高一上学期地理湘教版（2019）必修1第五章地球上的植被与土壤第2节土壤的形成学案

2020-2021 学年高一上学期地理 湘教版（2019）必修 1 第五章地球上的植被与土壤 第 2 节土壤的形成学案 【热点链接】 2019 年 12 月 5 日是“世界土壤日”，主题为“阻止土壤侵蚀，拯救我们的未来”。 土壤是重要的自然资源。联合国粮农组织指出，地球表面形成 2～3 cm 厚的土壤需要长达 1 000 年的时间； 土壤面临的头号威胁是侵蚀，每 5 秒钟可以侵蚀一个足球场面积大小的土壤。设立“世界土壤日”的目的 是什么？ 提示 加强对土壤的管理和保护；提高公众保护土壤的意识；应对土壤管理中日益严峻的挑战；提升 土地健康的质量等。 课程标准 学业质量标准 核心素养定位 野外观察或运用土 壤标本，说明土壤 的主要形成因素。 水平 1：根据地理资料，说出主要土壤类型。 水平 2：运用地理资料，说明影响土壤形成的因 素；说明土壤利用中存在的问题及合理利用措 施。 水平 3：能够运用资料，结合典型土壤，分析土 壤的成因。 水平 4：结合区域和典型土壤，分析某类土壤的 形成与自然环境的关系。 人地协调观：尊重自然规律，合理 利用土壤。 综合思维：分析土壤与自然环境的 关系。 区域认知：运用地图，说明主要土 壤类型及其分布。 地理实践力：观察学校所在地的土 壤类型，探讨土壤与自然环境的关 系。 一 土壤概述 1.概念：土壤是指陆地表面具有一定 01 肥力，能够生长植物的 02 疏松表层。 2．作用：土壤为植物光合作用提供并协调水分、 03 养分、温度、空气等营养物质条件，是人类生 存的 04 物质基础。 二 成土因素 1．成土母质 (1)含义： 01 风化作用使岩石破碎，形成 02 结构疏松的 03 风化物。 (2)与土壤的关系：成土母质是土壤的 04 初始状态，在很大程度上决定着土壤的 05 物理和 06 化学 性质。 2．气候 (1)气候直接影响土壤的 07 水热状况和土壤中物理、化学过程的 08 性质与 09 强度。 (2)在常年温暖湿润的气候条件下，微生物活动 10 旺盛，全年都能 11 分解有机质，使有机质含量 趋于 12 减少。降水和风对土壤形成也有重要影响。 3．生物 生物是土壤 13 有机质的来源，也是土壤形成过程中 14 最活跃的因素，土壤 15 肥力与 16 生物作 用密切关联。 4．地形 (1)地形垂直变化与土壤：在山区，随着地势的升高，土壤的 17 组成成分和理化性质均发生显著的 垂直分化。 (2)不同地形类型条件下的土壤：在陡峭的山坡上，地表疏松物质的迁移速率 18 较快，很难发育成 深厚的土壤；在平坦的地方，地表疏松物质的侵蚀速率 19 较慢，成土母质能在较稳定的气候、生物条件 下，逐渐发育成 20 深厚的土壤。 5．时间因素 在适宜的气候条件下，发育的时间越长，土壤越 21 成熟。 1.判断正误。 (1)土壤的形成不受人类活动的影响。(×) (2)在土壤形成过程中最活跃的因素是生物。(√) 2．下列有关气候与土壤关系的说法，正确的是( ) A．寒冷的气候条件下，土壤中的有机质含量少 B．高温多雨的气候条件下，微生物分解有机质较快 C．高温多雨的气候条件下，土壤中的有机质含量较多 D．高温多雨的气候条件下，土壤多呈碱性 答案 B 解析 寒冷的气候条件下，氧化分解作用弱，不利于有机质分解，土壤中的有机质含量可能较多；高 温多雨的气候，有利于氧化和对岩石的破坏作用，微生物分解有机质较快，土壤中的有机质含量较少，土 壤多呈酸性。 3．比较说明成土母质与土壤的区别和联系。 提示 区别：土壤具有肥力，能够生长植物；而成土母质是岩石的风化物，不具备肥力。 联系：成土母质是土壤的初始状态，是土壤形成的物质基础和植物矿物养分元素的最初来源；并且成 土母质的粒度与土壤质地(土壤粗细状况)关系密切；成土母质的化学成分，在很大程度上决定着土壤中的 化学元素和养分。 三 土壤剖面 1.含义：土壤剖面是指地面垂直向下的 01 土壤纵断面，由一些形态特征各异的、大致与地面平行展 布的 02 土层所构成。 2．土层 (1)有机层：土壤表层的 03 植物残体堆积层，以分解和半分解的 04 有机质为主。 (2)腐殖质层：土壤腐殖质积累形成的暗色土层，呈灰黑色或 05 黑色。 (3)淋溶层：由于 06 淋溶作用使得物质迁移和损失的土层，有机质含量 07 低，色泽较淡。 (4)淀积层：常与 08 淋溶层相伴存在，是土壤物质沉淀、积累的层次。 (5)母质层和母岩层：土壤形成发育的 09 原始物质基础，母质层为疏松的 10 风化碎屑物质，母岩 层为坚硬的 11 岩石。 1.判断正误。 (1)任何一种土壤，从表层到成土母质，各层土壤的质地都是一样的。(×) (2)土壤剖面包括整个土体层。(×) 2．某地曾是土壤贫瘠、人烟稀少的荒芜之地，当地农业科技人员对土壤进行“三明治”式的改良， 令新土壤剖面呈现出三层结构，很好地改善了作物生长的水肥条件。与该地改良后的土壤结构相符合的是 ( ) A．表层为沙土，中间层为有机肥，下层为黏土 B．表层为黏土，中间层为有机肥，下层为沙土 C．表层为有机肥，中间层为黏土，下层为沙土 D．表层为黏土，中间层为沙土，下层为有机肥 答案 A 解析 上层土壤为沙性土壤，有利于水分下渗；中层土壤为作物根系所在土层，为植物的生长提供水 肥，应为有机肥；下层为底层，为了防止水肥下渗，应为黏土层。 3．就土壤剖面而言，森林土壤与草原土壤最大的不同是什么？ 提示 森林土壤有枯枝落叶层。 主题探究 成土因素 材料一 土壤有机质是指通过微生物作用所形成的腐殖质、动植物残体和微生物体的合称，其中的碳 元素即为土壤有机碳。土壤有机碳含量既与进入土壤的生物残体等有机物质多少有关，也与以土壤微生物 分解作用为主的有机物质的损失有关。下图为土壤有机碳的影响因素与形成和演变过程示意图。 材料二 湿地系统因为处于常年积水或者季节性积水状态，积累了更多的土壤易分解有机碳，使湿地 土壤碳对气候变化更加敏感。调查研究表明，位于黑河中游(河西走廊中段)湿地表层土壤有机碳含量约为 2.28～29.55 g/kg，较洞庭湖湿地(19.63～50.20 g/kg)和三江平原湿地(96～184 g/kg)表层土壤有机碳 含量低。下表为黑河中游的湿地植被类型与土壤有机碳含量表。 土层深度(cm) 土壤有机碳(g/kg) 高草植被 低草植被 0～10 14.80 10.35 10～20 11.93 8.23 20～40 8.25 6.44 据此探究下列问题： (1)描述黑河中游湿地表层土壤有机碳含量的分布特征，并分析原因。 (2)黑河中游湿地大部分属于季节性积水湿地，推断相对积水季节而言，非积水季节该地表层土壤有 机碳含量变化特点，并说明推断理由。 (3)洞庭湖湿地和三江平原湿地的表层土有机碳含量明显高于黑河中游湿地，试从气候角度分别指出 洞庭湖湿地和三江平原湿地的表层土有机碳含量高的原因。 [成果展示] (1)分布特征：高草植被的土壤有机碳含量高于低草植被；土壤有机碳含量随土层深度 增加递减。 原因：高草植被生物残体输入多于低草植被；土层越浅，获得的生物残体量就越多，土壤有机碳在土 壤中的含量就越多。 (2)变化特点：减少。 理由：当水位下降到湿地基低(底部)以下时，土壤有机碳中易于分解的部分会被微生物分解，成为碳 源，释放 CO2，降低土壤有机碳含量；随着水分的减少，生物量会随之减少，导致生物残体和土壤有机碳 输入量减少。 (3)与黑河中游湿地相比，洞庭湖湿地处于亚热带季风区，纬度更低，降水更多，气候更为温暖湿润， 植物可以终年生长，通过输入更多生物残体来增加土壤有机碳的含量；三江平原湿地属于温带季风气候区， 纬度更高，气候温凉湿润，冬季漫长严寒，低温的条件使微生物分解有机碳速度减慢，形成大量积累。 1．土壤的形成过程 2．影响土壤形成的因素 (1)成土母质与土壤 (2)生物与土壤 ①生物在土壤形成过程中起主导作用 ②生物对土壤有机质含量的影响 生物是土壤有机物质的来源，也是土壤形成过程中最活跃的因素。 (3)气候与土壤 (4)地形与土壤 地形主要通过对物质、能量的再分配间接地作用于土壤。 (5)时间与土壤 土壤形成时间越长，土壤发育程度越高，土层越厚，土层分化越明显。 (6)人类活动与土壤 读土壤的形成过程示意图，完成(1)～(2)题。 (1)图中 A、B 分别代表自然土壤形成的两个阶段，则 A、B 分别是( ) A．成土母质 原始土壤 B．成土母质 风化物 C．原始土壤 成土母质 D．原始土壤 风化物 (2)图中甲、乙代表土壤由 B 阶段进入成熟土壤阶段过程中生物循环的作用，甲、乙两种作用说明在 土壤形成过程中，生物起主导作用，甲、乙分别表示( ) A．岩石的风化 原始土壤的形成 B．岩石的风化 人类活动的参与 C．有机质的积累 养分元素的聚集 D．有机质的积累 养分的流失 [科学思维] 成土因素的分析思路 类题透析 思路点拨 成土 过程 成土过程：岩石→成土母质→原 始土壤→成熟土壤→人工土壤。 岩石在风化作用下，形成 01 成土母质；成土母 质在微生物和低等植物的作用下，形成 02 原始 土壤。 特点 生物循环是 03 有机质的合成 与分解过程。 植物为土壤提供 04 有机物和养分元素。 [答案] (1)A (2)C 主题探究 土壤剖面 土壤是由固相、液相和气相三相物质组成的，土壤容重是指田间自然状态下，单位体积土壤烘干后的 重量。土壤容重与土壤质地、压实状况、土壤颗粒密度、土壤有机质含量及各种土壤管理措施有关。有机 质含量高、疏松多孔的土壤容重小，土壤发育良好。右图为土壤三相物质比例示意图。 据此探究下列问题： (1)指出土壤中固相、液相和气相的含义。 (2)指出影响土壤容重的因素。 (3)观察土壤时，主要观察哪些要素？ (4)说明土壤剖面的组成。 [成果展示] (1)固相：有机质，矿物质。液相：水分。气相：空气。 (2)有机质含量，土壤孔隙，矿物质等。 (3)土壤颜色，土壤质地，土壤剖面等。 (4)自然土壤由有机层、腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层和母岩层组成。耕作土壤由耕作层、犁 底层和自然土层组成。 1．判断土壤的依据：具有肥力，生长植物，疏松表层。 2．土壤的物质组成 序号 物质组成 特点 ① 矿物质 矿物质是成土母质风化形成的土壤固体颗粒；组成土体的“骨架”；是土壤 中矿物养分的主要来源 ② 有机质 集中在土壤表层；影响土壤肥力的形成和发展，是土壤肥力高低的重要标志 ③ 水分 具有很大的流动性，含量此消彼长；性状良好的土壤，既能通气透水，又能 蓄水保温④ 空气 3．土壤的组成与结构 土壤的淋溶作用与降水有着直接的关系，降水越多，淋溶层越厚。图一是不同气候下(湿润、半干旱、 干旱)的土壤剖面发育示意图，图二是不同植被(森林、草原)作用下土壤剖面深度与有机质的质量百分比 关系示意图。完成(1)～(2)题。 (1)土壤矿物主要来源于( ) A．有机层 B．腐殖质层 C．淀积层 D．母质层 (2)能代表草原地区土壤发育情况的组合是( ) A．甲与Ⅰ B．甲与Ⅱ C．乙与Ⅱ D．丙与Ⅰ [科学思维] 土壤剖面的判断方法 类题透析 思路点拨 土壤 矿物 成土母质决定着土壤的 01 物理和化学性质。 土壤矿物主要来源于 02 母质层。 判断 方法 森林地区降水量 03 大、淋溶作用 04 强，有枯 枝落叶层，因而森林土壤有机质集中于地表， 随深度增加，有机质含量迅速减少，深层土壤 有机质含量变化不大；草原地区降水较 05 少， 淋溶作用 06 弱，因而草原土壤有机质含量随 深度的增加逐渐减少。 由材料可知，甲淋溶层最厚，位于 湿润区；乙淋溶层最薄，位于干旱 区，丙位于半干旱区。由图可知， Ⅱ对应 07 森林土壤，Ⅰ对应 08 草原土壤。 [答案] (1)D (2)D 教材活动巧点拨 [教材第 121 页探究] 思路点拨 1.地处群山环绕的山间盆地中，地形平坦，气候温暖湿润，水源充足；受流水作用的影响， 山上的硒被带至山间盆地沉积下来，形成富硒的土壤，有利于农业生产，从而吸引人们居住。 2．形成：山上的岩石富含硒，受流水作用的影响，山上的硒被带至山间盆地沉积下来，形成富硒土。 影响因素：岩石、气候、生物、地形、流水作用，人类活动等。 [教材第 125 页活动] 思路点拨 1.不完全正确。高温多雨的热带雨林地区，化学与生物风化作用强，有机残体归还多，风 化壳厚，土壤层较厚，但热带荒漠地区因为植被少，降水少，风化壳薄，发育的土壤层较薄；温带湿润地 区化学与生物风化作用较强，风化壳较厚，发育的土壤层较厚；干旱和寒冷地区风化壳薄，发育的土壤层 薄。 2．黄河三角洲的冲积土是由黄河带来的大量泥沙在入海口处堆积，并在比较稳定的气候、生物条件 下发育而成，发育程度最好；青藏高原地势高，气温低，因而这里的寒漠土发育程度较差；江南丘陵属亚 热带季风气候，化学与生物风化作用较强，因而红壤发育程度较好，但在坡度较大的丘陵地区，因地表疏 松，物质的迁移速度较快，因而很难发育成深厚的土壤。 3．(1)例 1：我国东北地区的黑土。东北地区气候湿润，有利于植物的生长，植物的生长为土壤发育 提供了有机质；气温较低，有机质分解慢，土壤肥沃。 例 2：我国江南丘陵的红壤。气温较高，有机质分解较快，土壤中有机质含量少；降水较多，地形起 伏大，流水侵蚀作用强，土壤中矿物养分含量少，土壤贫瘠。 (2)没有指出人类活动在成土中的特殊作用。 人类生产活动主要通过改变成土因素作用于土壤的形成与演化，其中以改变地表生物状况的影响最为 突出。人类通过耕耘改变土壤的结构、保水性、通气性，通过灌溉改变土壤的水分、温度状况，通过农作 物的收获剥夺本应归还土壤的部分有机质，从而改变土壤的养分循环状况，通过施用化肥和有机肥补充养 分的损失，从而改变土壤的营养元素组成、数量和微生物活动等，最终将自然土壤改造成各种耕作土壤。 人类活动对土壤的积极影响是培育出一些肥沃、高产的耕作土壤，如水稻土等。由于违反自然成土过程的 规律，人类活动也造成了土壤退化，如肥力下降、水土流失、盐渍化、荒漠化和土壤污染等消极影响。 [教材第 127～129 页活动] 思路点拨 1.(1)黄壤和赤红壤分布于中南部山地，砖红壤大致呈环状分布于沿海平原地区，燥红土 分布在海南岛西南部狭窄的沿海平原，北部和东部河流沿岸有水稻土的分布。 (2)燥红土是在热带干热地区稀树草原环境下形成的，海南岛西南部降水少，气候干热，所以发育了 燥红土。 (3)结合海南岛土壤类型分布图可知，黄壤和赤红壤主要分布于中部的山地，山地由于海拔高，气温 降低，所以发育了亚热带的土壤。 2．(1)热带季风气候。特征：全年高温，分旱、雨两季。 (2)泥岩地区的土壤遇水易形成泥浆，透水性差，培地茅具有茂密的根系，可增加雨季时地表水的下 渗量；旱季时又可保持土壤水分，减少蒸发，利于果树的生长。 3．(1)大气圈可以满足植物的呼吸，促进土壤营养物质的合成，植物的光合作用会影响大气圈的物质 组成；水圈可以促进土壤化学元素的迁移，而土壤的结构特征又可以影响水体的分配；岩石圈是土壤形成 的物质基础，而土壤分布在岩石圈的表层，可以减缓岩石遭受风化、侵蚀等的破坏；土壤可以支持并调节 生物过程，而生物又可以为土壤积累有机质，固定养分。 (2)有道理。成土母质是地表岩石经风化作用使岩石破碎形成的松散碎屑，物理性质改变，形成疏松 的风化物，是形成土壤的基本的原始物质。成土母质的粒度与土壤质地(土壤粗细状况)关系密切。因为各 种成岩矿物抗风化的能力差别显著，所以在不同的成土母质中，风化物颗粒大小不一，据此判断土壤下面 岩石的性质。 欣赏希施金的作品时，可根据以下几点判断成土母质的特性：若土壤质地较细，含粉砂和黏粒较多， 含砂粒较少，则说明是发育在颗粒较细的成土母质上的；若土壤质地较粗，含砂粒较多而含粉砂和黏粒较 少，则说明是发育在颗粒较粗的成土母质上的；若土壤含石块较多，则说明是发育在残积物和坡积物上的； 若土壤具有明显的质地分层特征，则说明是发育在洪积物和冲积物上的。 核心素养速提升 素养提升 1 区域认知 位于北京中山公园的社稷坛由五色土组成，其取自全国各地，并按照东、南、中、西、北五个方位摆 放，寓意中华疆域地大物博，而这青、红、黄、白、黑五种颜色土放置的方位，恰好也对应了今天中国土 壤分布的概况。下图为社稷坛景观图。完成 1～3 题。 1．五色土中最肥沃的为( ) A．红土 B．黄土 C．黑土 D．白土 答案 C 解析 五色土中最肥沃的为东北平原的黑土。 2．我国南方地区的土壤主要是( ) A．红土 B．黄土 C．黑土 D．白土 答案 A 解析 我国南方地区的土壤主要是红壤(土)。 3．下列符合黄土特点的是( ) A．黏性较大 B．土壤贫瘠 C．土层较薄 D．直立性强 答案 D 解析 黄土主要分布在我国黄土高原，土地疏松，黏性较小；土壤比较肥沃；土层较厚；直立性强。 素养提升 2 综合思维 南海诸岛雨量丰沛，热量充足，岛上的岩石主要是珊瑚、贝壳碎屑砂，质地疏松。诸岛面积小，海拔 低，鸟类多，植被有 200 余种。除滨海地区外，土壤含盐量大部分较低。南海诸岛是一个独特的富磷生态 系统，土壤是这个生态系统的纽带。下图示意海岛土壤剖面中磷的分布。完成 1～2 题。 1．南海诸岛除滨海地区外，其他地区含盐量较低，其主要原因是( ) A．气温低，蒸发弱 B．降水多，淋溶作用强 C．植物多，吸收盐分 D．距海远，海水影响小 答案 B 解析 南海诸岛纬度较低，气温高，蒸发量大，A 项错误；南海诸岛雨量丰沛，淋溶作用强，使岛上 土壤含盐量降低，B 项正确；植被主要吸收土壤中的营养物质，对盐度的影响作用较小，C 项错误；南海 诸岛面积小，所以岛上各地距海比较近，D 项错误。 2．海岛土壤剖面中磷的分布特点是( ) A．自表层向下逐渐升高 B．自表层向下逐渐降低 C．表层以下 50～80 cm 下降最快 D．表层以下 20～50 cm 含量最大 答案 D 解析 读海岛土壤剖面中磷的分布图，磷的分布自表层向下先升高后降低，A、B 两项错误；表层以 下 50～80 cm 基本没有变化，C 项错误；表层以下 20～50 cm 含量最大，D 项正确。 素养提升 3 地理实践力 1．通过网络查找我国主要土壤类型及分布。 2．调查家乡的土壤特点，分析其成因。 3．调查家乡土壤利用过程中存在的问题及改造措施。