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影響或控制土壤形成(方向和強度)的環境因素。包括自然成土因素和人為成土因素。前者包括氣候、生物、母質、地形和時間(年齡);後者指人類的耕墾、施肥和灌溉等活動。

1簡介

又叫土壤形成因素,是指影響和決定土壤形成方向、發育程度和特徵特性的自然因素及人為因素。自然因素包括氣候、母質、生物、地形和時間;人為因素指墾殖、耕作、施肥、灌排等。在不同自然因素的綜合影響下,形成不同類型的土壤。如在熱帶雨林和季雨林的高溫多雨條件下,形成強酸性的、富含鐵、鋁的磚紅壤等;在溫帶半乾旱地區,叢生禾本科植物為主的草原植被下,形成中性至鹼性的栗鈣土等;在人為因素的長期作用下,可以改變自然因素作用的成土方向,形成特定的耕作土壤,如各種類型的自然土壤經長期種植水稻,進行水耕、灌排等措施,都可形成水稻土。

2自然成土因素

根據俄國著名土壤學家В。В。道庫恰耶夫土壤形成因素學說,土壤是在氣候、 生物、 母質、地形和時間綜合作用下形成的;是自然成土因素的函數,即土壤隨自然成土因素的變化而變化;各成土因素在土壤形成中的作用都是重要的和不可代替的。
生物
影響土壤發生、發育最活躍的因素。包括植物、動物和土壤中的微生物。
①植物。能有選擇地吸收分散於母質、水圈和大氣中的營養元素,利用太陽能製造有機質。陸地上植物每年形成的生物量約為4.5×1011噸。不同植物類型每年吸收和釋放的各種礦物不同,冰沼地、森林冰沼地的針葉林灰分含量最低,鹽生植被最高。有機殘體數量也各不相同,一般說來亞熱帶常綠闊葉林多於溫帶夏綠闊葉林,溫帶夏綠闊葉林又多於寒帶針葉林,草甸多於草甸草原,草甸草原多於乾草原,乾草原多於半荒漠和荒漠。大部分植物有機質集中於土壤表層,但也有相當數量的生物有機質集中於土壤的30~50厘米處。在總植物量中,根部有機質佔20~30%左右。
②微生物。能充分地分解動植物的有機體,合成土壤腐殖質,其後再進行分解,是土壤物質生物循環的重要一環,改造了母質,推動了成土過程。
③動物。土壤動物的種類、數量繁多,動物的有機殘體也是土壤有機質來源,參與了土壤腐殖質的形成過程。此外,動物對土壤的組成、形態特徵也有很大作用。例如,每公頃土壤中蚯蚓數量可由25萬到 100萬條以上,一年內平均翻東土壤約20噸/公頃,並通過它們的消化系統,使土壤中一些複雜的有機質轉變為簡單而有效的營養物質,然後排泄到土壤中,改善了土壤結構,提高了肥力。土壤中動物的挖掘活動造成許多大小不同的孔穴,增強了土壤的透水性、通氣性和鬆緊度。
俄國土壤學家В。Р。威廉斯繼承和發展了道庫恰耶夫土壤形成因素學說,認為生物是土壤形成的主導因素,並指出土壤的本質特性是肥力,而肥力是土壤形成過程中由生物(主要指綠色植物和微生物)創造的。
地形
影響土壤和環境之間進行物質、能量交換的一個重要條件。它們通過各成土因素對土壤起作用。
①與母質的關係。不同的地形部位可有不同類型的成土母質,如山地上部或台地上,母質主要是殘積物;坡地和山麓的母質多為坡積物;山前平原的沖積錐或洪積扇,成土母質為洪積物;在河流階地、泛濫平原、沖積平原、湖泊周圍和海濱附近地區,相應的母質為沖積物、湖積物和海積物。
②和水熱條件的關係。地形影響水熱狀況和物質的再分配。在坡度較陡的山地,降水大部分成為地表徑流,從高處流向低處,土壤遭受侵蝕;在地勢平坦或低洼處,降水多滲入土壤,常發生物質堆積。不同地形部位,對太陽輻射的吸收不同和地面輻射也不同,影響地表溫度差異。
③和土壤發育、地理分佈的關係。以山地影響最明顯。由於山地地勢高、坡度大,特殊的水熱狀況形成了與平地不同的土壤類型。隨河谷地貌的演化,在不同地形部位上,經常依次構成水成土(潛水位較高)、半水成土(受潛水的一定影響)和不受潛水影響的土壤。

時間

決定土壤形成的母質、氣候、生物和地形等因素作用的強弱受時間因素的制約。土壤的年齡分為絕對年齡與相對年齡。
①土壤的絕對年齡。從在當地新風化的母質或新沉積物上開始發育的時候算起。一般認為現存最古老的土壤出現於第三紀,絕對年齡達數千萬年,但是為數不多。絕大部分現代土壤的年齡為數千年。歐美大陸在第四紀時曾出現大陸冰蓋,那裡的土壤大都在第四紀冰期后才發育形成。中國和澳大利亞古陸在第四紀時僅出現山嶽冰川(見冰川),沒有大陸冰蓋,土壤的絕對年齡比較老。最古老的土壤見於低緯地區,那裡沒有受冰川作用,如果未受破壞和侵蝕,其土壤年齡可達數十萬年或數百萬年或更遠。古地理學家從地球化學方面研究,認為在加拿大古陸震旦紀地層中還分佈著古土壤。
②土壤的相對年齡。一般由土壤剖面分異程度來確定。土壤剖面發生層次明顯、剖面構型完整和層次厚度較大的,其發育程度較高。而剖面分異不明顯,剖面構型簡單土層較薄的,則相對年齡較短。一般說,土壤的絕對年齡大,相對年齡也大。但有的土壤雖經歷時間很長,由於某種原因,其發育程度仍停留在較低階段。

3人為成土因素

人類對土壤的影響具有雙向性。人既是土壤的改良者,又是破壞者。可通過改變某一成土因素或各因素間的對比關係,來控制土壤發育的方向,強化或抑製成土過程。如灌溉和排水可改變自然土壤的水熱條件,從而改變土壤中物質的運動過程。此外,通過耕作、施肥(包括施用有機六肥、無機肥和多種農藥)和灌溉等農業措施,可直接影響土壤發育、組成和特性的變化。合理的利用管理土壤,可保持和提高土壤肥力;反之,將導致土壤退化,肥力下降,甚至形成沙化、次生鹽漬化或沼澤化。因此有人認為,人類的生產活動應列為第成土因素。根據土壤的最新研究成果,В。А。科夫達還提出新構造運動、火山活動和地震活動是影響土壤形成的深部因素。
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