2021年，重慶交通大學(xué)副校長(zhǎng)易志堅(jiān)獲得“全國(guó)最美科技工作者”稱號(hào)，至此，他的沙漠土壤化研究走進(jìn)了更多人的視野，也伴隨著不少爭(zhēng)議。

什么叫沙漠土壤化？在沙子中混合適量的黏合劑和水，給沙粒之間施加約束，讓沙粒改變離散狀態(tài)，就能獲得和自然土壤一樣的生態(tài)-力學(xué)屬性，使沙子聚合形成具有和土壤相似的柔性、保水、保肥和透氣性，就能使沙漠“土壤化”。點(diǎn)沙成土，是真？是偽？

沙子

土壤黏合劑水

土壤主題探究課l

點(diǎn)沙成土，科學(xué)還是魔術(shù)

土壤：1、概念：土壤是指陸地表層具有一定肥力，能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層。土壤≠土地？土地指陸地表層部分，土地包括土壤，還包括未形成土壤的巖石和巖石風(fēng)化物。具有肥力是土壤有別于土（巖石風(fēng)化物）的本質(zhì)屬性礦物質(zhì)45%5%水分20~30%空氣20~30%有機(jī)質(zhì)土壤固相孔隙大氣圈生物圈巖石圈水圈

土壤物質(zhì)組成：礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水分和空氣理想土壤的組成（體積比）土壤液相土壤氣相土壤形成物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤中礦物養(yǎng)分的主要來(lái)源.土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)影響土壤的水熱狀況空氣和水分均貯存在土壤孔隙中，具有很大的流動(dòng)性，使土壤能通氣透水，蓄水保溫土壤肥力取決于土壤中水、肥、氣、熱四個(gè)因素之間的協(xié)調(diào)程度，其中有機(jī)質(zhì)含量高低是土壤肥力的重要標(biāo)志。風(fēng)化作用微生物高等植物有機(jī)質(zhì)從無(wú)到有、由少到多的過(guò)程母質(zhì)層淀積層腐殖質(zhì)層淋溶層基巖腐殖質(zhì)層母質(zhì)層母質(zhì)層成土母質(zhì)有機(jī)物巖石成土母質(zhì)原始土壤成熟土壤低等植物土壤的形成過(guò)程

土壤形成是一個(gè)過(guò)程，時(shí)間必然是一個(gè)重要的因素。土壤是永遠(yuǎn)發(fā)展變化的，即隨著成土因素的變化土壤也在不斷地形成和演化。土壤有時(shí)進(jìn)化，有時(shí)退化以至消亡，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的自然體，是一個(gè)有生有滅的自然體。合理利用

隨著時(shí)間的推移，土壤從無(wú)到有，從薄到厚，層次由少到多，逐步發(fā)育成熟。因此土壤發(fā)育的時(shí)間越長(zhǎng)，土壤層越厚，土層分化越明顯。在自然狀態(tài)下形成20cm厚可供耕作的土壤，一般需要100~1000年。森林土壤剖面有機(jī)層分解和半分解的有機(jī)質(zhì)為主，含枯枝落葉層和部分分解的有機(jī)質(zhì)層。腐殖質(zhì)層腐殖質(zhì)積累，顏色較深，呈灰黑色或黑色。淋溶層由于溶解于水的礦物質(zhì)隨水的下滲向下運(yùn)移，導(dǎo)致本層礦物質(zhì)淋失，顏色較淺。淀積層上層土壤淋失的物質(zhì)在此沉淀、積累，質(zhì)地黏重、堅(jiān)實(shí)，呈棕色或紅棕色。成土母質(zhì)層疏松的風(fēng)化碎屑物質(zhì)。母巖層堅(jiān)硬的巖石。⑥①③④⑤②土壤剖面土壤剖面中的土層是土壤形成過(guò)程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化、遷移和積累的結(jié)果。在自然土壤中，森林土壤剖面構(gòu)造最為復(fù)雜（層次多且分明，土層深厚）。成土母質(zhì)生物時(shí)間地貌人類活動(dòng)氣候

要素綜合①土壤是母質(zhì)、氣候、生物、地形和時(shí)間等五種自然成土因素綜合作用的產(chǎn)物。②所有的成土因素始終是同時(shí)同地、不可分割地影響著土壤的發(fā)生和發(fā)育，它們同等重要和不可替代地參與了土壤的形成過(guò)程。③土壤是永遠(yuǎn)發(fā)展變化的，即隨著成土因素的變化土壤也在不斷地形成和演化。土壤有時(shí)進(jìn)化，有時(shí)退化以至消亡，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的自然體，是一個(gè)有生有滅的自然體。成土因素有地理分布規(guī)律和規(guī)律性變化，隨著時(shí)間與空間的不同，成土因素及其組合方式會(huì)有所改變，因而土壤不斷地發(fā)生變化。時(shí)空綜合地方綜合

尺度思想人地觀動(dòng)態(tài)發(fā)展1.成土母質(zhì)①在溫度、水、空氣、生物等的影響下，地表或接近地表的巖石發(fā)生破碎或分解，同時(shí)礦物化學(xué)組成、性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化形成新的物質(zhì)，形成許多松散物質(zhì)，這一過(guò)程稱為風(fēng)化。巖石的風(fēng)化①產(chǎn)物，是土壤發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)（1）決定礦物質(zhì)的成分和養(yǎng)分狀況（2）影響土壤的質(zhì)地土壤圈

巖石圈

濕熱地區(qū)：化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化作用強(qiáng)，風(fēng)化殼厚，成土快，土層厚。

干冷地區(qū)：物理風(fēng)化強(qiáng)烈，化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化弱。成土慢，土層薄風(fēng)化與風(fēng)化殼

按其作用因素和風(fēng)化特點(diǎn)可分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化三種類型。它們?cè)谧匀唤缰邢嗷ヂ?lián)系、相互促進(jìn)，同時(shí)同地進(jìn)行，只是在不同條件下風(fēng)化強(qiáng)度不同而已。土壤的質(zhì)地（粒徑大小）石礫——Gravel砂粒——Sand粉粒——Silty黏粒——Clay土壤礦物質(zhì)顆粒按粒徑大小可以分為石礫、砂粒、粉粒、黏粒等不同粒級(jí)的礦物質(zhì)在土壤中所占的相對(duì)比例，稱為土壤質(zhì)地按照質(zhì)地可以分為砂土、壤土和黏土土壤質(zhì)地孔隙度特點(diǎn)砂質(zhì)土33-45%孔徑均一，通氣孔居多。壤質(zhì)土45-52%各類孔隙搭配適宜，水氣較為協(xié)調(diào)。黏質(zhì)土45-60%孔徑很小，以毛管水及微孔隙為主，通氣不良。總結(jié)：土壤質(zhì)地與土壤肥力項(xiàng)目砂土壤土（黑土）黏土形態(tài)成分

通氣透水性

蓄水保肥能力

對(duì)農(nóng)業(yè)的影響

砂粒占優(yōu)勢(shì)，大孔隙多所含的砂粒、粉粒、黏粒的比例適中黏粒占優(yōu)勢(shì)孔徑很小強(qiáng)良好差弱強(qiáng)強(qiáng)易耕作理想的土壤質(zhì)地質(zhì)地黏重、不易耕作

風(fēng)化越強(qiáng)，土粒越細(xì)，孔隙越小。通氣性、透水性越弱，而黏結(jié)性、蓄水性、保肥性強(qiáng)。白漿化棕壤是指在土壤表層以下存在白漿層的棕壤，白漿層底部常見(jiàn)堅(jiān)硬的鐵錳結(jié)核層。白漿化棕壤分布區(qū)地下水位較低，年降水量800~950mm，降水主要集中于6~9月。目前，白漿化棕壤大部分被辟為農(nóng)田，以種植花生、地瓜、冬小麥為主，是低產(chǎn)土壤之一。圖示意白漿化棕壤的剖面構(gòu)型及各土層主要理化性質(zhì)。（1）分析白漿化棕壤“上砂下黏”的剖面構(gòu)型在不同季節(jié)對(duì)土壤水分的影響。(4分)上砂下黏砂土顆粒粗透氣好土壤水蒸發(fā)旺盛黏土顆粒細(xì)不利水分下滲雨季降水多，下層黏土不利于水分下滲，導(dǎo)致土壤水分含量過(guò)高；旱季降水稀少，上部砂土透氣性好，有利于土壤水蒸發(fā)，導(dǎo)致土壤含水量過(guò)低。旱季降水少土壤水分少雨季降水多土壤水分多生物如何影響土壤？思考動(dòng)物植物微生物土壤圈

生物圈

生物：決定性、最活躍生物：包括動(dòng)物、植物、微生物結(jié)果①富集養(yǎng)分（集中于表層）②促使土壤礦物質(zhì)顆粒團(tuán)聚。礦物質(zhì)顆粒的團(tuán)聚是土壤區(qū)別于土的重要體現(xiàn)有機(jī)質(zhì)生物循環(huán)示意圖

生物循環(huán)：植物營(yíng)養(yǎng)元素在生物體和土壤之間的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程過(guò)程①植物根系從成土母質(zhì)、土壤溶液和空氣中吸收營(yíng)養(yǎng)元素，輸送到植物軀體各部；植物在葉部合成綠色有機(jī)物。植物被動(dòng)物吞食后會(huì)成為動(dòng)物軀體的組成部分，②同時(shí)動(dòng)植物新陳代謝過(guò)程會(huì)以代謝產(chǎn)物或殘?bào)w的形式歸還土壤。③土壤中的這些有機(jī)物又在微生物作用下，轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)（營(yíng)養(yǎng)元素），留存于土壤中。作用①提供有機(jī)質(zhì)、富集營(yíng)養(yǎng)元素②形成腐殖質(zhì)③對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響，促使“土”成為“土壤”。黃金土壤——黑土土壤有機(jī)質(zhì)含量與所在區(qū)域的氣候、植被關(guān)系密切。我國(guó)東北地區(qū)世界四大黑土分布區(qū)之一，黑土分布區(qū)土層較厚，擁有深厚黑色或暗黑色腐殖質(zhì)，表土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，非常適用農(nóng)耕，造就了我國(guó)最大面積的商品糧基地。東北地區(qū)黑土有機(jī)質(zhì)含量總體由南向北呈增加趨勢(shì)。下圖為東北地區(qū)黑土分布圖。(1)根據(jù)材料推測(cè)黑土深厚腐殖質(zhì)形成過(guò)程。（草原、森林）植被茂密枯枝落葉多腐殖質(zhì)來(lái)源豐富東北地區(qū)氣候寒冷植物生長(zhǎng)周期長(zhǎng)有機(jī)質(zhì)消耗少、積累多微生物不活躍難分解枯枝落葉地廣人稀開(kāi)發(fā)晚腐殖質(zhì)累積時(shí)間長(zhǎng)黃金土壤——黑土土壤有機(jī)質(zhì)含量與所在區(qū)域的氣候、植被關(guān)系密切。我國(guó)東北地區(qū)世界四大黑土分布區(qū)之一，黑土分布區(qū)土層較厚，擁有深厚黑色或暗黑色腐殖質(zhì)，表土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，非常適用農(nóng)耕，造就了我國(guó)最大面積的商品糧基地。東北地區(qū)黑土有機(jī)質(zhì)含量總體由南向北呈增加趨勢(shì)。下圖為東北地區(qū)黑土分布圖。(1)根據(jù)材料推測(cè)黑土深厚腐殖質(zhì)形成原因。（6分）收入①溫帶季風(fēng)氣候，東北地區(qū)草原、森林等植被覆蓋率高，枯枝落葉量大；②冬季寒冷漫長(zhǎng)，植物生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，有利于有機(jī)質(zhì)積累；支出①緯度較高，氣溫低，枯枝落葉及其他的有機(jī)質(zhì)不易被分解，從而逐年累積最終形成了黑土的厚重的腐殖質(zhì)層；②氣溫低，植物生長(zhǎng)緩慢，對(duì)土壤養(yǎng)分的消耗慢。③當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)期地廣人稀，開(kāi)發(fā)晚，腐殖質(zhì)的形成、積累期長(zhǎng)。黃金土壤——黑土土壤有機(jī)質(zhì)含量與所在區(qū)域的氣候、植被關(guān)系密切。我國(guó)東北地區(qū)世界四大黑土分布區(qū)之一，黑土分布區(qū)土層較厚，擁有深厚黑色或暗黑色腐殖質(zhì)，表土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，非常適用農(nóng)耕，造就了我國(guó)最大面積的商品糧基地。東北地區(qū)黑土有機(jī)質(zhì)含量總體由南向北呈增加趨勢(shì)。下圖為東北地區(qū)黑土分布圖。甲地降水量較乙地多，土壤有機(jī)質(zhì)淋溶較多；甲地氣溫較乙地高，有機(jī)質(zhì)分解速度較快。(2)分析甲地黑土有機(jī)質(zhì)低于乙地的原因。（4分）緯度較低離海較近氣溫較高微生物較活躍有機(jī)質(zhì)分解較快降水較多有機(jī)質(zhì)淋溶多有機(jī)質(zhì)少

總結(jié)土壤厚度、土壤肥力的答題思路：土壤厚度大土壤肥力高成土母質(zhì)（礦物質(zhì)）原地：巖石風(fēng)化水熱條件好，風(fēng)化殼厚干旱地區(qū)（物理風(fēng)化）濕潤(rùn)地區(qū)（生物化學(xué)風(fēng)化）外源：河流帶來(lái)泥沙，形成沖積土試分析熱帶雨林地區(qū)土壤厚度大，但有機(jī)質(zhì)含量低的原因？土壤圈大氣圈氣候決定一個(gè)地區(qū)的水熱狀況，直接或間接地影響著巖石風(fēng)化、物質(zhì)遷移和植物、動(dòng)物、微生物活動(dòng)，是土壤形成的動(dòng)力因素。土壤水分的蒸散、土壤礦物的淋溶與沉淀、有機(jī)質(zhì)的分解與腐殖質(zhì)的合成都有重要的影響。風(fēng)力導(dǎo)致土壤表層粉粒大量流失，即土壤被風(fēng)蝕沙化；風(fēng)力堆積作用常造成土壤物質(zhì)組成的變化。（1）有機(jī)質(zhì)的積累與分解（2）巖石風(fēng)化的強(qiáng)度與速度3、氣候氣氣候

氣溫降水風(fēng)化作用淋溶作用分解速度土壤肥力

濕熱

干冷較高較多強(qiáng)強(qiáng)快低較低較少弱弱慢低①高寒環(huán)境：土壤發(fā)育程度低、土層薄、土壤貧瘠、凍土②濕熱環(huán)境：有機(jī)質(zhì)分解快，土壤淋溶作用強(qiáng)，土壤貧瘠，偏酸性

③干旱環(huán)境：土壤水分少，發(fā)育程度低，貧瘠，偏堿性

④冷濕環(huán)境：有機(jī)質(zhì)分解慢，土層深厚肥沃從山頂至山前平原，土壤質(zhì)地、厚度、水分、肥力存在哪些差異？礫質(zhì)土砂土壤土黏土

同一地區(qū)，山頂氣溫較低、水分較少，風(fēng)化作用較弱，細(xì)小風(fēng)化產(chǎn)物易流失，成土母質(zhì)顆粒粗。

山前平原氣溫較高、水分較多，風(fēng)化作用較強(qiáng)，且易接受細(xì)小風(fēng)化產(chǎn)物堆積，成土母質(zhì)顆粒細(xì)地勢(shì)低洼的山麓低地或者谷地，常常因沉積物的堆積形成較厚的土層。陡峭的山坡，重力作用和地表徑流會(huì)加速地表疏松物質(zhì)的侵蝕，很難發(fā)育成深厚的土壤。

地形主要通過(guò)對(duì)物質(zhì)、能量的再分配間接作用于土壤。是疊加在生物、氣候等因素之上的，屬于非地帶性因素。

地形的作用主要表現(xiàn)在大、中、小不同尺度的地形，以及海拔、坡向、坡長(zhǎng)、位置、地表形態(tài)和地形演變對(duì)土壤發(fā)育的影響。

（2023全國(guó)甲卷）圖2

為某區(qū)域的典型剖面示意圖，該區(qū)域的山坡受流水侵蝕，谷地持續(xù)接受沉積，山坡多生長(zhǎng)森林，谷地中草甸廣泛發(fā)育，據(jù)此完成下題。3、導(dǎo)致山坡與谷地植被分異的主要因索是A.

氣溫

B.降水

C.土壤溫度

D.土壤水分4、如果地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、氣候無(wú)明顯變化，谷地植被變化趨勢(shì)為A.與地帶性植被差異縮小，草甸比例上升B.與地帶性植被差異縮小，草甸比例下降C.與地帶性植被差異擴(kuò)大，草甸比例上升D.與地帶性植被差異擴(kuò)大，草甸比例下降DB谷地低洼易儲(chǔ)水，土壤水分含量高形成喜濕草甸植被谷地沉積物不斷增厚谷地的地勢(shì)抬升地下水位下降土壤的含水量下降草甸植被減少谷地植被與地帶性植被差異減小白漿化棕壤是指在土壤表層以下存在白漿層的棕壤，白漿層底部常見(jiàn)堅(jiān)硬的鐵錳結(jié)核層。白漿化棕壤分布區(qū)地下水位較低，年降水量800~950mm，降水主要集中于6~9月。目前，白漿化棕壤大部分被辟為農(nóng)田，以種植花生、地瓜、冬小麥為主，是低產(chǎn)土壤之一。圖示意白漿化棕壤的剖面構(gòu)型及各土層主要理化性質(zhì)。（2）針對(duì)白漿化棕壤低產(chǎn)的原因，江蘇北部某地農(nóng)民在長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，摸索出了一種改良及合理利用白漿化棕壤的農(nóng)田工程措施——豐產(chǎn)溝（下圖）。說(shuō)明豐產(chǎn)溝如何克服白漿化棕壤對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利影響。豐產(chǎn)溝通過(guò)挖溝培壟，加高了壟的高度，改善了土壤的排水條件，夏季降水多的季節(jié)土壤不會(huì)過(guò)濕，利于花生、地瓜等春種秋收的作物生長(zhǎng)；溝底變深，利于獲得地下水補(bǔ)給，提高了土壤水分含量，利于旱季越冬作物（如冬小麥）的生長(zhǎng)。壟高，利于排水夏季土壤不會(huì)過(guò)濕溝深，利于匯聚水分旱季土壤不會(huì)過(guò)干土壤的形成受成土母質(zhì)、生物、氣候、地貌等要素及人類活動(dòng)的共同作用,體現(xiàn)了自然