内容正文:
2.6土壤的主要形成因素
〖核心素养目标〗
一、区域认知
1.能在区域尺度上,分析地形、母质、人类活动对土壤分布的影响
2.能在全国尺度上,描述主要土壤类型的分布规律
二、综合思维
能够从时空角度,分析土壤的形成阶段,解释土壤的动态演化
三、人地协调观
能区分人类活动对土壤的积极改造与消极破坏,明确 人类活动需遵循土壤形成规律
四、地理实践力
能结合野外环境,分析观察到的土壤特征与周边地理环境的关系
〖重难点〗
一、重点:土壤的物质组成、土壤剖面、土壤形成的影响因素
二、难点:结合实际土壤案例,分析土壤的形成因素
一、土壤及其物质组成
汉字“土”的含义
《说文解字》:“土,地之吐生物者也。”
“二”即土壤位于岩石面之上、地面之下的大地表层;“|” 表示土壤能够生长植物。
最适于植物生长的土壤的体积组成大致为:土壤孔隙占50%,内含水分和空气,且水分和空气比例约为1:1;土壤固体占50%,其中矿物质占45%,有机质占5%;
土壤的物质组成对土壤肥力的影响:
土壤
成分 状态 理想土壤体积比例(%) 肥力特征
作用 对肥力的影响
矿物质 固 45 经风化分解,释放如钾、磷、钙、镁等矿物养分 取决于土壤中水、肥、气、热四个因素之间的协调程度,以及能否满足植物生长过程中的各种需求
有机质 固 5 提供氮素养分,释放二氧化碳
水分 液 20~30 此消彼长,影响土壤的热量状况,供应养分和水分
空气 气 20~30
土壤及其物质组成
用手掌紧握土壤,土壤的体积会缩小
空气
水
用手掌紧握土壤,有时候会感到手掌潮湿
土壤中由动植物遗体演变而来的
土壤中最初由岩石转化而来的
有机质
矿物质
问题:土壤有哪些物质组成?连线?
黄土
黑土
红壤
紫色土
(1)土壤颜色
①颜色是土壤最重要的外部特征之一,土壤分类和命名的重要依据之一。
黑色表示土壤腐殖质含量高,腐殖质含量减少则呈灰色;红色表示土壤中含较高的氧化铁或氧化铝。
3.土壤的形态 包括土壤的颜色、质地、结构、松紧度、孔隙状况和干湿度等。
有机质
多
少
褐土
黄土
黑土
氧化铁
氧化钙
氧化亚铁
矿物质成分
红壤
黄土
青土
有机质含量
②土壤颜色也可以作为判断和研究土壤成土条件、成土过程、肥力特征和演化的依据。土壤颜色主要取决于土壤里腐殖质含量的多少和矿物质组成的差异。
东青
南红
西白
北黑
中黄
四川盆地紫
我国土壤的地域差异
类别 分布 成因
黑色土壤 东北平原 冬季寒冷,有机质分解慢,积累较多
红色土壤 南方地区 高温多雨,矿物质淋溶作用强,氧化铁等含量高
青色土壤 东部地区长期积水之地 土壤中的铁多以氧化亚铁形式存在,土壤呈青灰色
白色土壤 西部地区 气候干旱,盐碱含量比较高,有机质少,水分较少
黄色土壤 黄土高原 在黄土基础上发育而成
(2)质地:土壤颗粒(石砾、砂粒、粉粒、黏粒)的组合特征,一般分为砂土、壤土和黏土等。
(2)土壤质地分类
土壤 成分 性能
砂土 以砂粒占优势 大孔隙多、毛细管孔隙少,通气、透水性强,保水、蓄水性能弱,而且有机质易分解,保肥性能弱,但易耕作
黏土 以黏粒占优势 通气、透水性差,蓄水、保水性能强,而且有机质分解缓慢,易积累,保肥性能好,但质地黏重,不易耕作
壤土 所含的砂粒、粉粒、黏粒的比例适中 兼有砂土和黏土的优点,不仅通气、透水性能良好,而且蓄水、保肥性能强,是农业生产理想的土壤质地
(3)结构:土壤颗粒的胶结情况,有团粒结构、块状结构、核状结构、柱状结构和片状结构等。
(4)松紧度:土壤疏松和紧实的程度。
(5)孔隙:土粒之间存在的空间。它是土壤水分、空气的通道和仓库,决定着气液两相的共存状态,并影响着土壤的养分和温度状况。
(6)干湿度:土壤的干湿程度,反映土壤中水分含量的多少。
沙质土壤疏松利于根系生长,且透气性好,根部代谢旺盛,从土中吸取营养物质能力强。
砂质土保温能力差,增大了昼夜温差,有利于糖分的积累。
〖探究〗虽然“壤土是农业生产理想的土壤质地”,但对于种植一些如花生、红薯、西瓜等作物,砂土往往更显优势,从土壤的角度分析沙地西瓜较甜的原因?
土壤在发育过程中往往形成不同层次,其垂直方向上的物质组成和颜色各异。
土壤剖面(自然土剖面和人工土剖面)指从地表垂直向下的土壤纵切面。观察者可通过视觉和触觉等来认识土壤的特征。在自然土壤中,森林土壤剖面构造最为复杂(层次多且分明,土层深厚)。
理想状态下,由地面垂直向下土壤剖面可分为有机质层(凋落物层、腐殖质层和泥炭层)、淋溶层、淀积层、母质层和母岩层。
二、土壤剖面
以分解和半分解的有机质为主,含枯枝落叶层和部分分解的有机碎屑层
凋落物层
腐殖质积累,颜色较深,灰黑色或黑色
腐殖质层和泥炭层
溶解于水的矿物质随水的下渗向下层迁移。矿物质淋失,颜色较浅
淋溶层
上层土壤淋失的物质在此沉淀、积累,质地黏重、紧实,呈棕色或红棕色
淀积层
疏松的风化碎屑物质
母质层
坚硬的岩石
母岩层
有机质层
(一)自然土壤剖面
草原土壤和森林土壤谁更肥沃?
草原土壤
①动植物残体的数量:草原主要由草本植物构成,其根系相对较短且易于死亡,因此植物残体和根系能够更好地转化为土壤中的有机质。
②微生物活跃度:草原微生物活跃性弱,分解有机质的速度慢,土壤有机质积累得多。
③淋溶作用:相比草原,森林降水更多、淋溶作用强,有机质流失多。
耕作层
犁底层
自然土层
耕作土壤剖面
又称表土层或成熟土层,土质疏松,透气透水,有机质比例高,颜色较深。
又称亚表土层,土层紧实,颜色较浅,具有保肥保水作用。
未经耕作熟化,不利于作物生长。
(二)人工土剖面
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1.下列说法正确的是( )
A.甲层是淋溶层 B.乙层是腐殖质层
C.丙层是淀积层 D.丁层是基岩
2.下列说法错误的是( )
A.富含腐殖质的土壤表层,颜色较深
B.淋溶层肥力较高,颜色较浅
C.淀积层质地黏重、紧实呈棕色或红棕色
D.成土母质层最初来源于疏松风化碎屑物
B
下图为我国东部某地土壤剖面图,读图完成1~2题。
C
〖课堂练习〗
(1)图中字母代表的是组成土壤的A_____________、B__________。
(2)土壤水分和_______贮存在土壤孔隙中,两者的组成比例常随外界______ __及其他因素的变化而彼此消长。
(3)性状良好的土壤,能够调节土壤中的_____、____和____ _,既能______________,又能____________。
矿物质
有机质
空气
气候条件
水分
空气
热量
通气透水
蓄水保温
3.下图为理想土壤的成分体积比例图,回答下列问题。
B
B
小张同学在网上购买了海南某地的自然土壤剖面标本,部分标签不小心脱落,需重新贴上。下图为海南土壤剖面示意图,完成4-5题。
4.关于土壤剖面标本中标签缺失的部分,说法正确的是( )
A.①为淀积层 B.②为淋溶层
C.③为母质层 D.④为腐殖质层
5.④层( )
A.腐殖质积累,颜色较深
B.主要是疏松的风化碎屑物质
C.矿物质淋失,颜色较浅
D.以分解和半分解的有机质为主
某中学学生进行野外研学活动,研究土壤的质地。在不同区域挖取了一些土壤,加适量水搅拌,试着用手搓成土条,其结果如下表所示。据此完成6-7题。
6.下列土壤质地类型中黏粒占比最高的是( )A.① B.② C.③ D.④
7.关于①土壤叙述正确的是( )
A.成土环境湿热 B.土壤透气性好
C.有机质易积累 D.保水保肥性好
D
B
三、土壤形成的影响因素
土壤是成土母质、生物、气候、地形、时间和人类活动共同作用下形成的产物。每一种成土因素从不同方面影响着土壤的形成和发育。
1.成土母质:土壤形成的物质基础,在土壤发育过程中发挥着重要作用。母质的特性决定了土壤的性质,包括土壤的养分与酸碱度等。
2.生物:影响土壤形成的生物因素包括植物、土壤微生物和土壤动物,它们是土壤有机质的制造者和分解者,是土壤形成和发育过程中最活跃的因素。
(1)植物:吸收分散在母质、水体和大气中的营养元素,制造活体有机质,经微生物分解、合成和转化,丰富了母质表层的营养物质,提高了土壤的肥力,并通过此过程推动了土壤的形成和演化。
(2)土壤微生物可分解动植物的有机残体,参与土壤腐殖质的形成,促进土壤肥力不断提高。
(3)动物:土壤中的各种土栖昆虫、蚯蚓和鼠类等参与土壤有机体残体的分解、破碎和翻动,并搅拌、疏松和搬运土壤。它们死亡后的残体还是土壤有机质的来源。
问题:比较森林、草原、荒漠的土壤有机质含量
【分析】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;森林生命周期长,大量的有机质储存在活的植物组织内,每年的残落物归还量并不很大;荒漠植被少。
草原>森林>荒漠
3.气候
·气候影响岩石矿物风化强度
风化强度与温度和降水有关,温度越高,降水量越大,风化作用强度越大。因此热带地区的岩石风化和土壤形成的速度比温带和寒带地区快,土壤的厚度也比温带和寒带地区大。
·气候对土壤有机质的积累和分解起重要作用。
潮湿积水和长期冰冻的地区有利于有机质的积累,而在干旱、高温的地区,则不利于有机质的积累。
典型自然环境下的土壤特性
环境 土壤特性
高寒环境 土壤发育程度低,土层薄,土壤贫瘠,冻土广布
湿热环境 有机质分解快,土壤淋溶作用强,土壤贫瘠,偏酸性
干旱环境 土壤水分少,土壤发育程度低,土壤贫瘠,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,土壤肥沃
【探究】气候在土壤形成中的作用
右侧土壤特点对应的应该是哪个区间?将序号与相应的字母匹配。
温度
降水
④利于有机质积累
①岩石风化和土壤发育快;化学风化和淋溶作用强,土壤黏粒比重高
多
低/少
③岩石风化慢,土壤发育较慢
气候的分布规律在很大程度上影响和控制了土壤的分布规律。
A
B
C
D
②土壤有机质积累少
高
4.地形:可以通过控制成土母质、气候及生物因素,对土壤的发育和特性产生强烈的间接影响。地形对土壤发育的影响,主要表现在高度、坡度和坡向上。
地形
地势
气候、植被不同
土壤垂直分化
坡度
水流速度
物质迁移速度
陡坡
平地
很难发育成深厚土壤
发育成深厚土壤
坡向
光热、水分、条件
阳坡
阴坡
光热条件好,水分条件差
光热条件差,水分条件好
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
较粗
较细
土壤颗粒
山地到低平洼地,成土母质颗粒由粗到细,依次分布砾质土、砂土、壤土和黏土。
地势低洼的山麓低地或者谷地,常常因沉积物的堆积形成较厚的土层。
陡峭的山坡,重力作用和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。
地貌对土壤发育的影响是多方面的。一方面,地貌通过影响海拔高度、坡向、坡度进而影响水热条件,使得土壤发育不同。另一方面,山顶到低平洼地,成土母质的颗粒大小存在差异。
5.时间
时间也是重要的成土因素之一,表明土壤形成发育的历史动态过程。
成土母质、生物、气候、地形等因素对土壤形成的作用是随着时间的增长而加强的。
自然状态下,形成20cm厚可耕作的土壤,一般需要100-1000年。
6.人类活动:可以通过改变某一种成土因素或各因素间的关系,来改变和控制土壤发育和演化的方向。
例如,用人工栽培作物或人工植物取代原有的自然植被,会直接或间接地影响土壤生物循环的方向和强度;耕作、施肥、施石灰等农业措施,直接影响土壤的组成、性状和发育过程。
水稻土指在长期淹水种稻条件下,受到人类活动和自然成土因素的双重作用而形成的一种耕作土壤。
人类活动对土壤的形成和发育的影响是双向的。
不合理的人类活动,容易使得土壤退化,如肥力下降、水土流失、盐渍化、荒漠化和土壤污染等。
说一说人类的哪些行为导致土壤退化?
毁林开荒
过度放牧
工业、生活污水排放
大量使用农药
不合理灌溉
案例研究:保护黑土地
黑土地一般是指拥有黑色或暗黑色腐殖质表土层的土壤,是一种性状好、肥力高、非常适宜农耕的土壤。
我国东北黑土区是世界上三大黑土区之一,分布在黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古呼伦贝尔等地区,其耕地面积约2.78亿亩。东北黑土区是我国重要的粮食生产优势区和最大的商品粮基地,在保障国家粮食安全中具有举足轻重的作用。
据黑龙江省土壤普查资料显示,东北黑土区的黑土层厚度已由20世纪50年代的60~70厘米减少到现在的30~40厘米。同时,土壤有机质含量下降,土壤结构变差。
东北地区黑土地的分布
案例研究:保护黑土地
为了保护东北地区黑土地,建立优质农产品生产基地,我国先后实施了多项黑土地保护工程,主要采取了以下措施。
●增施有机肥、秸秆还田。人畜粪和农业生产中废弃的有机物经过无害化处理,形成有机肥;秸秆经粉碎等方式还田,这样可以增加土壤有机质含量,提升耕地质量。
●控制土壤侵蚀,减少水土和养分流失。加强坡耕地与风蚀沙化土地综合防护与治理,可遏制黑土地退化和肥力下降。对低山丘陵、山麓冲积洪积平原的耕地,顺坡种植改为机械起垄等高横向种植;长坡种植改为短坡种植等高修筑地埂,并种植生物篱。在低洼易涝区耕地上修建条田化排水、截水排涝设施。
●作物轮作,种养结合。东北黑土区主要作物包括玉米、大豆和水稻。受气候条件制约,该地区以旱地作物轮作为主。轮作可以提高黑土层有机质含量,有利于黑土地保护。种植青贮玉米、饲料油菜、苜蓿等优质饲草料,养殖奶牛、肉牛、肉羊等优良畜种,推进种养结合,发展种养配套的混合农场,实行秸秆“过腹还田”。
●剥离利用建设占用耕地的耕作层表土。将所占用耕地耕作层的土壤用于新开垦耕地、劣质地或其他耕地的土壤改良。
表土剥离
2017—2018年.黑龙江农垦建三江管理局共实施表土剥离项目21个,剥离土方量45万立方米,改造中低产田近千亩,预计每亩可增产水稻150千克。
案例研究:保护黑土地
1.黑土形成主要受哪些成土因素的影响?
2.保护黑土地的措施考虑了哪些成土因素的影响?
增施有机肥、秸秆还田-生物因素;控制土壤侵蚀,坡耕地综合防护与治理-地形因素;作物轮作,种养结合-气候因素;各类保护措施-人类活动。
生物因素:大片草原;气候因素:低温寒冷;时间:土壤养分的长时间积累
四、土壤的养护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
制作生物炭
适量施用熟石灰
酸性土壤
掺沙
土质粘重
作物轮作
休耕轮作
增施有机肥
瘦(肥力低)
春季深耕
红花草
绿肥作物
广施农家肥
推行秸秆还田,补充有机质;
合理轮作豆科作物,改善土壤结构;
修建梯田等工程措施,减少水土流失;
科学施用有机肥,维持土壤酸碱平衡。
成土母质
生物因素
地貌因素
气候因素
时间因素
人为因素
土壤
物质基础
矿物养分
合理改造
不合理改造
水热能量
再分配
形成肥力
基本、活跃
时间长短
土层厚薄
土壤的主要影响因素总结
知识总结
4.右图中,玉米和大豆间作套种的目的是?
①提高土地的利用率;
②大豆(豆科植物)根瘤内的根瘤菌可以固定空气中的氮气,使土壤中含氮的无机盐的含量增高,提高了土壤的肥力。
1.下列各种气候类型下的土壤中,风化壳最深厚的是( )
A.热带雨林气候 B.亚热带季风气候 C.温带海洋性气候 D.地中海气候
2.下列成土因素中,主要通过对物质、能量的再分配间接地作用于土壤的是( )
A.地形 B.气候 C.生物 D.成土母质
3.地处赤道附近的亚马孙平原终年高温多雨,形成生物多样的热带雨林景观,发育成砖红壤。在亚马孙平原热带雨林环境下发育而成的砖红壤应该具有的特征是( )
A.有机质含量高 B.多为黑褐色 C.多呈碱性 D.土层厚度大
A
A
D
〖课堂练习〗
土壤的形成和发育是生物、人类活动等多因素综合作用的结果。浙江某中学地理兴趣小组开展了一次“土壤观察”实验,小组成员将从本地野外取回的土壤样本,充分干燥并在仪器上进行分离,得出该地土壤粒径组成。下图为该次“土壤观察”实验结果。完成5-7题。
5.图中甲土层是( )
A.腐殖质层 B.淋溶层 C.淀积层 D.母质层
6.4个采样点中,③处土壤厚度较大,其主要影响因素是( )
A.地形 B.气候 C.母质 D.时间
7.既不能成条也不能成环的土壤可能来自4个采样点中的( )
A. ① B.② C.③ D.④
C
A
D
某地理学习小组在广东某山区开展一次“土壤形成与地理环境关系”的研学活动。他们挖出一土壤剖面,发现剖面呈红色,腐殖质少,质地粘重(孔隙度低、通透性差),并测得土壤酸性较强。据此完成8-9题。
8.广东等南方山区的红壤呈红色且有机质含量较低的主要影响因素是( )
A.生物 B.气候 C.成土母质 D.人类活动
9.对于该地土壤酸性较强的特点,可采取的土壤改良措施是( )
A.增施复合肥 B.排出土壤水分 C.增大土壤孔隙 D.施用熟石灰
B
D
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