登陆注册
15666400000012

第12章 森林土壤的发生、构造和功能

森林土壤是指森林植被下发育的土壤,它是相对于草原植被、荒漠植被或其他植被类型下发育的土壤而言的。森林土壤是地表的一部分,是森林植物赖以生存的物质和环境的基质,它由矿物和有机物组成,含有不同数量的水分和空气,并被生物居住着。

一般来讲,森林土壤受人为干扰较小,土壤剖面保持比较完整,并具有一些特有的特征,如表层一般有深厚的森林凋落物,剖面中根系和石砾含量较多,含有大量依赖于森林生存的土壤生物。

森林中绝大多数有机残余物都累积在土壤表面,形成了凋落物层又称林褥,是每年为森林土壤增补有机质的主要形式。这与草地或农田将死有机质特别是死亡根系累积在土体内不同。此外,森林凋落物中含有较多的不易被分解的木素、树脂和单宁等物质,因而可以在表层累积成层。累积在地表的有机物疏松通气,在其分解过程中还可产生一些酸类,使表层呈酸性反应。

森林下的土壤剖面比草地的风化程度深,最外层含较多的腐殖质和盐基离子,粘粒也较多,Ca、Mg比值较少,而较底层盐基含量则较低。

除去土壤的基质外,森林土壤最有特点的组成为林木的根系。林木根系对土壤肥力的发展起着重要的作用。土壤中营养物质的积累和消耗、腐殖质的聚积、土壤结构的形成以及土壤微生物的活动等,都与林木根系的活动有关。此外,林分下庞大的根系网是防止水土流失、减少泥石流的重要因素。

一、森林土壤的发生过程

森林土壤是森林生物的重要生长环境空间。土壤的形成依赖于五大自然成土因素,即气候、生物有机体、地形、母质与时间。岩石及其风化产物是形成土壤的基质;气候是直接的水、热和空气条件;地形可使气候因素重新分配;生物有机体通过生长繁育、新陈代谢进行着物质的合成与分解,一方面丰富土壤的基质,另一方面以有机物方式累积化学能;时间是一切作用过程的累积因素。这五大因子共同作用,缺一不可。森林土壤的发生除决定于以上成土因素外,还具有三种特有的成土因素,即森林凋落物、林木根系和依赖于现有森林的特有的森林生物。

岩石在物理风化作用下不断崩解,颗粒由大到小,由粗变细。在此过程中,还产生了一些溶于水的矿物质及营养元素。这些物质被降水不断淋洗,并随地表径流从高处流向低处,经过河流最终流到海洋。它们与流入海洋的岩石和泥沙等产生浓缩、沉淀、堆积、胶结和硬化作用,形成沉积岩。在地壳上升运动中,沉积岩由海洋底部上升形成大陆。岩石暴露于地表之后,又重新进行风化和淋溶,重复地进行着这种过程。植物营养物质由大陆流到海洋,海洋变为大陆后,又由新的大陆流向新的海洋。这种循环过程称为植物营养物质的地质大循环。

风化形成的母质,具有松散性、多孔性、透气性和保水性等特点,并为植物生长提供了水分、空气、养分等条件。一些需要养分较少的低等植物开始生活在原始幼年土上,通过吸收矿质养分、水分和获取其他生活物质和条件,来建造自身的有机体。这样使地质大循环过程中的一些可溶性养分得到保存。当这些植物死亡后,经微生物的分解作用,有机残体中的营养物质又变为无机物质,一部分又重新进入地质大循环,另一部分可被植物重新吸收利用。植物及其他生物的反复吸收利用和累积营养物质的过程,称为营养物质的生物小循环。

土壤形成过程就是建立在地质大循环和生物小循环的基础上。在这对矛盾的相互作用、不断发展的过程中,土壤肥力得到了发展。

土壤形成的各种过程,可以四种基本方式表达:向土壤添加物质,如向土壤中加入森林有机质;失去物质,侵蚀和淋洗,是土壤产生损失的两种过程;迁移作用,如粘粒被移向下部;转化作用,如土壤矿物经风化转化为粘土矿物等。这样,最终通过层次分化形成了土壤剖面。

二、森林土壤的构造

土壤是一个具有三维空间的物体,具有深度和宽度,并分布在地球的表面。观察和研究土壤主要借助于土壤剖面。土壤剖面是从地表向下挖掘直至母质的一段垂直切面。切面上常常可观察到1个或多个呈水平状分布的条带或层次,这些层次称为土层或发生层。

土壤形态是土壤的外部特征。在土壤形成以后,各层的差异主要反映在形态特征上。主要的森林土壤形态特征有颜色、质地、结构、湿度、紧实度、孔隙度、新生体、侵入体、根系含量、石砾含量、动物孔穴等。在野外,通过对土壤剖面形态特征的观察,可判断出土壤的一些重要性质。

描述土壤剖面的最基本单位叫单个土体。单个土体是指土壤个体的最小体积,其侧向伸展范围应大到足以研究任何土层的本质。由于一个土层的厚度可能有变异或出现变异,视各土层变异的情况,单个土体的面积从1~10平方米不等,形状大致呈六边形。其下限是土壤和非土壤之间模糊的界限。多个单个土体的原地土壤体积,称为聚合土体。它将相邻的单个土体纳入一个单独土系的规定范围之内,是自然界一个实际有形的具有某一基层分类单元特性的土壤实体,也是土壤制图的最基本单元。

三、森林土壤的功能

森林土壤是森林生物生活的主要场所,它既可以供应和调节土壤水、养分、气、热等生活条件和环境,又可以通过吸附、固定和转化功能对污染物质起到净化作用。这些功能主要由土体、土层、土壤结构和土粒成分的功能实现的。

土体是支撑植物的场所和养育植物的基体。由于其界面接触环境和程度不同,以及土体内物质的淀积、溶解等影响,使其在垂直方向上发生性质分异,并向水平方向延伸,从而形成土层。土壤表层是直接接受外界环境的窗口,向表土以下的层次逐层传导外界输入的物质和能量(包括污染物质和能量)。传入的层次越深,土壤的缓冲能量越大。土层的传导力,主要是指对养分、水分、空气和热量的传输力。

土壤结构是指土壤颗粒的空间排列方式及稳定程度。土壤结构体以其个体内部的小孔隙和个体之间的大孔隙来发挥调控水、气的作用。具有良好的团粒结构的森林土壤表层,能均衡地调节土壤的水、气、热状况,使土壤保持良好的通透性。

土壤养分的释放和蓄存及土壤结构的形成,是土壤颗粒的成分及其功能的体现。土粒成分包括土壤中的矿物质、有机质。矿物质是矿物岩石的风化产物,包括岩石碎屑、原生矿物及次生矿物等。矿物质是土壤的骨架物质,可以起到支撑植物的作用;并以其复杂的粒级组合为土壤创造良好的孔隙状况,此外还可以提供多种矿质营养元素。土壤有机质来源于一切进入土壤的有机残体,其分解和合成作用,是土壤中养分释放和合成的关键环节。它同时可以和矿物质结合形成良好的结构。有机质经合成形成的腐殖质,也是土壤胶体的重要成分。

同类推荐
  • 海洋知识小百科——地理篇

    海洋知识小百科——地理篇

    本套书共分10个分册,分别从海洋、地理、水文、气象、探险、航运、生物、工程、文化、军事、渔业10个不同的角度对海洋做出了诠释,力图通过图文并茂的展现,向广大读者展示一个生动而立体的海洋世纪。
  • 科学探索百科——历史考证百科

    科学探索百科——历史考证百科

    人类社会和自然世界是那么丰富多彩,使我们对于那许许多多的难解之谜,不得不密切关注和发出疑问。人们总是不断地去认识它,勇敢地去探索它。虽然今天科学技术日新月异,达到了很高程度,但对于许多谜团还是难以圆满解答。人们都希望发现天机,破解无限的谜团。古今中外许许多多的科学先驱不断奋斗,一个个谜团不断解开,推进了科学技术的大发展,但又发现了许多新的奇怪事物和难解之谜,又不得不向新的问题发起挑战。科学技术不断发展,人类探索永无止境,解决旧问题,探索新领域,这就是人类一步一步发展的足迹。
  • 草原(科学探究丛书)

    草原(科学探究丛书)

    本书主要讲述的内容包括:草原的成因、草原的发展历程、草原的分布、独具特色的草原类型、中国主要的草原、美丽富饶的草原资源、草原的生态危机。
  • 现代家庭生活指南丛书:新编世界未解之谜大全

    现代家庭生活指南丛书:新编世界未解之谜大全

    《新编世界未解之谜大全》内容包括:破译人类起源、破译政坛悬案之谜、破译世界战争悬案之谜、破译奇宇宙之谜、破译神奇飞碟之谜、破译神奇天文谜等。
  • 科学大王:小鹦鹉变魔术

    科学大王:小鹦鹉变魔术

    科学小制作、小实验对孩子来说,既能锻炼动手能力,也是一种娱乐,更能开发心智,培养探索意识。《小学生快乐学习大王美绘本·科学大王:小鹦鹉变魔术》收集的这些好玩的小制作和小实验,囊括了物理、化学、生物、数学等多个学科的知识。在动手制作和实验的过程中,孩子们的智力、心灵、性格以及勇气、信心、毅力等方面都会得到健康地发展。
热门推荐
  • 归元剑典

    归元剑典

    天地初生,神魔优生,创建神魔界,统御天地众生!亿万年前,神魔大战,天地同悲,生灵涂炭,本源神鼎破碎,大战一滞,同寻本源!本源神鼎一分为四,散落四方,神魔欲于一夺本源神鼎而得天地掌控!大战停止,神魔两族纷纷各显神通寻找本源神鼎碎片,回归于一,一统天地万物!一个转世重生的小人物在命运的安排之下,踏上了寻找本源神鼎碎片之路···········但是,这个小人物却想回归自己的家乡!可是,他——柳寒舒真的能够回到自己的家乡吗?
  • 菊花枕

    菊花枕

    一只菊花枕,见证了两代人的情感纠葛。丈夫带着小三离家出走,她该何去何从?
  • 忘川河畔夜夜笙歌

    忘川河畔夜夜笙歌

    在圣灵大陆上,有一位少女,她叫夜笙歌。在她小时候,父母亲相继死去,弟弟也随之离去。她许下一个承诺:我一定要强大起来,保护我想保护的人。后来在她的生命中出现了一个人,他说:因为在这世上我遇见了你,我便不再惊羡任何人。
  • 至尊狂妃:废材娘亲要逆天

    至尊狂妃:废材娘亲要逆天

    (新文【娇宠小兽妃:冷血暴君,你好坏!】已发,求收藏推荐啦)神秘世家家主阎玥在修炼时被未婚夫背叛而死,再睁眼,却已穿越至未婚先孕的废材七公主身上。七日之后,废材公主再次出现在世人面前,无上天资却是惊掉一地下巴!而面对昔日嘲讽算计过她的人,她以绝对强悍的实力告诉他们,敢惹她的人,休想有好下场!牵着宝贝儿子,身后跟着一票魔宠,她以绝代风姿傲视苍穹,睥睨天下!大力推荐新文快穿逆袭:反派男神,求放过!
  • 暗影潜袭

    暗影潜袭

    矩阵是不知疲倦的创造者是全知全能的掌控者是无私的分享者,是公正的仲裁者——最妙的是,这一切都是可控的只要你拥有权限。
  • 文明掠夺者

    文明掠夺者

    书籍承载着文明!!宝物承载着文明!!种族承载着文明!!万物都承载着文明!!!掠夺文明,就是掠夺万物,世间所有都要掠夺!!!————————————————————————————————每天基本更新时间中午12点,晚上8点!!!!
  • 青春的狂妄,爱的是非

    青春的狂妄,爱的是非

    原本以为莫海是自已的真命天子,却没想到场车祸从此改变了两人的命运,一个是默默守护的他,一个是霸道的他,她会如何选择?
  • 弥补遗憾:楚滟湫的快穿之旅

    弥补遗憾:楚滟湫的快穿之旅

    人生在世酸甜苦辣,也许对于当初的选择不会后悔,但会留下很多遗憾。如果能重来一次,可以弥补这些遗憾吗?
  • 鬼夫缠身之萌主要掀楼

    鬼夫缠身之萌主要掀楼

    她桃花开的有点旺,他追的有点苦。九世的纠葛,在这一世,他们命中注定,是否会有一个圆满。前世的情人,今世的爱人,来世的命定。她有点调皮,还有点未成年,所以他说过:“等你长大,我便娶你回家。”片段一:熊熊大火,裹住了两人的身躯,他紧紧抱着她,在大火中无所畏惧。“如果我们能活着出去,万水千山,你愿意陪我去看吗?”“谁愿意这亏本买卖!”……片段二:“我要买这个,那个还有这个!”“好,你买,我付钱!”肖少:“皇,我想要个糖葫芦。”谢:“跟我有关系吗?”宠你是我最想做的事。
  • 玄武天工

    玄武天工

    轩辕皇室在上古时期与地母神鉴定了一个契约:地母神将魔力借给人类使用。作为代价,皇室每一代的嫡系长子,将在成年之后举行仪式,与地母神结合,由地母神生下的孩子来继承皇位。代代如此。地母神是世界中唯一的神,为了得到绵延不绝的人类的爱,对玄武轩辕帝国庇护有加。玄武帝国因神明的庇佑,空前强大,魔法极度繁荣。与之成为鲜明对照的天工城,则与魔法绝缘,国度贫瘠,与玄武帝国征战频仍。两国分别以魔法和“天工术”相抗衡,势不两立。一切表象的平静以玄武帝国龙城太子的失踪而告终。