根据成土过程中物质、能量的交换、迁移、转化累积的特点, 土壤形成有如下主要过程: (一) 原始成土过程 这是岩石风化或成土过程的起始(或初期)阶段,一般是在低等植物参与下进行的。例如裸露的岩石表面着生地衣(菌类和藻类的共生体)后,岩石的矿物成分就缓慢地发生分解和蚀变,产生原始土壤物质,有时可出现细土堆积;从细土中还可以鉴别出铁质的相对积聚(即比母岩含铁量增高)。在高山寒冻条件下的寒冻土,便是原始成土过程的产物。 (二) 有机质积累过程 有机质在土体中的聚积,是生物因素在土壤中发展的结果。在大气水、热条件和其它成土因素的联合作用下,作为成土过程的有机质聚积作用,可表现为多种形式。 1.枯枝落叶堆积过程 这个过程是指植物残体在矿质土表面积累的过程,一般发生在森林植被下,形成一个枯枝落叶层或凋落物层。这种有机质的积累,并非由于积水缺氧,而是因为通风干燥缺水而难以分解所致。 2.斑毡化过程 即在森林植被下,枯枝落叶层下部形成腐殖化程度低的粗腐殖质,呈斑毡状。 3.腐殖化过程 即指土壤中有机物质转化为腐殖质的过程。由于植被类型、覆盖度以及有机质合成与分解的情况不同,腐殖质积累的特点也不同。例如在草本植被下,土壤的腐殖质层一般比森林土壤为厚,而在草甸植被下的土壤腐殖质积累量又显著地大于草原植被下的土壤。 4.泥炭化过程 泥炭化过程是指植物有机残体以半分解或微分解形态积累的过程。在高寒湿润和地下水位高或地表积水的过湿条件下,植物残体形成分解程度很低的泥炭,其中有些植物组织仍保持原状,仅发生一些颜色变化。在低洼过湿条件下形成泥炭层,在高寒湿润条件下则形成毡状草皮层。 (三) 粘化过程 粘化过程是指土壤中粘粒的形成和聚积过程。粘粒的形成包括矿物的物理性破碎及化学分解,以及分解产物再合成而形成次生粘粒矿物两个方面。粘化分为残积粘化和淋淀粘化。残积粘化系指矿物风化生成粘粒,未经移动而在原地积累,又称原生粘化。淋淀粘化或淀积粘化,即上部土层的粘粒经机械淋溶而在下部土层聚积。淋淀粘化以残积粘化为基础。粘化作用受水热条件和母质类型等因素的影响。一般他讲,粘化作用在寒冷而干旱的气候带较弱,而在湿热气候带较强。基性岩浆岩、石灰岩、泥岩形成的土壤粘化较强,砂岩。酸性岩浆岩形成的土壤粘化较弱。但在湿热气候下,石英等抗风化矿物也能部分地风化生成粘粒。粘化随风化时间的加长而增强。粘化过程产生粘化层,既有土壤肥力上的意义,又有土壤发生分类上的重要诊断意义。 (四)脱硅富铝化过程 脱硅富铝化简称富铝化,是湿热条件下的主要成土过程。在热带、亚热带高温高湿条件下,铝硅酸盐矿物强烈分解,释放出大量的盐基,并形成游离硅酸和铁、铝氧化物。在中性风化液中,盐基和硅酸均可移动而遭到淋溶,而难移动的铁、铝氧化物则相对富集起来,甚至形成铁盘或聚铁网纹层。这种因脱硅引起的铁、铝相对富集过程,称为脱硅富铝化过程。它是粘化发展的更高阶段,表现为粘粒的硅铝率(Kj=SiO2/Al2O3)和硅铝铁率(SiO2/R203)的不断降低,以及粘粒矿物由2:l型向1:1型和铁、铝氧化物的简单化演变趋势。温度同时影响矿物的风化速度和无定形硅的溶解度。随着温度的升高,矿物风化加快,2~5微米的无定形硅溶解度增加,因而热带土壤的富铝化比亚热带土壤更为强烈。 (五) 钙化过程 脱钙过程是指母质或土壤中碳酸钙(镁)的淋溶作用。钙是地壳中最富有而迁移能力最强的盐基元素,镁比钙的数量稍少,但迁移能力相近,两者的碳酸盐常呈共生。土壤中的碳酸钙,有的直接来自母质(如石灰岩风化物);有的由母质中的含钙矿物(如钙斜长石)风化释放的钙所形成。在水和二氧化碳存在下,难溶性的碳酸钙转变为较易溶解的重碳酸钙。在湿润气候下,土壤中的下渗水充足,最终使其碳酸钙淋失殆尽。但在较干旱的气候下,脱钙作用只在土体上部进行,而淋移到下部的重碳酸钙,由于干燥脱水而重新转变为难溶性的碳酸钙而淀积下来,形成具有粉霜状、菌丝状、膜状、结核状和石灰盘等淀积特征的钙积层。这种淀积过程称为钙积或积钙过程。由于积钙与脱钙在土体中存在上、下位置的对应关系和碳酸钙转移的共轭关系,两者又合称为钙化过程。但在极干旱的漠土中,钙化则表现为碳酸钙的表聚。钙积层是钙化过程的标志特征,其发育程度和层位高低,与土壤的淋溶条件和阶段密切相关,因而具有重要的土壤发生珍断意义。 (六)盐化和脱盐化过程 盐化是指土壤中易溶性盐的积累过程。易溶性盐积累的浓度达到致害作物的土壤,称为盐化土壤或盐土。盐化过程多发生于干旱、半干旱地区。这些地区风化壳中的易溶性盐随水由高地向低平地区汇集,一部分积累于土壤中而使其盐化,形成盐土如漠境盐土;一部分进入地下水,在地下水位较高的低洼地,盐分就随水沿毛管上升至土面,水分不断蒸发,而盐分就不断地在土壤表层积聚,导致盐化。由于不合理灌溉而抬高了地下水位所引起的土壤盐化,称为次生盐化。 脱盐过程是指盐化土壤或盐土中易溶性盐的淋失过程。脱盐可发生在土体上部,也可在整个土体中进行,被淋洗的盐分一般又进入地下水。 (七)碱化和脱碱化过程 碱化与盐化有密切的关系,一般统称盐渍化,但二者又有本质的区别。碱化过程包括碱质化(或钠质化)和碱性化两方面。碱质化是指土壤碱化度或钠化率(交换性钠占阳离子交换量的百分率)提高的过程;碱化度超过20%的土壤称为碱质土或钠质土。碱性化是指土壤溶液中总碱度(CO3+HCO3-)增大而使pH达到碱性值;在通气良好的土壤中、当总碱度超过0.2厘摩尔(-)/升时,一般pH达到9以上,呈碱性、强碱性反应。只有碱化度和总碱度都高而呈碱性、强碱性的土壤,才能称为碱化土和碱土,碱土的含盐量不高、且无盐分表聚特征。某些碱土是由盐土经脱盐而成的。 脱碱化是指碱化土和碱土的碱化度和总碱度以及pH降低的过程。碱土用含有石膏的灌溉水淋洗改良,即为人工脱碱化。 (八)潜育化过程 土壤形成中的潜育化过程,是在土体中发生的还原过程。土壤在长期处于水分饱和、缺氧的条件下,有机物质进行嫌气分解,产生还原性有机物,并使铁、锰等无机氧化物还原成低价态,土壤颜色也随之转变为蓝灰色或青灰色。这一还原过程即为潜育化过程;由此形成的土层称为潜育层。潜育层的土粒一般分散成泥糊状,多呈中性反应。 潜育化一般是由地下水引起的,发生在土体底部,是为底潜。当地下水位接近地表,造成土壤通体潜育,称为通潜。土壤表层滞水引起的潜育化称为表潜。 (九潴育化或氧化还原过程 潴育化实质上是土壤干、湿交替所引起的氧化与还原交替的过程。这个过程主要发生在土体中地下水位的季节性升降层段。在雨季地下水位上升期,土壤水分饱和,铁、锰发生还原、溶解、移动;在旱季水位下降期,铁、锰又氧化沉淀,在结构面、孔隙壁上形成锈色斑纹,甚至出现铁锰结核。这样形成的铁锰斑纹层,称为潴育层或氧化还原层。潴育化是草甸土、潮土等的重要成土过程,它与潜育化都主要是由地下水作用所引起的,但后者发生在土壤的稳定地下水层,一般无干湿交替和氧化还原交替存在。 (十)白浆化过程 土体上层周期性滞水引起还原离铁、离锰作用而使土壤颜色变浅发白的过程,称为白浆化或白土化。白浆化与地下水无关。它是由于土壤质地粘重或有冻土层等不透水层的顶托,使雨水或冻融水滞留于土体上层、在有机质的参与下,土壤中的游离氧化铁、锰发生还原溶解,随侧渗水或直渗水淋失,盐基物质和粘粒也遭到淋溶,因此,白浆化土层的颜色变浅、发白,质地相对变轻,呈微酸性至酸性反应。东北地区的白浆土、苏皖鄂等省的白土和四川盆地的白鳝泥等的形成,都以白浆化过程为主或与其密切相关。 (十一)灰化过程 灰化过程主要是冷湿针叶林植被下的一种强酸性淋溶过程,主要表现为铁、铝的螫合淋溶和酸性淋溶。在冷湿气候条件下,针叶林在地表聚积大量的凋落物,因其富含树脂、单宁、木质素而缺乏盐基物质,分解时形成以富里酸为主的酸性腐殖质和其它有机酸及多酚类物质,不仅使土壤中的盐基发生强烈的淋溶,而且造成粘粒等矿物的酸性蚀变和破坏,使游离的铁、铝氧化物发生有机螫合淋溶和酸性移动,并在下层淀积;而游离的硅酸则在酸性条件下脱水形成粉砂质的二氧化硅粉未。灰化过程形成灰化(淋溶)层和灰化淀积层,两者既有上、下层位关系,又有铁、铝和腐殖质转移的共轭关系。灰化层由于铁、锰的淋失而呈灰白色,质地较轻,呈强酸性反应,而淀积层呈棕色、暗棕色,富含腐殖质和游离铁、铝,且以络合态较多。 在冷湿针叶林下,往往地表的苔藓繁茂,而与凋落物交织成持水力很强的地被物层,造成周期性还原条件,导致表上层发生还原离铁、离锰即漂洗过程。漂洗常与灰化迭加在一起,统称漂灰过程。 (十二)熟化过程 土壤熟化过程是指在人为耕作、施肥、灌溉和改良等措施影响下,土壤肥力上升的发展过程,即在耕种条件下,土壤人为地定向培肥的过程。熟化过程形成熟化层,耕作层即为最基本的熟化层,此外,有的土壤还有犁底层、亚耕层、古耕层等。耕种熟化过程可分为旱耕熟化和水耕熟化两方面,它们各有特殊性又有共性。 |