第三章土壤形成与土壤退化 污染及防治 土壤形成与土壤退化 污染及防治 第一节土壤的形成 分布与土壤资源特点第二节海南典型土壤第三节土壤退化的概念及分类第四节土壤污染与防治 第三章 第一节土壤的形成 分布与土壤资源特点一 土壤形成过程 无肥力初具肥力完善肥力 二 土壤形成因素土壤形成因素又称成土因素 是影响土壤形成和发育的基本因素 19世纪未 俄国土壤学家B B 道库恰耶夫提出土壤的五大成土因素 即母质 气候 生物 地形 时间 岩石母质土壤 三 成土因素在土壤形成过程中的作用 一 母质母质是形成土壤的物质基础 也是植物营养元素的最初来源 1 母质因矿物组成 物理性状的不同影响成土过程的速度 性质和方向例如 在石英含量较高的花岗岩风化产物中 石英抗风化能力很强 仍然保存在所发育的土壤中 而且由于其所含的盐基成分少 在强淋溶下易全淋失 使土壤呈酸性 在玄武岩辉绿岩等风化产物中不含石英 且盐基含量丰富 所形成的土壤粘粒较多且抗淋溶的能力也强 2 影响土壤理化性质 1 不同母质发育的土壤 其养分状况有所不同 如 钾长石风化形成的土壤中有丰富的钾 斜长石风化后形成的土壤中有较多的钙 2 影响土壤质地 例如花岗岩发育的土壤较砂 玄武岩发育的土壤较粘 砂岩 页岩发育的土壤质地最轻 一般地说 成土过程进行得愈久 母质与土壤的性质差别就愈大 但母质的某些性质却仍会顽强地保留在土壤中 二 气候 气候通过温度和湿度对土壤形成产生影响1 直接参与母质的风化 温度 湿度大岩石的风化分解快 加速土壤发育 土层深厚 例如 热带地区只有在充足的水分条件下 高温度才能促进深度风化形成砖红壤 而在缺水条件下则形成燥红土 2 影响土壤的理化性质 1 影响物质的迁移 温度高 湿度大降雨多养分淋溶加快 反之会引起矿质养分向上迁移 2 影响土壤中物质分解 合成和转化 主要影响有机质的分解和转化 3 影响生物类型 气候条件不同 土壤中的微生物不同 植被类型不同 从而形成的土壤类型不同 三 生物因素生物是土壤形成过程中最主要 最活跃的因素 因它把太阳能引进成土过程 使分散在岩石圈 水圈和大气圈中的营养元素向土壤聚积 使土壤有了肥力特性 加速土壤的形成 所以从一定意义上讲 没有生物的作用就没有土壤的形成 1 植物在成土过程中的作用 能累积和集中养分 使养分集中在表层 对肥力的发展意义重大 根系的穿插对土壤结构的形成有重要作用 根系分泌物能引起一系列的生物化学作用和物理化学作用 2 动物在成土过程中的作用 1 改善土壤结构 2 参与土壤腐殖质的形成 养分的转化及疏松土壤和搬运土壤 其残体本身也是比较好的有机胶体3 微生物在成土过程中的作用 1 固氮 增加土壤氮素 2 参与有机质的合成与分解 四 地形地形主要通过其它成土因素对土壤形成起作用 是影响土壤和环境之间进行物质 能量交换的重要条件 1 影响母质的分配 不同的地形部位有不同类型的土壤2 影响水热分配 海拔不同 坡向 坡度不同 水热均不同 以海拔为例 在热带 亚热带地区 海拔升高 降水量增加 迎风坡雨多 背风坡降雨少 从而成土过程不同 也就影响了土壤的形成 3 影响生物类型的分布 从而影响土壤分布 五 时间 母质 气候 生物和地形等因素对土壤形成的作用程度和强度都随时间的延长而加深 土壤年龄是指土壤发生发育时间的长短 通常把土壤年龄分为绝对年龄和相对年龄 绝对年龄是指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间 通常用年表示 相对年龄则是指土壤的发育阶段或土壤的发育程度 一般用土壤剖面分异程度加以确定 一般土壤相对年龄长 则绝对年龄也长 但绝对年龄长 有些相对年龄反而短 四土壤分布 土壤在地球表面的分布规律包括 水平地带性分布规律 垂直地带性分布规律 区域性分布规律等 一 土壤水平地带性分布规律1纬度地带性分布规律 由于太阳辐射和热量在地表随纬度由南到北有规律的变化 从而导致气候 生物等成土因素以及土壤的性质 土壤类型也按纬度方向由南到北有规律的更替 称为土壤纬度地带性分布规律 2经度地带性分布规律由于海陆位置的差异 以及山脉 地势的影响 造成温度和降雨量在空间分布上的差异 使水热条件在同一纬度带内从东往西 从沿海到内陆随经度方向发生有规律的变化 土壤性质和土壤类型从东往西 从沿海到内陆地也随经度方向有规律地更替 称为土壤的经度地带性分布规律 二 土壤垂直地带性分布规律 在山地区 随海拔的升高 温度逐渐降低 这样使热量由山麓到山顶 自下而上呈现有规律的变化 使成土条件 土壤性质和土壤类型也呈现由山麓到山顶 自下而上有规律的变化规律 称土壤的垂直地带性分布规律 土壤的水平地带性分布规律和垂直地带性分布规律也称土壤的显域性分布规律 三 土壤的区域性分布 土壤因为受要局部地形 母质 水文 地质 人类活动等因素的影响 使土壤类型的分布在局部范围类产生了差异称土壤的区域性分布或土壤隐域性分布 五中国土壤资源的特点1 土壤资源极其丰富 土壤类型复杂多样 我国国土面积960万km2 除去水域 冰川 雪山 裸岩 石质山地等外 我国土壤总资源当不少于8800万hm2 我国现行的土壤工作分类 主要以不同生物气候带的成土过程为依据 共划分全国土壤共有12个土纲 61个土类 231个亚类 土壤类型之多 土壤面积之大 是世界上少有的几个国家之一 2 山地土壤资源比重大 各种山地丘陵及高山的土壤约占全国土地面积的65 平地土壤仅占35 海拔1000m以上的山地土壤占全国土地的50 海拔3000m以上的高山土占20 左右 直接影响我国土壤资源的开拓和利用潜力 3 土壤资源分布不均衡 将近90 的耕地集中在东半部 而我国只有10 的耕地分布在广大的西部及边远地区 人均耕地面积的分布 一般南方地区较少 相对地北方边远省区要多些 按统计面积计 人均不足0 07hm 1亩 的有11个省 市 占全国的36 67 0 07 0 1hm的有9个省 区 占30 人均0 1 0 13hm的有4个省 区 占6 67 青藏高原占全国面积22 6 人口占全国人口的0 5 4 土壤肥力差异显著 我国2 3的耕地为中低产田土壤有机质含量低 约占耕地总面积的78 5 左右 不同的障碍因素 而且普遍缺素 抗御自然灾害能力不强 受灾面积有0 4 0 47亿hm 5 人为影响深刻 在人为耕作的影响下 大部分土壤不断熟化 以至使某些土壤的性状发生根本变化 形成特殊的人为土类 如水稻土 灌淤土等 另外 也因对耕地的利用与保护不当 产生消极的一面 如植被破坏引起水土流失 耕地质量变劣 土壤沙化 次生盐渍化等 第二节海南典型土壤 砖红壤 砖红壤是我国热带地区雨林 季雨林下 生物物质转化迅速 强烈脱硅富铁铝化 铁铝氧化物高度富集的一类红色土壤 该地区光热充足 雨量充沛 长夏无冬 生物资源丰富 作物种类繁多 土地资源生产潜力很大 是发展粮食 蔗糖 油料 特别是热带经济作物与林木 果树 蔬菜的重要生产基地 一 形成特点 砖红壤的形成是强烈脱硅富铁铝和活跃生物富集长期相互作用的结果 因其在热带高温高湿 湿热同季 干湿季节明显的气候条件下 上述成土作用显得更加深刻 二 砖红壤基本性状 一 形态特征砖红壤土体深厚 一般在2m以上 红色风化体可厚达数米至十数米以上 通体呈红色 在高湿环境下呈黄色或橙色 质地以壤质粘土为主 且较均一 剖面层次分化明显 A层为腐殖质层 厚度10 20cm左右 呈暗红棕或暗棕色 结构疏松 根系多 Bs层为淀积 大量粘粒和氧化物聚积 厚度1m左右 红色或红棕色 块状结构 较紧 Bv层为网纹层 较深厚 紧实 呈红 黄 白等杂色蠕虫状 C层为母质层 夹有岩石碎屑的半风化体 二 主要理化特性 1 质地粘重 粘 砖红壤除表层质地较轻且疏松外 B层质地尤为粘重 多为壤质粘士 但是 不同母质发育的砖红壤 其质地差异很大 以玄武岩风化物发育的最粘 为粘土 粘粒含量高达60 左右 浅海沉积物发育的相对较轻 为砂质粘壤土 粘粒含量在25 左右 二 主要理化特性 2 呈强酸性 酸 在高度风化强烈淋溶条件下 土壤中盐基大量淋失 颗粒表面被氢 铝离子所占据 因而增加了土壤溶液中氢离子的浓度 土壤多呈强酸性反应 据统计 砖红壤B层pH H20 4 6 5 4 交换性酸总量达2 5me 100g 其中交换性铝占90 以上 盐基高度不饱和 多在20 左右 二 主要理化特性 3 养分含量低 瘦 砖红壤地处热带 物质矿化快 淋溶作用强 因而土壤养分不平衡 含量也不高 据测定结果 土壤O M含量一般在18 0 25 0g kg 1 全氮0 5 1 2g kg 1 全磷0 5 1 84g kg 1 全钾10g kg 1左右 碱解氮150mg kg 1左右 速效磷 钾均贫乏 分别只有2 10mg kg 1和60mg kg 1左右 浅海沉积物和玄武岩发育的土壤养分最为贫乏 二 主要理化特性 4 表土层薄 薄 砖红壤分布区的坡度较大 雨水多而集中 水土流失特别严重 致使自然土的表土层 腐殖质层 和农业土的耕作层变得越来越薄 三砖红壤改良利用技术措施 砖红壤是我国重要的土壤资源 也是热带作物和热带林木的重要生产基地 为了充分发挥热带地区优越的自然条件 使砖红壤的生产潜力得到合理的开发利用 针对砖红壤 粘 酸 瘦 薄 的不良理化特征 特提出以下改良利用技术措施 一 全面规划 综合开发 为了充分发挥自然条件的优势 本着因地制宜 统筹安排 科学规划 综合开发的原则 在丘陵 低山上部种植林木 果树 低平地为热作用地 在水利条件较好的地段 扩大耕地面积 对于海拔300m以上的山地 25 以上的陡坡地 容易积水的低地和土体浅薄 质地粗 肥力低的土壤等不宜植胶地区 应改变过去单一经营橡胶的做法 必须因地制宜地调整以橡胶为主的热作和粮食作物的合理布局 农林牧全面发展 建立多层次的立体农业 改善生态环境 建立各类名特优商品基地 二 防止水土流失 在地形部位较高 坡度较大的地段 保护好现有植被 推广等高开垦 修筑梯田 搞好水土保持工程 发展热带林木 防止水土流失 因地制宜修建农田水利设施 扩大灌溉面积 增强土壤保水抗旱能力 同时 配合生物措施 即保护植被 发展绿肥 搞好间作轮作等 避免土壤裸露 保持水土 如在作物 果树 行间种植豆科作物或豆科绿肥 既增加地面覆盖减少土壤冲刷 又改善生态环境 增加经济收益 三 科学施肥 提高土壤肥力 1 增施有机肥 改善理化性状砖红壤开垦后 其有机质的耗损相当明显 一般若不及时补充 有机质含量均呈下降趋势 土壤理化性状更加恶化 因此应采取广种绿肥 带状盖草 行间压青及沟 穴 施土杂肥等有效措施 保持土壤有机质的平衡 三 科学施肥 提高土壤肥力 2 增施石灰 中和土壤酸度强酸性土壤不利于作物生长 也不利于土壤微生物的繁殖 可以通过施用石灰 改良土壤的理化性状 施石灰的作用主要有 1 可有效地中和土壤酸度改善生物生长环境 2 可有效地杀灭一些有害病菌 控制病害的漫延 3 增加土壤养分 改善钙素营养 4 改善土壤结构 增强保肥能力 土壤退化指的是土壤数量减少和质量降低 数量减少可以表现为表土丧失 或整个土体的毁失 或土地被非农业占用 质量降低表现在土壤物理 化学 生物学方面的质量下降 第三节土壤退化的概念及分类一 土壤退化的概念 土地退化应该是指人类对土地的不合理开发利用而导致土地质量下降乃至荒芜的过程 其主要内容包括森林的破坏及衰亡 草地退化 水资源恶化与土壤肥力下降等 土地退化 土壤退化的认识 自然作用和人为作用 数量和质量 人用和天用 合理开发利用 二 土壤退化的分类 1971年 联合国粮农组织出版 土壤退化 一书 土壤退化包括类 侵蚀 盐碱 有机废料 传染性生物 工业无机废料 农药 放射性 重金属 肥料和洗涤剂 旱涝障碍 养分亏缺 非农占用 我国对土壤退化的分类 1级6类 A B C D E F 2级18种 三土壤退化主要类型及其防治 一 土壤沙化 沙漠化与荒漠化 1沙化 指土壤在风蚀作用下 表层土壤细颗粒减少而粗质砂粒增多的过程 2沙漠化 是土壤在风蚀作用下 向沙漠生境演化的过程