土壤對我們來說是最為熟悉的物質,我們腳下走的路,植物生長的土地以及生活用水的來源都和土壤有著密切的關係。土壤不僅是我們人類生活的基礎,而且也是地球上最主要的一種物質。沒有土壤的存在就不會有植物的生長,也就沒有人類生活物質的來源。
既然土壤對我們如此的重要,那麼你對土壤都有哪些了解呢?你知道土壤是如何形成的嗎?你又了解它的結構是怎麼樣的?如果你還在為這些問題而迷惑不解,那麼就讓本書帶你去了解關於土壤的一些基本知識吧!
第一節漫漫長路——土壤的形成
原始的地球上是不是就存在土壤呢?那些黑黑黃黃的物質究竟是怎麼來的呢?其實,土壤的質變和形成需要經曆很長的時間,與外界各類條件,如氣候、地質運動、溫度等密切相關。
為此,一些科學家對此進行了很多研究,關於土壤的形成也眾說紛紜。其中,俄國著名科學家道庫哈耶夫建立的土壤的形成因素學說最具權威性,後來其他土壤研究學者以此為基礎進行了更深入的研究和拓展。
道庫哈耶夫認為土壤的性質是由氣候、生物、地形、母質和時間等綜合成土因素所決定的。土壤是地球陸地表麵具有一定肥力且能夠生長植物的疏鬆表層(包括海、湖淺水區)。它是地球岩石圈上的附著物,外力(風力、人力、水力等)可以搬動土壤。
1.土壤形成的母質因素
風化作用使岩石破碎,其理化性質改變,形成結構疏鬆的風化物質覆蓋地表,這便是我們通常所說的土壤母質。如果風化殼保留在原地,形成殘積物,便是殘積母質;如果在重力、流水、風力、冰川等作用下風化物質被遷移形成崩積物、衝積物、海積物、湖積物、冰磧物和風積物等,則稱為運積母質。土壤母質是土壤形成的物質基礎和植物礦質養分元素(氮除外)的最初來源。
母質代表土壤的初始狀態,它在氣候與生物的作用下,經過上千年的時間,才逐漸轉變成可生長植物的土壤。所以土壤的原始性質取決於母質,且有些特性是經久永固的。衝積物是指河流沉積作用形成的堆積物,它是組成衝積平原的主要堆積物。衝積物具有良好的分選性,隨著搬運能力的減弱,一般是粗的、比重大的先沉積,細的、比重小的後沉積。
冰磧物是指冰川搬運和堆積的石塊和碎屑物質。冰磧物主要通過刨蝕和挖蝕從冰床上獲得物質,也可以通過雪崩、冰崩及山坡上的塊體運動等帶來大量碎屑物質。可據其所置位置分類:表磧、內磧、底磧、側磧、中磧等等。冰磧物的主要特征是碎屑顆粒大小不一,泥、礫混雜,沒有層理;礫石磨圓度不好,形狀各異。
2.土壤與母質的“種種情結”
母質對土壤的物理性狀和化學組成均產生重要的作用,這種作用在土壤形成的初期階段最為顯著。隨著成土過程進行得愈久,母質與土壤間性質的差別也愈大,盡管如此,土壤中總會保存有母質的某些特征。
首先,成土母質的類型與土壤質地關係密切。不同造岩礦物的抗風化能力差別顯著,其由大到小的順序大致為:石英→白雲母→鉀長石→黑雲母→鈉長石→角閃石→輝石→鈣長石→橄欖石。因此,發育在基性岩母質上的土壤質地一般較細,發育在石英含量較高的酸性岩母質上的土壤質地一般較粗;發育在殘積物和坡積物上的土壤含石塊較多,而在洪積物和衝積物上發育的土壤具有明顯的質地分層特征。
其次,土壤的礦物組成和化學成分深受成土母質的影響。不同岩石的礦物和組成元素差別很大,使其發育成的土壤的礦物組成也就不同。發育在基性岩母質上的土壤,含角閃石、輝石、黑雲母等深色礦物較多;發育在酸性岩母質上的土壤,含石英、正長石和白雲母等淺色礦物較多;其他如冰磧物和黃土母質上發育的土壤,含水雲母和綠泥石等黏土礦物較多,河流衝積物上發育的土壤亦富含水雲母,湖積物上發育的土壤中多蒙脫石和水雲母等黏土礦物。從化學組成方麵看,基性岩母質上的土壤一般鐵、錳、鎂、鈣含量高於酸性岩母質上的土壤,而矽、鈉、鉀含量則低於酸性岩母質上的土壤,石灰岩母質上的土壤,鈣的含量最高。碳岩的主要成分是碳酸。
3.土壤形成的氣候因素
氣候對於土壤形成具有直接影響和間接影響兩個方麵。直接影響指通過土壤與大氣之間經常進行的水分和熱量交換,對土壤水、熱狀況和土壤中物理、化學過程的性質與強度的影響。通常溫度每增加10℃,化學反應速度平均增加1~2倍;溫度從0℃增加到50℃,化合物的解離度增加7倍。
溫度和氣候的變化會影響土壤中微生物的活動和繁衍,而微生物又決定土壤中有機物的含量。比如在寒冷的氣候條件下,一年中土壤凍結長達幾個月之久,微生物分解作用非常緩慢,使有機質積累起來;而在常年溫暖濕潤的氣候條件下,微生物活動旺盛,全年都能分解有機質,使有機質含量趨於減少。