土壤学学习

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  1. 什么是土壤?
  2. 按照土壤中颗粒大小,可以把土壤颗粒分成四个等级(图1)。最大是砾石,是直径大于2毫米小的石子;其次是砂粒,直径在0.02-2毫米之间的颗粒称为砂粒,和商店里卖的较粗的棒子面差不多,它们是砂土的主要组成;直径在0.002-0.02毫米之间的土壤颗粒叫做粉粒,和面粉的颗粒大小差不多,而直径小于0.002毫米(2微米)的土壤颗粒则称为粘粒,和一般的细菌大小差不多,是肉眼看不到的,只有在显微镜下才可以观察到。
    土壤的根本特征是肥力。土壤包括固相(矿物、有机质)、空气和水分。
    The upper limit of soil is the boundary between soil and air, shallow water, live plants, or plant materials that have not begun to decompose. Areas are not considered to have soil if the surface is permanently covered by water too deep (typically more than 2.5 meters) for the growth of rooted plants.合着湖泊底下的淤泥不是土壤?淤泥(Silt),又称沉泥或粉土,是泥土的基本组成成份之一。地质学中,淤泥是介于沙土及黏土之间,长约2到62微米、直径4到9微米的一种颗粒状物料,主要由石英及长石这两种矿物组成[1]。淤泥可能以土壤的成份或悬浊水体内的沉积物两种形式出现。当河道泛滥,又或被山崩时的泥石流带动,淤泥会在流动时随同水体在沿途沉积成为土壤。由于淤泥的比表面积属中度,非黏粘,有好像塑胶那样带弹性。当完全干燥时,淤泥会变回粉尘般的幼细,但潮湿后立即又变回黏滑。在手持的放大镜下,淤泥清晰可见,往往带有尖锐的外表。当以牙齿咬或以舌头触摸时,这种棱角亦能感觉到,而这亦是分辨水中的淤泥或黏土的一种方法。
  3. 原生矿物和次生矿物定义,以及它们对土壤的意义。
  4. 次生黏土矿物中的高岭土、蒙脱石和水化云母的特点。它们分别是原生矿物水解过程的哪个阶段形成的。
  5. 次生黏土矿物形成与地理环境的关系。
    风化作用所处的环境、土壤的离子浓度及其平衡反应、pH值条件等对形成土壤中某种次生粘土矿物起着决定性作用。云母类矿物的晶格结构与它风化蚀变后的次生粘土矿物有类同的层状晶格结构,在一定的风化环境条件下,它可以直接蚀变转化为相应的粘土矿物,如云母⇌伊利石⇌蛭石⇌蒙皂石⇌高岭石⇌铁、铝氢氧化物由左向右的 过程是风化程度的加深;脱硅作用、脱盐基作用加强,矿物的结构和成分越趋简单;由右向左是新生矿物的合成过程,它的条件是复硅作用和复盐基作用。例如按照基特里克(Kittrick)多年的平衡试验,在硅酸浓度较高时,高岭石可以复硅化成为蒙脱石,这二种矿物共生在96mg/kg SiO2的溶液里,高于这个界限,可由高岭石合成蒙脱石;低于这个界限时,蒙脱石就转变为高岭石
    ①伊利石,常见于风化作用不很强烈的温带地区土壤中,具较小的酸度,可使钾从云母晶层中部分的消除,溶液中有中等或较高浓度的硅酸和铝离子存在,以保持其稳定;
    ②蛭石,在硅酸和铝离子相对浓度较高和存在于较酸性的条件下,伊利石中的钾完全被移走,就形成蛭石;
    ③蒙皂石,在碱性到微酸性条件下,淋溶较弱,风化层(或土层)中能维持相当高的硅酸和镁离子浓度时,就有利于伊利石、蛭石形成蒙皂石;
    ④高岭石,在长期的酸性淋溶条件下,溶液中缺钾,缺镁,缺乏其他盐基,硅酸和铝离子浓度大致相等时,就有利于伊利石、蒙皂石等风化程度弱的矿物转化为高岭石。反之,当硅酸、钾、镁离子浓度较高,呈微酸性淋溶时,高岭石可重新合成为蒙皂石或伊利石;
    ⑤铁铝氧化物,在温带地区,土壤中的高岭石是稳定的,不会被分解,如果在热带湿润地区土壤溶液中的硅酸和盐基俱已淋失的条件下,高岭石进一步彻底分解,产生的硅酸继续受淋洗,残留下溶解度低的氢氧化铝凝胶,逐渐浓缩为水铝矿积累下来。在氧化环境条件下,由含铁矿物分解出来的铁离子则以含水氢氧化铁胶状物沉淀出来,最后浓缩为褐铁矿、针铁矿、赤铁矿。在潜水还原条件下,铁矿物不稳定,易转化为可溶的亚铁而淋失
  6. 硅铝铁率的计算。
  7. 重要的土壤性质:土壤颜色、土壤质地、土壤孔隙度、土壤容重
  8. 土壤容重、土壤孔隙度与土壤质地的关系,有机质显著影响土壤容重和土壤孔隙度。
  9. 土壤质地、容重、孔隙度与地理环境的关系(这里的地理环境不仅是气候,还包括地形)。
  10. 有机质分为普通有机质和腐殖质,腐殖质是混合物。腐殖质分类。
  11. 影响土壤有机质分解转化的因素,尤其是不同地理环境下土壤有机质分解转化的不同。
  12. 土壤有机质分解转化对土壤的意义
  13. 土壤固相组成与地理环境的关系
  14. 土壤空气组成与地理环境的关系
  15. 土壤热容量和热导率与土壤质地的关系
  16. 土壤温度的时空变化规律