2019土壤地理学课件第九讲.ppt
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1、土 壤 地 理 学,第 九 讲 2010,11,29,内 容,1.山地与我国山地 2.高山土壤高山寒漠土、高山草甸土、高山草原土 3.半水成土壤-草甸土 4.水成土壤-沼泽土、泥炭土 录像片:美丽中国西藏,主要问题,1.高山土壤形成气候条件的特点 2.高山土壤形成过程特点 3.高山土壤主要理化性质 4.高山土壤主要类型及其特点 5.什么是水成土、半水成土 6.草甸土及其在系统分类中的地位,1.山地与我国山地,山地是指生成于地壳强烈隆起地区具有尖锐山顶、急陡的山坡(大于25度)、和低缓山麓的高地,其高度和起伏较大。(根据刘南威,2001) 广义的山地包括高原、山间盆地和丘陵;狭义的山地仅指山脉及
2、其分支(王明业等,1988),丁锡祉和郑远昌认为,相对高度在500 m以上的区域都为山地(1986) UNEPWCMC对山地的定义。该定义的山地包括4类区域:(1)海拔在3001000 m之间,但相对高度在300 米以上的区域;(2)海拔在1000 1500 m之间,但坡度在5度以上或相对高度在300米以上的地区;(3)海拔在15002500 m之间,但坡度在2度以上的地区;(4)海拔大于2500米的所有地区。根据这一定义,海拔在2500 m以下、没有坡度或相对高度小于300 m的地区不属于山地(2002),地球陆地表面约22 (总面积为3581000000平方公里 )是山地, 生活的人口为7
3、2亿(UNEPWCMC,2002),按照丁锡祉等(1986)的定义,我国山地面积达651000000平方公里 ,约占国土总面积的677(包括高原和丘陵)。 按照20世纪80年代的统计,我国山区的人口约44亿,占当时农业总人口的447,我国山地的划分(刘南威等2001),1.极高山:大于5000米。大致与现代冰川和雪线相符合 2.高山:3500-5000米。3500米以上,冻融风化作用强烈,山坡陡削,堆积物粗大。在我国西北地区为森林上限,3.中山:10003500米。我国东部山地大部分在1000米以下。1000米以下气候温和湿润,流水作用强烈,有明显的切割 4.低山:5001000米。,我国山地
4、概况,1.东北部:大兴安岭、长白山、千山,海拔10002000米,2。华北北部:阴山-燕山,海拔10002000米 3.中部秦岭-淮阳山地:迭山、岷山(甘肃、四川,40005000米)-伏牛山(河南,1000-2000米)-淮阳山地(500-1000米)-江淮之间张八岭(100300米)。这是我国南北重要分界线,4.山东丘陵:大部分海拔200500米。个别山峰超过1000米,如泰山、崂山等 5.华南和东南沿海:很少超过1000米,但武夷山达到2458米。台湾山地一般30003500米,玉山3950米,6.西北:天山是亚洲最大的山系。海拔一般30005000米。阿尔泰山最高峰4556米。贺兰山和
5、六盘山是我国北部近南北向的山地。海拔2000米以上,7.湖北西部和云贵山原是我国东南低山丘陵向西南高山、高原过渡地区,海拔10002000米 8.青藏高原海拔3000米以上。,我国主要高山土壤垂直带谱,我国最美的十大名山,1.南迦巴瓦:7782米。“云中的天堂” 2.贡嘎:“风停止了脚步” 3.珠穆朗玛:“心灵的守卫” 4.梅里:“雪神的仪仗队”。13座山峰一字排开 5.黄山:“上帝的盆景”,6.稻城三神山:“香格里拉的地标” 7.乔戈里:中巴边境。“遥远的秘境” 8.冈仁波齐:西藏南部。“众神的居所” 9.泰山:“华夏的图腾” 10.峨眉山:从盆地升向天堂“,2.高山土壤,指主要分布在青藏高
6、原及其外围山地森林郁闭线以上或无林高山带的一系列土壤类型。,9.2.1 形成条件 1)气候条件: (1)太阳辐射强,日照充足。 (2)热量低,气温年较差小,日较差大。 (3)冷暖干湿季节变化明显 (4)干冷季长(12月到翌年5月),暖湿季短(6月至9月)。 (5)风大,2)植被 (1)嵩草高寒草甸 (2)多年生丛生禾草、根茎苔草和小半灌木、高寒草原。 (3)垫状小半灌木、高寒荒漠 (4)垫状草本或灌木,高山垫状植被。 植被特点:生长期短、生物量低、草丛低矮。,9,2.2 形成过程特点 1)有机质积累量低。腐殖质作用弱,分子量较小,富里酸占优势。 2)生物和化学作用弱。,3)矿物化学分解程度低,
7、原生矿物保存较高,粘土矿物只发展到水化与脱钾阶段 4)冻融过程: (1)冻结力使土壤颗粒牢固胶 (2)冻土构造,如整体状、粒状、层状等 (3)冻胀力而形成的膨胀性,使土壤形成多边形土、石环、石带等地面形态。,(5)土壤内部元素移动与积聚不活跃 (6)成土年龄轻 (7)多元发生特点青藏高原隆起、冰川作用、土壤发育从暖湿成土周期到干冷成土周期的更替。,9,2,3 基本理化性状 1)有机质变化较大,115。 2)粘土矿物以水云母、绿泥石为特征。 3)土壤结冻期长,土温低。 4)质地轻,含砾石。 5)侵蚀与薄层性。,9.2.4 高山土壤主要类型及其特点 1)高山寒漠土(alpine frost des
8、ert Soil): 高寒干旱条件下形成的土壤,其草本植物随雪线的高低变化而异,也因山体坡向雪线高低不同。 分布区气候寒冷,多大风,年平均气温-4 -12,年降水量400700 mm,,寒冻风化严重,山体陡峭,岩石坠落,融冻石流发育,基岩裸露。细粒物质少。母质稳定性差。 植被覆盖度不足12,土壤发育微弱,剖面分化不明显,通体粗骨质,受冰冻影响,形成微量片状结构。,土壤有机质含量少,化学分解低,活性酸含量极低。 中性至微碱性反应。 土壤质地较粗,砾石含量很高。 粘土矿物以水化程度低的水化云母为主,伴有高岭石、蒙脱石和绿泥石等。,青海贵德县 高山寒漠土,分布在海拔4000-5000米的高山地段,
9、寒冷气候条件下发育而成的粗骨质性土壤,成土年龄最短,表层45厘米为碎石砾,以下为基岩,植被稀疏,地表有少量苔草、嵩草和地衣等耐寒的高山植物,覆盖度为l一5 ,农牧业尚未利用,2)高山草甸土(alpiue meadow Soil) 森林线以上,高寒矮生嵩草草甸下形成的土壤。主要分布在海拔25005500 m的高原面。 平均温-2 -6 ,年降水量300600 mm,多为固态水,全年大部分时间处于夜冻昼融状态。,母质为冰渍物、冰水沉积物、残积物、残积坡积物. 植被以蒿草、线叶蒿草为主的垫状植物和高山矮草草甸。,土壤粗骨性很明显。 有机质不易分解,有明显的泥炭化有机质累积过程、冻融滞水氧化还原过程,
10、以及弱风化淋溶过程 土壤发育表现出幼年性、粗骨性和薄层性。,腐殖化较弱,矮蒿草根系90集中于010 cm,以半分解形态甚至原形保留下来,并与活的根茎交织,形成紧实的毡状草皮层;稍淡,故称草毡土。 一般均已淋洗脱钙,pH67.0,呈中性反应,盐基饱和度较高.,3)高山草原土(alpine steppe Soil) 森林线以上,针茅等旱生植被下形成的土壤,这种土壤无草毡、草皮层,但有浅薄的灰棕色腐殖质层,向下有不明显的钙积B层。主要分布在藏北中部和定日以喜马拉雅山山前,海拔一般44005200 m,年平均气温0.5-5;年降雨300 mm左右,干旱多风。,在干寒的气候条件下生长着芨芨草、固沙草、羊
11、茅等矮生稀疏草丛和以紫花针茅、狐茅为主的高山草原植被,盖度3050。,土壤主要特征,1)团块状结构,剖面下部颜色较浅,全剖面含砾石。 2)钙积层不明显。 3)有机质含量低,腐殖质层厚度一般小于20 cm,pH89,全剖面呈碱性反应,粘粒少而砾石多。 4)化学风化弱,粘土矿物以水云母为主,伴有高岭石、蒙脱石和蛭石。,高山草原土和高山草甸土分布,9,2,5 系统分类中的高山土壤 高山草甸土 1)草毡寒冻雏形土高寒草甸植被 2)暗沃寒冻雏形土高寒灌丛植被,高山草原土 1)钙积寒性干旱土紫花针茅草原 2)粘化寒性干旱土有粘化层 高山荒漠土石膏寒性干旱土,高山土壤最新研究,1.五台山高山带植被对气候变化
12、的响应 研究近20年来气候变暖对高山植被的影响。高山草甸和林线过渡带的某些植物种向上爬升的趋势与同期区域气温升高密切相关。草本群落及其特征种沿垂直梯度的爬升与五台山高山带近年来的增温趋势相符合,表明高山带植被对气候变暖的响应较为敏感,可作为气候变化的指示体。,2.高山树木年轮的研究 树木年轮宽度序列分析和响应函数表明夏季降水对五台山的高山带木本植物生长有较大影响。夏季温度较高,冻土融化,提高了降水的利用效率,促进了树木生长。根据树轮宽度指数与7月份降水量的相关关系,可以重建20世纪五台山地区7月份的降水量。 五台山20世纪20年代、30年代中期至40年代是相对比较干旱的时期,30年代初期和50
13、年代是相对湿润期,近年来,降水量有下降趋势。,3. 高寒草地地下生物量的研究,西藏那曲地区地下生物量主要分布在OlOcm深的土层中。 矮嵩草草甸的地下生物量为249048gm ,在010cm 土层中分布约占地下总生物量的88O8,1O20cm土层中的地下生物量约占lO85 %,2O30cm 土层中的生物量约占1O7 %。 藏北嵩草草甸的地下生物量为1004864gm ,在0lOcm 土层中分布约占地下总生物量的7684 %,1020cm,2O30cm 的土层中的地下生物量分别占地下总生物量的1823% 和493% 。(鄢 燕等,2005),4.高寒草甸土壤有机碳储量及其垂直分布特征,青藏高原高
14、寒草甸土壤贮存有巨大的根系生物量(2354460 kg/ ha-27947 kg/ ha)和土壤有机碳(2152 GtC): 自然土壤表层(010 cm)储存了整个剖面土壤有机碳总量的30 左右 高寒草甸土壤的有机碳平均储 存量231700kgC/ha (0-60 cm)较相应深度的热带森林土壤、灌丛土壤和草地土壤的有机碳贮存量高约15倍多。,5.高寒草甸土地退化及其恢复重建对土壤碳氮含量的影响,由于土地退化而造成的土壤(020 cm层)碳氮丢失量分别为380 kg/平方米 和0199 kg/平方米,即高寒草甸土地退化导致020cm土壤层中5087的有机碳和3075的氮流失 重度退化地相比,除
15、翻耕单播处理外,其它恢复重建措施均能部分恢复系统的碳氮含量,将重度退化地进行自然恢复或松耙混播重建多年生植被可以作为系统固定碳(碳汇)的一个途径,6.开垦对高寒草甸土土壤有机碳的影响,高寒草甸土开垦后土壤有机碳的变化主要发生在010cm 土层。土壤中SOC(有机碳)、LFOC(轻组有机碳)和HFOC(重组有机碳)呈下降趋势,至20年时分别下降了105、267 、81 ,主要原因为当地较为强烈的风蚀作用、耕作侵蚀和开垦加剧了表层(0lOcm)土壤有机质的氧化分解,表层土壤中的粗有机物质在降水淋溶作用下。在土体下部重新淀积,7.青海三江源区植被退化对 土壤养分和微生物区系的影响,随着三江源地区天然
16、草地植被退化,土壤有机质含量急剧下降,退化高山草甸土的有机质平均含量为1485gkg-1,较天然高山草甸土的平均含量降低543,其他养分含量也有不同程度的降低,土壤养分状况明显恶化不同类型植被下土壤微生物区系特征变化显著,退化高山草甸土的细菌、真菌、放线菌(GA)平均数量分别较天然高山草甸土降低658、466、573,8.西藏土壤盐基元素的地球化学特征 张宗锦, 2004 ,四川农业大学 根据西藏16个土类139个土壤骨干剖面489层的分析资料,按钙质土和非钙质土两大系列,将风化淋溶系数和成土富集系数相结合,引入剖面聚积指数概念,探讨土壤盐基元素Ca、Mg、K、Na的含量 9.西藏土壤有机质和
17、氮磷钾状况及其影响因素分析 高丽丽, 2004 ,四川农业大学 根据西藏土壤普查汇总的16个土类168个剖面676层土样的分析资料,研究西藏土壤有机质和氮、磷、钾的状况及其影响因素。西藏高山土壤(占总面积的82.6)有机质积累的变化,反映青藏高原土壤有机质的水平地带性的特征,10.长白山高山冻原生态系统养分生物循环研究,魏晶, 2005 - 中国科学院生态环境研究中心 探讨了碳、氮、硫、磷4种元素在长白山高山冻原生态系统植被-凋落物-土壤系统间的转移特点与规律.,关于极地土壤,極地為位置地球兩極附近的地區。北極和南極為其中心地;北極的北冰洋和南極的南極大陸皆被大量的冰層包圍. 氣候的特征為其寒
18、帶氣候、非常低的溫度、大量的冰川和極不平均的日照時間;夏天沒有日落,冬天中期沒有日出。,北极植物,灌木为越桔、极柳、多瓣木等,草本除苔草属和禾本科之外,多数是双瓶梅、草莓、日本葶苈等属。南极的植物,除亚寒带的植物外,尚有(蔷薇科)、(伞形科)、(十字花科)、(石竹科)等,极地土壤类型,1967年McCraw制,南极地区的土壤分为3类,即地带性土壤(zonal soils)、隐域性土壤(intrazonal soils)以及泛域性土壤(azonal soils)。地带性土壤为寒性土。隐域土指那些充分反映地域性成土因素的土壤类型,如受有机质积聚强烈影响的土壤、受火山和地热活动影响的土壤等,泛域土专
19、指那些发育于新近冲积物、风成沙丘、海边滩涂、干燥山麓碎屑堆积物以及悬崖陡坡上的年幼土壤,美国土壤分类中的极地土壤,在l999年出版的美国土壤系统分类(第2版)(“soil Taxonomy,)中,正式确立冻土(Geliso1s)为这一分类系统中的第l2个土纲 。 冻土的中心含义是指那些含有冻土物质和下伏永冻土层的土壤。冻融交替引发的冻扰过程是其最显著的成土过程。,南极地区土壤分类研究进展缓慢,迄今为止世界上尚没有一个分类体系能完整、系统、准确地对南极地区 的所有土壤进行分类。主要原因: 一是对南极地区独特的成土环境、成土过程以及土 壤属性缺乏足够的了解: 二是目前世界上主要的土壤分类系统均把分
20、类的思路重点放在指导土壤资源利用与管理方面,从而忽视了对南极这一独特地区土壤的包容性。,半水成与水成土壤,草甸土、沼泽土、泥炭土 非地带性土壤,但同样打上地带烙印,也称隐域土(intrazonal soil),这是指地形、母质、地下水等区域性因素超越气候、植被等地带性成土因素而形成的土壤。,半水成土:(semi-hydromorphic soil) 潜水位较高处,土壤毛管边缘可以到达地表,由于水位升降,土壤中氧化还原交替进行,土层中可见大量锈斑纹的土壤。草甸土、( 潮土 、砂姜黑土)属于这类土壤。,水成土(hydromorphic soil): 地下水接近地表处或地表淹水处,土壤内外排水不良,
21、受水影响较强而形成的土壤,如沼泽土、泥炭土。,9.3 草甸土(meaclow soil) 地下水位高,潜水毛管边缘可达地表,草甸植被生长繁茂,土壤腐殖质层较厚,具有锈斑纹的土壤。,分 布 东北三江平原、松嫩平原、辽河平原、内蒙古及西北地区的河谷平原。,形成条件 1)地势低平 2)地下水汇集,排水不畅,短期积水。 3)地下水位浅,矿化度不高。 4)半湿润半干旱湿润气候,自然植被 草甸,多年生中生草本植物。组成丰富,草质优良,建群植物70种以上。禾本科、莎草科、蔷薇科、菊科等为主。盖度70以上,生长繁茂,生物量高。,形成过程特征 1)有机质积累的草甸过程地上 生物量高。地下生物量表层集中 分布,(
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- 2019 土壤地理学 课件 第九
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