土壤资源的科学史话（土壤的地理难题突破）

土壤专题

土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。

思维导图

一、形成因素

（1）成土母质

成土母质为土壤的发生发育提供最初的物质来源是构成土壤矿物质、提供植物所需养分的物质基础，因此土壤继承了土壤母质很多重要特征。

另外，岩石风化并非成土母质的唯一来源，无处不在的大气降尘也可为土壤发育提供新鲜底物。

（2）气候

气候主要通过温度和降水全面影响成土过程中的物理、化学和生物作用的强度和方向。

其中，热带雨林气候由于全年高温多雨，植物生长旺盛，微生物分解快，雨水淋溶作用强，导致土壤的有机质被吸收消耗多，积累少。

高纬高寒气候区，植物生长慢，有机质吸收慢，积累多。

干旱气候区，植物少，腐殖质少，有机质来源少 ，积累少。

（3）生物

生物（包括植物、动物和微生物）在自身的生命活动中与土壤之间发生着物质和能量交换，改变土壤结构和孔隙状况。

动物除以排泄物、分泌物和残体的形式为土壤提供有机质，并通过啃食和搬运促进有机残体的转化外，有些动物如蚯蚓、白蚁还可通过对土体的搅动，改变土壤结构、孔隙度和土层排列等。另外，动植物的生长活动也促进成土母质的风化和发育。

微生物在土壤中的主要作用如下：分解有机质，作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料，只有经过土壤微生物的作用，才能腐烂分解，释放出营养元素，供作物利用；并且形成腐殖质，改善土壤的理化性质，分解矿物质。

例如磷细菌能分解出磷矿石中的磷，钾细菌能分解出钾矿石中的钾，以利作物吸收利用。固定氮素。氮气在空气的组成中占4/5，数量很大，但植物不能直接利用。土壤中有一类叫做固氮菌的微生物，能利用空气中的氮素作食物，在它们死亡和分解后，这些氮素就能被作物吸收利用。

（4）地形

地形主要通过影响其他成土因素而发生作用以及在重力作用下对地表的物质和能量进行再分配。

平原、低地等地势低平的地区有利于外力堆积，土层深厚。

高原山地地区地势高，生长条件较差，植物生长量小，有机质少，肥力低。

陡坡落差大，土壤易受重力作用和外力侵蚀的影响，土层薄。

（5）人类活动

云南元阳梯田

人类活动通过调节和改变其他成土因素来控制土壤的发育程度及方向，对土壤发生演化起着不可忽视的作用。

因此，合理的人类活动将会促进土壤发育，不合理的人类活动将加速土壤退化。

土壤的形成过程

二、土壤结构

土壤由矿物质和腐殖质组成的，固体土粒是土壤的主体，约占土壤体积的50%，固体颗粒间的孔隙由气体和水分占据。

（1）矿物质：

土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同大小的矿物颗粒（砂粒、土粒和胶粒）。

土壤矿物质种类很多，化学组成复杂，它直接影响土壤的物理、化学性质，是作物养分的重要来源之一。

（2）有机质：

有机质含量的多少是衡量土壤肥力高低的一个重要标志，它和矿物质紧密地结合在一起。在一般耕地耕层中有机质含量只占土壤干重的0.5%～2.5%，肥沃的黑土大约可达5%，但它的作用却很大。

有机质的组成中绝大部分为腐殖质，腐殖质的作用主要有：作物养分的主要来源、增强土壤吸肥保水能力、改良土壤物理性质和促进土壤植物的生长。

（3）水分：

土壤是一个疏松多孔体，其中布满着大大小小蜂窝状的孔隙。存在于土壤毛管孔隙中的水分能被作物直接吸收利用，同时，还能溶解和输送土壤养分。

（4）空气：

土壤空气既可以促进土壤形成，又促进作物生长，调节土壤温度和促进根系呼吸作用。

三、土壤类型

（1）按形态划分：

可分为三种：

砂质土——渗水速度快，保水性能差，通气性能好 。

黏质土——渗水速度慢，保水性能好，通气性能差。

壤土——渗水速度⼀般，保水性能⼀般，通气性能⼀般。

（2）按颜⾊划分：

红壤：分布于我国南方季风气候区，土层深厚，质地粘重，肥力差，呈酸性；

云南东川红土地

黄棕壤：分布于长江流域与秦岭淮河之间，呈弱酸性，自然肥力比较高；

云南东川红土地

棕壤：分布于山东半岛和辽东半岛。土层较厚，质地比较粘重，表层有机质含量较⾼，呈微酸性；

棕壤

褐土：分布于暖温带半湿润、半干旱季风气候区。呈中性、微碱性，腐殖质层较厚，肥力较高；

褐土

黑钙土：分布于东北平原，腐殖质含量最为丰富，土壤呈中性⾄微碱性，土壤肥力高。

黑钙土

我国土壤类型空间分布

四、土壤问题

（1）土壤污染：

当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，达到危害人体健康的程度，就是土壤污染。

土壤危害大，会导致农作物的污染、减产，导致生物品质不断下降，危害人体健康。

土壤污染具有隐蔽性和滞后性它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。

土壤污染的累积性和不可逆转性。重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。

因此，土壤污染一旦发生，仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复，有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题，其他治理技术可能见效较慢。

（2）土壤酸化：

土壤酸化与雨水淋溶及过度使用化肥等有关。

产生的危害：土壤中铝、锰、铅等重金属元素在酸性条件下会容易释放出来，致使作物根系中毒死亡；

另外，多铝、锰、铅等重金属元素与肥料钾、钙镁、钼等元素拮抗，影响根系吸收而发生缺素症；

土壤酸化还产生二氧化氮等有害气体，使作物中毒。

解决土壤酸化的措施：施用石灰调节土壤pH值，调整酸性。施肥应增施有机肥生物肥搭配少量化肥。

施用熟石灰

增施有机肥

（3）土壤侵蚀：

土壤侵蚀是指土壤及其母质在水力、风力、冻融或重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。

按侵蚀营力分类，通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和风力侵蚀等。

其中水力侵蚀是最主要的一种形式，习惯上称为水土流失。

水力侵蚀分为面蚀和沟蚀

重力侵蚀表现为滑坡、崩塌和山剥皮

风力侵蚀分悬移风蚀和推移风蚀。

其危害有：

损失土壤资源

降低土壤肥力

破坏生态环境

淤塞河道

加剧洪涝等

治理措施以以水利工程、生物工程和农业技术相结合的水土保持综合治理为主。

工程措施包括：坡面治理⼯程、沟道治理⼯程、小型水利⼯程 。

坡面整治

生物措施包括：

造林种草、绿化荒山和农林牧综合经营等。

农林牧综合经营

农业措施包括：

改变地面微地形，如垄沟种植；增加地面覆盖，如覆膜；增加土壤入渗，如深耕改土等。

地膜覆盖

（4） ⼟壤盐渍化：

土壤盐渍化分为原生盐渍化和次生盐碱化两类。

其中不受人为影响，自然发生的土壤盐渍化为原生盐渍化；而由于人类活动引发的土壤盐渍化为次生盐渍化。

其发生的原因有自然原因和人为原因。

自然原因：

气候——蒸发量大于降水量；

地形——地形高低影响水盐运动的方向；

土壤颗粒——土壤颗粒粗细影响水盐运动的速度和高度；

水文——沿海、沿江河，促积盐。

人为原因：

主要通过改变自然条件来影响土壤盐碱化程度。如有些地方浇水时大水漫灌，或低洼地区只灌不排，以致地下水位很快上升而积盐。

其危害有：肥力下降、土壤板结和抑制微生物活动等。

改良措施：

水利改良——井排井灌和鱼塘台田模式等；

鱼塘—台田模式

化学改良——使用酸性盐类物质；

生物改良——种植耐盐作物；

农业改良——秸秆还田、施用有机肥和种植绿肥等。

秸秆还田

真题演练

2016年全国卷1

磷是土壤有机质的重要组成元素，也是植物生长的营养元素。土壤水分增加有利于磷累积，气温升高和流水侵蚀会减少土壤中磷累积。图中示意我国四川西部某山地东坡土壤中磷累积量的垂直变化量。

10.磷高累积区是（ ）

A. 高山草甸带

B. 高山冰雪带

C. 山地针阔叶混交林带

D. 常绿阔叶林带

【参考答案】A

根据材料，该地位于四川西部，为亚热带季风气候，从山麓到山顶的植被变化大致为亚热带常绿阔叶林-落叶阔叶林-山地针阔叶混交林-山地针叶林-高山草甸-高山苔原-高山积雪冰川带。有利于磷累积的条件是气温低、土壤水分含量高、降水形成的地表径流量小。高海拔符合气温低的条件，排除海拔较低的常绿阔叶林带，而高山冰雪带是一个生产力极低的地区，土壤发育程度差，不可能有丰富的磷富集。剩下针阔叶混交林带和高山草甸带，两者相比较而言，高山草甸带的气温更低，蒸发更弱，土壤湿度较大，同时4000米的高度也略高于山地降水集中地带，地表侵蚀更弱。故选A。

11.与磷高累积区相比，该山坡2000~3000米海拔处（ ）

A. 大气温度较低

B. 生物生产量较低

C. 土壤含水量较低

D. 地表径流量较小

【参考答案】C

与磷高累积区相比，该山坡2000-3000米海拔处磷累积量更少，根据磷累积的条件，只有三种情况，气温更高，土壤水分含量更低，降水形成的地表径流量大，侵蚀强，排除A、D。该高度主要是针阔叶混交林带等森林带分布地区，森林的生物产量远高于草甸，排除B。该地由于海拔降低，蒸发加大，从而引起土壤中水分含量降低，导致磷累积量减少。故选C。

写在最后：磷元素是由岩石风化而来的，通过化学风化过程，磷元素从岩石中释放出来，并在土壤中为陆地植物所利用。温度升高，植物光合作用增强，植物吸收磷元素增加，土壤中的磷元素减少；磷能溶与水，降水时磷能从土壤中淋失，同时降水形成的坡面径流也会将土壤颗粒带走，从而引起土壤有机质的下降。

本题通过了解磷元素在不同自然地理系统中的变化来反演自然地理环境特点。

2019年全国卷3

43．[地理～选修6：环境保护](10分)

农用大棚长期处于封闭或半封闭状态。随着使用年限增长，我国北方不少大棚内土壤次生盐渍化逐渐显现，影响作物产量和品质。究其原因主要有：灌溉水含盐量高；过量施用化肥等。

提出治理大棚土壤次生盐渍化的合理建议。

【解析】

大棚种植可以提高温度，温度的提高就会增加水分的蒸发，使得土壤中的盐分不断向上运移，加上北方灌溉水源本身含盐量高和过量施用化肥等，导致土壤次生盐渍化严重；那么治理土壤次生盐渍化的措施主要从减少盐的进入和加大盐的排出等方面考虑。减少盐的进入可以减少化肥的施用，增施有机肥；加大盐的排出可以淡水淋盐，客土置换等。

【答案】

减少化肥的施用量，增施有机肥；利用淡水灌溉淋溶（洗）；夏季时去掉棚膜，利用雨水淋溶（洗）；客土置换。

引淡淋盐

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