土壤的相关知识
一、概念：
土壤指陆地表面具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层。土壤肥力是土壤能供应和协调植物生长发育所需的养分、空气、水和热量等方面的能力。
①土壤成分
土壤的成分比较复杂，一般由矿物质、有机质、土壤生物、水分和空气组成。矿物质直接或间接来自岩石风化物，是土壤的“骨骼”。有机质包括动物和植物的残体，以及其经过微生物作用形成的腐殖质。有机质比重远低于矿物质，但对土壤肥力影响很大，是衡量土壤肥力高低的重要指标。水分和空气贮存在土壤固体颗粒之间的孔隙中，两者的比例并不固定，常会随着外界气温、湿度、降水等条件的变化而此消彼长。土壤孔隙也是细菌、真菌等土壤微生物和蚯蚓、线虫类等土壤动物的生存空间。土壤中的微生物虽小，肉眼无法看到，但其数量十分惊人，而且作用很大，如分解有机质释放出营养元素，供植物利用。
②土壤性质
不同土壤的颜色和质地等特征具有显著差异。土壤颜色是土壤最明显的特征。土壤颜色通常与土壤的矿物质成分、有机质含量、排水条件等密切相关。例如，许多热带和亚热带地区的土壤因含有较多的氧化铁而呈红色;我国东北地区的土壤因富含腐殖质而呈暗黑色。
土壤质地，也称土壤颗粒组成，指土壤中矿物质颗粒的大小及其组合比例，也就是土壤的粗细、砂黏状况。一般来说，根据土壤质地可以将土壤分为砂土、壤土和黏土三类。土壤质地直接影响土壤蓄水性、通气性和保肥性。例如，砂土质地疏松，蓄水能力弱，保肥性较差，土壤温度变化较快，但通气性和透水性良好;黏土质地致密、厚重，蓄水能力和保肥性强，土壤温度比较稳定，但通气性和透水性差;壤土质地介于黏土和砂土之间，兼有砂土和黏土的优点。
②土壤剖面
土壤剖面是从地面垂直向下的土壤纵断面。
理想状态下，土壤剖面有五个土壤层:有机质层、腐殖质层、淋溶层、淀积层和母质层。
自然界中的土壤剖面不一定具有全部土壤层。例如，有机质层主要出现在森林地区的土壤上部，在荒漠地区一般不存在或不明显;在坡度较大的山地丘陵地区，土壤物质流失较快，一般缺少淀积层。
②成土因素
土壤的形成始于地壳表层岩石风化物，这些风化物经过极其缓慢的物理、化学和生物作用过程，慢慢发育形成土壤。影响土壤形成与演化的因素包括母质、生物、气候、地形和时间等，它们共同控制着土壤的发育和土壤性质。
母质：通常把与土壤有直接联系的岩石风化物或堆积物称为母质。母质会影响土壤的化学成分、质地和形成速度等。在土壤的形成初期，如果基岩非常坚硬，形成1厘米厚的土壤可能需要几百年;如果基岩质地相对较软，那么形成深厚土壤的速度会快得多。
生物：土壤中生活的植物、动物和微生物不仅对土壤性质具有重要影响，而且影响到土壤肥力和自净能力。土壤微生物分解植物和动物的残体，向土壤释放有机物。植物的根系和土壤动物可以疏松土壤，帮助水分和空气渗透到更深的土层中。
气候：水分和热量条件决定母质的分解速度，影响土壤的形成速度、厚度和化学性质等。
一般来说，高温多雨地区化学风化作用强烈，岩石风化速度相对较快，土壤较厚，且多呈酸性;寒冷干旱地区岩石风化速度相对较慢，土壤往往比较薄，多呈碱性。
地形：地形通过影响母质、气候及生物因素，对土壤形成和发育产生间接影响。
例如，随着海拔的增加，植被种类和数量会发生变化;阳坡比阴坡接收的太阳辐射多，土壤温度较高;坡度越陡，地表侵蚀越严重。这些都会影响到土壤的形成和发育。
时间：土壤形成和发育所经历的时间长短，也会对土壤的特征产生影响。例如，在其他成土因素相同的情况下，时间越长，形成的土壤越深厚、土壤分层越明显;反之，则形成的土壤越浅薄、土壤分层越不明显。
土壤不同发育阶段的形态特征
人类活动也会影响土壤的形成和发育。随着人类干扰强度的增加，土壤原来的基础性状发生改变，可能产生新的土壤类型(如水稻土)。人类活动对土壤造成的影响有时是有益的，如在盐渍化土壤区，通过深沟排水，降低地下水位，引淡水洗盐，改良土壤;有时则是有害的，甚至是灾难性的，如农业生产中大量施用农药，工业污水不经处理直接用于农田灌溉，造成土壤中有毒物质的残留，影响农作物生长和人类身体健康。
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
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;
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。
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。
生物措施包括：
造林种草、绿化荒山和农林牧综合经营等。
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。
(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;
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。
