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网站首页土壤土质粘重与硅铝铁钙含量有关系吗?
石漠化成因实质分析
脆弱的岩溶地质环境是石漠化发生的基础，不合理的人为工程活动是石漠化发生和发展的驱动力。研究脆弱的岩溶地质环境的内涵以及导致不合理的人为工程活动的原因，对正确制定石漠化治理对策有着至关重要的意义。
一、岩溶地质环境脆弱性的基本特征分析
岩溶石山环境的脆弱性是因为岩溶系统本身与大气、水体联系密切，与人类工程活动关联过深，以及岩溶山区水文地质条件的特殊性和碳酸盐类岩石的地球化学背景的特点，导致了环境容量低下、稳定性差的结果。“地表缺水、少土、土质贫瘠”是岩溶山区生态环境脆弱的基本特征。岩溶环境的易损性和生态环境的难以恢复性是其脆弱性的组成和内涵。
(一)岩溶干旱缺水
岩溶干旱缺水是岩溶山区生态环境的脆弱性特征之一。该特征主要源于碳酸盐岩区的岩性、地质构造、地形地貌、水岩作用、气候影响及岩溶作用等生成的地表及地下多重复合的岩溶空间结构———地表高位的岩溶洼地和谷地、落水洞与岩溶漏斗，和地下岩石中的空隙、裂隙、溶蚀洞穴、管道等，成为大气降水、地表水和地下水转换的通道和空间。这些岩溶形态在空间尺度上的不均匀性，导致了岩溶环境中水资源分布和赋存的特殊性。尽管西南岩溶山区年大气降水量几乎都在1000毫米以上，但强烈的岩溶发育和地表与地下双重排水系统结构特征、造成了大气降水和地表水向地下含水系统中的大量渗漏。剧烈起伏的地形条件造成地表水多集中在深切割的河谷中，而耕地、城镇和村寨则分散在高悬于河谷或远离河谷的谷地、洼地内，地表水资源、耕地、人口在空间上分布极不协调，形成“地表水贵如油、地下水滚滚流”的特殊岩溶干旱景象。多年来岩溶山区水资源开发经验表明:除人口集中的城镇和工矿外，对分散分布的耕地和村寨采用高扬程、远距离的地表水集中供水方式既不经济，也不利于管理，而且供水成本高，广大的山区农民难以承受，而远离河谷的山区地带则因岩溶渗漏造成地表建库条件差，从而难以实施大、中型的地表蓄水工程。近年不同部门从石漠化治理、饮水安全及烟水配套工程的角度，在岩溶山区已实施了较多的小水窖、小山塘工程，亦因缺乏水源，或由于无水可持续补给使得水质恶劣而不能达到应有的效果。
(二)土地缺少
少土是岩溶区生态环境的脆弱性特征之二，主要包括岩石本身成土条件差造成的少土和由于自然和人为因素造成的水土流失两个方面。另外，研究表明，岩溶环境条件下岩溶洪涝淹没引起的耕地破坏，也是造成土地缺少的原因之一。
在岩石本身成土条件方面:岩溶山区的碳酸盐岩有着共同的特点，岩石矿物成分以方解石、白云石为主，岩石化学成分中钙(CaO)、镁(MgO)含量高，不溶物含量都低，使得岩石风化成土、土层的形成、植被的生长条件先天不足。以碳酸盐岩分布最广、时代齐全的贵州省和云南省不同时代碳酸盐岩化学成分为代表，并对各时代有代表性的碳酸盐岩的化学成分统计，见表2－1与表2－2。
表2－1 贵州省不同时代碳酸盐岩平均化学成分含量表
表2－2 云南泸江流域主要地层碳酸盐岩化学成分含量表
资料来源:云南省地质调查院.云南泸西小江流域岩溶地下水调查与地质环境整治示范报告.2006.
续表
从表2－1和表2－2中可见，不同地域、不同时代的纯碳酸盐岩化学成分虽然有所差别，但总体上CaO和MgO含量都占总化学组分总量的绝大部分，Fe2O3，SiO2，Al2O3等不溶物含量一般在10%以下。
将岩溶山区红粘土的主要化学成分及其含量特征列于表2－3。
表2－3 红粘土主要化学成分含量表 单位: %
比较表2－2与表2－3可看出:其一，由碳酸盐岩变成土层，土层中的CaO和MgO含量降到小于5%，而不溶物量(SiO2、Al2O3、Fe2O3等)增加至73.34～96.84%，其原因在岩溶作用中，碳酸盐岩中绝大部分可溶物都被水带走，仅将含量很低的不溶物残留下来成土，进而说明了岩溶山区碳酸盐岩风化的成土条件极差，一旦流失，将难以恢复。其二，石灰岩中不溶物含量相对更低于白云岩中不溶物含量，因此石灰岩区成土条件比白云岩区更差。
袁道先院士在《岩溶环境学》一书中采用下述实例对于一个没有外来物质成分的地区的碳酸盐岩的成土速度进行了估算(袁道先，1988):
岩溶石漠化治理的地学模式研究
式中:T为产生t米厚的残积土层需要剥蚀的碳酸盐岩的厚度(米);t为残积土层厚度(米);n为碳酸盐岩中不溶物的总含量(%);m为残积土中不溶物的总含量(%);G1为残积土的容重(吨/立方米);G2为碳酸盐岩的容重(吨/立方米);A1为残积土的分布面积(平方千米);A2为与残积土相关的碳酸盐岩分布面积(平方千米)。
以某地红粘土为例，各项参数取值如下:
t=10米;G1=1.9吨/立方米;G2=2.6吨/立方米;A1=3平方千米;A2=3平方千米;n=2.446%;m=86.017%。带入式(2－1)，计算得
岩溶石漠化治理的地学模式研究
计算结果说明;要形成1米的土层，需要剥蚀25米厚的碳酸盐岩。据有关osPajyFsB资料，目前条件下，石灰岩的剥蚀速度为100～300毫米/千年，形成1米厚的土层(剥蚀25米厚的岩石)需要25万～85万年。可见，一旦土层流失，难以恢复。
在水土流失方面，岩溶山区不但存在因强烈起伏的地形条件造成的土壤在大气降水期间受坡面流冲刷，并以地表水体作为载体通过地表河流的流失，而且还有通过落水洞进入地下，以地下河为载体的土壤流失。因此，相对非岩溶地区而言，岩溶山区更容易发生土壤流失。根据2005年贵州省水利厅黔水保［2005］154号文《贵州省水利厅关于贵州省水土流失情况的公告》，贵州省水土流失总面积73179.01平方千米，占总土地面积的41.54%。其中长江流域水土流失面积为51646.82平方千米，占其总土地面积的44.62%;珠江流域水土流失面积为21532.19平方千米，占其总土地面积的35.64%。
除上述原因外，造成耕地缺乏的另一因素来源于岩溶洪涝造成的“土地废置”。岩溶山区水文网特征之一是具有地表和地下双重的排水系统，暴雨期随着地表汇流向地下的“转入”，携带大量泥沙进入地下排水系统，由于岩溶发育的不均匀性和水动力条件的改变，地下水中泥沙逐渐沉积造成地下通道堵塞，引起地下河系统排水不畅，造成地表岩溶谷地和洼地积水长期淹没，谷地及洼地中耕地不能耕种而被迫废置。西南岩溶山区这类岩溶洼地甚多，据不完全统计，仅贵州省内现有淹没面积大于300亩的岩溶洪涝洼地就有525处，造成约3023368.5亩耕地在雨季被淹没，相当一部分洼地中耕地不能耕种而被迫废置。洪涝洼地淹没每年造成减产和绝收粮食至少为1.76亿千克。岩溶洪涝规模大多数为300～500亩，最大者面积大于1平方千米。其中:大型(大于500亩)105处，受淹面积达253797亩;中型(50～500亩)238处，受淹面积达45664.5亩;小型(小于50亩)182处，受淹面积2907亩。
岩溶山区一方面是土地资源匮乏，不能满足人类生活的需要，另一方面大量的耕地由于岩溶洪涝淹没造成土地产出效率低甚至绝收而被迫废弃，这对土地资源匮乏的岩溶山区来说，不能不说是严重的损失。由于这类耕地被淹没废弃的原因与当地地质和水文地质条件有关，因此，研究这些洼地的岩溶水文地质条件、淹没成因和治理途径，通过合理的整治工程，将被废置的耕地解决出来重新利用恢复生产，配合生态移民作为石漠化区移民的安置基地，不但可以促进石漠化贫困区群众脱贫，而且对推进石漠化区生态环境治理起到积极的作用。
(三)土质贫瘠
岩溶山区生态环境脆弱的第三个特征是耕地土质贫瘠。土壤是岩石风化的产物，土壤中的矿物元素主要来源于母岩中矿物元素的迁移，其成分组成及含量的多寡与母岩中的矿物和元素成分密切相关。
多年来，不同的研究部门、学者从不同的角度，通过不同岩类分布区岩土典型剖面的详细研究，揭示了有关岩石风化成土过程中矿物元素的迁移特征。韩行瑞等(1997)以贵州省遵义市某岩溶单元流域为研究基地，选择碳酸盐岩和非碳酸盐岩类岩石风化剖面，按照基岩到土层的顺序，将剖面划分成母岩层、弱风化层、强风化层及表层土4个层次，对各层次的地球化学特征进行了较系统的研究，并在此基础上，揭示了不同岩石风化过程中不同矿物元素迁移的过程和特点。
1.非碳酸盐岩风化剖面元素迁移
(1)元素含量分布特征
以下三叠统夜郎组九级滩段(T1y3)紫色砂泥岩为代表，分析非碳酸盐岩风化剖面中各元素的迁移过程。紫色砂泥岩风化剖面中各层次岩土中元素含量分布较均一，差异不大。如母岩层中Al2O3含量占到17.68%，表土层中15.76%;母岩层中CaO2.7%，表土层为1.2%。元素迁移动态特征见图2－1，其中P2O5在成土过程中受到强烈淋溶而迁移，其余元素处于微弱淋溶与聚积状态，说明碎屑岩成土需要的时间短，土壤元素含量对母岩成分具有良好的继承性。土壤元素变化量及淋溶聚积值见表2－4。
图2－1 T1y3紫色砂泥岩风化剖面元素迁聚图
表2－4 紫色砂泥岩风化剖面元素迁移动态淋溶聚积值
注:变化量系土壤元素含量与母岩层之差。“－”表示淋溶。(据韩行瑞等，1997)表中反映出成土过程中P2O5，CaO，Fe2O3，Mn，Cl，Sr迁移;SiO2，Al2O3，S，B，Mo等元素聚积。
(2)元素迁移特征
从表中得出碎屑岩成生紫色土的元素迁聚序列:迁移序列:常量元素:P2O5＞CaO＞MgO＞Cl＞Fe2O3＞Na2O＞Al2O3;微量元素:Mn＞Sr＞Cu＞Zn＞B。
聚积序列:常量元素:SiO2＞K2O＞S;微量元素:Se＞Mo。
总之，碎屑岩形成的风化壳，多数元素处于淋溶迁移状态，其中P2O5的迁移强度最大，达90.9%，CaO，MgO的迁移强度小于碳酸盐岩形成的风化壳。
2.石灰岩类风化剖面元素迁移
(1)元素含量分布特征
以二叠系中统茅口组(P2m)石灰岩风化剖面为代表。石灰岩风化形成的剖面中，母岩层、弱风化层、强风化层及表土层中常量元素SiO2，Al2O3，Fe2O3，CaO，MgO及微量元素Mn，Zn等的分布不均匀，含量变化大。如SiO2在母岩层中的含量一般仅在3.0%左右，而表土层中的含量则占到63.72%;CaO在母岩层中的含量50.95%，表土层中仅占1.89%;Mn在母岩层中710－5，表土层中为1710－4。从母岩层到弱风化层、强风化层、表土层，主要元素含量变化见表2－5。
表2－5 某石灰岩剖面元素迁移变化量表
注:淋溶、聚积值按公式:
岩溶石漠化治理的地学模式研究
计算。式中:a为母岩层中元素含量;b为表土层中元素含量。“－”表示元素迁移;“+”表示元素聚积(据韩行瑞等，1997)
表中数据说明:石灰岩成土过程中SiO2，Al2O3，Fe2O3，TiO2，Na2O，P2O5逐渐聚积;CaO，MgO，S，Cl因长期淋滤和溶解而随水迁移;K2O从母岩层至强风化层聚积，但在表土层中则发生迁移。微量元素中Cu，Zn，B，Mo，Se聚积，而Sr迁移。
(2)元素迁移特征
成土过程中的元素迁移动态分析见图2－2。
迁移型元素:CaO，MgO，S，Cl，Sr;
聚积型元素:SiO2，TiO2，Se，Na2O，Cr，Mn。
表土层弱聚积型元素:Al2O3，Fe2O3，K2O，P2O5，B，Cu，Zn;
表土层聚积型元素:Mo。
元素的淋溶、聚积值见表2－6。
剖面中各层次元素的淋溶、聚积值随成土的深化具有逐渐增大的趋势。由各层次元素的淋溶、聚积值得出岩石到土壤元素的迁移序列:迁移序列:常量元素:CaO＞MgO＞Cl＞S;微量元素:Sr。
聚积序列:常量元素Fe2O3＞Al2O3＞SiO2＞P2O5＞K2O＞TiO2＞Na2O;微量元素:Mn＞Zn＞B＞Mo＞Cu。
图2－2 P2m石灰岩风化剖面元素迁聚图
表2－6 石灰岩风化剖面元素迁移动态淋溶聚积值
注:淋溶、聚积值按公式:
岩溶石漠化治理的地学模式研究
计算。式中:a为母岩中元素含量;b为表土层中元素含量。“－”表示元素迁移;“+”表示元素聚积。综合上述分析结果，石灰岩类形成的石灰土，CaO，MgO，Cl，Sr为迁移元素;SiO2，Al2O3，Fe2O3，Na2O，K2O，P2O5，Mn，B，Zn等属聚积元素。元素S在灰岩剖面为迁移元素。
3.白云岩类风化剖面元素迁移
(1)元素含量分布特征
以寒武系娄山关群(2－3ls)风化剖面为代表。白云岩风化剖面从母岩层、弱风化层、强风化层及表土层中常量及部分微量元素的含量变化较明显，差异较大。表土层中SiO2含量是母岩层中含量的14.4倍，Al2O3为35.7倍，Fe2O3为26.2倍，Zn为17.9倍，B为10.8倍;母岩层中CaO的含量是表土层中含量的60.4倍，MgO为14.4倍。表土层、强风化层、弱风化层相对母岩层，各层次元素含量的变化量见表2－7。
从表2－7中看到:表土层和强风化层元素含量变化不大，常量元素变化小于6%，微量元素除Zn与Mn外，一般均不超过910－6，而表土层和强风化层与弱风化层中同类元素含量差异较大，表明弱风化层在成土的初级阶段具有继承母岩成分含量的特点。从母岩风化演变为土层，SiO2，Al2O3，Fe2O3，Na2O，K2O等常量元素和Cu，Zn，Mn，B等微量元素等在土层中聚积，而CaO，MgO，Cl发生迁移，S，Sr从母岩层到弱风化层微弱迁移，从强风化层到表土层中则聚积。
表2－7 某白云岩剖面元素迁移变化量表
注:变化量为各层次元素含量与母岩层含量之差。(据韩行瑞等，1997)
(2)元素迁移特征
元素迁移动态见图2－3。
元素迁移类型如下:
迁移型元素:CaO，MgO，Cl;
聚积型元素:SiO2，TiO2，P2O5，Sr，Se，Mn，B。
微弱淋溶聚积型元素:Al2O3，Fe2O3，Na2O，K2O，Cu，Zn;
表层聚积型元素:S，Mo。
元素迁移动态的淋溶聚积值见表2－8。
从表2－8中分析得出，白云岩风化剖面土壤元素的迁移聚积序列为:
迁移序列:常量元素:CaO＞MgO＞Cl。
聚积序列:常量元素:Al2O3＞Fe2O3＞SiO2＞K2O＞TiO2＞S＞P2O5＞Na2O;微量元素:Zn＞B＞Se＞Mo＞Cu＞Mn＞Sr。
图2－3 白云岩风化剖面元素迁聚动态图
表2－8 白云岩风化剖面元素迁移动态淋溶聚积值
注:淋溶日夏养花网、聚积值按公式: 计算。式中:a为母岩中元素含量;b为土层中元素含量。“－”表示元素迁移;“+”表示元素聚积。
(据韩行瑞等，1997)
元素的聚积序列说明，白云岩形成的风化壳中土壤元素K2O，Zn、B强烈富集，对植物所需矿物营养元素供给较有利。
综上述研究:碎屑岩风化成土时间短，矿物风化程度低，土壤碎屑颗粒含量高。而碳酸盐岩成土是常量元素CaO，MgO，S，Cl，Sr的迁移和SiO2，Al2O3，Fe2O3，TiO2，Na2O，K2O，P2O5的聚积过程，同时也是微量元素Mn，B，Mo，Cu，Zn，Cr，以及稀有元素逐渐聚积的过程。与非碳酸盐岩成土相比，碳酸盐岩成土十分缓慢，矿物风化淋溶强烈，铁、铝富集明显，主要形成硅铝质、铁铝质和铝质富铝型风化壳，土壤质地黏性重，从而成为岩溶区土层土质贫瘠的根本原因。
另一方面，由于碳酸盐岩化学成分中钙、镁含量高，方解石、白云石等可溶矿物含量占到90%以上，这个特点决定了岩溶山区是一个富钙的水环境，它不但对地下水的化学成分有影响，使得水中硬度较高，而且在岩石风化成土过程中和后期物质成分的迁移中都影响土层的化学成分，成为一个富钙的岩、土、水、气循环系统，也导致土层中对植物生长所需的多种矿物元素缺乏而不利于植物的生长。
二、不合理人为工程活动的引发原因分析
引发石漠化的动力因素主要是不合理的人为工程活动，这已经得到普遍的认可，所以研究导致不合理的人为工程活动产生的根本原因对于防止石漠化则更有实际意义。因此，查清导致不合理的人为工程活动产生的原因，针对原因采取科学有效的措施化解矛盾，遏制或尽可能减少不合理活动的发生，将地质环境整治和生态环境修复工程相结合，可有效地防止石漠化的发生和发展，使之达到有效防治石漠化目的。
分别对岩溶山区石漠化的发生率与相关的自然、社会和经济环境进行相关分析，借以揭示引发不合理人为工程活动的根源。
西南岩溶山区经济落后、人民生活贫困，到20世纪末，全区尚有152个国家级扶贫开发重点县，没有越过温饱线人口约1000万，约占全国贫困人口的1/2。通过对我国西南地区270个岩溶县(市)调查资料统计，区内人均国内生产总值水平为全国人均国内生产总值的45.4%，农民人均纯收入为全国农民平均纯收入的65.8%。石漠化面积前100位的县的平均人均国内生产总值水平仅为全国平均值的32.4%，农民平均纯收入仅为全国农民平均水平的58.7%。
对贵州省石漠化最严重的50个县的石漠化发生率、石漠化加剧程度分别与农民年纯收入进行相关统计分析(图2－4，图2－5)。
图2－4 石漠化发生率与农民纯收入关系图
图2－5 石漠化加剧与农民人均收入关系图
图2－6与图2－7反映，石漠化发生率与农民人均纯收入和人均粮食占有量之间均呈明显的负相关关系。石漠化发生率越高，农民人均收入越低、人均占有粮食越少。
图2－6 农民纯收入与石漠化发生率关系图
图2－7 农民人均粮食与石漠化发生率关系图
图2－4～图2－7分别从农民人均收入、农民人均占有粮食、石漠化发生率和石漠化加剧程度的角度分析了三者之间的相关关系，得出了地区经济落后、人民生活贫困是石漠化发生、发展的主要原因之一。或者说，地区经济越落后、人民越贫困，石漠化发生和加剧的可能性越大。
图2－8与图2－9则从农业生产资源的的角度，论述了农业生产资源占量与贫困的关系。
图2－8 人均耕地与贫困发生率关系图
图2－9 耕地平均灌溉量与贫困发生率关系图
图2－8与图2－9中明显地反映出人均耕地占有量和耕地的灌溉程度与贫困发生率呈负相关。综合起来说明:岩溶山区农业生产资源越缺乏，农民越贫困，石漠化越容易发生，石漠化程度也越严重。而且，石漠化程度越严重，农民也越贫困。因此，贫困与石漠化好似一对“孪生兄弟”，有极为突出的因果关系。
根据贵州省2005年社会与经济发展统计资料，对贵州省以地(州、市)行政区石漠化发生率与经济发展有关的指标进行相关分析，见图2－10。
图2－10中反映，各地(州、市)石漠化的发生率和农村贫困发生率具有显著的正相关关系，而与农村人均常用耕地占有面积、耕地平均工程供水量、农民纯收入等呈负相关关系。黔东南苗族侗族自治州石漠化发生率低的原因与该区绝大部分面积为非岩溶区的地质背景有关，其贫困发生率高则与当地经济社会基础、资源环境等相关。
前述统计分析结果可看出，石漠化区存在的共同特征:
图2－10 贵州省各行政区相关指标关系图
1)石漠化都发生在岩溶区。
2)石漠化发生率与农村人口贫困发生率具有较高的正相关关系。
3)导致农村贫困发生的根本原因与岩溶石漠化区人均占有耕地的不足、耕地灌溉水平低下、土地产出率低密切相关。
综合前面对岩溶地质环境脆弱性的基本特征和对引发不合理人为工程活动的原因分析结果，可以清晰地看出，石漠化区脆弱生态环境其实均与岩溶地质背景密切相关。耕地缺少源自于碳酸盐岩成土条件的天生不足和强烈的水土流失，如图2－10中可见，贵州省扶贫开发重点县农村人均占有常用耕地面积大都不足1亩;耕地灌溉水平低下除与农田水利工程不足、效率不高有关外，更主要的是与岩溶山区强烈的岩溶发育导致的岩溶干旱缺水相关;土地产出率低下则主要是耕地灌溉率低下和土质贫瘠导致不利于农作物生长，致使土地产出率低、农作物品质差、产品附加值低的结果。
20世纪后期以来，岩溶山区人口骤增。20世纪50年代贵州省人口密度为80人/平方千米，2000年达212人/平方千米，2005年达到223人/平方千米。有关研究认为，在自然状况下，贵州省温饱型人口承载力为3237万人，超载666万人(以年人均粮食300千克，粮食含热量10032焦耳/日，蛋白质含量60克/日的标准衡量);小康型人口承载力2428万人，超载1475万人(以年人均粮食400千克，粮食含热量12540焦耳/日，蛋白质含量80克/日标准衡量。人口密度已经超过自然状态条件下农业资源的承载能力，加之农业资源的空间分布的不均衡以及开发利用的不合理、有效开发利用程度低下，水、土等资源难以满足石漠化区人类生存和发展的需要。
岩溶山区人口的增加和农业生产资源(水、土)的缺乏成为制约区内经济社会发展的“瓶颈”，造成山区农村广泛贫困。据贵州省2005年统计资料，贵州省贫困县年人均粮食占有量仅为324千克。在缺乏科学的指导下，人类为谋求生存而走向盲目的毁林开荒、乱砍滥伐的道路，其结果加剧了山区水土流失、石漠化、岩溶干旱及岩溶洪涝的发生发展，导致生态环境恶性循环。因此，可以认为:引发的石漠化发生发展的不合理人为工程活动的原因，是“人类生存需要与环境承载力的矛盾”。
石漠化的形成和发展的实质，是在脆弱的岩溶地质背景条件下人类生存需要与环境承载力矛盾的结果。
土壤中含有哪些成分？
（1）无机物——已经风化成沙、淤泥、黏土的小颗粒的岩石
（2）有机物——分解的植物和动物遗体和肥料，统称为腐殖质，来自于拉丁语的“earth”（土地）
（3）水
（4）空气
典型的菜园土可能包含45％的无机物，5％的有机物，25％的水分和25％的空气。如图所示。
土壤通常是分层的，最上面的一层是表层上，是能找到腐殖质、植物的根和活的动物（如微生物和蚯蚓）的地方。腐殖质越多，表层土越肥沃。在一些地方，例如一些森林的地面，有许多的腐殖质以至于形成一个在其他所有东西之上的一个隔离层。在表层土之下是下层土，它可能包含的黏土比率更大，含有的有机质更少。在下层土之下是风化岩石，再往下就是坚硬的岩床。
伴随着黏土和沙，许多土壤包含一定量的淤泥质。淤泥质比沙子更细，比黏土更粗糙，它经常被风和水带到离它的发源地很远的地方。淤泥质是农作物生产所需要的，是好土壤的重要的组成。如果没有淤泥质，沙和黏土土壤会变得坚硬而结实。
土壤是地球岩石最表层经亿万年风化和生物活动所形成的物质。迄今为止，绝大多数作物都是在土壤上栽培。土壤是生物圈、岩石圈、大气圈和水圈的交汇点。普通人常常认为土壤只是固体。其实，土壤由固体颗粒、土壤溶液和土壤空气三部分组成。土壤由固体颗粒构成有大小孔隙的土壤结构，土壤水分（溶液）占据土壤的中小孔隙，土壤空气占据土壤大孔隙。
土壤固体大颗粒称为砂粒，中等粒径的颗粒称为粉粒，细小颗粒称为粘粒。根据三种土粒含量不同，将土壤分为12类，其中较为典型的有三种：砂粒含量特别多的是砂土；粘粒含量特别多的是粘土；而砂粒、粉粒、粘粒三者比例相等的是壤土。壤土的土壤耕性最好，土壤水气比例最易达到理想范围，土壤温度状况也较易保持和调整，也就是说，壤土的土壤物理性质最理想。砂土往往气多水少，温度易偏高。粘土则水多气少，温度易偏低，紧实粘重。
土壤水气比例对土壤氧化还原电位有影响。土壤氧化还原电位影响土壤中一些微量元素的有效性。水多气少使土壤氧化还原电位降低，铁、锰等离子大多还原为有效态，但也容易从土壤中淋失。
土壤矿质颗粒和有机质颗粒都带负电，对土壤中的阳离子有吸附性。土壤粘粒所能吸附的盐基阳离子总量称为阳离子交换量，土壤粘粒上吸附的阳离子与土壤溶液中的阳离子不断进行交换，达成动态平衡。施肥或通过其它途径进入土壤溶液的养分阳离子大多先被土壤粘粒吸附，待植物根系吸收利用掉溶液中的养分阳离子时，被吸附的交换性阳离子再逐渐解吸释放进入土壤溶液，补充被吸收的部分。养分由土壤到植物的机理当然比这样简单的描述要复杂得多。
阳离子交换量中钙、镁、钾、钠四种碱性离子所占阳离子交换量的百分比叫做盐基饱和度。做盐基饱和度较高的土壤肥力较高，土壤pH值也较高。
土壤pH值包括土壤活性酸度和潜在酸度。土壤活性酸度土壤溶液中表观的H+活度，而潜在酸度与阳离子交换量（又www.rixia.cc称土壤缓冲能力）有关。
现在越来越强调土壤管理的重要性。土壤管理主要涉及对土壤物理性质的保护，同时兼顾土壤化学性质，与土壤耕性、土壤肥力和防止土壤侵蚀有关。
「地理大师」土壤的成分和类型——千年匠心景德镇
一：无机物－如小颗粒状岩石、黏土
二：有机物－如植物动物的尸体腐烂、又称腐殖质
三：空气
四：水
土壤的主要成分是什么？
土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物、微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物（固相物质）以及水分（液相物质）、空气（气相物质）、氧化的腐殖质等组成。
土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同大小的矿物颗粒（砂粒、土粒和胶粒）。土壤矿物质种类很多，化学组成复杂，它直接影响土壤的物理、化学性质，是作物养分的重要来源之一。
土壤气体中绝大部分是由大气层进入的氧气、氮气等，小部分为土壤内的生命活动产生的二氧化碳和水汽等。土壤中的水分主要由地表进入土中，其中包括许多溶解物质。
微生物在土壤中的主要作用如下：
1、分解有机质
作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料，只有经过土壤微生物的作用，才能腐烂分解，释放出营养元素，供作物利用；并且形成腐殖质，改善土壤的理化性质。
2、分解矿物质
例如磷细菌能分解出磷矿石中的磷，钾细菌能分解出钾矿石中的钾，以利作物吸收利用。
3、固定氮素
氮气在空气的组成中占4/5，数量很大，但植物不能直接利用。土壤中有一类叫做固氮菌的微生物，能利用空气中的氮素作食物，在它们死亡和分解后，这些氮素就能被作物吸收利用。
固氮菌分两种，一种是生长在豆科植物根瘤内的，叫根瘤菌，种豆能够肥田，就是因为根瘤菌的固氮作用增加了土壤里的氮素；另一类单独生活在土壤里就能固定氮气，叫自生固氮菌。另外，有些微生物在土壤中会产生有害的作用。
例如反硝化细菌，能把硝酸盐还原成氮气，放到空气里去，使土壤中的氮素受到损失。实行深耕、增施有机肥料、给过酸的土壤施石灰、合理灌溉和排水等措施，可促进土壤中有益微生物的繁殖，发挥微生物提高土壤肥力的作用。
土壤的成分主要有以下四种：
1、无机物－如小颗粒状岩石、黏土；
2、有机物－如植物动物的尸体腐烂、又称腐殖质；
3、空气；
4、水。
扩展资料
形成因素：
成土因素学说的基本观点可概括为：
1、土壤是一种独立的自然体，它是在各种成土因素非常复杂的相互作用下形成的。
2、对于土壤的形成来说，各种成土因素具有同等重要性和相互不可替代性。其中生物起着主导作用。土壤是一定时期内，在一定的气候和地形条件下，活有机体作用于成土母质而形成的。
土壤并非生来就具有肥力特征，能够生长绿色植物的。跟生物发育一样，土壤发育也有一系列的过程。其中，母质、气候、生物、地形、时间是土壤形成的五大关键成土因素。
形状：
土壤颗粒通过不同的堆积方式相互粘结而形成土壤结构。除砂土外，土壤颗粒在自然条件下是聚集在一起以土壤结构的形式表现出来，而土壤质地对土壤生产性状的影响也是通过土壤结构性表现出来。
土壤结构的类型有片状的、块状的、柱状的和小颗粒粒状的。在旱地表层常出现片状的土壤结皮和板结层。
有趣的是在荒漠、半荒漠地区土壤表面由于苔藓、地衣、地钱、真菌、细菌等低等植物的生长而形成的一个复合的生物—土壤片状结构，又称为荒漠生物结皮，是沙地固定状况的重要标志。块状结构、柱状结构内部孔隙少，致密紧实，都属于不良结构体。
农民把大的土块称为坷垃，俗话说：“庄稼既怕草，更怕坷垃咬”。在农业生产上最好的土壤结构体是团粒结构，它是近似球形较疏松多孔的小土团，直径为0.25～10mm之间，直径0.25mm的称为微团粒。
团粒结构一般在耕层较多，群众称为“蚂蚁蛋”，“米糁子”。团粒结构数量多少和质量好坏在一定程度上反映了土壤肥力的水平。在水田中微团粒的数量比团粒的数量更重要，越是肥沃稻田土壤微团粒数量越多。
参考资料：百度百科-土壤
土壤中有机质含量为多少为正常
它的多少与土壤的肥力有关吗？，达到多少才能称为不贫瘠1.棕壤：棕壤又称棕色森林土，主要分布于半湿润半干旱地区的山地垂直带谱中，如秦岭北坡、吕梁山、中条山、六盘山等高山及洮河流域的密茂针叶林或针阔混交林的林下。在褐土分布区之上。
具有深达1.5-2m发育良好的剖面，有枯枝落叶层、腐殖质聚积层，粘化过渡层，疏松的母质层等。表土层厚约15-20cm，质地多为中壤。其下则为粘化紧实的心土层，粘粒聚集作用明显，厚约30-40，富含胶体物质和粘粒，有明显的核状或棱块状结构，在结构体表面有明显的铁锰胶膜复被。再下逐渐过渡至轻度粘化的底土层。K、Ca、Mg、Mn在表层腐殖质中有明显聚积。土壤胶体吸收性较强，土壤代换总量约5—25当量/100g土，土壤吸收性复合体大部分为盐基所饱和，盐基饱和度达80%以上。土壤呈微酸性反应，PH值6.5左右。发育在酸性基岩母质上的棕壤，PH值可达5.5-6，盐基饱和度也较低，约在60—70%。棕壤土养分释放迅速，因土壤质地粘重，结构和通透性差，水分不易入渗，在地势较高的山坡地，易受干旱威胁，在地势低洼地带，又易形成内涝。
2.褐土：褐土分布区为暖温带半干旱半湿润的山地和丘陵地区，在水平分布上处于棕壤以西的半湿润地区，在垂直分布上，位于棕壤带以下，在黄土高原地区主要分布于秦岭北坡、陇山、吕梁山、伏牛山、中条山等地形起伏平缓、高度变化不大的山地丘陵和山前平日夏养花网原以及河谷阶地平原。
褐土多发育在各种碳酸盐母质上，其成土过程，主要是粘化过程和碳酸钙的淋溶淀积过程。典型的褐土剖面包括暗灰色的腐殖质层（A层）、鲜褐土的粘化层（B层）、碳酸钙积聚的钙积层（BCa）和母质层（C层）。土体中的粘化现象明显，粘化层紧实而具有核状或块状结构，物理性粘粒含量一般在30—50%。钙积层碳酸钙含量20—30%。土壤上层呈中性或微酸性反应，下层呈中性或微碱性。土壤代换量较高，可达20—40mg当量/100g土，代换性盐基以钙、镁为主，粘粒矿物以水云母和蛭石为主。具有良好的渗水保水性能，但水分的季节性变化明显，表现为春旱明显。土壤胶体吸收能力强，盐基饱和度高。在自然植被下，有机质含量为1—3%，但由于褐土适于耕作，大部分已辟为农地，致使有机质含量逐渐减少（一般为1%左右），氮磷贮量少。褐土肥效反应快，但稳肥性差。由于粘化现象明显，土壤易板结，耕性较差。
3.碱土：分布面积很小，主要分布在银川平原西大滩一带的洼地。其主要特征是土壤胶体复合体吸收了大量的交换性钠，土壤呈碱性，PH值大于9，农作物和高等植物均无法生长。
4.娄土：主要分布在潼关以西、宝鸡以东的关中平原地区，在山西的南部，河南的西部也有一定面积的分布。
娄土是褐土经人为长期耕种熟化、施肥覆盖所形成的优良农业土壤。其剖面构型大体可分上下两部分。上部分为娄化土层，由耕作层、犁底层和老熟化层所组成，质地中壤，颜色灰棕色，呈粒状结构或团粒结构。下部为自然褐土剖面，由古耕作层、粘化层、钙积层和母质组成。粘化层一般呈枝柱状结构，棕褐色，质地粘重。土壤有机质含量一般在1%左右。保水保肥，耕性较好，土层深厚，适种性广。
5.黄绵土：黄绵土是黄土高原最主要的土壤类型，广泛分布于黄河中游六省区的黄土丘陵土壤侵蚀强烈地区，以陕北分布最多，陇东、陇中和晋西北次之。常和黑垆土交错分布。
黄绵土发育于黄土母质，是以耕种熟化为主的成土过程与以侵蚀为主的地质过程共同作用的产物，成土作用微弱，其性状与母质相似。同时，由于分布区干旱少雨，有机质的积累和淋溶作用弱，自然剖面不明显，只有耕层和底土层，缺乏明显的犁底层和淀积层。土壤质地一般为粉砂质轻壤土。耕层为粒状或不稳定的团粒结构，荒地呈团粒结构，底土层为发育良好的柱状结构，表现为黄土的直立性强。全剖面呈强石灰弱碱性反应，底土即有石灰沉积，呈假菌丝状或粉霜状。土质疏松多孔，具有良好的通气透水性，但结构性弱，水稳性差，抗蚀力低，易受侵蚀。化学成份也与母质相似，化学成分以SiO2和AL2O3 为主，含量超过60%，还含有3—6%的Fe2O3,盐基代换量低。富含矿质养分,全磷0.1—0.2%，全钾1.8—2.6%，碳酸钙达10%以上，全氮量较低，不及0.1%。有机质分解较快，一般有机质含量0.5%左右。粘土矿物以水云母为主，很少发生分解破坏。通过控制侵蚀和培肥，黄锦土即可培育为上层疏松、下层稍紧实、通气透水、保土保肥、高产稳产的海绵土。在发育较好的黄绵土上，心土层略有粘化现象。整个土体土层深厚，质地以粉砂为主，质地均匀，色泽淡黄，近浅灰黄色，结构性弱，水稳性差，易受侵蚀，整个土体表现疏松，是一种通气透水性良好的土壤。
6.盐土：主要分布在银川平原、河套平原、晋中盆地及渭河下游的低洼地、湖泊边缘及河滩地。
盐土指土体含盐量超过1%，作物不能生长，并有盐生植被的土壤。其主要特征是具有积盐层，盐分组成中，阴离子以硫酸根为主，氯离子次之；阳离子以钠为主，镁次之。盐土目前主要为荒地。
7.黑垆土：黑垆土是暖温带的古老耕种土壤，广泛分布于陕北、晋西北、陇东、陇中及内蒙古、宁夏南部的黄土高原，分布的地形部位主要为侵蚀较轻的黄土高原塬面，在梁峁顶部或分水鞍部有残存，此外，在丘间盆地、河谷沿岸的川台地也可见到。
成土母质为第四纪黄土，土壤剖面可分为耕作熟化层、腐殖质层、碳酸盐淀积层和黄土母质层。耕作层又可分为耕作层和犁底层。耕作层厚20—30cm，呈灰褐色，轻壤质，PH7.5—9，显强石灰反应，团粒--团块状结构，疏松绵软。犁底层暗灰棕色，质地较粘，一般为中壤土，较紧实。腐殖质层厚约100—120cm，呈暗灰带褐色，粘粒含量稍高，质地较粘，多为重壤土或粘土，显棱块状结构，在孔壁、裂隙面上有假菌丝状或霜粉状的碳酸盐淀积。碳酸盐淀积层一般在150cm以下，厚约1m，其下过渡不明显。本层无粘化特征，有少量瘤状或豆状石灰结核和假菌丝状、霜粉状碳酸盐的淀积。土壤自表层开始就有强烈的面对碳酸盐反应。土壤腐殖质含量一般为1—0.5%，全氮量约为0.03—0.1%，全磷量为0.15—0.17%，全钾量1.6—2.0%，代换量9—14mg当量/100g土。土壤通透性好，具较强的养分释放性能和较大的蓄水保墒保肥能力。
8.灰褐土：灰褐土亦称灰褐色森林土，它是干旱半干旱地区山地森林垂直带森林土壤，主要分布在六盘山、吕梁山、大青山、乌拉山、贺兰山等地的海拔1200—2600m，即栗钙土或棕钙土之上，亚高山草甸之下。在黄河上游的大通河、洮河等主要支流也有分布。
灰褐土成土母质多样，土壤剖面层次分化明显，由残落物层、腐殖质层、粘化层、钙积层和母质层组成。土壤有机质分布深且含量高，表土一般为6—13%，钙积层出现部位有高有低，钙积层碳酸钙含量一般是10—16%。土壤酸碱性变化较大，表土微酸一酸性，粘化层中性一www.rixia.cc碱性，钙积层为碱性。土壤胶体全部为盐基所饱和，代换性阳离子以钙为主，土壤代换量很高，一般是20—50当量/100g土，甚至更高。
9.灰钙土：灰钙土为荒漠草原地带土壤，分布在甘肃、宁夏境内黄河以南，甘肃华家岭以北的黄土丘陵、缓坡平原、平坦台地、高原盆地边缘、山麓平原、河谷阶地。如兰州、榆中、定西、靖远、会宁、临夏、永靖、海原、同心等。
发育于黄土母质，成土过程有腐殖质的积累过程和碳酸盐的淋溶过程，但与栗钙土和黑垆土比较有明显的减弱，土壤剖面分化不太明显。土壤有机质含量通常在0.7—1.5%，分布在50cm之上，全剖面的碳酸钙含量都较高（平均为9%），在30cm以下积聚较多，可达20%左右，呈眼状及假菌丝状。剖面底部含大量盐类，主要是CaSO4和MgSO4，剖面上中部（10—20cm）有明显的粘化现象，粘粒含量变于10—20%之间。在局部地区有盐化和碱化特征。盐基代换量低，约为14mg当量/100g土。土壤结构性差，相应透水透气性差；含氮量低，但富含钾素和其它矿质养料，硅、铁铝率在5—10%之间，粘土矿物以水云母为主，土体呈碱性反应，PH值在8.0—9.5之间。
10.棕钙土：棕钙土为干旱草原向荒漠过渡的地带性土壤，主要分布于鄂尔多斯中西部。
棕钙土的成土母质有洪积－冲积的砂质、砂壤质和砾质，也有黄土状沉积物和各种结晶岩及沉积岩的残积母质。土壤剖面的表层具有结皮和片状结构，腐殖质比较明显，表层有机质含量在0.6—2.0%之间，颜色呈棕色。碳酸钙已接近表层，多在15—40cm深度处积聚，一般含量10—12%，多的可达20%。土壤上部酸碱度中性，下部呈碱性反应（PH8.5左右）。盐基代换量小于10mg当量/100g土。腐殖质层的结构性较差，土层较紧实。粘土矿物以水云母为主，次为蒙脱石，并有铁的氧化物出现。
11.栗钙土：栗钙土为干旱草原地带性的土壤，主要分布于鄂尔多斯高原的东部和青海海东浅山地区。
成土母质主要为沙黄土和砂砾质洪积物，通过腐殖质积累过程和碳酸钙积累过程形成了栗钙土，与黑钙土比较，腐殖质积累过程已渐减弱，而钙化过程相对较强，形成土层较薄，一般120cm。剖面形态分化比较明显，表层20—30cm为腐殖质层，有机质含量通常在2—5%，土壤颜色呈栗色，腐殖质层的下部紧实度大，妨碍根的发育。剖面中下部（一般在30—70cm之间）有明显的钙积层，碳酸钙含量可达50%以上。钙积层除了有大量的碳酸钙外，还有碳酸镁的盐层。再下是碱金属（K、Na）的重碳酸盐，同时也含有碱土金属（Ca、Mg）的重碳酸盐，最下层是碱金属的硫酸盐和氯化物盐层，有时有数量不等的石膏聚积。栗钙土吸收性复合体的代换性阳离子总量一般为15—30mg当量/100g土。土壤一般中上层呈中性到弱碱性反应，下层呈碱性反应，土壤结构性差，团粒不稳定。
12.风沙土：风沙土是风成沙母质上发育的土壤，主要分布在库布其沙漠、毛乌素沙地、腾格里沙漠东南缘，以及风蚀沙化严重的长城以北风沙区。
风沙土的剖面发育微弱。流动风沙土，除干沙层（厚约5—10cm）和温沙层界限明显外，无分化特征，土壤质地分选良好，细沙（0.25—0.05mm）占90%以上，有机质含量低，在0.012—0.233%之间。半固定风沙土，地面有结皮或稍覆浅沙，结持较紧，剖面有分化，有机质染色层明显，有机质含量0.2—0.8%。按碳酸盐和易溶盐含量可再分为半固定风沙土、碳酸盐半固定风沙土和盐化风沙土三类。固定风沙土，粘粒增多，有机质含量可达1.0%左右，土壤保水保肥性进一步改善，肥力提高。
13.灌淤土：灌淤土是长期利用富含泥沙的河水灌溉，在淤积和耕作施肥交替作用下形成的一种特殊农业土壤，多分布在河套平原、银川平原及沿黄河的一些地方。
灌淤土由灌溉熟化层和底土或埋藏土层组成。灌溉熟化层又可分为新灌淤层、近代灌淤层和老灌淤层三部分。灌淤土的主要特征是全剖面比较均一，熟化程度较高，具有较好的耕性、结构性、保肥性、持水性和透水性。
14.潮土：主要分布在黄河及其支流沿岸河谷平原或局部低地上。受地下水影响，形成明显的锈纹绣斑层。全剖面可分为耕作层、锈土层和母质层。由于有机质积累较弱，有机质含量通常在1%左右。
也就是说有机质占到土壤干重的0.5%对于土壤来说是一般情况。如果有机质占到土壤干重的5%的话应该算是很高的了。
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