为什么说土壤形成过程是生物累积过程和地球化学
土壤形成过程
土壤的本质是肥力,因此,土壤的形成过程主要是土壤肥力发生与发展的过程。结合上节对成上因素的分析,本节从动态的角度来考察土壤形成的一般规律和具体成土过程。
(1)土壤形成的一般规律
从地球系统物质循环的观点来看,土壤肥力的发生与发展是自然界物质的地质大循环与生物小循环相互作用的结果。地质大循环是指矿物质养分在陆地和海洋之间循环变化的过程。陆地上的岩石经风化作用产生的风化产物,通过各种外力作用的淋溶、剥蚀、搬运,最终沉积在低洼的湖泊和海洋中,并经过固结成岩作用形成各种沉积岩;经过漫长的地质年代,这些湖泊、海洋底层的沉积岩随着地壳运动重新隆起成为陆地岩石,再次经受风化作用。这种物质循环的周期大约在106~108年。其中以岩石的风化过程和风化产物的淋溶过程与土壤形成的关系最为密切。风化过程在土壤形成中的作用主要表现为原生矿物的分解和次生粘土矿物的合成。前者使矿物分解为较简单的组分,并产生可溶性物质,释放出养分元素,为绿色植物的出现准备了条件;后者使风化壳中增加了活跃的新组分,从而具有一定的养分和水分的吸收保蓄能力,为土壤的形成奠定了无机物质的基础。可见,风化过程对土壤来说,是一种物质输入过程。淋溶过程使有效养分向土壤下层和土体以外移动,而不是集中在表层,具有促进土壤物质更新和土壤剖面发育的作用。对于土壤来说,它是一种物质转移和输出过程。
生物小循环又称为养分循环,指营养元素在生物体和土壤之间循环变化的过程。植物从母质和土壤中选择吸收所需的可溶性养分,通过光合作用合成有机体;植物被动物食用后变成动物有机体;植物、动物有机体死亡后归还土壤,经微生物分解与合成转化为植物可以吸收的可溶性养分和腐殖质,腐殖质经过缓慢的矿质化,也为植物提供养分。这种物质循环的周期较短,一般为1~102年。其中有机质的累积、分解和腐殖质的合成促进了植物营养元素在土壤表层的集中和积累,成为土壤肥力形成与发展的关键。
从地球发展史来看,生物的出现较晚,因此,生物小循环是在地质大循环基础上发展起来的,是叠加在地质大循环上的较小时间尺度的次级物质循环。从对于土壤形成的作用上看,地质大循环的总趋势是陆地物质的流失,造成土壤系统养分的淋溶分散,而生物小循环的总趋势是使流失中的物质保存和集中在地表,并不断在土壤与生物之间循环利用。一般来说,如果风化作用和有机质的累积、分解与腐殖质合成作用较强,而淋溶作用较弱,土壤中养分保存多,肥力水平将逐渐提高;如果风化作用和有机质的累积、分解与腐殖质合成作用较弱,而淋溶作用较强,土壤中养分保存少,肥力水平将逐渐降低;当两种作用势均力敌时,土壤肥力的发展处于动态平衡状态。此外,人类的各种生产活动如砍伐森林、耕垦草原、围湖围海造田、开采矿产、城市建设等都会对地质大循环和生物小循环产生干扰,从而影响一个地方土壤肥力的发展方向与平衡。
(2)土壤形成的主要过程
土壤形成的一般规律适用于各种土壤,然而,由于地球表面成土条件的多种多样,不同土壤类型的形成又有其特殊的成土过程,现结合我国的具体情况,选择几种主要的成土过程予以介绍。
原始土壤形成过程 是从裸露岩石表面及其风化物上低等植物着生到高等植物定居之前形成土壤的过程。包括着生蓝藻、绿藻、甲藻、硅藻等岩生微生物的“岩漆”阶段,地衣阶段和苔藓阶段。在这三个阶段的发展中,细土和有机质不断增多,为高等植物的生长准备了肥沃的基质。这一成土过程主要发生在高山区。
盐渍化形成过程 由地表季节性的积盐和脱盐两个方向相反的过程构成,主要发生在干旱、半干旱地区和滨海地区,可分为盐化和碱化两种过程。盐化过程指地表水、地下水和母质中的易溶性盐分,在强烈的蒸发作用下,通过土体中毛管水的垂直和水平移动,逐渐向地表积聚的过程;碱化过程是交换性钠不断进入土壤胶体的过程,其前提是土壤溶液中钠离子的浓度较高,它使土壤呈强碱性反应,并形成碱化层。
钙积过程 是干旱、半干旱地区土壤碳酸盐发生移动和积累的过程。在季节性淋溶条件下,降水将易溶性盐类从土体中淋失,而钙、镁只部分淋失,部分仍残留在土壤中。因此,土壤胶体表面和土壤溶液中被钙或镁所饱和,在雨季向下移动的钙淀积在剖面的中部或下部,形成钙积层。
粘化过程 是土壤剖面中粘粒形成和积累的过程,主要发生在温暖、湿润的暖温带和北亚热带气候条件下。由于那里化学风化作用盛行,使原生矿物强烈分解,次生粘土矿物大量形成,表层的粘土矿物向下淋溶和淀积,形成淀积粘化土层。
白浆化过程 是在季节性还原淋溶条件下,粘粒与铁、锰淋溶淀积的过程,主要发生在冷湿的气候条件下。在地下水季节性浸润的土壤表层,铁、锰与粘粒随水流失或向下移动,在腐殖质层(或耕层)下形成粉砂量高,而铁、锰贫乏的白色淋溶层;在剖面中、下部则形成铁、锰和粘粒富集的淀积层。
富铝化过程 是土体中脱硅、富铝铁的过程。在热带、亚热带高温多雨的气候条件下,风化产物和土体中的硅酸盐类矿物被强烈水解,释放出盐基物质,产生弱碱性条件,可溶性盐类、碱金属(周期表第Ⅰ族的主族元素,如钠、钾,它们的氢氧化物易溶于水,呈强碱性)和碱土金属(周期表第Ⅱ族的主族元素,如镁、钙,它们的氧化物都呈碱性)盐基及硅酸大量流失,而铁、铝等元素却在碱性溶液中沉淀,形成土体中铁、铝氧化物的富集,使土体呈红色。
有机质积累过程 是在木本或草本植被覆盖下,土体上部进行的有机质积累过程。它是自然土壤形成中最为普遍的一个成土过程。根据地表植被类型的不同,包括漠土有机质积累过程、草原土有机质积累过程、草甸土有机质积累过程、林下有机质积累过程、高寒草甸有机质积累过程和湿生植被的泥炭积累过程等。
潜育化过程 是土体中发生的还原过程。在长期渍水的条件下,空气缺乏。有机质在嫌气分解过程中产生还原物质,高价铁、锰转化为亚铁和亚锰,形成一个蓝灰色或青灰色的还原层次,称为潜育层。
灰化过程 是土体表层SiO2残留,Al2O3和Fe2O3淋溶、淀积的过程。在寒带或寒温带针叶林植被下,由于凋落物富含单宁和树脂类物质,在真菌作用下生成有机酸,它使原生矿物和次生矿物强烈分解。伴随着有机酸溶液的下渗,土体上部的碱金属和碱土金属淋失,难溶的Al2O3和Fe2O3也从表层下移,淀积于下部,只有极耐酸的SiO2残留在土体上部,形成一个强酸性的灰白色淋溶层,称为灰化层。
土壤熟化过程 是在耕作条件下,通过耕耘、培肥和改良,促进水、肥、气、热诸因素不断谐调,使土壤向有利于作物高产方面转化的过程。通常把种植旱作条件下的定向培肥土壤过程称为旱耕熟化过程;把淹水耕作,在氧化还原交替条件下的定向培肥土壤过程称为水耕熟化过程。
生物是土壤形成的主要因素。生物除积极参与岩石风化外,还在土壤形成中进行着有机质的合成与分解,只有当母质中出现了微生物和植物时,土壤的形成才真正开始。植物对土壤的形成最主要的是: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。土壤中的动物参与了一些有机残体的分解破碎作用以及搬运、疏松土壤和母质的作用,某些动物还参与土壤结构的形成,有的脊椎动物能够翻动土壤,改变土壤的剖面层次。土壤中的微生物种类多、数量大,在土壤形成中一方面能促进有机质分解,另一方面又合成腐殖质,其后再进行分解,这样就形成了土壤物质的循环。另外,固氮菌能固定空气中的氮素,有的细菌能促进矿物的分解、增加养分的有效性。
说生物是最活跃的因素也可能是因为生物与土壤间物质能量的转移转换比表快速,对土壤形成的影响比较大,比较剧烈。
生物累计过程和地球化学过程的对立和统一。母质与生物之间的物质交换,规定和影响着土壤中有机质累积过程的强度和性质;母质与气候(水分、热量)之间的物质交换,决定了土壤地球化学过程的进程。它们在成土过程中是对立与统一的,这就构成了推动土壤发生和发展的基本矛盾。土壤形成有两个重要标志:其一是含腐殖质的结构层次的出现;其二是土体中的有机_无机复合体的形成。正是由于这两个特征的出现,才决定了土壤具有活力的机能——肥力和自净能力。由此可见,在整个土壤形成过程之中,母质与生物之间的物质交换所引起的土壤有机质累积乃是上述基本矛盾的主导方面。
母质与气候之间物质与能量交换的结果,首先,使坚硬的块状母岩逐渐地被转变成为初具营养条件、疏松多孔的母质,与此同时,母质中的矿质黏粒已具有胶体性质,它对分散于母质中的无机营养元素已具有一定的吸收保蓄作用,但这种吸收保蓄作用是非选择性的和暂时性的。被吸收的营养元素可能在被淋失,而且,无机黏粒的吸收作用,并不能将分散的营养元素集中到土壤表层,使养分丰富起来。只有通过植物,特别是高等植物对这些营养元素的选择性吸收,合成有机质,并累积于土壤表层,才能使养分在土壤表层不断地富集起来。
土壤微生物在分解有机残体的同时合成腐殖质,并与无机黏粒相结合形成有机—无机复合体具有类似生物胶体的功能,即它能随着温度变化进行有规律地吸收和释放养分,以保证植物生物生长发育对养分的需要;它还具有交接的作用,使土壤形成团粒结构,从而改善了生长土壤中的水、肥、气、热状况。
由此可见,物质的生物迁移、转化,亦即有机质的形成累积与转化过程,便是土壤及其肥力得以发生发展的主导过程。当然,土壤有机质的形成、累积与转化过程,是依赖并建立在母质和土壤元素的地球化学过程基础上的,但两者的总方向由是相反的。自从地球上出现生物以后,土壤的有机质累积和地球化学两个过程就同时并存,相互联系,并以不同的强度相互作用并协同演化着。他们的对立统一,很大程度上决定土体内部的物质能量迁移,规定着土壤组成和性状,特别是它的肥力状况。
科普知识:土壤的形成
土壤并非生来就具有肥力特征、能够生长绿色植物。跟生物发育一样,土壤发育也有一系列的过程。其中,母质、气候、生物、地形、时间是土壤形成的五大关键成土因素。 土壤的发生起始于母岩的风化过程,坚硬的*露母岩在日积月累的风化作用下形成成土母质。接下来,这些成土母质在微生物和低等植物的作用下逐渐演变为原始的...
常见的土壤是怎么形成的?
母质——构成土壤基础的矿物质生物体——影响土壤形成气候——影响风化和有机分解的速度地形——影响排水、侵蚀和沉积的坡度时间——影响土壤性质。这些因素之间的相互作用在地球表面产生了无数种土壤。母质土壤矿物质构成土壤的基础。它们是通过风化和自然侵蚀过程从岩石(母体材料)中产生的。水、风、温度...
土壤的形成
如果在重力、流水、风力、冰川等作用下风化物质被迁移形成崩积物、冲积物、海积物、湖积物、冰碛物和风积物等,则称为运积母质。生物是土壤有机物质的来源和土壤形成过程中最活跃的因素。土壤的本质特征——肥力的产生与生物的作用是密切相关的。岩石表面在适宜的日照和湿度条件下滋生出苔薛类生物,...
土壤形成过程的实质是什么?
土壤形成过程的实质 土壤形成过程的实质是植物营养物质的地质大循环(又称植物营养物质地质淋溶过程)与植物营养物质的生物小循环(又称生物积累过程)之间的矛盾统一过程.前者是地表岩石因风化作用而释出的各种植物营养物质随水流进入海洋,由此形成的沉积岩一旦因海底上升再度成为陆地时,又经受风化,重新释放所含...
土壤是一切植物生长的源泉,那么土壤是如何形成的呢?
细菌和真菌从海里转移到绿地上,并进化成植物和动物!植物吸收有机质,通过光合作用形成了有机物,通过风化作用和植物吸收碎石中游离的矿物质,树叶和树干等慢慢堆积,通过微生物分解,慢慢的变成了腐殖质,腐殖质堆积在一起,形成了肥沃的土壤!这就是土壤的形成过程,对此,你有什么看法?
土壤是怎么形成的
土壤不仅帮助我们种植更好的农作物,也是地表存储水分的关键。好的土壤就像一块吸收雨水的大型海绵,对于回收和储存养分是至关重要的环节。从世界范围看,我们并不缺泥土,我们需要的是优质的土壤。但是产生优质土壤的过程非常漫长。现在机械化耕作普遍,产生的速度赶不上使用的速度。除了大量耕作使用外,许多...
土是怎么形成的
土壤的形成:岩石经过风化形成成土母质(在此过程中少量的矿物质被释放)。成土母质因为积累了有机物和养分使得有低等的植物在成土母质上着身形成了原始土壤(在此过程中有机物更加丰富,并且形成了腐殖质)。原始土壤的形成使得高等的植物着身形成了成熟土壤也就是我们所说的土壤。风化作用使岩石破碎,...
土壤形成的基本规律和成土过程是什么其特点是什么?
土壤形成的成土过程包括了物理作用、化学作用和生物作用,其主要特点如下:物理作用:包括物理侵蚀、风化、重力作用等。土壤中物理作用的主要过程是物理风化,其中温度变化和水作用是两个主要因素。温度变化会让矿物晶体受热膨胀冷缩并引起裂隙的扩大,而水作用则会使矿物受水膨胀,引起剥落和崩塌。化学作用:...
土壤是怎么形成的
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土壤是如何形成的?
该土壤质地由单个颗粒的相对比例确定的沙子,淤泥和黏土组成的土壤。单个矿物颗粒与有机物质、水、气体通过生物和非生物过程的相互作用导致这些颗粒絮凝(粘在一起)形成聚集体或peds。在可以识别这些聚集体的地方,可以说土壤已经发育,并且可以在颜色、孔隙度、稠度、反应(酸度)等方面进行进一步描述。以上...
訾威舍雷: 因为土壤是由岩石风化形成的.由于昼夜温差,热胀冷缩,时间久了岩石就会破碎,形成土壤.岩石上有一些苔藓之类的生物,它们会分泌一些酸性物质,加速岩石风化.
甘谷县19589729224: 为什么说土壤形成过程的实质是地质大循环 - ?
訾威舍雷: 土壤形成过程的实质是植物营养称植物营养物质地质淋溶过程)与植物营养物质的生物小循环(又称生物积累过程)之间的矛盾统一过程.前者是地表岩石因风化作用而释出的各种植物营养物质随水流进入海洋,由此形成的沉积岩一旦因海底上升再度成为陆地时,又经受风化,重新释放所含营养物质的过程.后者是岩石风化中释放出的植物营养物质一部分被植物所吸收,植物死亡后经过微生物的分解又重新释放供下一代植物吸收利用的过程.地质大循环为土壤的形成准备了条件,而生物小循环则使土壤的形成成为现实.没有地质大循环就不可能有生物小循环;没有生物小循环则成土母质不可能具有肥力特征而形成土壤.
甘谷县19589729224: 为什么说生物是土壤形成过程中最活跃的因素 - ?
訾威舍雷: 生物是土壤形成的主要因素.生物除积极参与岩石风化外,还在土壤形成中进行着有机质的合成与分解,只有当母质中出现了微生物和植物时,土壤的形成才真正开始.植物对土壤的形成最主要的是:能累积和集中养分,使养分集中在表层,对...
甘谷县19589729224: 为什么说生物是土壤行程过程中最活跃的因素 - ?
訾威舍雷: 生物是促进土壤发生发展的最活跃的因素.通过生物的循环,才能入成土过程,才能使分散于岩石圈、水圈和大气圈的多种养分物质聚集于土壤之中,才能使土壤具有肥力并使之不断更新.因此,成土过程实质上就是母质在一定条件下为生物不断改造的过程.没有生物的作用便没有土壤的形成.尤其是陆生植物与土壤彼此之间具有一定的从属性.
甘谷县19589729224: 土壤失经过漫长的岩石( )和生物积累过程才逐渐形成. - ?
訾威舍雷:[答案] 土壤失经过漫长的岩石(风化)和生物积累过程才逐渐形成.
甘谷县19589729224: 为什么在土壤的形成过程中起主导作用的因素是生物啊? - ?
訾威舍雷:[答案] 因为生物,如植物、微生物和动物等能够比自然界更快的将岩石破碎成细小颗粒并进行混合,即形成土壤.
甘谷县19589729224: 土壤形态是怎样形成的? - ?
訾威舍雷: 首先你要知道土壤的是怎样形成的.后面有详细介绍.土壤的形成过程使得土壤出现层次性,也是形成了不同的形态. 研究土壤形态的意义有:认识成土过程,研究土壤的微元素的含量,适宜种植植物等等…… 岩石风化的产物即成土母质在生...
甘谷县19589729224: 土壤失经过漫长的岩石( )和生物积累过程才逐渐形成. - ?
訾威舍雷: 土壤失经过漫长的岩石(风化)和生物积累过程才逐渐形成.
甘谷县19589729224: 举例说明生物与土壤之间的关系 - ?
訾威舍雷: 1、生物创造土壤:在土壤的形成过程中,地衣类、苔藓类以及一些微生物功不可没 2、土壤养育生物:各种陆地植物生长在土壤上,蜱螨类、多类真菌以及蚯蚓、土鳖等以土壤为家 3、生物改造土壤:植物的枯枝落叶形成的腐殖质使土壤变得肥沃,低等动物和微生物改造土壤中的各类生物遗体,动物的活动是土壤变得松软.
甘谷县19589729224: 简要说明生物在土壤形成中的作用? - ?
訾威舍雷: 生物在土壤形成过程起着主导作用 穴居动物和植物根系的生长加速了岩石的风化,低等生物的着生形成了原始土壤,高等植物的着生形成了现代的成熟土壤.