷两侧土壤剖面差异的主要影响因素是( )
A.成土母质和生物 B.地形和气候
C.成土母质和气候 D.地形和生物
答案 1.C 2. D
解析 第1题,图中山谷左侧土壤厚度较小,腐殖质层较薄;右侧土壤厚度较大,腐殖质层较厚,C项正确。两侧淀积层、母质层和母岩层差别较小。第2题,山谷左侧地形坡度较大,疏松地表物质的迁移较快,所以很难发育成深厚的土壤,且植被较为稀疏,枯枝落叶较少,不利于形成腐殖质层;右侧坡度较缓,植被高大茂密,故土壤厚度、腐殖质层较厚,D项正确。
下图为小尺度范围各自然环境要素的相互作用示意图。据此完成3—4题。
3.图中①—⑤代表了自然环境的大气、生物、地质、地形、水文要素,其中对土壤形成比较稳定的影响要素是( )
A.①② B.②③
C.③④ D.④⑤
4.图示区域( )
A.土壤肥力与生物活动密切相关
B.山坡上土壤厚度一般大于河谷
C.土壤的矿物养分主要来自植被
D.林地土壤有机质含量一般高于草地
答案 3.C 4. A
解析 第3题,各种成土因素中,母质(与地质密切相关)和地形是比较稳定的影响因素,气候和生物是比较活跃的影响因素,C项正确。第4题,土壤肥力与生物活动关系密切,A项正确。山坡因地形坡度大,土壤易被侵蚀搬运,故土壤厚度较薄;土壤的矿物养分来自成土母质,植被提供有机质;草地由于根系密集,利于有机质富集,有机质含量较森林土壤高。
1.区域认知——中国古代的土地情怀
【素养培优】
在我国古代,一直存在着“社稷祭祀”的制度。以五色土建成的社稷坛包含着古代人对土地的崇拜。五色土是指在中华大地上,按照东、南、中、西、北五个方位选取的青、红、黄、白、黑五种不同颜色的土壤(下图)。
(1)黑土、黄土和红土在我国分布最为广泛,这三类土壤的典型分布区在哪些地形区?
(2)分析水稻土呈现青色的原因。
提示 (1)黑土:东北平原。黄土:黄土高原。红土:南方低山丘陵地区。
(2)长期种植水稻,受水浸泡;有机质含量高。
【热点解读】
(1)影响土壤颜色的因素
①腐殖质:含量多时,土壤呈黑色。含量少时,土壤呈暗灰色。
②矿物质:氧化铁是红棕色,是铁锈和赤铁矿的主要成分。红壤含赤铁矿较多,当雨水淋洗时,氧化铁不易溶解,所以土壤呈现红色。石英、碳酸钙粉末等能使土壤呈白色。蓝铁矿主要成分是氧化亚铁,广泛出现在沼泽、泥炭、森林土中,它使土壤呈现蓝色或青灰色。
③土壤的物理性状:土壤愈湿,颜色愈深;土壤愈细,颜色愈浅;光线愈暗,颜色愈深。所以在比较土壤颜色时,必须注明条件。
(2)我国的五色土
①黑色土壤主要分布在东北到内蒙古东部,这里夏季温暖湿润,草类生长茂盛,冬季寒冷,微生物活动较弱,土壤中有机质分解慢,积累较多。
②红色土壤分布在南方,这里高温多雨,土壤中矿物质的淋溶作用强烈,氧化铁等含量较高。
③青色土壤主要在东部雨水较多且排水不良或长期被淹的环境中形成,土壤中的铁多以氧化亚铁形式存在,土壤呈青灰色,如水稻土。
④白色土壤主要分布在西部,这里气候干旱,土壤中盐碱含量较高,有机质含量较低,水分较少。
⑤黄色土壤主要分布在黄土高原地区,是在黄土基础上发育的土壤,多呈黄色。
2.地理实践力——土壤改良方法实践
【素养培优】
“墒”指土壤的水分状况,受土壤水运动影响,“墒情好”有利于种子发芽和作物生长。土壤在过水后会形成更多通往地表的毛细管,下层土壤水分主要沿毛细管运动到表层。
(1)《齐民要术》中有“锄不厌数,勿以无草而中缀”,“锄”的核心作用是什么?
(2)陇中地区农民在谷子春播浇水后往往采取压实表土层的方法提高出苗率,原因是什么?
提示 (1)松动表土,截断土壤毛细管,减少蒸发。
(2)增多土壤毛细管,促进下层水分向表层运动。
【热点解读】
(1)酸性土壤(一般pH值在6以下)改良方法
在酸性土壤上种植作物,不易全苗,产量低,品质劣。改良培肥方法如下:
①实行水旱轮作。既可改善土壤耕性和理化性状,又能有效消灭杂草和病虫害,同时有利于有机质的积累,提高单位面积的整体效益。
②改进栽培技术,防止水土流失。实行播后盖膜,雨后适墒中耕,调整复种方式。
③种植耐酸作物,如绿豆、红菇、油菜、荞麦、水稻等,边利用边改造,通过整地、施肥、管理,使土壤活化。
④增施农家肥。改善土壤通透性,促进根际微生物活动,促使土壤中难溶性矿物质元素变为可溶性的养料,达到培肥地力的效果。
⑤适时增施石灰,定向中和进行改良,使其变为微酸性或中性土壤。这项方法是改良酸性土壤的关键措施。
(2)碱性土壤(pH值大于7的土壤)改良方法
我国北方地区碱性土壤较多,由于常年大量使用化学肥料,很多大棚内的土壤频频出现“红霜”“白碱”,这都是土壤偏碱的症状。改良培肥的方法如下:
①使用酸性肥料,如硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、过磷酸钙、磷酸二氢钾、硫酸钾等,定向中和碱性。
②种植耐碱作物,如棉花、豆科作物、麻类、地下结实作物、麦类等,边利用边改造。
③加深耕层,三沟配套,降低水位,逐年洗碱。
④多施农家肥,改良土壤,培肥地力,增强土壤的亲和性能。
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