土壤地理学chapt-04-1土壤类型.ppt

教学重点,掌握中国主要土壤类型的形成条件、主导成土过程、诊断层及诊断特性。,第4章 土壤类型,第4章 土壤类型,4.1 冻土 4.2 灰化土 4.3 弱淋溶土 4.4 淋溶土 4.5 富铝土 4.6 钙积土,4.7 荒漠土 4.8 盐渍土 4.9 湿成土 4.10 高寒土 4.11 变性土 4.12 初育土 4.13 人为土,4.1 冻土,冻土是指地表至100cm范围内有永冻土壤温度状况（年均土温0），地表具多边形土或石环等冻融蠕动形态特征的土壤。包括冰沼土和冻漠土。,一、地理分布,冰沼土,冻漠土,冻土分布于高纬度地区和高海拔地区 冰沼土北极圈以北的北冰洋沿岸地区； 冻漠土我国青藏高原和其它高山地区。,二、成土条件：,1、气候 2、植被 3、地形和母质,1. 气候：低温、高湿,1）气温：冰沼土分布区属苔原气候，年平均温在0以下，7月份平均温度不超过10(森林线)。高山冻漠土年均温-412，有高山苔原分布。 2）降水：降水很少，但气温低，蒸发量小，长期冰冻，土壤湿度很大，经常处于水分饱和状态。 3）夏季土壤-母质融化,2. 植被,冰沼土区: 以苔藓、地衣为主组成的苔原植被，草本和灌木很少，是世界各自然带中年有机质产量最少的。,冻漠土区: 草本植物、垫状植物和地衣。,3. 地形和母质,1）地形：冰川地形。 2）母质：差异较大。,三、成土过程,以缓慢的物理风化为主，生物、化学风化作用非常微弱。元素迁移不明显，粘粒含量少，普遍存在着粗骨性(特征)。矿物处于初期风化阶段。,A冰沼土成土过程,夏季：永冻层以上解冻，由于永冻层阻隔，融水渗透不深，致使永冻层以上土层水分呈过饱和状态，而形成活动层，若永冻层倾斜，则形成泥流。,1）冻融过程（季节冻融）,冬季：地表先冻，对下面未冻泥流产生压力，使泥流在地表薄弱处喷出而成泥喷泉。因下渗较弱，泥流、泥喷泉与上下层物质混合，土壤剖面分化不明显，但在南缘永冻层较深，水分下渗较强处，剖面层次分化较好 。,由于低温，蒸发量小，地势低平处排水不畅，土壤水分经常处于饱和状态，虽然有机质形成数量不多，但在低温嫌气条件下分解缓慢，表层常有泥炭化或半泥炭化的有机质积累。 （泥炭层）,2）泥炭化过程,由于土壤水分经常处于饱和状态，矿物质处于还原状态，铁、锰多被还原为低价状态，形成一个黑蓝灰色的潜育层 。,3）潜育化过程,B冻漠土成土过程,白天地面增温，表土融化，水分蒸发；夜间表土冻结，下层的水汽向表面移动并凝结，增加了表土含水量，反复融冻和湿干交替作用，促进了表土海绵状多孔结皮层的形成。另外，暖季白天表土融化和夜间冻结都是由地表开始逐渐向下增温或减温，且总是大致平行于地表，往往形成表土龟裂。,1）冻融过程（昼夜冻融）,高山冻漠土分布区降水较少，土壤淋溶弱，剖面中往往有石膏、易溶盐和碳酸钙累积，致使土体呈碱性，表土结皮和龟裂等,2）盐积过程,总之，冻土成土年龄短，具原始土壤特征。,四、主要性状:,1、诊断层和诊断特性 2、形态特征 3、理化性质,1.诊断层和诊断特性,永冻土壤温度状况：土温常年0 多边形土、石环状等冻融蠕动形态特征.,2.形态特征,土体浅薄，厚度一般不超过50cm，由于水分状况差异，冻土的两个土类在剖面构型上有着明显差异：,钙化母质层,易溶盐聚集层,腐殖质层,泥炭层,滞水潜育母质层,有机质层,多孔结皮层,3.理化性质,有机质含量不高，腐殖质含量为10-20克/kg且结构简单，70%以上是富里酸，呈酸性或碱性反应，阳离子代换量低，土壤粘粒含量少，淋失非常微弱，营养元素贫乏。,五、分类,分布：又称苔原土，分布于极地苔原气候区和我国黑龙江北部。,1. 冰沼土,特征：常湿土壤水分状况，潜育暗色表层。土层浅薄，剖面由泥炭层和潜育层组成。有机质含量低，阳离子代换量低，微酸性至酸性反应，营养缺乏。,分布：包括高山荒漠土和高山寒冻土。主要发育在我国青藏高原等高山区冰雪活动带下部，一般4000米以上。,冻漠土特征： 1）干旱土壤水分状况，淡色表层。 2）土层浅薄，石多土少，剖面发育弱，剖面构型为J-Ah-Bz-Ck型。 3）冻漠土有机质含量低，易溶盐、石膏明显富集在地面结皮内，而碳酸钙则多在剖面的下层，表层的细土多被风吹失，亚表层粘粒含量相对增高。,2. 冻漠土,冻土由于热量条件差，再加养分贫乏，故开发利用价值不大。冰沼土养鹿业 （地衣）。,六、利用与改良,4.2 灰化土 （寒带森林土壤）,灰化土是指具有灰化淀积层的土壤。 我国没有典型的灰化土，面积也较小，只在大兴安岭北端与青藏高原某些高山、亚高山垂直带中有所发现。,一、 地理分布,灰土广泛分布于北半球高纬度地区，即寒温带针叶林气候区。在欧亚大陆北部和北美大陆北部呈现纬向地带性分布。在中国，灰土分布区相对较小，灰土主要集中分布于大兴安岭北端。,二、成土条件,1、气候,灰化土分布在寒温带湿润气候区，其南界大致与北纬50°线相当。气候特点是冬长而寒冷，气温的季节变化很大，降雨集中在夏季。 灰化土分布区年均温和年降水量自西向东递减。 降水量虽少，但低温冬冻，积雪厚，蒸发少，永冻层广布，地表水分充足，利于淋溶和潜育作用进行。,2、植被,以针叶林为主。 由于土壤冻结期长，针叶林下光线不充足，致使林下草本植被稀少，地被植物多数是苔藓、地衣或蕨类等低等植物，林下亦常常引起沼泽化现象。,3、地形和母质,地形多为山地、丘陵或平原，一般坡度较平缓。 母质多为更新世冰川沉积物，还有砂岩、泥岩、黏土及石灰岩风化物，在我国亦有母质为火山灰的。,三、成土过程,1、主要成土过程灰化过程,灰化淋溶层白色片状结构或无结构（粉末状二氧化硅的残留）。 灰化淀积层红棕色或红褐色（铁铝氧化物及腐殖质的淀积）,2、其它成土过程,潜育化过程：在淀积层以下，由于通气不良，有可能有带灰白色或灰绿色的潜育层的形成。,腐殖化过程：在灰化淀积层形成的同时，土壤表层还进行着腐殖化过程。,四、主要性状,1、诊断层和诊断特性,灰化淀积层是灰化土的诊断层,表层为暗色凋落物层（O） 腐殖质层（Ah） 灰化淋溶层（E） 灰化淀积层（Bsh），呈黄棕色（铁锰胶膜、硬磐、铁磐）,2、形态特征,3、理化性质,1）表层有机质含量高，可达400g/kg以上，向下锐减。 2）土壤呈强酸性反应，pH常低于5.5或5.0。 3）交换性酸量较高。 4）阳离子交换量低。 （保肥能力差） 5）整个剖面中各种氧化物均有明显的流失。 6）粘粒含量从表层向下明显增高。,五、分类,灰土可划分为：腐殖灰土和正常灰土两个亚纲（依据Bsh层中有机碳的含量）。,六、利用与改良,世界上灰化土区大多为天然林地，作为森林用地、牧地、干草地和种植农作物。中国灰土区属于重要的原始林区。由于气候冷湿，强酸性，结构差，植物养分缺乏，肥力低，一般不宜大面积农用 。,4.4 淋溶土 （温带森林土壤）,淋溶土是指湿润土壤水分状况下，石灰充分淋溶，具有明显粘粒淋溶和淀积的土壤。 包括的土类有暗棕壤、棕壤、黄棕壤和白浆土等。,一、地理分布,淋溶土广泛分布在温带、暖温带和北亚热带湿润气候区。,大致分布于南起大巴山和长江，北跨山东半岛和辽东半岛，直达东北地区的大范围内。,二、成土条件,1、气候,温带、暖温带以及北亚热带湿润季风气候区，由于淋溶土分布区南北跨度大，各土壤类型的气候存在着较大的差异，除黄棕壤外，都有不同深度的冻层。,白浆土、暗棕壤（温带）分布区，冬季寒冷干燥，土壤冻层深，表层冻结时间150天左右。棕壤（暖温带）分布区夏暖多雨，冬季寒冷干燥，季节冻层较浅。黄棕壤分布区气候属暖温带向亚热带过渡区 。,2、植被,白浆土植被以喜湿性植物种类为主，主要是草甸和草甸沼泽类型的草本植物，木本植物以喜湿性的落叶松、白桦、水曲柳最常见。,暗棕壤针阔混交林 棕壤落叶阔叶林 黄棕壤落叶阔叶与常绿阔叶混交林,3、地形和母质,白浆土在地形上主要处于低平原、河谷阶地、谷地。母质多为河湖相沉积物。 其他土类所处地形主要为中、低山及丘陵，母质为残积物、坡积物等。,三、成土过程,1、黏化过程 （暗棕壤、棕壤、黄棕壤）,粘化层的厚度自高纬度向低纬度逐渐增厚。粘粒形成同时，铁、锰释放，亚铁化合物因氧化而淀积，并以棕色胶膜形态包被于土粒或结构体表面，使土体呈棕色，这种颜色由高纬向低纬越来越鲜艳、醒目。,由于淋溶土分布南北跨度大，水热条件差异较大，风化、淋溶作用自北向南增强，各土壤类型的粘化作用方式、粘化强度等都有差异，主要表现有下列几点： 1）土壤酸碱度和盐基饱和度的差异 （ 下降 ） 2）粘粒在剖面中的差异 （下移的量和深度增大） 3）铁、锰氧化物在剖面中的差异 （铁锰活性增强）,暗棕壤、棕壤、黄棕壤之间的差异？,白浆土的特殊性：白浆化过程（隐域性）。,2、腐殖化过程,淋溶土分布区植被以森林和草甸沼泽为主，生物量大，每年可生产较多的凋落物，腐殖质累积显著。,四、主要性状,1、诊断层和诊断特性,淡色表层或暗色表层，粘化层， 中度至高度的盐基饱和度。,O层：凋落物层 Ah层：腐殖质层 Bt层：粘粒多的棕色淀积层,2、形态特征,3、理化性质,1）有机质含量较高，微酸至酸性。 2）盐基饱和度高，交换性阳离子以钙镁为主，铁铝在剖面中有较明显的累积趋势 。 3）粘粒含量高，有棕色胶膜。,五、分类,1、暗棕壤,分布于中温带湿润气候区。 湿润土壤水分状况和冷性土壤温度状况，饱和厚暗色表层和饱和硅铝层，呈中性至微酸性。 厚层凋落物层，一般有 4-5厘米厚，腐殖质层颜色较浅，呈棕灰色，厚度约8-15厘米。淀积层呈棕色，有铁锰胶膜。,4、白浆土,在欧洲集中分布于温带海洋性气候区，在我国分布较广，多同其他三种淋溶土构成复区分布。 温带湿润土壤水分状况，具有漂白层和黏磐层。 剖面分化明显。,图4-14 淋溶土各土类之间的相互关系,六、利用与改良,暗棕壤是我国最重要的木材产地之一，主要发展林业，适种大豆、玉米等作物，并发展养蚕和果树业，林下水湿条件好的地方适栽人参。 棕壤自然肥力高，平地丘陵适种棉花、花生、高梁、大豆、玉米等，山区宜发展林业、桑蚕和果园。 黄棕壤丘陵区可种茶、桑、发展果园；平缓丘陵区适种稻、麦、棉和油料等。 白浆土适种大豆、玉米、小麦、水稻，低产田。,4.5 富铝土 （热带、亚热带森林土壤）,在热带和亚热带湿润气候条件下，土体中的铝硅酸盐矿物受到强烈水解，脱硅富铝化所形成的土壤，其中氧化铝的稳定性最强，因而称之为富铝土。 包括的土类有：砖红壤、砖红壤性红壤、红壤和黄壤等。,一、 地理分布,富铝土广泛分布在亚热带和热带地区。,富铝土在我国主要分布于南方热带、亚热带地区，大致北起长江两岸，南至南海诸岛，东起台湾、澎湖列岛，西达云贵高原及横断山脉。,二、成土条件,1、气候,高温多雨，年降水量为1200-2500毫米，年平均气温为15-28。在我国分布于亚热带、热带季风气候区，表现明显干湿季交替的特点 。,2、植被,砖红壤热带雨林或季雨林 砖红壤性红壤南亚热带季雨林 红壤常绿阔叶林 黄壤亚热带常绿阔叶林，常绿-落叶阔叶混交林,3、地形和母质,富铝土分布区的地形以山地丘陵为主，成土母质为各种酸性和基性岩，并以富铝风化壳为主。,砖红壤和砖红壤性红壤主要分布于丘陵台地及平缓低地，淋溶作用强烈。砖红壤在玄武岩等铁质富铝风化壳上较易发育，砖红壤性红壤在花岗岩等硅铝质富铝风化壳上较易发育。 红壤多分布在高丘及低山地区，起伏稍大，常见母质为第四纪红色粘土和砂岩等硅铁质和硅质富铝风化壳。 黄壤常见于海拔高达8001000米的山地上，常见母质为砂岩和花岗岩等硅质和硅铝质富铝风化壳。,三、成土过程,1、脱硅富铝化过程,高温多雨的气候条件下，硅酸盐类矿物强烈水解。 铁铝层（暗红色至黄棕色）,2、生物富集过程,富铝土分布区植物生长量大，残体的转化也极迅速，营养元素的生物小循环周期短，生物自肥能力较强。但营养元素不是固定保持在土壤里，而处于不断循环过程中，一旦植被受到破坏，将会引起强烈的水土流失，土壤肥力就会明显下降。在植物分解过程中，鲜叶中含量较多的钙、镁、氮、硫等元素不断淋失，而鲜叶含量较少的铝、铁、硅等则相对累积，这就加深了对土壤富铝化作用的影响。,所以，脱硅富铝化作用和强烈的生物富集作用是富铝土形成的统一而不可分割的两个过程。,四、主要性状,1、诊断层和诊断特性,中度以上的富铝化特征的土层，我国称为铁铝层，美国称氧化层。,富铝土土层一般较深厚，2-3米以上，层次分异虽不太明显，但仍能划分出剖面层次。 （铁铝层厚度在30cm以上）,2、形态特征,3、理化性质,1）物理性质 孔隙度较高，透水性较好，能容忍较大的降水强度，但受到雨水溅击作用，孔隙渗透速度将明显下降。,2）化学性质 酸性反应：全剖面呈酸性反应，pH值4.5-6.0,五、分类,1、砖红壤,热带雨林, 我国分布区在北纬22°以南，是富铝化程度最高的一种土壤，一般都有2-3米的红色风化层，铁铝高度富集，粘土矿物以高岭石、三水铝石和赤铁矿为主，富铝层较发育，呈暗红色或黄橙色，棱块状结构，有清晰铁胶膜，常见铁结核，甚至出现铁磐层，淋溶作用较强。,小,大,湿,风化 度,黄壤,砖红 壤,红 壤,砖红壤性红壤,六、利用与改良,我国富铝土处于热带、亚热带湿润气候条件下，水热充沛，生物资源丰富，是我国热带亚热带林木、果树和粮食作物的重要生产基地。区内人口密集，还有1/4的土地未利用，开发潜力大。但由于地形起伏，降水强度大，开垦利用中稍有不慎就会引起严重的水土流失并致使土壤性状恶化 。,4.6 钙积土,钙积土是指碳酸钙在土壤剖面中明显累积的土壤（钙积层）。 包括的土类有黑钙土、栗钙土、灰钙土、棕钙土和黑垆土等。相当于美国土壤分类的软土纲和干旱土纲，中国系统分类中称均腐土、干旱土 。,一、 地理分布,钙积土主要分布温带、暖温带半湿润、半干旱向干旱气候过渡区。,我国钙积土主要分布在东北西部、内蒙、宁夏、甘肃、新疆等地。,二、成土条件,1、气候,年降水量比较少，降水年变幅大，区域内分布不均匀，季节性干旱明显，干燥度越向大陆中心越大。年降水量不足是钙积土的普遍现象。,2、植被,3、地形和母质,地形以平原、高原、台地、阶地为主，母质以黄土状沉积物为主。,三、成土过程,1、腐殖质积累过程,钙积土中腐殖质积累主要靠草类地下发达的根系和残体的分解。年复一年腐殖质积累，土壤表层的颜色越来越变黑，形成明显的暗沃表层。,2、钙积过程,钙积层,四、主要性状,1、诊断层和诊断特性,具有暗沃表层，剖面中具有钙积层，有的还有盐化层、碱化层以至石膏层。,有明显的腐殖质层（Ah）和钙积层（Bk），剖面层次十分明显，土体构型为 Ah-Bk-C型。,2、形态特征,Bk,3、理化性质,一般具有石灰反应，易溶盐含量较少，pH8.0以上，盐基饱和度高（Ca2+），有机质含量自表层向下逐渐减少，颜色也相应地变淡。,五、分类,1、黑钙土,2、栗钙土,3、棕钙土,4、灰钙土,分布：荒漠草原区地带性土类，世界各大陆上都有分布 特征： 1）具有石灰性反应； 2）薄层腐殖质层，浅棕色，Bk层灰棕色，有CaCO3积累，底层有石膏与盐分累积。,结皮层,5、,有机质少,有机质多,钙化强,钙化强,灰钙土,黑钙土,栗钙土,棕钙土,黑垆土,钙积土各土类的相互关系,六、利用与改良,钙积土地区普遍降水不足，干旱和风沙侵蚀比较严重，农业区应注意培肥土壤，营造防护林，防止风沙侵蚀，牧业区应防止过渡放牧，防止土壤和草场退化，注意合理放牧，建立放牧良好制度，改良和恢复草场。充分利用地表水，积极开发地下水源，发展灌溉是解决水分不足的重要途径。在灌溉时应注意技术和方法，防止土壤盐渍化 。,黑钙土区较湿润，应以农为主 栗钙土区较干旱，生长优良牧草，是我国主要马、羊畜牧业基础 灰钙土区较栗钙土干旱，半农半牧区（灌溉） 棕钙土更干旱，主要适于畜牧业，有灌溉的地区可发展小面积农耕 黑垆土农耕历史悠久，是主要油粮基地,4.3 弱淋溶土,弱淋溶土是指石灰质在土壤剖面中发生淋溶与累积、并伴随有粘粒的形成与淀积的土壤。 包括的土类有温带的灰色森林土、褐土、灰褐土和热带的燥红土等 。,一、 地理分布,弱淋溶土主要分布半湿润、半干旱地区。,我国弱淋溶土主要分布在东北、西北和华北地区，大致由东北向西南方向延伸。,二、成土条件,1、气候,弱淋溶土分布于温带、亚热带和热带地区，气候类型多样表现出季节性干旱，具有半湿润和半干旱的气候特征。由于降水量不多，碳酸盐类（钙、镁）的淋溶都不深 。,2、植被,植被类型必然也是多样的： 灰色森林土发育于温带森林草原或森林向草原过渡地区，自然植被以落叶阔叶林为主。 褐土分布区自然植被为常绿硬叶林、灌丛和森林草原，我国褐土地带的植被为中生夏绿阔叶林与灌丛。 灰褐土分布区自然植被主要有白桦、云杉、油松等。 燥红土分布区热带稀树草原或热带稀树灌丛草原。,3、地形和母质,弱淋溶土在我国多分布在山地、山丘或者丘陵地带中，燥红壤所在地形为山坡地、河谷地或海岸阶地。母质类型多样。,三、成土过程,弱淋溶土的降水量介于淋溶土和钙积土之间，有着比淋溶土较弱的淋溶作用和比钙积土较弱的钙化作用，弱淋溶土兼有淋溶土和钙积土的形成特点，因此有些分类将弱淋溶土归入淋溶土纲、钙积土纲或富铝土纲 。,由于弱淋溶土分布范围广，气候类型多样，植被类型复杂，水热环境差异较大，弱淋淋溶土中各种土壤类型的形成亦有差异 。,地中海式气候区（褐土）：夏热干燥而冬暖降水，有利于岩石风化、粘化层的形成和碳酸盐类的淋溶，由于降水量不很多，一年中有明显的干旱季节，碳酸钙的淋溶都不深，在一定深度形成钙积层和粘化层。呈中性至微酸性。,灰色森林土的形成过程：在半湿润冷凉条件下，腐殖质化过程较强，腐殖质层深厚。剖面中有SiO2粉末或在A层下有漂白层（E），E层以下往往有含较高盐基和大量硅酸盐粘粒淀积的Bt层，但剖面中无钙积层，呈酸性反应 。,灰褐土形成过程：灰褐土是灰色森林土和褐土之间的过渡类型，在形成上具有褐土的粘化、钙积作用，又具有灰色森林土的腐殖质累积过程，剖面呈中性至微碱性 。,燥红土形成过程：在干热条件下，矿物风化程度低，脱硅富铝化作用不明显，淋溶作用不强，粘粒表面上有氧化铁富集，表层常有石灰反应，但没有钙积层，呈微酸性至中性反应等 。,四、主要性状,1、诊断层和诊断特性,具有干润土壤水分状况，暗瘠表层或淡薄表层 ，有粘化层，有或无游离碳酸钙，多数土壤ph7，阳离子交换量和盐基饱和度较高。,剖面层次分异不很明显，A层多为灰褐或褐色厚薄不一的腐殖质层，B层粘化层不很明显，但质地较表层和母质层粘重，在一定深处有钙积层（Bk），土体构型一般为A-B-C型,2、形态特征,3、理化性质,1）有机质含量多在20g/kg以上，高的可达130-170g/kg，腐殖质组成中一般以胡敏酸为主。 2）阳离子交换量较高，盐基饱和度较高，以钙、镁为主。 3）土壤质地多在粉壤土与粘壤土之间，心土层粘粒含量比表土层和底土层高，表现出弱粘化淀积作用，剖面中各层化学组成差异不明显。,五、分类,1、灰色森林土（灰黑土）,分布：前苏联分布最广，北美北部。我国主要分布于大兴安岭中部300-1100m，也是新疆阿尔泰山和准噶尔盆地以西山地（1200-2500m）分布最广泛的森林土壤。,2、褐土,分布：地中海式气候分布区，我国华北平原、汾河谷地、关中盆地、冀北山地、晋中和晋南山地以及鲁中山地。,3、灰褐土,分布：我国的内蒙古的大青山-乌拉山、贺兰山、天山南北坡及帕米尔、西昆仑山等山地。,4、燥红土,分布：热带沙漠边缘地区，我国主要分布在云南南部的金沙江、红河、怒江等河谷和海南岛西部，因具焚风效应等特殊气候影响而成。 特征：热或极热土温状况，暗色或淡色表层，层次分明。,六、利用与改良,灰色森林土：多分布于山地，土壤肥沃，宜发展林业。 褐土：宜于旱作。 灰褐土：多分布于山地，宜发展林业。 燥红土：地处热带，宜发展热带作用，在解决灌溉问题的地方可发展水稻等。 弱淋溶土存在的主要问题是干旱缺水，兴修水利发展灌溉，增加有机质，植树造林，水土保持，因土制宜是主要改良方向。,