1、土壤发生分类学试题( 2016 -2017 学年第 1 学期 )考核对象 博士 硕士 农业推广硕士专业学位 兽医硕士专业学位 中职教师 高校教师工程硕士专业学位 同等学力在职申请硕士学位 风景园林硕士专业学位课程名称 土壤发生与分类学 Soil Genesis and Classification 考试方式 开卷命题教师 教研组(研究室)主任签字 考试时间 2016 年 12 月 24 日一、名词解释(每题 3 分,共 30 分 )1. 淋溶(eluviation)与淀积(illuviation )过程2. 铁铝层(Ferralic horizon )与低活性富铁层(LAC-ferric ho
2、rizon)3. 诊断层(Diagnostic horizons)与诊断特性(Diagnostic characteristics)4. 土壤水分状况(Soil moisture regimes)与土壤温度(temperature) 状况5. 粘化层(Argic horizon)与其粘粒(Clay particle)含量6. 盐积层(Salic horizon)与碱积层(Alkalic horizon)7. 均腐殖质特性(Isohumic property )与 Rh 值8. 阳离子交换量(CEC)与表观阳离子交换量(CEC 7)9. 盐基饱和度 BSP (Base saturation pe
3、rcentage)与碱化度 ESP(Exchangeable sodium percentage)10. 铁质特性(Ferric property)与铝质特性(Alic property)二、简述题(6 选 4,每题 10 分,共 40 分)1. 为什么说土壤形成过程是生物累积(bioaccumulation) 过程和地球化学 (geochemistry)过程的对立和统一 ?2. 世界上有哪几大土壤分类系统(soil systematics)?试比较分析各土壤分类系统的特点。3. 简述盐成土(Halosols) 的形成因素、形成过程( soil forming factors and proc
4、ess)及其改良方法。4. 以简育湿润淋溶土(Uapli- Udic Luvisols)与钙积干润均腐土(Calci-Ustic Isohumisols)为例,试比较森林土壤系列(Forest soil series)和草原土壤系列(Grassland soil series)的特点。5. 简述水耕人为土(Stagnic Anthrosols)的元素迁移(element migration)特点。6. 简述中国(China)三大土壤区域(Three large soil regions, Sixteen soil areas )的分区依据及分区概况。三、论述题(4 选 2,每题 15 分,共
5、30 分)1. 试论述中国(China)土壤分类的历史、现状及展望(The history, current situation and Prospect of soil classification)。2. 试论述均腐土(Isohumisols)的分布(Distribution)、成土因素(Soil-forming factors)、主要成土作用特点(Main characteristics of soil formation )及干润均腐土(Ustic Isohumisols)的利用与管理(Utilization and management)。3. 试论述水耕人为土(Stagnic An
6、throsols )的分布 (Distribution )、成土因素(Soil-forming factors)、主要成土作用特点(Main characteristics of soil formation )。4. 试论述冷凉淋溶土(Boric Luvisols)、干润淋溶土(Ustic Luvisols)、常湿淋溶土(Perudic Luvisols)及湿润淋溶土(Udic Luvisols )的分布(Distribution )、理化性质等方面的异同(The similarities and differences of physicochemical properties etc)。
7、一、名词解释(每题 3 分,共 30 分 )1. 淋溶(eluviation )与淀积(illuviation)过程淋溶:在雨水天然下渗或人工灌溉,上方土层中的某些矿物盐类或有机物质溶解并转移到下方土层中的过程。有时入渗水因呈酸性,可将土壤中的石灰质等可溶盐类溶解转移,而一些较难移动的氧化铁质与黏土等则被冲积在土壤剖面的 B 层当中。淀积:指土壤水下渗至剖面下层沉淀其中某些溶解物或悬浮物的过程2. 铁铝层(Ferralic horizon)与低活性富铁层(LAC-ferric horizon)铁铝层:在热带、亚热带地区土壤矿物质风化,形成弱碱性条件,随着可溶性盐、碱金属和碱土金属及铝硅酸离子大
8、量的流失,造成铁铝在土体内相对富集,形成了一个富含铁铝氧化物的土层。低活性富铁层:指中度富铁铝化作用形成的具有低活性黏粒和富含游离铁的土层。其符合厚度30 cm, Fe2O3 20g/kg 等条件,具有砂壤和更细的质地等条件3.诊断层(Diagnostic horizons)与诊断特性(Diagnostic characteristic)诊断层:凡是用以鉴别土壤类别在性质上有一系列定量规定的土层称为诊断层,按其在单个土体中出现的部位,可细分为诊断表层和诊断表下层。诊断特性:用以鉴别土壤类别具有定量规定的土壤性质,包括形态的、物理的和化学的性质4.土壤水分状况(Soil moisture reg
9、imes)与土壤温度 (temperature)状况土壤水分状况:是按一年中各个时期的地下水位和水分控制层段中有无15105 帕张力的水分确定的,可以如此假设,即土壤水分可以维持任何它足以维持的植物的生长;换言之,是排除休闲或人工灌溉来增加水分,而是依靠土壤自身生长作物、牧草或自然植被的水分状况。土壤水分状况分为干旱、半干润、湿润、常湿润、滞水、人为滞水和潮湿等 7 种。土壤温度状况:指土表下 50cm 处或浅于 50cm 的石质或准石质接触面处的土壤温度5. 粘化层(Argic horizon)与其粘粒(Clay particle)含量粘化层:原生硅铝酸盐不断变质而形成次生硅铝酸盐,由此产生
10、的粘粒积聚而在土体内淀积的土层粘化层粘粒含量:其粘粒含量明显高于上覆土层。6. 盐积层(Salic horizon)与碱积层(Alkalic horizon)盐积层:地表水、地下水以及母质中含有的盐分,在强烈的蒸发作用下,通过土壤水的垂直和水平移动,逐渐向地表积聚而形成的土层,含盐量在干旱或半干旱地区盐成土中20g/kg,其他地区10g/kg碱积层:碱积是土壤吸附钠离子积累的结果,钠离子饱和过程中形成的土层,其交换性钠饱和度(ESP)30%,pH9.0,土层含盐量5g/kg7. 均腐殖质特性(Isohumic property)与 Rh 值均腐殖质特性:草原和森林草原土壤腐殖化过程的产物,由于
11、该条件下,土壤有机质主要以根系形式进入土壤、腐殖质含量向下延伸较深,含量逐渐减少,这与凋落物形式进入土壤、含量从表层向下突然降低明显不同,故称均腐殖质特性Rh 值:Rh 值是表示溶液中氢压的负对数值,是表示溶液“氧化还原电位”的一种方式。Rh 值越大,氢压越小,其氧化性越强,还原性越弱;Rh 值越小,氢压越大,其氧化性越弱,还原性越强8. 阳离子交换量(CEC)与表观阳离子交换量( CEC7)阳离子交换量:在一定 pH 值(=7)时,每千克土壤中所含有的全部交换性阳离子(K+、Na +、Ca 2+、Mg 2+、NH 4+、H +、Al 3+等)的厘摩尔数(potential CEC)。表观阳离
12、子交换量:表观阳离子交换量是指去除有机质前后土壤阳离子交换量(CEC)变化而求出的有机质交换量。表观阳离子交换量是(阳离子交换量/粘粒含量)10009. 盐基饱和度 BSP (Base saturation percentage)与碱化度ESP( Exchangeable sodium percentage)盐基饱和度:是土壤胶体上的交换性盐基离子占全部交换性阳离子的百分比。碱化度:用 Na+的饱和度来表示,它是指土壤胶体上吸咐的交换性 Na+占阳离子交换量的百分率10. 铁质特性(Ferric property)与铝质特性(Alic property)铁质特性:土壤形成过程中,因矿物中度风化
13、,盐基淋失,脱硅,导致氧化铁相当富集,呈现铁质特性。铝质特性:在热带和亚热带湿润气候条件下,土体中的铝硅酸盐矿物彻底分解,钾、钠、钙、镁、硅等成分不断淋失,而铁、铝、锰、钛等成分相对富集,其中铝的稳定性最强,叫铝质特性。二、简述题(6 选 4,每题 10 分,共 40 分)1. 为什么说土壤形成过程是生物累积(bioaccumulation)过程和地球化学(geochemistry) 过程的对立和统一 ?土壤形成是一个综合性的过程,它是物质的地质大循环与生物小循环统一的结果。物质的地质大循环是指地面岩石的风化、风化产物的淋溶与搬运、堆积,进而产生成岩作用。生物小循环是植物营养元素在生物体与土壤
14、之间的循环。植物从土壤中吸收养分,促进土壤肥力的形成和发展。地质大循环空间大,时间长,植物营养元素不积累;而生物小循环涉及空间小,时间短,可以促进植物养料元素的积累,使土壤有限养分元素发挥作用。风化作用使岩石破碎,理化性质改变,形成结构疏松的风化壳,在上部可称为母质,在重力、流水、风力、冰川等作用下风化物质被迁移形成崩积物、冲积物、海积物、湖积物、冰碛物和风积物等类型母质,成土母质是形成土壤的物质基础和植物矿质养分元素(氮除外)的最初来源。土壤动物为调控凋落物分解速度的重要生物因素,通过对凋落物的啃食、咀嚼,使凋落物破碎,改变土壤中有效营养物质分布,影响微生物群落的生物量和活性,进而调控凋落物
15、的分解、养分释放及土壤中物质循环的速率和方向。土壤微生物参与土壤生态系统的物质循环和能量流动,一方面分解有机物质形成腐殖质并释放养分,另一方面又同化土壤碳素和固定无机营养形成其生物量,对土壤团聚体的形成和稳定起着重要作用。地质大循环和生物小循环的共同作用是土壤发生的基础。没有地质大循环,生物小循环就不能进行;没有生物小循环,土壤就难以形成。在土壤形成过程中,两种循环过程相互渗透又不可分割地同时进行着,它们之间通过土壤相互连接在一起。参考文献1 黄昌勇,徐建明 .土壤学M.中国农业出版社.2010.912 杨效东, 邹小明. 西双版纳热带季节雨林凋落叶分解与土壤动物群落: 两种网孔分解袋的分解实
16、验比较J. 植物生态学报, 2006, 30(5): 7918013 章家恩, 刘文高. 微生物资源的开发利用与农业可持续发展J. 土壤与环境, 2001, 10(2): 154-157.2. 世界上有哪几大土壤分类系统(soil systematics)?试比较分析各土壤分类系统的特点。主要土壤分类体系有:美国土壤系统分类、联合国世界土壤图图例单元(FAO/Unesco) 、世界土壤资源参比基础(WRB) 、西欧国家的土壤分类、中国土壤系统分类、以俄罗斯为代表的土壤地理发生分类等。形成了多种土壤分类并存的局面。 美国土壤系统分类:最大特点是,建立了诊断层和诊断特性系统,确定了土系到土类间各级
17、分类的定量指标,增加了上壤湿度、温度和质地级别等分类指标,引用单个土体作为采样单位,并用拼缀法命名上壤以别于以前的土壤名称。它避免了由于某具体土壤包括多种诊断层或诊断特性而难以确定其土壤类型的问题。西欧国家的土壤分类:西欧学派的特点是重视水分状况和有机质分解的特点。D.Sigmond(1938)在上纲一级将土壤分为有机、矿质和有机矿质土。K.lbiena(1953)首先将土壤分为陆上、水成、半水成上纲,然后再按有机质积累分解划分。M.konhausen(1962)将上壤分为陆上、半陆上、水下和泥炭土壤门,再将陆上土划分为未成土、AC 土、草原上、粘盘土、棕壤、灰壤等土纲。然后是从形态发生体系变
18、为诊断体系;分类高级单元与美国土壤系统分类保持密切联系的对应关系,便于国际交流;该分类还保持了一定的历史延续性,以便本国的非土壤学家的应用。因此出现了基于形态发生原则的土壤分类和属于诊断分类范畴的新的法国土壤分类草案并存的局面。中国土壤系统分类:凝练出了有严格限定的 31 个诊断层和 25 个诊断特性,其中诊断层三分之一来自国外,三分之一参照改进,三分之一创建。建立了 14个土纲,39 个亚纲,138 个土类和 588 个亚类。提出了一系列人为土层,建立了富铁土纲,提出了干旱表层替代干旱水分状况,对青藏高原提出了草毡层建立了寒性干旱土和寒冻雏形土两亚纲。世界上首次建立人为土纲的诊断体系,提出灌
19、淤表层、堆垫表层、肥熟表层和水耕层系列,据此划分出灌淤、堆垫恶化肥熟早耕人为土和水耕人为土。并且这一分类原则被世界土壤分类组织全盘接受。联合国世界土壤图图例单元:图例单元虽非土壤分类单元,但相当于一个不完全的土壤分类制。在制订图例单元时,采用了诊断层和诊断特性的概念,其基本内容均取自美国土壤系统分类。据 1988 年修订版,联合国土壤图图例单元分为三级。一级土壤单元由 1974 年的 26 个增为 28 个,大致相当于美国、俄罗斯土壤分类中的大土类;二级土壤单元,由 1974 年的 106 个增加到 153 个,相当于亚类。三级单元,扩展了土相的内容。其严格意义上算不上分类系统,但它应用了土壤
20、分类系统的成就,吸取了西欧各国土壤分类的长处,应用于土壤制图,起到土壤分类的作用。世界土壤资源参比基础:以诊断层和诊断特性为基础,吸取了世界各国的研究成果,该分类报告内容最丰富;其次,修订了诊断层、诊断特性和诊断物质,诊断层增至 29 个,新增 14 个,其中 7 个为诊断特性、4 个由土相改为诊断层;另外,修改确定了 5 个诊断物质,如认为的、石灰性的、冲积性的和含火山灰碎屑物质;第三,增删了原有的土壤分类单元,基本上与修订的图例相当,有少量增减。第四,极大的充实了人为土的分类,其分类方案中采取了中国系统分类中关于人为土诊断层概念,划分出了灌淤土、草垫土、堆垫土和水耕土。中国土壤分类与美国土
21、壤分类和世界土壤资源参比基础的区别:中国土壤系统分类是在其影响下建立起来的,但与之有共性也有自身特点。3 个体系详简不一,但仍有一些土纲是相似的。如有机土和火山灰土大致是相同的;ST 制中的干旱土,在 CST 制中为干旱土和盐成土,在 WRB 制中为钙积土和石膏土以及盐土和碱土等等。参考文献1 黄金良,陈健飞 ,陈松林等 1GIS 在土系数据库建立中的应用J1 福建师范大学学报(自然科学版),2002,18(2):94-9812 赵其国.12l 世纪土壤科学展望 J1 地球科学进展,2001,16(5):704-70913 李孝芳,黄润华 .国内外土壤地理研究工作回顾与展望J.土壤通报,199
22、5,26(4):145-14914 联合国粮农组织 ,联合国教科文组织,国际土壤参比与信息中心.世界土壤图图例(修订版). 世界土壤资源报告 60,1990.15,2023,2729,32453. 简述盐成土(Halosols) 的形成因素、形成过程(soil forming factors and process)及其改良方法。盐成土是指在矿质土表至30厘米范围内有盐积层,或在矿质土表至15厘米范围内有碱积层。形成因素主要有气候、母质、地貌、生物条件,灌溉技术。形成因素(1)气候: 干旱、半干旱地区: 蒸发量和降水量的比值大于1,土壤水盐运动以上升运 动为主,土壤及地下水中的可溶性盐类则随上
23、升水流的蒸发、浓缩、积累于地表。西北干旱区及漠境地区土壤积盐程度强,盐成土呈大面积分布。东部沿海地区:在季风气候影响下,夏季高温湿润多雨,土壤淋盐作用强烈;冬春季节气温低、干燥和降水稀少,积盐过程大于淋盐过程。但从全年来看,林燕时间较短(3个月),冬春季节气温低、干燥和降水稀少,土壤积盐5-6个月,总趋势积盐过程大于淋盐过程,在黄海平原和东北松嫩平原盐成土呈斑块状分布 高纬度高寒干旱、半干旱地区:春夏化冻季节,出现反浆将盐分运移至地表。(2)地貌与地下水 :水文地质状况同样受制于地形, 其动态与水文网有密切联系,也都是在盆地内由高处向低处,由上游向下游流动汇集消耗。所以,地表水和地下水将携带的
24、盐分向下游平原低地及湖盆汇集。由于盐随水动,盐成土一般总是发育在不同地貌单元的低平部位。(3)母质:盐成土的母质多为冲积物、洪积物以及不同起源的黄土状沉积物。还有湖积物。由于沉积物受中小地形影响,土壤质地有明显差异。可见 ,含盐母质及矿化地下水是盐成土的主要盐分来源。(4)植被 耐盐植物特别是盐生植物如海蓬子、盐瓜瓜、猪毛菜等既有泌盐能力,灰分为13-22% ,个别盐生植物可高达200-350g/kg, 其中钠盐占一半以上。盐生植物死亡后,在土壤中残留大量的盐分,成为表层发生盐积层的盐分来源之一。改良方法:(1)化学改良:A 无机改良剂 取得较好效果的无机化学改良剂有两类。一类是含钙物质,即直
25、接钙作用剂,如石膏、磷石膏、氧化钙等,其主要作用是利用它们含有的钙离子代换出土壤吸收性复合体中的钠离子。另一类是酸性物质,即钙有效化剂,如黑矾、硫磺、硫酸等。主要作用是利用其酸性中和土壤的碱度,并溶解土壤中的碳酸钙,使钙有效化。硫磺、石膏、聚丙烯酰胺等改良剂均有效降低了土壤容重,土壤空隙度随之增加,土壤物理结构的改善与水分利用相互配合,共同促进了盐碱土的改良。B 有机 无机或有机改良剂 研究结果初步表明,以含钙物料和有机物料为主要材料的复合改良剂能明显降低盐碱土的 pH、 Cl 和 Na+,原因主要是含有丰富的有机质、腐殖酸和 Ca2 +。盐碱土复合改良剂还能明显提高土壤肥力,特别是提高土壤有
26、机质、水解氮和速效磷含量。采用尿素甲醛聚合物或尿素甲醛树脂聚合物,不仅是一种长效肥料,还能使土壤形成团粒结构,对盐土也有改良作用。(2)物理改良方法:盐碱地改良的物理措施主要是通过改变土壤物理结构来调控土壤水盐运动,从而达到抑制土壤蒸发、提高入渗淋盐效果的目的A 客土改良 客土就是换土,在有明显盐碱或含盐量 3% 以上的盐碱地铲起表土运走,盐碱越严重铲土层应加深,然后填上好土,或者运走一部分盐碱土,把好土与留下的盐碱土混合,这样也能有效地降低土壤含盐量,有抑盐、淋盐、压碱和增加土壤肥力的作用。B 铺沙压碱 铺沙压碱也是改良盐碱土的一项重要方法。通过表层铺沙压碱能够促进团粒结构形成,使土壤空隙度
27、增大,通透性增强,使盐碱土水盐运动规律发生改变,在雨水的作用下,盐分从表层土淋溶到深层土中。由于团粒结构增强,保水、贮水能力增大,减少了蒸发,从而抑制深层的盐分向上运动,使表土层的碱化度降低,起到了压碱的作用。(3)生物改良措施生物改良措施包括种植盐生植物和抗盐植物、种植绿肥、植树造林等,其目的在于一方面通过种植扩大地表植被覆盖,以植物蒸腾代替地表蒸发,通过生物排水降低地下水位,减轻地表盐分积累; 另一方面,树木根系可以疏松土壤,有的通过根瘤菌可以起到固氮作用,每年又有大量的枯枝落叶和枯根,可以增加土壤中的有机质,促进微生物活动,从而改良土壤的理化性质和结构,从根本上治理盐碱。(4)农业改良措
28、施农艺配套措施主要包括缩小地块、整土地、耙保墒、进行精耕细作,选用优良耐盐碱的作物品种进行复种、套种,克服广种薄收、浅耕粗作的传统耕作习惯,推行秸秆还田,施有机肥,高地力,翻晒垡,伏水压碱,提倡合理灌溉、浅浇快轮、节约用水的一系列管水、用水制度。如平整土地、水旱轮作、合理耕作、因土种植等(5)水利工程改良措施盐渍土的水利工程改良措施是根据“盐随水来、盐随水去”的规律进行灌溉压盐或排水减盐。在合理排、灌改良盐碱土方面,目前主要采用的措施有引水灌溉洗盐、引洪放淤压盐、排水脱盐、改排为蓄新模式参考文献1 张累德. 新疆盐成土壤系统分类J.干早区研究.1997.03.0012 刘建红. 盐碱地开发治理
29、研究进展J.山西农业科学,2008,36(12) : 5153.3 王丽贤,张小云 ,吴淼. 盐碱土改良措施综述J.安徽农学通报. 2012,18( 17)4 李小娟. 浅谈盐碱地的治理J. 安徽农学通报,2008,14(7) :136 137.5 吴宏宇,张宏武 ,胡春元等. 河套灌区盐碱地综合治理J.内蒙古林业调查设计,2010,33(2) : 4548.6 郝久清. 盐碱地的改良J. 陕西农业,2002(10) : 29.7 安东,李新平,张永宏等. 不同土壤改良剂对碱积盐成土改良效果研究 J.干旱地区农业研究 2010(05)-0115-01198 马晨,马履一 ,刘太祥等. 盐碱地改良利用技术研究进展J.世界林业研究,2010( 4) : 2832.9 孙晓东. 吉林西部盐碱化治理与机械化保护性耕作研究J.中国农机化,2009(1) : 71 73,81.6.简述我国三大土壤区域的分区依据及分区概况。土壤区划是根据土背或土壤群体在地面组合的区域特性,按其相似性、差