内容正文:
导入:在加勒比海北部的岛国海地,有一种令人心酸的“食物”——泥土饼干。当地贫困家庭会将黏土混合食盐、黄油和水,压制成饼干状,晒干后食用,以此勉强果腹。这一现象让我们不禁发问:土真的能吃吗?土壤的本质究竟是什么呢?
第二节 土壤的形成
第五章《地球上植被与土壤》
学习目标
课程标准
通过野外观察或运用土壤标本,说明土壤的主要形成因素
学习目标
1.运用材料分析自然因素在土壤形成过程中的作用,提升综合思维。
2.通过课外或课堂观察,了解土壤类型和土层结构特点,并能运用相关原理进行解释,提升综合思维和地理实践力。
3.根据所学知识和原理,了解土壤对人类的重要意义,关注土壤利用中的问题,增强环保意识,树立人地协调观。
重点难点
教学重点:成土因素。
教学难点:土壤剖面。
目录
CONTENTS PAGE
01
认识土壤
02
成土因素
03
土壤剖面
认识土壤
壹
等高线地形图、数字地形图
一.概念
土壤是指陆地表层具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层。
位置
特性
重要作用
土壤为植物光合作用提供并协调水分、养分、温度、空气等营养条件,是人类生存的物质基础。
二.作用
矿物颗粒45%
源于岩石的风化作用,影响土壤的物理、化学性质,是作物养分的重要来源。是土壤的物质基础,构成土壤的“骨骼。
有机质5%
源于动植物的遗体、动物排泄物及其部分分解的有机质和腐殖质,以植物组织为主,是土壤肥力高低的重要标志。由生物决定,集中在表层。
空气20-30%
存在于未被水分占据的空隙中,它的含量取决于水分的增减。调节温度,促进根系呼吸作用。
水分20-30%
大气降水渗入土壤内部,充填土壤中的空隙,形成土壤中的水分,吸收、溶解、输送养分。
孔隙
土壤固体
三.组成
红壤
黄壤
紫色土
水稻土
黑土
1.土壤颜色
四.物理性质
土壤颜色是土壤最重要的外部特征之一。有些土壤就是用颜色来命名的,如黑土、红壤等。由土壤的物质组成决定,矿物质、腐殖质是影响土壤颜色的主要因素。
黑色土
土壤中富含腐殖质,比较肥沃,非常适合植物生长。
东北平原
黄色土
黄土基础上发育的,疏松、多孔隙,垂直节理发育,极易渗水,土层深厚,有机质含量不高,缺磷少氮。
黄土高原、华北平原
红色土
铁、铝成分较多,有机质少,酸性强,土质黏重,肥力低,但利于茶树、柑橘种植。
江南丘陵
白色
土壤中盐碱含量比较高
有机质含量较低,水分较少。
西北地区
东北平原
紫色土
自然肥力高,富含各种盐类及多种微量元素
四川盆地
青灰色
人类生产活动中形成的成熟土壤。有机质含量丰富,较肥沃。
秦岭—淮河以南、长江中下游平原、珠江三角洲、台湾西部平原
土壤矿物质颗粒按粒径大小可以分为石砾、砂粒、粉粒、黏粒等,不同粒级的矿物质在土壤中所占的相对比例,称为土壤质地。按照质地可以分为砂土、壤土和黏土。
石砾
砂粒
粉粒
黏粒
2.土壤质地
图中演示,是展示给学生看,矿物质颗粒的大小。老师在上课的时候,可以选择让学生找一些土,自己用手去感受土壤的质地。
11
发育在颗粒较粗母质上的土壤,质地较粗,含砂粒较多。大孔隙多、毛细管孔隙少,黏度小。
发育在颗粒较细母质上的土壤,质地较细,含粉粒较多。大孔隙多、毛细管孔隙比例适中,黏度适中。
发育在颗粒较细母质上的土壤,质地较细,含黏粒较多。大孔隙少,毛细管孔隙多,黏度大。
砂土
壤土
黏土
透气和透水性能强,蓄水和保肥性能弱,不适合耕作。
透气和透水性,蓄水和保肥性能适中,是理想的土壤质地。
透气和透水性差,蓄水和保肥性能好,但质地黏重,不易耕作。
2.土壤质地
在野外,可以根据手指研磨土壤的感觉,近似地做出判断。
如何判断土壤质地?
粗糙
砂土
壤土
黏土
适中
黏滑
2.土壤质地
13
成土因素
贰
土壤的主要形成因素
成土
母质
气候
生物
地形
时间
人类
活动
土壤的主要形成因素
岩石
风化物
土壤
风化作用
气候、生物
在温度变化、水、大气及生物的影响下,地表或接近地表的岩石原地发生的破坏作用。
1.成土母质
成土母质
风化物逐渐发育成土壤,故称风化物为成土母质,是土壤的初始状态,很大程度上决定着土壤的物理和化学性质。
岩石如何发展成土壤?
成土母质与土壤的区别和联系
VS
区别
成土母质是风化产物,没有肥力;土壤具有肥力。
联系
成土母质是土壤的初始状态;成土母质在气候和生物作用下形成土壤。
1.成土母质
成土母质决定了土壤矿物质成分、养分,影响土壤质地
成土母质
土壤
粒度
质地
化学成分
养分
物质基础
矿物养分(氮除外)
1.成土母质
四川盆地的紫色土
四川盆地的紫色岩石
成土母质
继承
风化
其他条件相同时,成土母质影响土壤的质地性状。
1.成土母质
影响土壤质地:
①发育在颗粒较细母质上(石灰岩等)的土壤质地一般较细,含粉砂、黏粒较多,含砂粒较少;
②发育在颗粒较粗母质上(花岗岩等)的土壤质地一般较粗,含砂粒较多,含粉砂、黏粒较少。
成土母质决定土壤的理化性质
影响土壤的化学元素和养分:
①基性岩母质发育的土壤中钙、铁、锰、镁含量高;
②酸性岩母质发育的土壤中硅、钠、钾含量高。
石灰岩
花岗岩
基性岩
酸性岩
P130“阅读1”
气候直接影响土壤的水热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度。
温度:温度提高会导致土壤内的生物对土壤有机物分解速率增加
降水:水分充足有助于土壤内的微生物对有机物进行分解,水分对土壤也有淋溶作用
风:其他条件一定时,风力增强,可加速岩石的物理风化
2.气候
气候直接影响土壤的水热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度。
气温
温度高,微生物活动旺盛,分解速率快——土壤积累的有机质少——土壤肥力较低;
温度低,微生物活性受抑制,分解速率慢——土壤积累的有机质多——土壤肥力较高。
降水
降水多的地区淋溶作用强,侵蚀作用强,土壤有机质含量低。
降水适中地区,淋溶作用、侵蚀作用适中,土壤肥力较高。
2.气候
主要通过风蚀、蒸发影响。强风会加大对岩石的物理风化,也加快地表物质迁移速率。风力较小地区,土壤不易被侵蚀,土层深厚。
风
干燥:化学与生物风化弱,风化壳薄。
湿润:化学与生物风化强,风化壳厚。
温度、降水量
岩石风化强度、速度
0
湿热
地区
干冷
地区
岩石风化的强度和速度与温度、降水量呈正相关。
成土速度快,土层厚;土壤化学风化作用和淋溶作用强,土壤黏粒比重高。
成土速度慢,土层薄;土壤化学风化作用和淋溶作用弱。
冷湿
地区
干热
地区
有利于土壤有机质的积累。
土壤有机质积累少。
气候的分布规律
土壤的分布规律
影响 控制
2.气候
思考:为什么有人说热带雨林是“长着森林的绿色沙漠”,与沙漠都有一样脆弱的生态环境,一旦被破坏,恢复相当困难。
①热带雨林枯枝落叶多,但气温高,微生物分解速度快,有机质积累较少;
②降水较多,淋溶流失作用强,土壤中的有机质含量低,比较贫瘠;
③有机质大多储存在树干,返还土壤的有机质较少。
技巧:土壤肥力高低=有机质收入(枯枝落叶)-有机质支出(微生物分解,淋溶作用)
思考:请从气候角度分析我国东北地区土壤肥沃的原因。
①东北地区夏季雨热同期,植被茂密,有机质来源丰富;
②东北地区冬季气候冷湿,年均温度较低,微生物活动较弱,分解作用缓慢,有利于有机质积累。
③地形平坦,降水相对较少,风力、流水侵蚀较弱,有机质易于留存。
技巧:土壤肥力高低=有机质收入(枯枝落叶)-有机质支出(微生物分解,风力、流水侵蚀作用)
P130“阅读2”
地位:土壤有机质的来源,也是最活跃的因素。
作用:为土壤提供有机物和腐殖质,从而改变土壤结构,形成肥力;促进岩石的化学、生物风化;植被类型能直接影响土壤形成方向。
3.生物
绿色植物:有选择地吸收母质、水体和大气中的养分,并通过光合作用制造有机质,然后以枯枝落叶和残体的形式,将有机养分再归还地表。
动物:以排泄物、分泌物和残体的形式为土壤提供有机质,并通过啃食和搬运促进有机残体的转化外,有些动物如蚯蚓、白蚁还可通过对土体的搅动,改变土壤结构、孔隙度和土层排列等。
微生物:在成土过程中的主要功能是有机残体的分解、转化和腐殖质的合成。
P131“阅读”
有机质含量的比较:草原>森林>荒漠
森林
草原
荒漠
原因:
①草原根系茂密且集中在近地表的土壤中,向下则根系的集中程度递减,生命周期短,死后茎叶和地下根系,为土壤表层提供了大量的有机质;
②森林根系分布很深,生命周期长,直接提供给土壤表层的有机质不多,主要以枯枝落叶的形式,将有机质归还地表;
③荒漠植被少。
3.生物
P131“阅读”
山坡土壤发育程度分布示意图
有机层与腐殖质层
淋溶层
淀积层
母质层、母岩层
土壤颗粒
在平坦的地方,地表疏松物质的侵蚀速率较慢,成土母质能在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚的土壤。
陡峭的山坡,重力作用下地表径流会加速地表疏松物质的迁移,很难发育成深厚的土壤。
4.地形
在山区,随着海拔的升高,土壤的组成成分和物理性质均发生显著的垂直分化。
从山顶到低平洼地,依次分布着砾质土、砂土、壤土、黏土。
较粗
较细
砾质土
、
砂土
壤土
黏土
②坡度
①地势
阳坡:接受太阳辐射能较多,热量状况较好,蒸发量相对较大,水分较差,易
形成干燥型土壤。植被覆盖度往往较低,土壤易受风蚀/水蚀,土层较薄且肥力较低。
阴坡:接受太阳辐射能较少,热量较差,蒸发量相对较小,水分较好,易形成湿润型土壤。有机质分解慢,易积累腐殖质,土壤厚度通常更大。
③坡向
阳坡不长树,阴坡长满树
4.地形
迎风坡降水多,阴坡焚风效应
4.地形
③坡向
迎风坡:降水充沛,土壤水分充足,下渗作用强,土层厚度较大,土质黏重。植被生长繁盛,生物积累作用强,有机质、氮、磷含量高。水分充足导致盐基淋溶作用强,土壤易脱钙,甚至发生酸化。湿润环境易形成森林土,腐殖质积累丰富。
背风坡:降水少,蒸发旺盛,土壤干燥,土层较薄,易形成砂质土。植被稀疏(如草原、灌丛),生物积累弱,有机质含量低。淋溶作用弱,盐基物质易残留,土壤多呈中性或碱性。
干旱环境易形成草原土或荒漠土,肥力较低。
土壤发育的时间越长,土壤层越厚,土层分化越明显。
土壤的形成与发育比较缓慢,在坚硬岩石形成的成土母质上,可能需要数千年才能形成土壤。
要合理利用土壤
5.时间
耕耘
灌溉
施肥
收获
改变土壤结构
保水性、通气性
改变土壤水分
温度状况
改变土壤的
营养元素组成
剥夺归还土壤
的部分有机质
6.人类活动
等高线地形图、数字地形图
人类通过合理的耕作经营,可以培育出一些肥沃、高产的耕作土壤,如水稻土等。
不合理的人类活动,违反自然成土规律会对土壤造成不利影响,使土壤退化,如肥力下降、水土流失、盐渍化、荒漠化和土壤污染等消极影响。
6.人类活动
岩石风化破碎
风化物
成土母质
成土母质
腐殖质层
腐殖质层
淋溶层
淀积层
成土母质
裸露岩石
成土母质
成熟土壤
原始土壤
风化作用
高等植物
苔藓类生物
土壤形成过程
等高线地形图、数字地形图
成土母质
生物
气候
人类活动
时间
地形
土壤是自然地理环境各要素和人类活动综合作用的产物
1.想一想,吸引人们选择在寻乌的群山之中定居的原因有哪些?
土壤富硒,在此种植农产品产量高,且品质优良。
P128探究 寻乌位于赣东南边陲,地处武夷山与九连山余脉相交处,这里群山拱卫,古代交通闭塞,人烟稀少。原来,在寻乌的山脉中,分布着富含硒(xī)元素的岩石,山中溪流将硒元素源源不断地运送到山间盆地,最终形成了富硒土壤。这种独特的土壤,再加上良好的气候资源,使得当地出产的农产品不仅产量较高,而且品质优良。适宜耕种的自然条件,在农耕时代吸引了一批批山外的百姓,他们纷纷迁移至此。
2.寻乌富硒土壤是怎样形成的?议一议,影响土壤形成的因素有哪些?
形成:降水丰富,河流众多,流水携带山地硒元素到山间盆地,最终形成富硒土壤。
因素:成土母质、气候、地形、生物等。
P132活动
1、有人认为,热带地区的土壤比温带和寒带地区的要深厚,土壤有机质含量也要丰富。这种说法有道理吗?说说你的判断理由。
没有道理。土壤中物理、化学过程的性质与强度,既与温度有关,又与降水有关。
高温多雨的热带雨林地带,化学与生物风化作用强,风化壳厚,因而土壤层厚度较大;
但少雨干旱的热带地区,风化壳薄,发育的土壤层也较薄。
另外在常年温暖湿润的气候条件下,微生物活动旺盛,全年都能分解有机质,这将降低土壤中的有机质含量。
2、比较黄河三角洲冲积土、青藏高原寒漠土和江南丘陵红壤,说明哪一类土壤的发育程度较好。
冲积土
寒漠土
红壤
黄河三角洲冲积土好于江南丘陵红壤和青藏高原寒漠土。
黄河三角洲冲积土是黄河携带来的大量泥沙在入海口处堆积,黄河三角洲地形平坦,土层深厚、肥沃,发育程度较好。
江南丘陵地区地形坡度较大,流水作用强烈,地表物质迁移速度较快,很难发育成深厚的土壤。
青藏高原形成时间短,地势高,气温低,形成发育程度较差的寒漠土。
P132活动
3、19世纪末,俄国科学家道库恰耶夫在进行大量调查研究的基础上,
对土壤成因进行了科学解释,建立了土壤形成因素学说。该学说认为,土壤的形成取决于母质、气候、生物、地形、时间五大成土因素的综合作用。
(1)该学说认为,各成土因素之间相互影响、相互制约,对成土过程产生综合作用。结合所学知识,试举例说明。
海南岛黄壤成土过程分析:
黄壤分布在海南岛中部山地,当地气温较低。又因中部山地对夏季风有较强的抬升作用,故降水较多,土壤水分充足,使土壤中的氧化铁水化而导致土壤颜色变黄,表现为淀积层中土壤颜色为黄棕色。当地木本植物居多,少部分有机物以枯枝落叶方式归于土壤表层,所以枯枝落叶层较厚。另外土壤中的蜗牛等动物也可以改善土壤结构。
(2)在教材所论述的成土因素中,道库恰耶夫没有考虑哪一个因素?结合自己所学,简述该因素对土壤形成的深刻影响。
没有考虑人类活动因素。
人类活动因素对土壤的作用表现为人类在利用土壤时对土壤的影响。若合理利用,则土壤向良性方向发展;若利用不合理,则容易引起土壤退化。如在南方丘陵红壤区,植树造林可以防止水土流失,针对土壤的酸性特征,可以种植茶树等;若乱砍 滥伐,则会引起水土流失、土壤退化。
P133活动
土壤剖面
叁
一、土壤剖面
1.定义
土壤剖面是指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所构成。
土壤剖面
母岩层
母质层
淀积层
淋溶层
腐殖质层
有机层
2.土层组成
有机层:以分解和半分解的有机质为主
腐殖质层:腐殖质积累,颜色较深,呈灰黑色或黑色
淋溶层:由于淋溶作用使得物质迁移和损失的土层,有机质含量低,色泽较淡
淀积层:淋失的物质在此积累,质地黏重,紧实,呈棕色或红棕色
母质层和母岩层:疏松的风化碎屑物质,母岩层为坚硬的岩石
1.自然土壤剖面特征
二、常见土壤剖面
耕作层:又称表土层或熟土层,土质疏松,有机质比例高,颜色较暗。一般15-30厘米厚。
犁底层:又称亚表土层,土层紧实,颜色较浅,具有保肥保水作用。
自然土层:未经耕作熟化,不利于作物生长。
2.耕作土壤剖面特征
二、常见土壤剖面
森林土壤是指森林植被下发育的土壤。森林土壤一般分布于湿润和半湿润地区,从亚寒带到热带均有广泛分布。在森林植被下,有机质主要以地表枯枝落叶的形式进入土壤,因而腐殖质明显地集中在土壤表层,向下突然减少。
棕壤发育在温带落叶阔叶林下,剖面具有鲜棕色的淀积层,土层较厚,质地黏重,表层有机质含量高,自然肥力较高。
3.森林植被下发育的土壤
红壤发育在亚热带常绿阔叶林下,剖面呈均匀的土红色,有机质分解快、流失多,腐殖质少,质地较黏重,肥力较低。
二、常见土壤剖面
草原土壤是指草原植被下发育的土壤。草原土壤主要分布在温带和热带的大陆内部,我国的草原土壤主要分布在小兴安岭和长白山以西、长城以北、贺兰山以东的广大地区。由于气候较干旱,除黑土外,土壤下部均有明显的钙积层,有机质主要以根系的形式进入土壤,腐殖质含量自表层向下逐渐减少。
黑土是在草甸草原植被下发育,具有深厚而肥沃黑土层的土壤。黑土层较厚,有机质含量丰富,土壤肥力高。表层疏松,通气透水;底土黏重,保水保肥。土壤结构良好,易于耕作。
4.草原植被下发育的土壤
黑钙土是温带大陆性气候和草原植被下发育的暗黑色土壤。剖面上部具有深厚的腐殖质层,自然肥力较高,结构良好。
二、常见土壤剖面
1. 砖红壤发育在热带雨林或季雨林环境下;燥红土是在热带干热地区稀树草原环境下形成的;赤红壤又称为砖红壤性红壤,发育在南亚热带常绿阔叶林环境下,具有红壤与砖红壤的过渡性质;黄壤发育于亚热带常绿阔叶林环境下,与红壤属同一纬度带,但黄壤分布在多云雾、水分条件较好的地区。读图 5-23、图 5-24,完成相关任务。
(1)据图归纳海南岛土壤类型的空间分布特点。
海南岛土壤中砖红壤面积最大,主要分布在北部和东部;赤红壤面积仅次于砖红壤,主要分布在低山丘陵区;黄壤主要分布在中部山地;燥红土主要分布在西南部沿海地区;水稻土主要分布在降水较多、河流流量较大的东部和北部平原地区。
P135-137活动
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48
1. 砖红壤发育在热带雨林或季雨林环境下;燥红土是在热带干热地区稀树草原环境下形成的;赤红壤又称为砖红壤性红壤,发育在南亚热带常绿阔叶林环境下,具有红壤与砖红壤的过渡性质;黄壤发育于亚热带常绿阔叶林环境下,与红壤属同一纬度带,但黄壤分布在多云雾、水分条件较好的地区。读图 5-23、图 5-24,完成相关任务。
(2)燥红土分布在海南岛西南部的主要原因是什么?
海南岛的西南部属于中部山地的背风坡,夏季盛行下沉气流,致使该地区具有热量高、酷热期长、降水少、蒸发量大、旱季长的特点。在高温干燥的特殊气候条件下,植被为稀疏草原或稀疏灌丛草原。燥红壤有特殊的有机质积累过程,雨季中植物地上部分生长旺盛,旱季中有机质分解缓慢,有利于有机质的相对积累。
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1. 砖红壤发育在热带雨林或季雨林环境下;燥红土是在热带干热地区稀树草原环境下形成的;赤红壤又称为砖红壤性红壤,发育在南亚热带常绿阔叶林环境下,具有红壤与砖红壤的过渡性质;黄壤发育于亚热带常绿阔叶林环境下,与红壤属同一纬度带,但黄壤分布在多云雾、水分条件较好的地区。读图 5-23、图 5-24,完成相关任务。
(3)议一议,海南岛地处热带,属热带季风气候,为什么发育有亚热带的土壤?
海南岛中部地势较高,气温较低。山地对夏季风有抬升作用,多云雾天气,降水较多,发育有亚热带常绿阔叶林土壤。
2.泥岩地区的土壤遇水易形成泥浆,干燥时则迅速硬实结块,对植物根系造成极大伤害,在这种土壤中植物难以存活。在泰国泥岩地区,人们利用一种名叫培地茅的植物来改良土壤。具体做法是:第一阶段,在雨季来临之前,密集种植培地茅;第二阶段,待培地茅长成后,在种植果树之处挖除培地茅,再植入果树树苗。
泰国是热带季风气候。终年高温,旱雨季明显,降水集中在雨季,且降水量大。
(1)说出泰国的气候类型及其特征。
2.泥岩地区的土壤遇水易形成泥浆,干燥时则迅速硬实结块,对植物根系造成极大伤害,在这种土壤中植物难以存活。在泰国泥岩地区,人们利用一种名叫培地茅的植物来改良土壤。具体做法是:第一阶段,在雨季来临之前,密集种植培地茅;第二阶段,待培地茅长成后,在种植果树之处挖除培地茅,再植入果树树苗。
为了改良土壤。泥岩土质较差,因颗粒微小,遇水易形成泥浆,干燥时则迅速硬实结块。泰国为热带季风气候,旱雨季明显,降水季节变化大。培地茅根系密集发达,能够有效增加土壤的有机质含量。培地茅在雨季时能增加雨水下渗,减小地面径流,防止土壤受到冲刷侵蚀;旱季时能增加土壤水分,起到了改良土壤的作用。
(2)在泰国泥岩地区,为什么要种植培地茅。
3.土壤既是自然地理环境的一个要素,也是反映自然地理环境的一面镜子。不同的土壤,可以反映出不同的气候、地表物质、地形、水文条件、生物乃至人类活动。从多种因素对土壤形成的作用,可以看出各自然地理要素之间是相互联系和相互影响的,共同构成一个有机整体。读图,完成相关任务。
水分
空气
矿物质
有机质
土壤
气候
生物
地形
成土母质
(1)据图描述土壤形成与自然地理环境各要素之间的相互关系。
(2)希施金是俄国绘画题材较为单一的艺术家,其作品以反映森林为主。希施金以一种学者的态度来研究和描绘大自然,他的绘画原则是“临摹画面不应当加上想象”。有人对希施金作品的评价是:土壤学家看到他的风景画,不但可以判断土壤本身的性质,而且能够判断土壤下面岩石的性质。这种评价有道理吗?试从地理学学科的角度,谈一谈你的看法,以及你会如何欣赏希施金的作品。
有道理。土壤的分布具有地带性的规律。希施金的风景画真实地反映了森林景观。而通过真实的森林景观,科学家们能够判断森林植物群落类型,进而推断当地的气候类型。同时,结合绘画中的地形、水文等条件,人们能够判断当地土壤的性质,最后根据土壤与岩石圈的关系,推断出土壤下方岩石的性质。
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