土壤基本知識(shí)

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土壤的基本概念

“土，地之吐生物者也”，俗話說(shuō)，凡是有植物生長(zhǎng)的地方都有土壤。土壤是指地球陸地最上面的一層疏松物質(zhì)，能生長(zhǎng)綠色植物。土壤形成是以千年、萬(wàn)年或百萬(wàn)年為單位計(jì)算的，俗稱(chēng)“千年龜、萬(wàn)年土”。經(jīng)歷從巖石→巖石風(fēng)化→母質(zhì)→土壤等漫長(zhǎng)的成土過(guò)程，形成過(guò)程中受到生物、氣候、地形、母質(zhì)和時(shí)間這五大因素影響;人類(lèi)活動(dòng)也顯著影響土壤的發(fā)育過(guò)程。土壤由不同大小的礦物質(zhì)(砂粒、粉粒和黏粒)、有機(jī)物質(zhì)(主要為動(dòng)物、植物、微生物及其殘?bào)w腐解產(chǎn)物)、水分、空氣和生物等組成，是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。

通常，為了更好地觀察和了解土壤信息，會(huì)從地面垂直向下挖掘1~2m深的土壤剖面。完整的土壤剖面，一般可分為腐殖質(zhì)層(以字母“A”表示)、淋溶層(E)、淀積層(D)、母質(zhì)層(C)和母巖層(R)。立體的剖面構(gòu)成了土壤類(lèi)型基層單元的最小體積單位，稱(chēng)為“單個(gè)土體”。“單個(gè)土體”聚合在一起則構(gòu)成“聚合體”，成為一個(gè)典型類(lèi)型的土壤。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)注的通常是0~20cm的表層土壤。

土壤概念圖解

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土壤的物質(zhì)組成

土壤由固相、液相和氣相三類(lèi)物質(zhì)組成，其中礦物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)構(gòu)成的固相約占總體積的50%，液相(水)和氣相(空氣)填充的土壤孔隙占另外50%。生物體、根和腐殖質(zhì)分別占有機(jī)物質(zhì)的10%、10%和80%。

土壤礦物包括直接來(lái)自母質(zhì)的原生礦物(指巖石風(fēng)化或成土過(guò)程中發(fā)生物理變化，但沒(méi)有改變化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)的原始成巖礦物)，以及經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期成土過(guò)程形成的次生礦物(指巖石風(fēng)化或成土過(guò)程中新生成的礦物，如次生鋁硅酸鹽類(lèi)和氧化物類(lèi)的黏土礦物)。土壤生物是指一類(lèi)具有生命力的有機(jī)體，包括土壤動(dòng)物、植物和微生物。土壤生物有機(jī)殘?bào)w經(jīng)過(guò)復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過(guò)程，最終形成一類(lèi)特殊、復(fù)雜、性質(zhì)較穩(wěn)定的高分子有機(jī)化合物，稱(chēng)為“土壤有機(jī)質(zhì)”。土壤孔隙中的水和氣體是生物生存、生長(zhǎng)、生化反應(yīng)、物質(zhì)能量運(yùn)移的物質(zhì)基礎(chǔ)和重要媒介。

土壤固相、液相和氣相組成比例示意圖

土壤主要物質(zhì)組成示意圖

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土壤的功能

土壤具有多方面的功能。首先，土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地，具有生產(chǎn)功能;其次，土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量交換的場(chǎng)所，具有生態(tài)功能;第三，土壤可吸納并緩沖、過(guò)濾、降解、固定環(huán)境中的污染物，具有環(huán)境凈化功能;第四，土壤呼吸作用可導(dǎo)致氧氣(O2)由大氣進(jìn)入土壤、二氧化碳(CO2)由土壤向大氣排放，具有氣體交換功能;第五，土壤中含有黏土、砂石、礦物等，可用作建筑、制陶的原材料，具有提供建筑、藝術(shù)材料的功能;第六，土壤是道路、橋梁、隧道、水壩等建筑物的基地與地基，并具有人類(lèi)建筑支撐和文物保存功能。

土壤的主要功能

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土壤的地帶性分布

在土壤成土因素中，生物、氣候以及地形因素都有一定的地理規(guī)律性，因此土壤類(lèi)型在地理空間的分布與組合呈現(xiàn)有規(guī)律的變化，稱(chēng)之為土壤地帶性分布，我國(guó)土壤地帶性分布包括水平地帶性、垂直地帶性和區(qū)域地帶性。

(1)我國(guó)土壤的水平地帶性

土壤水平地帶性包括緯度地帶性和經(jīng)度地帶性，主要因水熱條件的差異而產(chǎn)生。

緯度地帶性：我國(guó)東部濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)區(qū)域，表現(xiàn)為自南向北隨氣溫帶而變化的規(guī)律，自南向北依次為磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤、黃棕壤、棕壤、暗棕壤和灰化土。

經(jīng)度地帶性：我國(guó)北部干旱、半干旱區(qū)域，表現(xiàn)為隨水分而變化的規(guī)律，自東向西依次為暗棕壤、黑土、黑鈣土、栗鈣土、棕鈣土、灰鈣土、漠土。

我國(guó)土壤水平地帶性分類(lèi)概圖

(2)我國(guó)土壤的垂直地帶性

土壤的垂直地帶性主要分布于山區(qū)，因海拔的不斷升高引起生物氣候帶的變化，導(dǎo)致土壤類(lèi)型在垂直梯度上發(fā)生變化。通常山地越高，垂直帶譜也越復(fù)雜，土壤類(lèi)型也就越多;緯度越高，垂直帶譜則越簡(jiǎn)單。山地自下而上按一定順序排列形成的垂直自然帶系列稱(chēng)之為“垂直帶譜”，我國(guó)南方的熱帶、亞熱帶地區(qū)，基帶土壤(山體下部的水平地帶性土壤)主要為磚紅壤、赤紅壤和紅壤，隨著海拔升高逐漸演變成山地黃壤—山地黃棕壤—山地棕壤—山地草甸土。

我國(guó)北方的溫帶、寒溫帶及高原高寒植被區(qū)，基帶土壤主要為棕漠土、褐土、灰漠土等，隨著海拔升高逐漸演變成山地鈣土—山地寒漠土或山地暗棕壤—山地草甸土。

我國(guó)南方典型地區(qū)的土壤垂直地帶性分布圖

我國(guó)北方典型地區(qū)的土壤垂直地帶性分布圖