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自然土壤

自然土壤:是在自然成土因素(母质、气候、生物、地形(貌)、时间)综合作用下形成的,未经人类开垦利用的自然植被下的土壤。

自然土壤的形成是风化作用与成土作用同时进行的结果,也可以说是微生物和绿色植物在土壤母质上活动的结果。

自然土壤的形成 是在生物的主导作用下 加上 [ 气候 ] 和 [ 地形 ] 等其他因素的参与作用 并经过 [ 长期的发育 ] 过程。

地质大循环

植物营养物质由大陆到海洋,又由海洋到大陆,然后又随新的大陆流向海洋,营养物质的这种循环被称为营养物质的地质大循环。

生物小循环

通过植物(包括生物)反复吸收利用累积植物营养物质,使得其在土壤-生物体反复循环的过程,称为营养物质的生物小循环。

地质大循环和生物小循环共同作用是土壤发生的基础,无地质大循环,生物小循环无法进行,无生物小循环,仅靠地质大循环,土壤难以形成。在土壤的形成过程中,两种循环过程互相渗透,不可分割。

我国热带和亚热带地区,广泛分布着各种红色或黄色的酸性土壤,总面积大约有117万平方公里,占全国总面积的12%,这一地区由于气温高,雨量充沛,自然条件优越,是我国热带、亚热带林木、果树和粮食作物的生产基地。

1、分布 红壤是我国分布面积最大的土壤,它分布在长江以南的广阔低山丘陵地区,包括江西,湖南的大部分地区,除此之外,在云南,广西,广东,福建,台湾的北部以及浙江,四川,安徽,贵州的南部都有红壤的分布。

2、成土条件 红壤形成于中亚热带气候条件下,年均温1621度,年降水量8001500mm,无霜期240280天,自然植被为常绿阔叶林。现多为人工林,树种主要为马尾松、杉木、罗汉松、樟木、楠木以及竹类等,除石灰岩外,其他岩石上几乎都可以发育。

3、形成过程

(1)脱硅富Fe、Al化作用

在高温高湿条件下,矿物发生强烈的风化产生大量可溶性的盐基、硅酸Fe(OH)3、Al(OH)3。在淋溶条件下,盐基和硅酸被不断淋洗进入地下水后流走。由于Fe(OH)3、Al(OH)3的活动性小,发生相对积累,这些积聚的Fe(OH)3、Al(OH)3在干燥条件下发生脱水形成无水的Fe2O3和Al2O3,红色的赤铁矿是土壤呈现红色,形成富含Fe、 Al的层次。

(2)旺盛的生物小循环

在亚热带常绿阔叶林下,水热条件优越,植被生长旺盛,生物的小循环作用也十分旺盛。

红壤的形成以富铁、铝化过程为基础,生物小循环是肥力发展的前提,这两个过程构成了红壤特殊的形状和剖面特征。

4、剖面特征

O层:在森林植被下,当年凋落物,

A层:暗棕红色,团粒结构,无人为破坏下可达30cm左右,疏松。

B层:棕红色、红色,核状或核块状结构,可达0.51m,比较紧实,质地较粘,常有Fe结核存在。

在B层以下常有一个由红、黄、白三色交错而成的网状纹,网状纹较坚硬,对植物生长不利。其形成机制尚无定论。

C层:母质层

淋溶:以溶液的形式从一处迁移到另一处的活动。

淋洗:物质被下行水迁移带出整个土体。

5、理化性状

(1)全剖面呈酸性,pH为5.05.5

(2)粘土矿物主要为高岭石、赤铁矿,粘粒硅铝率为2.02.2

(3)交换量低,常为510cmol/kg土,细土的CEC/粘粒<0.24

(4)土壤中有较多的游离态Fe、Al,而P易被固定,细土游离Fe2O3不小于2%

6、土壤改良利用

红壤地区是我国速生丰产用材林基地,适于多种林木生长,大力发展多年生林木和经济林,比如马尾松、油茶、杉木、乌桕等。注意水土保持,把治山、治水、治田和造林结合起来 。

1、分布 热带海南岛、雷州半岛、云南和台湾南部。年平均气温为24度左右,积温在9000度左右,年降雨量在2000mm左右。原生植被为热带雨林或季雨林,可发育在任何母质上。

2、形成过程

专红壤的富铁铝化作用比红壤更加强烈;生物小循环特别迅速,营养物质周转利用特别快。

3、剖面特征

剖面厚度大,一般都在3米以上。在自然植被下,O层为当年半分解的凋落物;A层为暗红色的富含腐殖质层次,一般厚25厘米左右,团粒结构或团快状结构,较疏松、多根;B层为砖红色,紧实,核状结构或核块状结构,质地粘重;B层下为深厚的网纹层;其下为风化的岩层或母质层。土体中有各种铁质新生体。

4、理化性状

(1)全剖面呈酸性,pH为4.55.5之间

(2)粘土矿物主要为高岭石和三水铝石,粘粒硅铝率<1.75

(3)土壤盐基强烈淋失,交换量低,常为5cmol/kg左右,

(4)土壤中有大量的游离态Fe、Al,而P易被固定。

分布南亚热带即福建、台湾、广东、广西和云南的南部,是红壤和砖红壤的过渡地区。

1、分布 在中亚热带山地,在南亚热带和热带的山地也有分布,主要以四川、贵州两省为主。

2、成土条件 黄壤地区的热量条件较同纬度红壤地带略低,但湿度大,降雨量可达2000毫米。自然植被为亚热带常绿阔叶林和常绿落叶阔叶林混交林。在垂直分布中,黄壤分布在红壤之上。

3、形成过程 其富铁铝化作用较红壤微弱。因排水不良,空气湿度大,土壤经常处于湿润状态,土壤中氧化铁受到强烈的水化作用,形成多水氧化铁,使土壤呈黄色。

4、剖面特征 在森林植被下,O层为当年半分解的凋落物;A1层为暗黄灰色,腐殖质层厚2530厘米左右,团粒结构或团块状结构;下部为络合淋溶层,淡黄灰色,核状结构或核块状结构;B层为黄色或红黄色,紧实,核状结构或核块状结构,质地粘重,有时含有铁结核;B层下土壤粘重,常具潜育化特征。

5、理化性状

(1)全剖面呈酸性到强酸性,pH为45之间

(2)粘土矿物主要为高岭石、拜来石和埃洛石,粘粒硅铝率为2.5左右

(3)土壤盐基较红壤高,交换量为1020cmol/kg

分布在北亚热带常绿阔叶林或落叶林下,主要分布在江苏、安徽、湖北北部、陕西南部。

1、分布

地处暖温带湿润地区,纵跨辽东半岛、山东半岛,也出现在半湿润、半干旱地区的山地中,在秦岭、燕山、伏牛山、吕梁山、太行山等一些山脉的垂直中有棕壤的分布。

2、形成条件

气候:大小暖温带气候下形成,这一地区的特点是:夏季湿热多雨,冬季寒冷干燥,年均温在516℃,年积温为32004500℃,年降雨量为5001200mm,无霜期160230天。

植被:以夏绿阔叶林为主,但大多是次生的,也有少量针阔混交林,树种主要是辽东栎蒙古栎,针叶林有油松、赤松等。

母岩:除石灰岩以外任何母质。

3、形成过程

淋溶作用:在下渗水的不断作用下,石灰已经完全淋洗,剖面盐基呈不饱和状态;

粘化过程:包括粘粒的形成和粘粒的淋洗积聚,粘土矿物已处脱钾阶段,铁、铝在B层中有累积的趋势;

棕化过程:原生矿物的风化释放出铁,生成针铁矿使剖面成棕色,部分腐殖质酸下移也使剖面呈棕色。

4、剖面特征

在森林植被下,

O层多由当年的凋落物组成,在阔叶林下仅见于雨季前存在;

A1层为棕黑色腐殖质层,团粒结构或团块状结构,动物活动明显,腐殖质含量高;

B层呈棕色至鲜棕色,团快状结构,动物活动强烈;

C层为风化的母质层。

5、理化性状

剖面呈微酸性至中性反应,pH为67,无碳酸钙反应

粘土矿物主要是伊利石、蛭石、蒙脱石等为主的2:1型粘土矿物

硅铝率在2.73之间,交换量可达30cmol/kg土

6、改良利用

棕壤是我国重要的森林森林土壤之一,也是重要的农业土壤,在我国北方的山地棕壤适合发展林业,现多为天然次生林和人工林,但有许多荒地未被充分利用。绿化太行山作为三北防护林的一个重要部分,适宜树种有落叶松、云杉、椴树、栎类等。

另外,棕壤适合种植各种果树,如苹果、梨、桃、李等。

1、分布 在暖温带半湿润和半干旱的山地和丘陵,垂直分布于棕壤带之下。

2、成土条件

年均温在1114℃,年积温为32004500℃,年降雨量为500700mm。

植被:以夏绿阔叶林为主,但大多是次生的,也有少量针阔混交林。

母岩:主要成土母质为含碳酸钙的母质。

3、形成过程

(1)碳酸钙移动,可分为钙积型、淋溶钙积型和淋溶型。

(2)粘化作用

(3)棕化作用

4、剖面特征

O层很薄,凋落物分解块;A1层暗褐色,团粒结构或团块状结构,动物活动明显;B层呈褐色,粘化作用明显,质地较粘,结构体面具胶膜,为粘粒淀积形成,核状结构,动物活动频繁;Bca灰黄色至灰褐色,为钙积层,具白色的碳酸盐粉末或假菌丝,且呈层状分布。C层为风化的母质层。

5、理化性状

剖面呈中性至微碱性反应,pH为78;剖面具碳酸钙反应;粘土矿物主要是伊利石而蛭石、蒙脱石较少;硅铝率>3,盐基呈饱和状态;粘粒在B层含量最高。

1分布 是温带湿润地区针阔混交林下发育的土壤。分布在大兴安岭东坡、小型安岭、长白山和完达山,其次分布在暖温带和亚热带的山地垂直带中。

2、成土条件 年均温-1到5度,积温为20003000度,年降雨量6001100毫米,冬季冻结深度为12.5米,植被是以红松为主的针阔混交林。可发育在任何母质上。

3、形成过程 腐殖质积累作用、较强的淋溶作用、粘化作用和棕化作用。

4、剖面特征

在森林植被下,O层较厚,由新鲜或半分解的凋落物组成,可见白色菌丝体;A1层为暗棕黑色,厚1020厘米,腐殖质含量高,可达20%,团粒结构或团块状结构,动物活动明显;B层呈棕色,核状或核块状结构; C层为风化的母质层。

5、理化性状

剖面呈微酸性反应,pH为6.5左右,粘土矿物主要是伊利石、蒙脱石为主;硅铝率在3以上,交换量可达30cmol/kg土,盐基饱和度50%70%。

1、分布 是寒温带针叶林发育的土壤,主要分布在大兴安岭的西坡。

2、成土条件 年均温0到-5度,积温2000度以下,年降水量400500毫米,冻结深度为2.53米,植被以落叶松和樟子松为主。

3、成土过程

络合淋溶作用:在盐基离子淋溶时,土壤逐渐由中性变成酸性,富里酸与铁产生络合淋溶,使腐殖质聚积层下产生灰白色的A2;淋溶到下部的铁或腐殖质物质在B层淀积,同时也有粘粒在层淀积。

4、剖面特征

在森林植被下,O层由新鲜或半分解的凋落物以及泥炭质残留物组成;A1层为棕黑色,团粒结构,疏松;动物活动明显; A2层呈灰白色,单粒结构,疏松;B层呈棕色,紧实;富含铁或腐殖质; C层为风化的岩石碎屑。

5、理化性状

剖面呈酸性反应,pH在5左右,淀积层中的胶体物质主要是氢氧化铁、三水铝石或腐殖质;在A2层中有大量二氧化硅。

属非地带性土类。土壤的形成与地下水紧密相关,地下水位浅使土壤长期处于毛管水饱和状态。

1、分布 分布在我国的温带和暖温带地区的冲积平原、沟谷阶地上。黄淮海平原、长江中下游冲积平原分布面积最大。

2、形成特点

一是受沉积物的影响。形成潮土的物质是大小河流多次搬运沉积的结果。因此土壤剖面的质地差异比较明显。

二是受地下水的影响。潮土地区的地下水位较浅,且升降比较频繁,在土壤剖面中易产生氧化还原交替过程。

三是耕熟化过程。潮土是在河流沉积物上直接耕种熟化而成的。

3、剖面形态

一般分为耕作层、心土层、和底土层。


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