各种成土因素在土壤形成中的作用

各种成土因素在土壤形成中的作用

1）土壤形成的母质因素 风化作用使岩石破碎,理化性质改变,形成结构疏松的风化壳,其上部可称为土壤母质.如果风化壳保留在原地,形成残积物,便称为残积母质；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.成土母质是土壤形成的物质基础和植物矿质养分元素（氮除外）的最初来源.母质代表土壤的初始状态,它在气候与生物的作用下,经过上千年的时间,才逐渐转变成可生长植物的土壤.母质对土壤的物理性状和化学组成均产生重要的作用,这种作用在土壤形成的初期阶段最为显著.随着成土过程进行得愈久,母质与土壤间性质的差别也愈大,尽管如此,土壤中总会保存有母质的某些特征. 首先,成土母质的类型与土壤质地关系密切.不同造岩矿物的抗风化能力差别显著,其由大到小的顺序大致为：石英→白云母→钾长石→黑云母→钠长石→角闪石→辉石→钙长石→橄榄石.因此,发育在基性岩母质上的土壤质地一般较细,含粉砂和粘粒较多,含砂粒较少；发育在石英含量较高的酸性岩母质上的土壤质地一般较粗,即含砂粒较多而含粉砂和粘粒较少.此外,发育在残积物和坡积物上的土壤含石块较多,而在洪积物和冲积物上发育的土壤具有明显的质地分层特征. 其次,土壤的矿物组成和化学组成深受成土母质的影响.不同岩石的矿物组成有明显的差别,使其上发育的土壤的矿物组成也就不同.发育在基性岩母质上的土壤,含角闪石、辉石、黑云母等深色矿物较多；发育在酸性岩母质上的土壤,含石英、正长石和白云母等浅色矿物较多；其他如冰碛物和黄土母质上发育的土壤,含水云母和绿泥石等粘土矿物较多,河流冲积物上发育的土壤亦富含水云母,湖积物上发育的土壤中多蒙脱石和水云母等粘土矿物.从化学组成方面看,基性岩母质上的土壤一般铁、锰、镁、钙含量高于酸性岩母质上的土壤,而硅、钠、钾含量则低于酸性岩母质上的土壤,石灰岩母质上的土壤,钙的含量最高. （2）土壤形成的气候因素 气候对于土壤形成的影响,表现为直接影响和间接影响两个方面.直接影响指通过土壤与大气之间经常进行的水分和热量交换,对土壤水、热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度的影响.通常温度每增加10℃,化学反应速度平均增加1～2倍；温度从0℃增加到50℃,化合物的解离度增加7倍.在寒冷的气候条件下,一年中土壤冻结达几个月之久,微生物分解作用非常缓慢,使有机质积累起来；而在常年温暖湿润的气候条件下,微生物活动旺盛,全年都能分解有机质,使有机质含量趋于减少. 气候还可以通过影响岩石风化过程以及植被类型等间接地影响土壤的形成和发育.一个显著的例子是,从干燥的荒漠地带或低温的苔原地带到高温多雨的热带雨林地带,随着温度、降水、蒸发以及不同植被生产力的变化,有机残体归还逐渐增多,化学与生物风化逐渐增强,风化壳逐渐加厚 . （3）土壤形成的生物因素 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.在生物作用下从岩石到土壤的形成过程见图9-7. 岩石表面在适宜的日照和湿度条件下滋生出苔薛类生物,它们依靠雨水中溶解的微量岩石矿物质得以生长,同时产生大量分泌物对岩石进行化学、生物风化；随着苔藓类的大量繁殖,生物与岩石之间的相互作用日益加强,岩石表面慢慢地形成了土壤；此后,一些高等植物在年幼的土壤上逐渐发展起来,形成土体的明显分化. 在生物因素中,植物起着最为重要的作用.绿色植物有选择地吸收母质、水体和大气中的养分元素,并通过光合作用制造有机质,然后以枯枝落叶和残体的形式将有机养分归还给地表.不同植被类型的养分归还量与归还形式的差异是导致土壤有机质含量高低的根本原因.例如,森林土壤的有机质含量一般低于草地,这是因为草类根系茂密且集中在近地表的土壤中,向下则根系的集中程度递减,从而为土壤表层提供了大量的有机质,而树木的根系分布很深,直接提供给土壤表层的有机质不多,主要是以落叶的形式将有机质归还到地表.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.微生物在成土过程中的主要功能是有机残体的分解、转化和腐殖质的合成. （4）土壤形成的地形因素 地形对土壤形成的影响主要是通过引起物质、能量的再分配而间接地作用于土壤的.在山区,由于温度.降水和湿度随着地势升高的垂直变化,形成不同的气候和植被带,导致土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直地带分化.对美国西南部山区土壤特性的考察发现,土壤有机质含量、总孔隙度和持水量均随海拔高度的升高而增加,而pH值随海拔高度的升高而降低[1].此外,坡度和坡向也可改变水、热条件和植被状况,从而影响土壤的发育.在陡峭的山坡上,由于重力作用和地表径流的侵蚀力往往加速疏松地表物质的迁移,所以很难发育成深厚的土壤；而在平坦的地形部位,地表疏松物质的侵蚀速率较慢,使成土母质得以在较稳定的气候、生物条件下逐渐发育成深厚的土壤.阳坡由于接受太阳辐射能多于阴坡,温度状况比阴坡好,但水分状况比阴坡差,植被的覆盖度一般是阳坡低于阴坡,从而导致土壤中物理、化学和生物过程的差异.