科普知识:土壤的形成

土壤并非天生具有肥力特征,可以生长绿色植物。像生物发育一样,土壤发育也有一系列过程。其中,母质、气候、生物、地形和时间是土壤形成的五大关键因素。

土壤的发生始于母岩的风化过程,坚硬裸露的母岩在日积月累的风化作用下形成母质。接下来,这些成土物质在微生物和低等植物的作用下逐渐演变成原始土壤,再经过草本和木本植物的熟化,最终产生肥力,形成成熟土壤。这个过程叫做成土过程。成土过程只有在生物因素的参与下才会发生,所以只能在地球上出现生命,尤其是绿色植物之后才会发生,而成土过程一旦发生,就必须与风化过程同时进行,两个过程密不可分。因此,土壤的形成和发展可以看作是以母质为基础,与各种自然要素不断进行物质和能量交换的过程。

母质就像土壤的“母亲”,是土壤形成的物质基础,是初始无机养分的最初来源。它直接影响土壤形成过程的速度、性质和方向,对土壤养分状况等土壤理化性质影响很大。例如,由湖泊沉积和河流冲积形成的土壤通常比由第四纪红土和砖红壤形成的红壤更肥沃。

气候就像一个雕刻家。不同的气候特征赋予不同地区特定的降水、温度等自然条件,导致矿物质的风化合成、有机质的形成和积累,物质在土壤中的迁移、分解、合成和转化速率也不同。比如湿润地区的土壤风化程度和有机质含量都高于干旱地区。

生物,包括植物、动物和微生物,是促进土壤发生和发展的最活跃的因素。动物粪便和残留物是土壤有机质的来源,动物活动可以疏松土壤。微生物能分解动植物残体和土壤有机质,释放各种养分,合成土壤腐殖质,固定大气中的氮,增加土壤含氮量,参与养分形态转化。

虽然地形在土壤形成过程中不提供任何新的物质,但它可以在地表重新分配物质,使土壤和母质在接受光、热和水方面有所不同。

时间是为了阐明土壤形成发展的历史动力过程,母质、气候、生物、地形对土壤形成过程的影响随着时间的推移而加强。

国内土壤类型

铁矾土

海南岛、雷州半岛、西双版纳和台湾省岛南部一般位于北纬22°以南地区。热带季风气候。年平均气温23~26℃,年平均降水量1600~2000mm。植被为热带季雨林。风化淋溶强烈,可溶性无机养分大量流失,铁、铝残留在土壤中,颜色为红色。土层深厚,质地粘稠,肥力差,酸性强。

赤红壤

云南南部、广西南部、广东南部、福建东南部和台湾省中南部的大部分地区大致在北纬22°至25°之间。它是砖红壤和红壤之间的过渡类型。南亚热带季风气候区。气温略低于砖红壤地区,年平均气温21 ~ 22℃,年降水量1,200 ~ 2000mm,植被为常绿阔叶林。风化淋滤作用略弱于砖红壤,颜色为红色。土层厚,质地黏,肥力差,偏酸性。

红壤和黄壤

长江以南的大部分地区和四川盆地周围的山区。中亚热带季风气候区。气候温暖,雨量充沛。年平均气温16 ~ 26℃,年降水量约1500毫米。植被为亚热带常绿阔叶林。黄壤形成的热量条件略差于红壤,但水湿条件较好。有机质丰富,但分解快,流失多,所以土壤中腐殖质少,土壤有粘性。由于强淋溶,钾、钠、钙、镁积累较少,铁、铝较多,土壤呈均匀红色。由于黄壤中氧化铁的水合作用,土层呈黄色。

黄棕壤

北起秦岭淮河,南至大巴山长江,西起青藏高原东南边缘,东至长江下游。它是一种介于黄红壤和棕壤之间的过渡土壤。亚热带季风区北缘。夏天热,冬天冷。年平均气温15 ~ 18℃,年降水量750 ~ 1000mm。植被为落叶阔叶林,但有常绿阔叶树。它既具有黄壤和红壤的铝化特征,又具有棕壤的粘性特征。它呈弱酸性,自然肥力高。

棕土

山东半岛和辽东半岛。暖温带半湿润气候。夏天温暖多雨,冬天寒冷干燥。年平均气温5 ~ 14℃,年降水量约500 ~ 1000毫米..植被为暖温带落叶阔叶林和针阔混交林。土壤中粘性强,还产生明显的淋溶作用,使钾、钠、钙、镁被淋出,粘粒向下沉积。土层较厚,质地粘稠,表面有机质含量高,呈微酸性反应。

暗棕钙土

东北的大兴安岭东坡,小兴安岭,张广才岭,长白山。中温带潮湿的气候。年平均气温-1 ~ 5℃,冬季寒冷漫长,年降水量600 ~ 1100 mm,为温带针阔混交林下形成的土壤。土壤是酸性的。与棕壤相比,表层富含有机质和腐殖质,是比较肥沃的森林土壤。

黑钙土

大兴安岭中南段山脉东西两侧、东北松嫩平原中部及松花江、辽河分水岭地区。温带半湿润大陆性气候。年平均气温-3 ~ 3℃,年降水量350 ~ 500mm。植被为温带草原和草甸草原,产草量大。腐殖质含量最丰富,腐殖质层厚度大,土壤颜色以黑色为主,呈中性至微碱性,钙、镁、钾、钠等无机养分较多,土壤肥力较高。

栗钙土

内蒙古高原东部和中部的广大草原地区是石灰性土壤中分布最广、覆盖最广的土壤类型。温带半干旱大陆性气候。年平均气温-2 ~ 6℃,年降水量250 ~ 350毫米,草原是典型的干旱草原,生长不像黑钙土地区那样茂密。腐殖质积累弱于黑钙土,但也相当丰富厚重,土壤颜色为栗色。土层呈弱碱性,部分地区呈碱化。土质以细砂、粉砂为主,该地区荒漠化现象较为严重。

棕色钙质土壤

内蒙古高原中西部、鄂尔多斯高原、新疆准噶尔盆地北部、塔里木盆地外缘为石灰性土壤中最干旱的土壤,向荒漠地带过渡。气候比栗钙土地区更干燥,更具大陆性。年平均气温2 ~ 7℃,年降水量150 ~ 250 mm,没有灌溉就无法种植农作物。植被为荒漠草原和草原荒漠。石灰性土壤中腐殖质的积累和腐殖质层的厚度最少,土壤颜色以褐色为主,土壤呈碱性,地面一般全是砾石和沙土,并逐渐过渡到荒漠土。

黑罗图

陕北、宁夏南部、甘肃东部等黄土高原水土流失轻、地势平坦的黄土源区。暖温带半干旱半湿润气候。年平均气温8 ~ 10℃,年降水量300 ~ 500mm,与黑钙土地区相似,但由于气温较高,相对湿度较低。由黄土母质形成。植被与栗钙土地区相似。其中大部分已被开垦为农田。腐殖质的积累量和有机质的含量都不高,腐殖质层的颜色从上到下差别很大。上半部分是黄褐色-灰色,下半部分是灰棕色,好像黑色的黄绵土是埋在下面的古土壤。

荒漠土

内蒙古、甘肃西部、新疆大部、青海柴达木盆地等地区都很大,几乎占全国总面积的1/5。温带大陆性干旱气候。大部分地区年降水量不足100 mm。植被稀少,只有非常耐旱的半灌木。土壤中基本没有明显的腐殖质层,土壤疏松缺水,土壤剖面几乎全是砾石,碳酸钙表面聚集,石膏和盐分堆积较多,土壤发育程度差。

高山草甸土

青藏高原东部和东南部,阿尔泰山中,准噶尔盆地和天山山脉西部。气候凉爽湿润,年平均气温约-2 ~ 1℃,年降水量约400毫米,高寒草甸植被。剖面由草皮层、腐殖质层、过渡层和母质层组成。土层薄,土壤冻结期长,通气性差,土壤呈中性。

高山沙漠土壤

青藏高原西北,昆仑山,帕米尔高原。气候干燥寒冷。年平均气温约为-10℃,冬季最低气温可达-40℃,年降水量在100毫米以下..植被覆盖度小于10%。土层薄,砾石多,细土少,有机质含量低,土壤发育差,碱性反应强。