第二节土壤的形成讲义2026-2027学年高一地理上学期湘教版必修一

第二节　土壤的形成 讲义 学习目标与核心素养 人地协调观：认识土壤是人类生存的物质基础，理解人类活动对土壤形成与退化的双重影响，树立保护土壤、合理利用土地资源的观念。 综合思维：从成土母质、气候、生物、地形、时间、人类活动等多要素综合分析土壤的形成过程，把握要素之间的相互联系。 区域认知：结合区域图文材料，比较不同地区（如东北黑土、南方红壤、四川紫色土、长江中下游水稻土）的土壤特征及其成因。 地理实践力：通过野外观察或利用土壤标本，识别土壤颜色、质地、结构，描述土壤剖面结构，说明土壤的形成因素。 本节重难点： 重点：成土因素对土壤形成的影响；土壤剖面的分层及各层特点。 难点：理解淋溶—淀积过程与剖面分层的关系；分析特定区域土壤特征的形成原因。 高频考点：气候与生物对有机质含量的影响；森林土壤剖面读图；黑土、红壤、紫色土、水稻土的典型特征与成因。 一、土壤的概念与作用 1. 土壤的概念 土壤是指陆地表面具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层。它处于岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互紧密接触的过渡地带，是地理环境中各要素长期相互作用的产物。 土壤与成土母质有本质区别： 成土母质是岩石风化后形成的疏松风化物，是土壤发育的物质基础，但不具备肥力、不能生长植物； 土壤则是在成土母质的基础上，经气候、生物等长期作用，形成具有肥力、能够生长植物的疏松表层。 2. 土壤的作用 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，也是农业生产最基本的自然资源。 图1-1　成土母质是土壤发育的物质基础 二、成土因素 土壤是在地球表面各种自然因素综合作用下产生的。影响土壤形成的自然因素主要包括成土母质、气候、生物、地形和时间等，人类活动在土壤形成过程中也起着重要作用。教材将土壤概括为“环境各要素综合作用的产物”。 图2-1　成土因素示意图 各成土因素的作用可概括如下表： 成土因素 主要作用 成土母质 土壤形成的物质基础和植物矿质养分（氮除外）的最初来源，在很大程度上决定土壤的物理和化学性质，其粒度与土壤质地关系密切，化学成分在很大程度上决定土壤中的化学元素和养分 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、降水和风对土壤形成有重要影响 生物 土壤有机质的来源，也是土壤形成过程中最活跃的因素，土壤肥力与生物作用密切关联 地形 通过对物质、能量的再分配间接影响土壤；山区随地势升高土壤组成成分和理化性质发生垂直分化，陡坡难发育深厚土壤，平坦处易形成深厚土壤 时间 反映土壤形成发育的历史动态过程；在适宜的气候条件下，发育时间越长，土壤越成熟 人类活动 能培育出肥沃高产的耕作土壤；不合理的人类活动会导致土壤退化 1. 成土母质——土壤形成的物质基础 风化作用：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。风化作用使岩石破碎，形成结构疏松的风化物。 这些风化物逐步发育成土壤，故称风化物为成土母质。成土母质在很大程度上决定着土壤的物理和化学性质。 图2-2　基岩风化、风化及淋滤沉积形成土壤层 成土母质与土壤质地的关系： 砂土：发育在颗粒较粗母质上的土壤，质地较粗，含砂粒较多； 壤土：发育在颗粒较细母质上的土壤，含粉粒较多； 黏土：发育在颗粒较细母质上的土壤，质地较细，含黏粒较多。 记忆要点：成土母质决定了土壤的“出身”——矿质成分、养分状况和质地。 2. 气候——影响土壤的水热状况 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。 （1）温度：温度影响化学反应速率和微生物活动。温度高，分解速率快，土壤积累的有机质少、肥力较低；温度低，分解速率慢，土壤积累的有机质多、肥力较高。总体看，热带地区土壤肥力较低，温带地区土壤肥力较高。 （2）降水：降水主要通过淋溶、侵蚀作用影响土壤。降水多，淋溶作用、侵蚀作用强，土壤肥力较低；降水适中，淋溶、侵蚀作用适中，土壤肥力较高。 （3）风：风通过风蚀、蒸发影响土壤的形成与水分状况。 （4）有机质：土壤有机质多集中在土壤表层，是土壤的重要组成部分，直接影响土壤肥力的形成和发展；腐殖质是土壤有机质的主要组成部分。 【关键结论】 湿热地区的土壤形成速度快，但往往比较贫瘠——因为高温多雨使有机质分解快、淋溶作用强； 冷湿环境的土壤发育较慢，但有机质积累多、土壤肥沃——低温有利于土壤有机质的保存。 【链接生活】我国东北黑土是在什么样的气候条件下形成的？ 提示：东北黑土分布在较高纬度地区，是在冷湿的气候条件下形成的。夏季温和湿润，植被繁茂；冬季严寒，微生物活动受到抑制，有机质分解缓慢而大量积累，从而形成肥沃的黑土。 图2-3　东北黑土区农田（冷湿气候下有机质大量积累形成的肥沃土壤） 【拓展阅读】黑土地的“体检单” 黑土地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。因黑土层厚度为30～100厘米，人们总用“一两土二两油”来形容它的肥沃与珍贵。研究表明，东北黑土层的形成过程十分漫长，每形成1厘米厚的黑土需要约400年。由于过度垦殖，近年来黑土出现了肥力退化、土层变薄的问题。据调查，黑土区平均每年流失0.3～1.0厘米厚的黑土表层，土壤有机质每年以约1/1000的速度递减。 3. 生物——土壤形成过程中最活跃的因素 生物是土壤有机质的来源，也是土壤形成过程中最活跃的因素，土壤肥力与生物作用密切关联。 （1）植物：以枯枝落叶和残体的形式将有机养分归还地表，植被类型直接影响土壤形成方向。 （2）动物：除以排泄物、分泌物和残体的形式为土壤提供有机质外，蚯蚓、白蚁等通过对土体的搅动，改变土壤结构和孔隙度。 （3）微生物：通过对有机残体的分解、转化以及腐殖质的合成，促进成土过程。 【想一想】森林土壤的有机质含量一般高于草地吗？ 提示：不一定。草类根系茂密且集中在近地表的土壤中，为土壤表层提供了大量有机质；树木的根系分布很深，直接提供给土壤表层的有机质不多，主要以枯枝落叶和残体的形式将有机质归还地表。因此，森林表层土壤的有机质含量一般低于草地表层土壤。 生物促进成土的机制： 生物循环使营养元素在土壤表层富集：植物把分散在成土母质、水和大气中的氮、磷、钾、钙、镁、硫等营养元素选择性地吸收，储存在生物体内，并随生物残体的分解释放到土壤表层； 生物循环促进土壤形成：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。 图2-4　希施金《伐木》——植被破坏会削弱生物这一最活跃的成土因素，加剧水土流失 4. 地形——通过对物质、能量的再分配间接影响土壤 地形主要通过引起物质、能量的再分配而间接影响土壤形成： 在山区，随着海拔（地势）的升高，土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直分化； 在陡峭的山坡上，地表疏松物质的迁移速率较快，很难发育成深厚的土壤； 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。 此外，从山顶到低平洼地，由于成土母质颗粒存在差异，依次分布着砾质土、砂土、壤土和黏土；与平地相比，陡坡因地表物质迁移速度快，很难形成深厚的土壤；与阳坡相比，阴坡土壤水分条件较好。 5. 时间——反映土壤形成发育的历史动态过程 时间是一个重要的成土因素。在适宜的气候条件下，发育的时间越长，土壤就越成熟。土层厚、层次多或分层明显，表明土壤发育程度高。自然状态下，形成20厘米厚可供耕作的土壤，一般需要100～1000年。 6. 人类活动——对土壤形成具有两面性 合理的人类活动可将自然土壤改造为利于农业生产的耕作土壤，如培育水稻土、保护性耕作、合理施肥、科学灌溉、土壤改良等，从而提高土壤的生产能力。 不合理的人类活动则会破坏土壤结构，造成土壤退化、肥力下降，如水土流失、盐渍化、荒漠化、土壤污染、土壤板结等。 图2-5　水稻梯田——人类长期耕作培育出的高产肥沃水稻土 三、土壤剖面 1. 土壤剖面的概念 土壤剖面是指从地面垂直向下的土壤纵断面，由一些形态特征各异的、大致与地面平行展布的土层所构成。 土层厚、层次多或分层明显，表明土壤发育程度高。自然土壤中，森林土壤剖面构造最为复杂。 2. 森林土壤剖面的分层 森林土壤剖面从上到下一般分为有机层、腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层和母岩层。 图3-1　森林土壤剖面及各土层特点 各土层的特点如下表： 土层 特点 有机层 土壤表层的植物残体堆积层，以分解和半分解的有机质为主；主要组成为枯枝落叶层和部分分解的有机碎屑层 腐殖质层 土壤腐殖质积累而形成的暗色土层，呈灰黑色或黑色；大量有机质分解形成颜色较深的腐殖质并积累于此 淋溶层 由于溶解于水的矿物质随水的下渗向下迁移，本层矿物质淋失，有机质含量低，色泽较浅 淀积层 常与淋溶层相伴存在，是上层淋失的物质沉淀、积累之处；质地黏重、紧实，多呈棕色或红棕色 母质层 疏松的风化碎屑物质，是土壤形成发育的物质基础 母岩层 坚硬的岩石，位于剖面最底部 【想一想】土壤剖面中腐殖质层颜色较深、淋溶层颜色较浅的原因是什么？ 提示：大量有机质分解形成颜色较深的腐殖质，腐殖质积累形成腐殖质层，因此颜色较深；淋溶层是由于溶解于水的矿物质随水的下渗向下迁移、形成矿物质淋失的土层，故颜色较浅。 【知识延伸】淋溶与淀积：降雨下渗时，水会溶解土壤中的可溶性养分和细小黏土颗粒，把它们从土壤上层带到下层，这一过程叫淋溶；被水带走的物质在土壤下层因水分运动减慢而逐渐沉积下来，这一过程叫淀积。淋溶与淀积是土壤剖面形成、土层分化的核心机制。 3. 耕作土壤剖面 自然土壤经过人为耕作就变成耕作土壤。耕作土壤剖面自上而下一般分为： 耕作层（表土层）：受耕作、施肥、灌溉影响最强烈的土层，土质疏松，有机质含量较高，是作物根系主要分布层； 犁底层（亚表土层）：位于耕作层之下，因长期受农机具压实而形成的紧实层，通气透水性较差，阻碍根系下扎和水分运动； 自然土层：包括心土层和底土层，受人类活动影响较小，保留自然土壤的特征。 以水稻土为例：在长期季节性淹水、耕作、排灌条件下，土壤经历氧化还原交替作用、有机质的合成与分解、盐基淋溶与复盐基作用，逐渐形成具有耕作层、犁底层和淀积层的特殊耕作土壤，是人工培育的典型高产土壤。 4. 土壤剖面构造的意义 土壤剖面构造是区别土壤以及对土壤分类的主要依据，也是野外观察土壤最主要的内容。土层是土壤形成过程中物质转化、迁移和积累的结果，通过观察剖面可以推断土壤的形成过程和发育程度。 四、土壤质地与土壤养护 1. 土壤质地 土壤矿物质颗粒按粒径大小可分为石砾、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。从土壤质地看，土壤一般分为砂土、壤土和黏土，在野外可根据手指研磨土壤的感觉近似地作出判断。 质地类型 特点与对农业的影响 砂土 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，有机质易分解、保肥性能弱；但易于耕作 壤土 砂粒、粉粒、黏粒的比例适中；兼有砂土和黏土的优点，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 黏土 黏粒占优势；通气、透水性差，蓄水、保水性能强，有机质分解缓慢、易积累、保肥性能好；但质地黏重，不易耕作 2. 土壤养护与改良 合理的人类活动有助于土壤肥力的提高，不合理的人类活动则会破坏土壤。常见的土壤退化及治理对策如下： 退化类型 主要成因与治理措施 水土流失 陡坡开垦、植被破坏等；措施：退耕还林还草、修建梯田、保护性耕作 土壤盐渍化 干旱区不合理灌溉抬升地下水位，盐分随蒸发在地表累积；措施：完善排水系统、推广节水灌溉、适时洗盐 土壤板结 机械碾压、大水漫灌、过量施用化肥；措施：增施有机肥、秸秆还田、免耕少耕 土壤沙化、荒漠化 过度开垦、过度放牧、植被破坏；措施：封育保护、植树种草、合理放牧 土壤污染 化肥农药残留、工业废弃物排放；措施：减量施用、污染治理、修复受污染土壤 图4-1　土壤盐渍化、荒漠化等退化过程示意 五、典型土壤与中国土壤分布（区域认知拓展） 图5-1　中国土壤分布图 中国主要土壤类型及成因： 土壤类型 分布与成因 黑土 东北平原；冷湿气候，有机质分解慢而大量积累，土层深厚、肥沃 红壤 南方湿热地区；高温多雨使有机质分解快、淋溶作用强，土壤偏酸性、较贫瘠，需增施有机肥、补充熟石灰改良 紫色土 四川盆地；由紫色砂岩、页岩风化形成，颜色直接继承自成土母质，富含磷、钾，较为肥沃 水稻土 长江中下游平原等水稻产区；长期耕作、季节性淹水培育形成的高产耕作土壤 黄土 黄土高原；由风力搬运的黄色粉土沉积物发育而成，土层深厚但抗蚀力差、易水土流失 图5-2　四川盆地紫色土成因示意（颜色继承自成土母质） 六、高频题型与答题模板 1. 分析某地土壤特征的形成原因 答题思路：从“成土母质—气候—生物—地形—时间—人类活动”六个要素逐一分析，做到要素齐全、因果对应。 模板句式： 成土母质：××岩石风化，决定土壤的矿质成分、养分和质地； 气候：××气候，温度（高/低）影响有机质分解速度，降水（多/少）影响淋溶作用强弱； 生物：植被类型（草原/森林/草原化荒漠）决定有机质归还量与分解特点； 地形：地势（高/低）、坡度（陡/缓）影响物质迁移和土层厚度； 时间：发育时间（长/短），土壤成熟度（高/低）； 人类活动：合理耕作/不合理开垦导致土壤（肥沃/退化）。 2. 土壤剖面读图题 模板：上层有机质多、颜色深→腐殖质层；中层被淋洗、颜色浅→淋溶层；下层物质沉积、质地黏重→淀积层。土层厚、层次多、分层明显，说明土壤发育程度高、相对年龄长。 3. 土壤退化与治理题 答题模板：问题→成因（过垦过牧、水土流失、盐渍化、污染）→措施（封育、轮牧、退耕还林还草、完善排灌、增施有机肥、保护性耕作）→机制（恢复植被、改善土壤结构、协调水肥气热）。 七、易错易混辨析 成土母质≠土壤：母质是风化产物，无肥力、不能生长植物；土壤有肥力、能生长植物。 有机质≠腐殖质：有机质是泛指，腐殖质是土壤有机质的主要组成部分，是稳定的深色胶体物质。 湿热地区土壤发育快≠土壤肥沃：湿热地区风化快、形成快，但有机质分解快、淋溶强，往往贫瘠（如南方红壤）。 冷湿环境比干冷环境更易积累有机质：冷湿地区有机质分解慢而积累多；干冷地区生物量少，有机质来源少。 森林土壤剖面最复杂，不代表森林土壤有机质含量一定高于草地土壤：森林表层有机质主要来自枯枝落叶，草地根系集中表层、归还量多。 淋溶层“失去物质”、淀积层“获得物质”，二者相伴存在，是剖面分层的核心机制。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $