土壤地理学,第1章土壤地理学导论.ppt

教学重点,掌握土壤的概念与形态特征 了解土壤圈与地球表层系统相互作用 了解土壤圈的生态环境功能 掌握土壤地理学及其主要学派 掌握土壤地理学研究方法。,关键词,土壤(soil) 土壤剖面(soil profile) 单个土体(pedon) 土壤聚合体(polypedon) 土壤圈(pedosphere) 土壤肥力(soil fertility) 土壤自净能力(soil purification) 土壤圈物质循环(material cycle of pedosphere),1.1.1 土壤的定义 人们对土壤概念或定义的认识是一个不断从定性到定量，由不全面到全面的发展和提高过程。 中国：尚书.禹贡（公元前4世纪） 周礼 （公元前3世纪）,1.1 土壤的基本概念,土 “ 万物自生焉则曰土 ”； 壤 “ 以人所耕而树艺焉则曰壤 ”,西欧：1618世纪 Van Helmont（比利时. 布鲁塞尔） 水 + 支撑物 （柳树实验） 泰伊尔（A.D. Thaer） 水 + 腐殖质,19世纪 欧美 李比希 （德国化学家 ） 1840年 矿质营养说 法鲁 （德国地质学家） 李希霍芬（德国地质学家） 拉曼 （德国地质学家） 岩石风化物学说,俄国：19世纪70 80年代 道库恰耶夫土壤发生学创始人 土壤形成因素学说 土壤地带性学说 威廉斯土壤统一形成学说 建立了土壤结构性和肥沃性概念,美国： 20世纪以来，强调土壤的三维空间特性，除肥力之外的多种功能的定量描述。 马伯特 土壤分类模式 詹尼 史密斯土壤系统分类,20世纪下半叶以来： 土壤质量概念的提出 人类对土壤的认识重点： 土壤肥力 土壤环境功能 从全球圈层系统的宏观角度探索土壤圈与各圈层的关系，土壤物质能量循环对全球变化的影响,总结： 土壤的定义 土壤是地球陆地表面具有肥力能够生长植物的疏松层，是独立的历史自然体。 其特征：具有生物活性、孔隙结构； 其功能：有肥力及生产性能, 缓冲与净化功能。,1.1.2 土壤的形成与演化 土壤是成土因素综合作用的产物，在不同时期不同成土环境下有不同的土壤，如图1-1所示。,图1-1 土壤的形成与演化图解, 太古代 元古代：震旦纪； 古生代：寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪； 中生代：三叠纪、侏罗纪、白垩纪； 新生代：第三纪、第四纪 记忆方法 “寒陶志，盆碳叠，三侏白” “寒潮至，盆碳叠，三株白”,龙羊峡、李家峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡、三盛公、三门峡、小浪底,地球陆地表面的土壤经历了从无到有，从简单到复杂，由原始到高级的漫长历史过程。,问题：为什么地球陆地表面最原始的土壤形成与泥盆纪？ 答：低等绿色植物的出现（藻类、地衣苔藓、裸蕨）,裸 蕨,裸 子 植 物,被 子 植 物,1.1.3 土壤剖析 土壤剖面(soil profile)：从地面垂直向下至母质的土壤纵断面。,土层 (soil horizon) A B C R,土壤系统简述（略） 土壤系统是由矿物质、有机质、水分、空气等多相物质和多土层结构组成的复杂并具有活性的物质与结构系统。土壤系统与大气、水、岩石、生物圈和人类智慧圈之间进行物质迁移和能量交换。土壤系统的界面地表清晰，地下逐渐过渡。,土壤圈(pedosphere)是地球表层系统的组成部分，它处于地球表层不同圈层界面及其相互作用的交叉带，是联系有机界与无机界的中心环节。 （圈层示意图）,1.2 土壤圈与全球变化,图1-2 土壤圈在地球系统中的地位示意图,土壤圈与陆地生态系统 土壤圈物质循环是指土壤圈内部的物质迁移转化过程及其与地球其他圈层之间的物质交换过程。,土壤圈环境记录的特性： 广泛性和相对稳定性 综合性和聚集性 滞后性 气相 0.3天30天；液相 3天10年； 固相10年10万年；,对人类社会发展的直接影响包括：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，以此向人类和陆生动物提供食物、纤维物质；土壤形成发育过程可以分解、净化各种污染物，是人类生存环境的净化器，如图1-4所示。,1.3 土壤圈演化与人类社会的发展,图1-4 土壤圈与人类生存发展的关系示意图,土壤肥力(soil fertility)：是指土壤为植物生长发育供应、协调营养因素(水、养分)和环境条件（温度、空气）的能力。 自然土壤和耕种土壤 人类活动的参与：土壤的改良、合理开发利用 土壤退化：土壤侵蚀、土壤风蚀风化、土壤次生盐碱化、土壤污染等,土壤的自净能力 是指土壤对进入土壤中的污染物通过复杂多样的物理过程、化学及生物化学过程，使其浓度降低、毒性减轻或者消失。 物理自净 化学自净 物理化学自净 生物自净 土壤的自净能力是有限的。,土壤地理学是以土壤及其与地理环境系统的关系为研究对象，它是研究土壤的发生发育、土壤分类及时空分异规律，进而为调控、改造和利用土壤资源提供科学依据的学科，是自然地理学与土壤科学之间的交叉学科。,1.4 土壤地理学简介,土壤地理学研究方法：野外观察与定位观测。 分析区域文献资料并通过野外观察对成土环境、土壤剖面及其诊断特性、土壤利用进行研究，运用地理比较法和相关分析法，把握区域土壤地理分异规律，绘制区域土壤图，采集土壤标本、样品。,其他土壤地理学研究方法：实验室化验分析与实验模拟研究法、遥感技术在土壤调查中的应用、数理统计与S-GIS在土壤研究中应用、土壤历史发生研究法。,土壤地理学是土壤科学中发展历史最悠久的一个重要基础性分支学科，它最早可追溯到人类农耕的起始阶段。18世纪以后在西欧逐渐形成了近代土壤地理学。 （自学，写一篇总结提纲或总结表）,1.5 土壤地理学的发展简史,西欧：对土壤科学发展产生了巨大推动作用的土壤地理学派有：以化学家李比希(18031873)为代表的农业化学土壤学派；以地质学家法鲁(17941877)为代表的农业地质土壤学派；以土壤学家库比纳(18971970)为代表的土壤形态发生学派。,俄国：土壤地理学奠基人道库恰耶夫(18461902) 发表了俄国的黑钙土，论述了俄国广阔草原地带一种松软、暗色的富含腐殖质的土壤特征及其空间分布，揭示了土壤发生与成土环境的密切联系，创建了成土因素学说，即土壤是气候、生物、母质、地形和时间等综合作用的产物。,美国：著名土壤学家希拉格德和马伯特是美国现代土壤科学的主要奠基人，后者将俄国的土壤发生学派的主要理论引进美国。,著名土壤学家詹尼(Hans Jenny)对道库恰耶夫的土壤形成因素学说进行了补充修正，于1941年发表了土壤形成因素专著，认为在土壤形成过程中生物的主导作用并不是到处都是一样的。,美国学者史密斯认为：土壤是成土因素综合作用的产物，只要成土因素相同，则形成的土壤也相同；只要土壤相同，则土壤性质也相同；按土壤性质分类土壤，将发生理论作为选择土壤分异特性的参考。提出了诊断层与诊断特性的概念，并建立了标准化、定量化的美国土壤系统分类体系(Soil Taxonomy) 。,中国：中国古代土壤科学不仅起源早，而且土壤观察记载详尽。中国近代土壤地理学的发展缓慢，1930年之后受欧美土壤学理论的影响，开展了中国境内的土壤调查研究；20世纪50年代受道库恰耶夫土壤发生学派影响，开展土壤地理发生学研究；近年来中国土壤地理学研究正向标准化、定量化和国际化的方向发展。,当今土壤地理学的发展趋势为： 1.重视土壤圈物质循环及全球土壤变化； 2.土壤资源持续利用研究得到重视； 3.世界土壤资源参比基础和土壤信息系统的研究不断加强； 4.土壤退化的形成机制和监测对策； 5.土壤地理学研究内容日益扩展； 6.加强与发展土壤地理学基础性理论研究。,