土壤形态 (土壤形态特征)

土壤形态

土壤形态就是土壤的外部特徵，这种外部特徵是通过人们的感官即视觉，嗅觉和触觉来认识的。

基本介绍

中文名：土壤形态定义：土壤的外部特徵主要特徵：颜色，结构，质地土壤颜色：棕色，有暗棕，黑棕，红棕等之分土壤结构：块状，核状，柱状，片状土壤质地：砾，砂，粉粒

主要特徵

在土壤形成以后，各土层在组成和性质上是不同的，所以，反映在剖面形态特徵上，各层也是有差别的。在野外通过土壤剖面形态的观察，可判断出土壤的一些重要性质。土壤重要的形态特徵有：实度，孔隙，湿度，新生体，侵入体，动物孔穴等。

土壤颜色

土壤颜色是土壤内在物质组成在外在色彩的表现。由于土壤的矿物组成和化学组成不同，所以土壤的颜色是多种多样的。通常在鉴别土壤层次和土壤分类时，土壤颜色是非常明显的特徵.土壤颜色採用芒塞尔颜色命名系统，将土块与标準颜色卡对比，给予命名。给土壤的颜色定名时，用一种颜色常常有困难，往往要用两种颜色来表示，如棕色，有暗棕，黑棕，红棕等之分。这样定名，在前面的字是形容词，是指次要的颜色，而后面的字是指主要的颜色。决定土壤的颜色，主要有以下几种物质：腐殖质含量多时，使土壤颜色呈黑色。含量少时，使土壤颜色呈暗灰色。氧化铁在土壤中的氧化铁一般多为含水氧化铁，如褐铁矿，针铁矿等，这些矿物使土壤呈铁鏽色和电影。石英，斜长石，方解石，高岭石，二氧化硅粉末，碳酸钙粉末等，它们都能使土壤呈白色。氧化亚铁广泛出现在沼泽土，潜育土中，它使土壤具有蓝色或青灰色，如蓝铁矿，这类矿物为白色，但遇空气中德氧即很快变为青灰色。除物质成分影响土壤颜色外，土壤的物理性状不同，也会使土色有所差别。例如，土壤愈湿，颜色愈深，土壤愈细，颜色愈浅，光线愈暗，颜色愈深。所以在比较土壤颜色时，必须注明条件。土壤颜色本身对树木生长并不重要,但是颜色却可指示土壤的许多重要特徵.土壤颜色还可影响土壤的温度.深色土壤比浅色土壤易吸热.有森林植被的土壤受温度的影响比***的土壤小.森林火灾后,表层土壤颜色变深,从而导致土温增加.

土壤结构

土壤结构就是土壤固体颗粒的空间排列方式。自然界的土壤，往往不是以单粒状态存在，而是形成大小不同，形态各异的团聚体，这些团聚体或颗粒就是各种土壤结构。根据土壤的结构形状和大小可归纳为块状，核状，柱状，片状，微团聚体及单粒结构等。土壤的结构状况对土壤的肥力高低，微生物的活动以及耕性等都有很大的影响。同时一些人为的活动将很大程度上破坏土壤的结构.如森林採伐后,由于重型机械的使用将导致土壤被压实,土壤表层结构被破坏.

土壤质地

土壤质地是土壤中各种颗粒，如砾，砂，粉粒，粘粒的重量百分含量。土壤质地影响土壤肥力,如土壤持水力,土壤通气性,有机质的贮存,营养元素的吸附和土壤的耕性,从而影响树木的生长.準确测定土壤质地要用机械分析来进行，但在野外常用指测法来判断土壤质地，将土壤质地分为：砂土，砂壤土，轻壤土，中壤土，重壤土，粘土等。

土壤湿度

土壤水分是植物生长所必需的土壤肥力因素。根据土壤水分含量，在野外将土壤湿度分为：乾，潮，湿，重湿，极湿等。

新生体

在土壤形成过程中新产生的或聚积的物质称为新生体，它们具有一定的外形和界限。新生体可以按它们的外观分类，也可按它们的化学组成来分类。按外观分，新生体盐霜，盐斑，结核等。按照化学组成分，新生体可由易溶性盐类组成，如氯化钠，硫酸钠，碳酸钙等；还有由晶质或非晶质的化合物组成，如含水氧化铁的化合物，氧化亚铁的化合物，锰的化合物，二氧化硅和有机物等。新生体是判断土壤性质，土壤组成和发生过程等非常重要的特徵。例如，盐结皮和盐霜，表示土壤中有可溶性盐类的存在。锈斑和铁结核是近代或过去，在水影响下产生于乾湿交替的特徵。(六)侵入体：位于土体中，但不是土壤形成过程中聚积和产生的物体，称为侵入体。侵入体有砖头，瓦片，铁器和磁器等。一般常见于耕作土壤中，是判断人为经营活动对土壤层次影响所达到的深度，以及土层的来源等。

剖面解析

土壤形态剖面

从地面垂直向下的土壤纵断面称为土壤剖面（soil profile）。土壤剖面中与地表大致平行的层次，它是由成土作用而形成的，因此，称为土壤发生层（soil genefichorizons），简称土层。由非成土作用形成的层次，称土壤层次（soillayers）。单个土体（pedon）是土壤剖面的立体化形式，作为土壤的三维实体，其体积最小。单个土体的横切面形态近似六边形，面积为1—10平方米，在此範围内任何土层在性态上是一致的，而该面积的大小取决于土壤的变异程度。若水平方向变异幅度<2米，而且所有土层的特徵在水平方向连续一致，厚度也基本一致，则单个土体的面积约为1平方米。若有些土层在水平方向间歇出现或呈波状变异，重现一次的间距为2—7米，则其最大侧向延伸範围应等于该间距的一半，即1—3.5米，面积约为1—10平方米。如果土层这种重複出现的间隔超过7米，说明此间隔範围内已经不止是一种土壤，可能是多种土壤并存而形成土壤复区，此时，单个土体水平面积仍只有1平方米。单个土体的垂直面相当于土壤剖面的A+B层的总和，称为土体层（solum）。两个以上的单个土体组成的群体，称为聚合土体（polypedon），又称土壤个体（soilindividual）或土壤实体（soilbody）等。单个土体与聚合土体的关係就象一颗松树对一片松林、一株水稻对一块稻田一样。它是一个具体的景观单位，在土壤製图上为一最小製图单位，在土壤分类上则为一基本分类单位，相当于美国土壤分类中的一个土系（soilseries）或土型（soiltype），在中国土壤分类中大致相当于一个土种（soilspecies）或变种（variety）。土壤形态的剖面、单个土体和聚合土体三者之间的关係。

土层

土层是原来的成土母质在成土作用影响下产生分异作用的结果，不同的土壤层次，可根据其颜色、结构、质地、结持性、新生体等特徵进行划分。每一种成土类型都有其特徵性的发生层组合，从而形成了各种土壤剖面。1.)土壤发生层的划分和命名19世纪末，俄国土壤学家道库恰耶夫最早把土壤剖面分为三个发生层，即：腐殖质聚积表层（A）、过渡层（B）和母质层（C）。后来有研究者又提出许多新的命名建议，土层的划分也越来越细。但基本土层命名仍不脱离道库恰耶夫的ABC传统命名法。自从1967年国际土壤学会提出把土壤剖面划分为：有机层（O）、腐殖质层（A）、淋溶层（E）、澱积层（B）、母质层（C）和母岩（R）等六个主要发生层以来，经过一个时期套用，中国近年来在土壤调查和研究中也趋向于採用O、A、E、B、C、R土层命名法。主要发生层的含义阐述于下。 O层：指以分解的或未分解的有机质为主的土层。它可以位于矿质土壤的表面，也可被埋藏于一定深度。A层：形成于表层或位于O层之下的矿质发生层。土层中混有有机物质，或具有因耕作、放牧或类似的扰动作用而形成的土壤性质。它不具有B、E层的特徵。E层：硅酸盐粘粒、铁、铝等单独或一起淋失，石英或其他抗风化矿物的砂粒或粉粒相对富集的矿质发生层。E层一般接近表层，位于O层或A层之下，B层之上。有时字母E不考虑它在剖面中的位置，而表示剖面中符合上述条件的任一发生层。B层：在上述各层的下面，并具有下列性质：①硅酸盐粘粒、铁、铝、腐殖质、碳酸盐、石膏或硅的澱积；②碳酸盐的淋失；③残余二、三氧化物的富集；④有大量二、三氧化物胶膜，使土壤亮度较上、下土层为低，彩度较高，色调发红；⑤具粒状、块状或稜柱状结构。C层：母质层。多数是矿质层，但有机的湖积层也划为C层。R层：即坚硬基岩，如花岗岩、玄武岩、石英岩或硬结的石灰岩，砂岩等都属坚硬基岩。G层（潜育层）：是长期被水饱和，土壤中的铁、锰被还原并迁移，土体呈灰蓝、灰绿或灰色的矿质发生层。P层（犁底层）：由农具镇压、人畜践踏等压实而形成。主要见于水稻土耕作层之下，有时亦见于旱地土壤耕作层的下面。土层紧实、容重较大，既有物质的淋失，也有物质的澱积。J层（矿质结壳层）：一般位于矿质土壤的A层之上，如盐结壳、铁结壳等。出现于A层之下的盐盘、铁盘等不能叫做J层。凡兼有两种主要发生层特性的土层，称过渡层，如AE、BE、EB、BC、CB、AB、BA、AC、CA等，第一个字母标誌占优势的主要土层。若来自两种土层的物质互相混杂，且可明显区分出来，则以斜竖“/”表示，如E/B、B/C。此外，在一层土层中可续分出几个亚层，以***数字作为后缀表示，如Bt《1—Bt2—Btk1—Btk2，当岩性不连续时，则以***数字为前缀表示，如Ap—E—Bt1—2Bt2—2Bt3—2BC。2.)土层界线类型土层之间的界线有几种形状，大多数是平整状。此外，还有波状，见于森林土壤的腐殖质层下限；袋状，见于草原土壤的腐殖质层下限；舌状，见于生草灰化土灰化层下限和草原土壤的腐殖质层下限，“舌”的长宽比为2—5；指状，亦称水流状，见于冻土腐殖质层下限，指的长宽比大于5，也可由腐殖质沿根孔或掘土动物穴向下流动而成；参差状，也有称沖蚀状，见于强度灰化土的灰化层下限，是强淋溶作用土壤的特徵；锯齿状，有时见于粘质灰化土；栅栏状，见于硷土脱硷化层与柱状层之间。土层的过渡情况可分为以下几种：明显过渡：过渡界线的宽度为1厘米，也有人採用2或3厘米作为标準。清楚过渡：界线宽1—3厘米，也有人採用2—5厘米或3—6厘米作为标準。较清楚过渡：界线宽3—5厘米，也有人採用5—12厘米或6—13厘米作为标準。 逐渐过渡：界线宽大于5厘米，也有人採用大于12厘米作为标準。

微形态

前面所述的土壤形态可称为土壤大形态，而土壤微形态是土壤形态学研究的进一步深入。土壤微形态学是指通过光学或电子学放大的方法观察土壤内部细微形象的科学。土壤微形态研究的主要内容是土壤微垒结或称土壤微构造。

土壤基体

是由骨骼颗粒（skeletongrains）、细粒物质（pla***a）和孔隙（voids）组成的。(骨骼颗粒)是指土中大于2微米的矿物质颗粒和有机残遗物，在土壤形成过程中比较稳定，不易移动、再组织或凝聚。进一步细分时，大于10微米的叫骨骼颗粒，2—10微米的叫微骨骼颗粒（microscopicskeletongrains），再按骨骼颗粒的特徵和矿物组成又可细分为斑晶骨骼颗粒、粉砂质骨骼颗粒、微晶方解石颗粒等。(细粒物质)是指土壤形成过程中可移动、再组织和凝聚的部分，包括骨骼颗粒以外的细粉砂、粘粒、游离氧化物和腐殖质等土壤物质。土壤孔隙，指固体土壤之间的空隙。土壤基体易与其周围一般物质相区分的单独物体，称土壤形成物相（pedologicalteatures）它是反映特定的土壤形成过程的结果。细粒物质微结（pla***icfabric）是土壤基体中细粒物质所仅有的土壤形成物相，是指细粒物质组成分在组合排列上起了明显变化的离析物，也称为细粒物质离析物（pla***icseparation）。

土壤微垒结

（soilmicroscopicfabric）是指可以藉助显微镜对未破坏构造的土壤薄片进行研究的土壤垒结状况。不同的土类具有不同的微垒结特徵。土壤微垒结是四相结构系统，其固相基质构成所谓的土壤基体（S-matrix）。土壤基体可理解为最简单的（原始的）结构体範围内的物质，或者是构成非结构的，无结构的块体的物质，其内可以有新生体出现。土壤微垒结的分类是土壤微形态学的核心。这种分类主要包括两个方面：一是土壤中的粗颗粒（称为骨骼颗粒，一般大于粉砂粒）与细微颗粒（称为细粒物质，包括细粉砂、粘粒、游离三二氧化物和腐殖质等）的“相关分布格式”（relateddistributionpattern）的类型；二是土壤中细粒物质所特有的微垒结，即细粒物质微垒结，它表现为“光性方位格式”（orientationpattern），指土壤细微颗粒在正交偏光镜下的消光格式和异向性（anisotropy）。这种分类是单纯以形态为根据的，不涉及其发生学根源，因为同一土壤微垒结可以从不同的发生学过程而来。土壤微垒结分类中的基本类型

“相关分布格式”的类型

库比恩纳（W.L.Kübiena，1938）对土壤中的粗颗粒与细微颗粒的相关分布格式进行研究，他根据土壤中矿物粗颗粒与细微颗粒两种基本现象：一是矿物粗颗粒是***的还是外膜的，二是细粒物质呈何种形状而存在，如外膜、桥键、支撑物、矿物颗粒间隙中的团聚体，或作为矿物粗颗粒的嵌埋介质。1973年R.Brewer在库比恩纳的分类基础上新分出***的骨架成分、包被的骨架成分、嵌埋的骨架成分等分类体系，在各体系中还进行了更细的划分。应当指出，这种简单的相关分布的微垒结类型还不能概括含有各种土壤物相，如多种胶膜、结核等等的土壤形态类型。

“光性方位格式”的类型

对于不透明或弱透明厚层（25μ）土壤薄片，往往遮蔽了结晶的和异向性的颗粒，在高倍显微镜下，由于聚光力强而能见到细粒物质离析物的光柱方位格式，因此按光柱方位格式分出离析物的和无离析物的细粒物质微垒结（sepicandasepicpla***icfabric）、波动消光的细粒物质微垒结（un***cpla***icfabric）、内质细粒物质微垒结（isoficpla***icfabric）、晶质细粒和複合细粒物质微垒结（crysticandcompoundpla***icfabric）等类型。

套用价值

观察土壤腐殖质形态的薄片，可以了解有机残体分解和腐殖质化各阶段的情况，腐殖质与无机成分怎样结合，以及生物对于土壤结构形成的影响，还可探索各种土壤生物发生髮展的现象。利用土壤微形态分析和水稳性测定，可获得土壤团聚体的详细数据，这好比人体肺部的X射线照片，土壤微形态照相图可表明土壤的内部结构、团聚体含量、团聚体大小比例、形状差异、土壤内表面积、微孔隙和团粒间的距离、土壤结构单一性或複杂性等，这可帮助定量地分析土壤结构内部生物的活动状况和障碍因素等。J.M.Soilean等发现人工澱积粘粒胶膜混有氧化铁时会降低植物对钾素的吸收。土壤微形态分析与土壤结构研究等资料相互配合，还可帮助判明土壤养分和土壤水分状况，对施肥和土壤水分管理等有实际指导意义。不同类型的土壤有不同的土壤微结构，同一母质在不同环境条件下可形成不同类型的土壤微结构，特别是它们各个发生层次都有其特定的微垒结，从土壤微形态的薄片中可以看出这些现象，它不仅能作为鉴别土壤类型的指标，并可从新的角度阐明土壤的内在发生学本质。对长期湿润和乾湿交替的湿润热带高度风化土壤就更为必要。如红化（redearthening）土壤、假潜育化土壤和硬结的砖红壤性土壤与那些尚未变化的棕色土（brownsoil）普遍很难区别，但是用土壤微形态技术就较易分辨。其中盐基饱和的变种是热带最肥沃的土壤，不用土壤薄片技术就不能分清硬化砖红物质与沼铁矿硬层的区别。又如根据红壤微形态学研究腐殖质的种类和发生过程与阶段，可分辨出10种黑色石灰土和12种薄层土（rankers）的差异。库比恩纳按表土层中碎屑状的与再结晶的碳酸钙的比例，从土壤微形态学观点可区分出湿润黑色石灰土与夏旱黑色石灰土（xerorendzinas）的差别。南北半球温带广泛分布的黄土型农业土壤组合具有一系列不同的土壤微垒结。土壤薄片的比较分析是判别这些土壤微垒结的唯一途径。土壤微形态学已被公认是研究诊断性土壤发生学必要的手段之一，通过土壤微形态资料有助于说明许多土壤形成过程。美国《土壤系统分类》一书中许多诊断性土层也有土壤微形态的土壤薄片鉴定。Eswaran，H.认为，微形态研究的目的大多在于帮助深入了解土壤发生学。例如，澱积性粘粒胶膜是鉴定粘化土层的标準之一。不但鉴定土壤类型需要套用土壤微形态技术，而且在绘製土壤图，划分土壤界限时也可利用这种技术进行检查核实。因此，荷兰、英国和其他欧洲国家以及美国、澳大利亚和纽西兰诸国的土壤调查或研究机构中，都先后成立了土壤微形态研究室。总之，通过土壤微形态能够深入地研究土壤内部，从微观世界探讨土壤的面貌，丰富了土壤科学，使土壤科学更富有生命力。