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成土因素

影响或控制土壤形成(方向和强度)的环境因素。包括自然成土因素和人为成土因素。前者包括气候、生物、母质、地形和时间(年龄);后者指人类的耕垦、施肥和灌溉等活动。

自然成土因素

根据俄国著名土壤学家В.В.道库恰耶夫土壤形成因素学说,土壤是在气候、 生物、 母质、地形和时间综合作用下形成的;是自然成土因素的函数,即土壤随自然成土因素的变化而变化;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。

气候

影响土壤形成方向和强度的基本因素之一。气候直接影响土壤的水热状况;影响土壤中矿物质、有机质及其产物的转化、迁移,淋溶和淀积过程。不同的气候带中水热状况及其配比不同,决定土壤具有不同的物理、化学和生物的作用过程及其变化。

生物

影响土壤发生、发育最活跃的因素。包括植物、动物和土壤中的微生物。

(1)植物。能有选择地吸收分散于母质、水圈和大气中的营养元素,利用太阳能制造有机质。陆地上植物每年形成的生物量约为4.5×1011吨。不同植物类型每年吸收和释放的各种矿物不同,冰沼地、森林冰沼地的针叶林灰分含量最低,盐生植被最高。有机残体数量也各不相同,一般说来亚热带常绿阔叶林多于温带夏绿阔叶林,温带夏绿阔叶林又多于寒带针叶林,草甸多于草甸草原,草甸草原多于干草原,干草原多于半荒漠和荒漠。大部分植物有机质集中于土壤表层,但也有相当数量的生物有机质集中于土壤的30~50厘米处。在总植物量中,根部有机质占20~30%左右。

(2)微生物。能充分地分解动植物的有机体,合成土壤腐殖质,其后再进行分解,是土壤物质生物循环的重要一环,改造了母质,推动了成土过程。

(3)动物。土壤动物的种类、数量繁多,动物的有机残体也是土壤有机质来源,参与了土壤腐殖质的形成过程。此外,动物对土壤的组成、形态特征也有很大作用。例如,每公顷土壤中蚯蚓数量可由25万到 100万条以上,一年内平均翻东土壤约20吨/公顷,并通过它们的消化系统,使土壤中一些复杂的有机质转变为简单而有效的营养物质,然后排泄到土壤中,改善了土壤结构,提高了肥力。土壤中动物的挖掘活动造成许多大小不同的孔穴,增强了土壤的透水性、通气性和松紧度。

俄国土壤学家В.Р.威廉斯继承和发展了道库恰耶夫土壤形成因素学说,认为生物是土壤形成的主导因素,并指出土壤的本质特性是肥力,而肥力是土壤形成过程中由生物(主要指绿色植物和微生物)创造的。

母质

形成土壤的物质基础,在气候和生物的作用下,由母质表层开始逐渐形成土壤。母质的矿物、化学组成,对土壤的形成、性状和肥力有一定影响,尤其是对风化和成土过程处于初级阶段的土壤,可加速或延缓土壤的形成过程,如石灰岩上发育的石灰土(见初育土)。不同成土母质形成的土壤,养分含量不同,如钾长石风化所形成的土壤有较多的钾。母质的机械组成直接影响土壤的质地。非均质母质造成水分在土壤中运行状况不均一性,影响土壤中物质的淋溶和淀积过程。

地形

影响土壤和环境之间进行物质、能量交换的一个重要条件。它们通过各成土因素对土壤起作用。

(1)与母质的关系。不同的地形部位可有不同类型的成土母质,如山地上部或台地上,母质主要是残积物;坡地和山麓的母质多为坡积物;山前平原的冲积锥或洪积扇,成土母质为洪积物;在河流阶地、泛滥平原、冲积平原、湖泊周围和海滨附近地区,相应的母质为冲积物、湖积物和海积物。

(2)和水热条件的关系。地形影响水热状况和物质的再分配。在坡度较陡的山地,降水大部分成为地表径流,从高处流向低处,土壤遭受侵蚀;在地势平坦或低洼处,降水多渗入土壤,常发生物质堆积。不同地形部位,对太阳辐射的吸收不同和地面辐射也不同,影响地表温度差异。

(3)和土壤发育、地理分布的关系。以山地影响最明显。由于山地地势高、坡度大,特殊的水热状况形成了与平地不同的土壤类型。随河谷地貌的演化,在不同地形部位上,经常依次构成水成土(潜水位较高)、半水成土(受潜水的一定影响)和不受潜水影响的土壤。

时间

决定土壤形成的母质、气候、生物和地形等因素作用的强弱受时间因素的制约。土壤的年龄分为绝对年龄与相对年龄。

(1)土壤的绝对年龄。从在当地新风化的母质或新沉积物上开始发育的时候算起。一般认为现存最古老的土壤出现于第三纪,绝对年龄达数千万年,但是为数不多。绝大部分现代土壤的年龄为数千年。欧美大陆在第四纪时曾出现大陆冰盖,那里的土壤大都在第四纪冰期后才发育形成。中国和澳大利亚古陆在第四纪时仅出现山岳冰川(见冰川),没有大陆冰盖,土壤的绝对年龄比较老。最古老的土壤见于低纬地区,那里没有受冰川作用,如果未受破坏和侵蚀,其土壤年龄可达数十万年或数百万年或更远。古地理学家从地球化学方面研究,认为在加拿大古陆震旦纪地层中还分布着古土壤。

(2)土壤的相对年龄。一般由土壤剖面分异程度来确定。土壤剖面发生层次明显、剖面构型完整和层次厚度较大的,其发育程度较高。而剖面分异不明显,剖面构型简单土层较薄的,则相对年龄较短。一般说,土壤的绝对年龄大,相对年龄也大。但有的土壤虽经历时间很长,由于某种原因,其发育程度仍停留在较低阶段。

人为成土因素

人类对土壤的影响具有双向性。人既是土壤的改良者,又是破坏者。可通过改变某一成土因素或各因素间的对比关系,来控制土壤发育的方向,强化或抑制成土过程。如灌溉和排水可改变自然土壤的水热条件,从而改变土壤中物质的运动过程。此外,通过耕作、施肥(包括施用有机肥、无机肥和多种农药)和灌溉等农业措施,可直接影响土壤发育、组成和特性的变化。合理的利用管理土壤,可保持和提高土壤肥力;反之,将导致土壤退化,肥力下降,甚至形成沙化、次生盐渍化或沼泽化。因此有人认为,人类的生产活动应列为第六成土因素。根据土壤的最新研究成果,В.А.科夫达还提出新构造运动、火山活动和地震活动是影响土壤形成的深部因素。