主要教學(xué)目標(biāo):主要掌握紅壤和棕壤的分布區(qū)域、成土條件、成土過(guò)程、土壤剖面構(gòu)造和土壤形態(tài)特征以及土壤理化性狀。在學(xué)習(xí)過(guò)程中必須結(jié)合前面土壤學(xué)的基本知識(shí)的學(xué)習(xí)。
主要內(nèi)容:
第一節(jié) 我國(guó)南方的土壤
第二節(jié) 我國(guó)北方的土壤
講解具體內(nèi)容如下:
第一節(jié) 我國(guó)南方的土壤
我國(guó)熱帶和亞熱帶地區(qū),廣泛分布著各種紅色或黃色的酸性土壤,總面積大約有117萬(wàn)平方公里,占全國(guó)總面積的12%,這一地區(qū)由于氣溫高,雨量充沛,自然條件優(yōu)越,是我國(guó)熱帶、亞熱帶林木、果樹(shù)和糧食作物的生產(chǎn)基地。
一.紅壤
1、分布 紅壤是我國(guó)分布面積最大的土壤,它分布在長(zhǎng)江以南的廣闊低山丘陵地區(qū),包括江西,湖南的大部分地區(qū),除此之外,在云南,廣西,廣東,福建,臺(tái)灣的北部以及浙江,四川,安徽,貴州的南部都有紅壤的分布。
2、成土條件 紅壤形成于中亞熱帶氣候條件下,年均溫16—21度,年降水量800—1500mm,無(wú)霜期240—280天,自然植被為常綠闊葉林?,F(xiàn)多為人工林,樹(shù)種主要為馬尾松、杉木、羅漢松、樟木、楠木以及竹類(lèi)等,除石灰?guī)r外,其他巖石上幾乎都可以發(fā)育。
3、形成過(guò)程
(1)、脫硅富Fe、Al化作用
在高溫高濕條件下,礦物發(fā)生強(qiáng)烈的風(fēng)化產(chǎn)生大量可溶性的鹽基、硅酸Fe(OH)3、Al(OH)3。在淋溶條件下,鹽基和硅酸被不斷淋洗進(jìn)入地下水后流走。由于Fe(OH)3、Al(OH)3的活動(dòng)性小,發(fā)生相對(duì)積累,這些積聚的Fe(OH)3、Al(OH)3在干燥條件下發(fā)生脫水形成無(wú)水的Fe2O3和Al2O3,紅色的赤鐵礦是土壤呈現(xiàn)紅色,形成富含F(xiàn)e、 Al的層次。
(2)旺盛的生物小循環(huán)
在亞熱帶常綠闊葉林下,水熱條件優(yōu)越,植被生長(zhǎng)旺盛,生物的小循環(huán)作用也十分旺盛。
紅壤的形成以富鐵、鋁化過(guò)程為基礎(chǔ),生物小循環(huán)是肥力發(fā)展的前提,這兩個(gè)過(guò)程構(gòu)成了紅壤特殊的形狀和剖面特征。
4、剖面特征
O層:在森林植被下,當(dāng)年凋落物,
A層:暗棕紅色,團(tuán)粒結(jié)構(gòu),無(wú)人為破壞下可達(dá)30cm左右,疏松。
B層:棕紅色、紅色,核狀或核塊狀結(jié)構(gòu),可達(dá)0.5—1m,比較緊實(shí),質(zhì)地較粘,常有Fe結(jié)核存在。
在B層以下常有一個(gè)由紅、黃、白三色交錯(cuò)而成的網(wǎng)狀紋,網(wǎng)狀紋較堅(jiān)硬,對(duì)植物生長(zhǎng)不利。其形成機(jī)制尚無(wú)定論。
C層:母質(zhì)層
淋溶:以溶液的形式從一處遷移到另一處的活動(dòng)。
淋洗:物質(zhì)被下行水遷移帶出整個(gè)土體。
5、理化性狀
(1)全剖面呈酸性,pH為5.0—5.5
(2)粘土礦物主要為高嶺石、赤鐵礦,粘粒硅鋁率為2.0—2.2
(3)交換量低,常為5—10cmol/kg土,細(xì)土的CEC/粘粒<0.24
(4)土壤中有較多的游離態(tài)Fe、Al,而P易被固定,細(xì)土游離Fe2O3不小于2%
6、土壤改良利用
紅壤地區(qū)是我國(guó)速生豐產(chǎn)用材林基地,適于多種林木生長(zhǎng),大力發(fā)展多年生林木和經(jīng)濟(jì)林,比如馬尾松、油茶、杉木、烏桕等。注意水土保持,把治山、治水、治田和造林結(jié)合起來(lái)。
二、磚紅壤
1、分布 熱帶海南島、雷州半島、云南和臺(tái)灣南部。年平均氣溫為24度左右,積溫在9000度左右,年降雨量在2000mm左右。原生植被為熱帶雨林或季雨林,可發(fā)育在任何母質(zhì)上。
2、形成過(guò)程
專(zhuān)紅壤的富鐵鋁化作用比紅壤更加強(qiáng)烈;生物小循環(huán)特別迅速,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)周轉(zhuǎn)利用特別快。
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層為當(dāng)年半分解的凋落物;A層為暗紅色的富含腐殖質(zhì)層次,一般厚25厘米左右,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)或團(tuán)快狀結(jié)構(gòu),較疏松、多根;B層為磚紅色,緊實(shí),核狀結(jié)構(gòu)或核塊狀結(jié)構(gòu),質(zhì)地粘重;B層下為深厚的網(wǎng)紋層;其下為風(fēng)化的巖層或母質(zhì)層。土體中有各種鐵質(zhì)新生體。
4、理化性狀
(1)全剖面呈酸性,pH為4.5—5.5之間
(2)粘土礦物主要為高嶺石和三水鋁石,粘粒硅鋁率<1.75
(3)土壤鹽基強(qiáng)烈淋失,交換量低,常為5cmol/kg左右,
(4)土壤中有大量的游離態(tài)Fe、Al,而P易被固定。
三、赤紅壤
分布南亞熱帶即福建、臺(tái)灣、廣東、廣西和云南的南部,是紅壤和磚紅壤的過(guò)渡地區(qū)。
二、黃壤
1、分布
在中亞熱帶山地,在南亞熱帶和熱帶的山地也有分布,主要以四川、貴州兩省為主。
2、成土條件
黃壤地區(qū)的熱量條件較同緯度紅壤地帶略低,但濕度大,降雨量可達(dá)2000毫米。自然植被為亞熱帶常綠闊葉林和常綠—落葉闊葉林混交林。在垂直分布中,黃壤分布在紅壤之上。
3、形成過(guò)程
其富鐵鋁化作用較紅壤微弱。因排水不良,空氣濕度大,土壤經(jīng)常處于濕潤(rùn)狀態(tài),土壤中氧化鐵受到強(qiáng)烈的水化作用,形成多水氧化鐵,使土壤呈黃色。
4、剖面特征
在森林植被下,O層為當(dāng)年半分解的凋落物;A1層為暗黃灰色,腐殖質(zhì)層厚25—30厘米左右,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)或團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu);下部為絡(luò)合淋溶層,淡黃灰色,核狀結(jié)構(gòu)或核塊狀結(jié)構(gòu);B層為黃色或紅黃色,緊實(shí),核狀結(jié)構(gòu)或核塊狀結(jié)構(gòu),質(zhì)地粘重,有時(shí)含有鐵結(jié)核;B層下土壤粘重,常具潛育化特征。
5、理化性狀
(1)全剖面呈酸性到強(qiáng)酸性,pH為4—5之間
(2)粘土礦物主要為高嶺石、拜來(lái)石和埃洛石,粘粒硅鋁率為2.5左右
(3)土壤鹽基較紅壤高,交換量為10—20cmol/kg
三、黃棕壤
分布在北亞熱帶常綠闊葉林或落葉林下,主要分布在江蘇、安徽、湖北北部、陜西南部。
第二節(jié) 北方土壤
一、棕壤
1、分布
地處暖溫帶濕潤(rùn)地區(qū),縱跨遼東半島、山東半島,也出現(xiàn)在半濕潤(rùn)、半干旱地區(qū)的山地中,在秦嶺、燕山、伏牛山、呂梁山、太行山等一些山脈的垂直中有棕壤的分布。
2、形成條件
氣候:大小暖溫帶氣候下形成,這一地區(qū)的特點(diǎn)是:夏季濕熱多雨,冬季寒冷干燥,年均溫在5—16℃,年積溫為3200—4500℃,年降雨量為500—1200mm,無(wú)霜期160—230天。
植被:以夏綠闊葉林為主,但大多是次生的,也有少量針闊混交林,樹(shù)種主要是遼東櫟蒙古櫟,針葉林有油松、赤松等。
母巖:除石灰?guī)r以外任何母質(zhì)。
3、形成過(guò)程
淋溶作用:在下滲水的不斷作用下,石灰已經(jīng)完全淋洗,剖面鹽基呈不飽和狀態(tài);
粘化過(guò)程:包括粘粒的形成和粘粒的淋洗積聚,粘土礦物已處脫鉀階段,鐵、鋁在B層中有累積的趨勢(shì);
棕化過(guò)程:原生礦物的風(fēng)化釋放出鐵,生成針鐵礦使剖面成棕色,部分腐殖質(zhì)酸下移也使剖面呈棕色。
4、剖面特征
在森林植被下,
O層多由當(dāng)年的凋落物組成,在闊葉林下僅見(jiàn)于雨季前存在;
A1層為棕黑色腐殖質(zhì)層,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)或團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu),動(dòng)物活動(dòng)明顯,腐殖質(zhì)含量高;
B層呈棕色至鮮棕色,團(tuán)快狀結(jié)構(gòu),動(dòng)物活動(dòng)強(qiáng)烈;
C層為風(fēng)化的母質(zhì)層。
5、理化性狀
剖面呈微酸性至中性反應(yīng),pH為6—7,無(wú)碳酸鈣反應(yīng)
粘土礦物主要是伊利石、蛭石、蒙脫石等為主的2:1型粘土礦物
硅鋁率在2.7—3之間,交換量可達(dá)30cmol/kg土
6、改良利用
棕壤是我國(guó)重要的森林森林土壤之一,也是重要的農(nóng)業(yè)土壤,在我國(guó)北方的山地棕壤適合發(fā)展林業(yè),現(xiàn)多為天然次生林和人工林,但有許多荒地未被充分利用。綠化太行山作為三北防護(hù)林的一個(gè)重要部分,適宜樹(shù)種有落葉松、云杉、椴樹(shù)、櫟類(lèi)等。
另外,棕壤適合種植各種果樹(shù),如蘋(píng)果、梨、桃、李等。
二、褐土
1、分布 在暖溫帶半濕潤(rùn)和半干旱的山地和丘陵,垂直分布于棕壤帶之下。
2、成土條件
年均溫在11—14℃,年積溫為3200—4500℃,年降雨量為500—700mm。
植被:以夏綠闊葉林為主,但大多是次生的,也有少量針闊混交林。
母巖:主要成土母質(zhì)為含碳酸鈣的母質(zhì)。
3、形成過(guò)程
(1)碳酸鈣移動(dòng),可分為鈣積型、淋溶鈣積型和淋溶型。
(2)粘化作用
(3)棕化作用
4、剖面特征
O層很薄,凋落物分解塊;A1層暗褐色,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)或團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu),動(dòng)物活動(dòng)明顯;B層呈褐色,粘化作用明顯,質(zhì)地較粘,結(jié)構(gòu)體面具膠膜,為粘粒淀積形成,核狀結(jié)構(gòu),動(dòng)物活動(dòng)頻繁;Bca灰黃色至灰褐色,為鈣積層,具白色的碳酸鹽粉末或假菌絲,且呈層狀分布。C層為風(fēng)化的母質(zhì)層。
5、理化性狀
剖面呈中性至微堿性反應(yīng),pH為7—8;剖面具碳酸鈣反應(yīng);粘土礦物主要是伊利石而蛭石、蒙脫石較少;硅鋁率>3,鹽基呈飽和狀態(tài);粘粒在B層含量最高。
三、暗棕壤
1分布 是溫帶濕潤(rùn)地區(qū)針闊混交林下發(fā)育的土壤。分布在大興安嶺東坡、小型安嶺、長(zhǎng)白山和完達(dá)山,其次分布在暖溫帶和亞熱帶的山地垂直帶中。
2、成土條件 年均溫-1到5度,積溫為2000—3000度,年降雨量600—1100毫米,冬季凍結(jié)深度為1—2.5米,植被是以紅松為主的針闊混交林。可發(fā)育在任何母質(zhì)上。
3、形成過(guò)程: 腐殖質(zhì)積累作用、較強(qiáng)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層較厚,由新鮮或半分解的凋落物組成,可見(jiàn)白色菌絲體;A1層為暗棕黑色,厚10—20厘米,腐殖質(zhì)含量高,可達(dá)20%,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)或團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu),動(dòng)物活動(dòng)明顯;B層呈棕色,核狀或核塊狀結(jié)構(gòu); C層為風(fēng)化的母質(zhì)層。
5、理化性狀
剖面呈微酸性反應(yīng),pH為6.5左右,粘土礦物主要是伊利石、蒙脫石為主;硅鋁率在3以上,交換量可達(dá)30cmol/kg土,鹽基飽和度50%—70%。
四、棕色針葉林土
1、分布 是寒溫帶針葉林發(fā)育的土壤,主要分布在大興安嶺的西坡。
2、成土條件 年均溫0到-5度,積溫2000度以下,年降水量400—500毫米,凍結(jié)深度為2.5—3米,植被以落葉松和樟子松為主。
3、成土過(guò)程
絡(luò)合淋溶作用:在鹽基離子淋溶時(shí),土壤逐漸由中性變成酸性,富里酸與鐵產(chǎn)生絡(luò)合淋溶,使腐殖質(zhì)聚積層下產(chǎn)生灰白色的A2;淋溶到下部的鐵或腐殖質(zhì)物質(zhì)在B層淀積,同時(shí)也有粘粒在層淀積。
4、剖面特征
在森林植被下,O層由新鮮或半分解的凋落物以及泥炭質(zhì)殘留物組成;A1層為棕黑色,團(tuán)粒結(jié)構(gòu),疏松;動(dòng)物活動(dòng)明顯; A2層呈灰白色,單粒結(jié)構(gòu),疏松;B層呈棕色,緊實(shí);富含鐵或腐殖質(zhì); C層為風(fēng)化的巖石碎屑。
5、理化性狀
剖面呈酸性反應(yīng),pH在5左右,淀積層中的膠體物質(zhì)主要是氫氧化鐵、三水鋁石或腐殖質(zhì);在A2層中有大量二氧化硅。
五、潮土
屬非地帶性土類(lèi)。土壤的形成與地下水緊密相關(guān),地下水位淺使土壤長(zhǎng)期處于毛管水飽和狀態(tài)。
1、分布:分布在我國(guó)的溫帶和暖溫帶地區(qū)的沖積平原、溝谷階地上。黃淮海平原、長(zhǎng)江中下游沖積平原分布面積最大。
2、形成特點(diǎn)
一是受沉積物的影響。形成潮土的物質(zhì)是大小河流多次搬運(yùn)沉積的結(jié)果。因此土壤剖面的質(zhì)地差異比較明顯。
二是受地下水的影響。潮土地區(qū)的地下水位較淺,且升降比較頻繁,在土壤剖面中易產(chǎn)生氧化還原交替過(guò)程。
三是耕熟化過(guò)程。潮土是在河流沉積物上直接耕種熟化而成的。
3、剖面形態(tài)
一般分為耕作層、心土層、和底土層。
本章重點(diǎn):主要是掌握具有代表性的紅壤和棕壤的分布、成土條件、成土過(guò)程和理化性狀。其它土壤類(lèi)型可以根據(jù)二者進(jìn)行推算。
本章難點(diǎn):主要是各類(lèi)土壤的剖面形態(tài)特征的理解。這一點(diǎn)需要借助與土壤實(shí)習(xí)以及實(shí)地的土壤調(diào)查工作來(lái)加以認(rèn)識(shí)。
復(fù)習(xí)思考題
一、簡(jiǎn)述棕壤的成土條件、分布、主要形成過(guò)程和理化性質(zhì)。
二、簡(jiǎn)述紅壤的成土條件、分布、主要形成過(guò)程和理化性質(zhì)。
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