土壤剖面
点击土壤剖面的不同层次,了解各土层的特征。
土层图例
教材式剖面示意图(可点击土层)
下列为与教科书作图相近的二维垂直剖面。请先在上侧选择三维剖面类型(自然成土 / 旱地耕作),再点击三维模型或下图色块,右侧说明会同步更新。耕作剖面中 Ap 为耕作层、P 为犁底层(紧实层)。
① 森林植被下的典型自然剖面
上覆植被与凋落物对应较清晰的 O 层,利于课堂讨论「地表输入—剖面响应」。
② 草原环境 · 厚腐殖质型示意
草原区有机质归还多集中在表层,示意中突出 A 层加厚(定性与三维模型对照)。
③ 线描对照 · 教科书常见画法
直角分层 + 折线边框,贴近教材插图习惯;R 层用斜线/岩屑纹理表示基岩或风化壳。
④ 旱地耕作剖面(耕层—犁底—心土—母质)
与「旱地耕作」三维模型对应;犁底层多因机具压实与细粒下移而紧实,透水通气减弱(定性示意)。
探究:土壤的形成
如何使用本页(与「土壤质地」相同的探究逻辑)
- 点选下方成土因素卡片,阅读探究问题与过程提示。
- 用六个权重滑块设定各因素在当前情景中的相对突出程度(自动归一为 100%)。
- 调节降水、热量、成土时间三轴,作为环境背景。
- 在右侧查看成土态势与五项过程指标的联动变化(教学示意)。
第一步 · 成土因素
依次点选卡片展开下方文字探究;可轮换对比不同因素。
母质
土壤形成的物质基础
气候
温度和降水影响风化
生物
植物、动物和微生物
时间
漫长的形成过程
地形
影响水热条件
人类活动
耕作施肥的影响
第二步 · 因素驱动权重
滑块表示相对权重,系统自动归一化为 100%;堆叠条随之变化。
第三步 · 环境背景(0–100)
与「气候」「时间」因素配合,观察右侧指标如何响应。
输出 · 成土态势
由权重与水热—时间背景综合判定(示性)
过程指标
五项为模型推演刻度,供课堂对比讨论。
土壤质地
核心概念:土壤质地指土壤中矿物质颗粒按粒径大小所呈现的组合比例关系。不同粒级的颗粒搭配,决定了土壤的通气、透水、保水保肥与耕作性能等性状差异。
一、土壤矿物质颗粒的主要类型
土壤的机械组成(颗粒组成)通常按粒径由大到小分为四类。粒径越小,比表面积越大,对水分与养分的保持能力往往越强。
石粒
粗大碎屑颗粒,多来自岩石风化残屑。在耕作土壤中比例过高时,不利于根系扎根与农机作业。
沙粒
颗粒较粗,手感砂质。大孔隙相对发达,通气透水性好,但毛细孔隙少,保水保肥能力偏弱。
粉粒
颗粒细腻,介于沙粒与黏粒之间。毛管孔隙较发育,对持水有一定贡献,是壤土的重要组分。
黏粒
颗粒极细,粘性最强。比表面积大,保水保肥能力强,但大孔隙少,透气透水性往往较差。
二、三种主要土壤质地类型及其特点
当石粒、沙粒、粉粒、黏粒按不同比例配合时,可形成不同的土壤质地。高中地理教学中,常重点对比以下三类:
砂土
- 主要成分为沙粒
- 孔隙以大孔隙为主,毛细孔隙少
- 透气、透水性强
- 保水、保肥能力弱
- 有机质分解快,肥力保持差
- 结构疏松,宜于耕作
壤土
- 沙粒、粉粒、黏粒按比例配合
- 兼有砂土与黏土的优点
- 透气、透水性好
- 保水、保肥能力强
- 结构松紧适中,养分状况较均衡
- 是农业生产的理想土壤质地
黏土
- 主要成分为黏粒
- 透气、透水性差
- 保水、保肥能力极强
- 有机质分解慢、易积累,肥力保持好
- 土质粘重,耕作困难
探究:调节颗粒比例,观察质地与性状变化
实验说明:调节四种矿物颗粒的相对比重(滑块表示分配权重,系统自动归一化为百分比)。在常见教学简化中,将石粒 + 沙粒视作偏“砂性”、粉粒居中、黏粒偏“黏”。根据组成可定性偏向砂土 / 壤土 / 黏土;下方六项性状指标由给定组成经经验公式推演,用于对比讨论(非实验室测定值)。
机械组成(四组分)
当前四组分之和归一化为100%,用于演示比例关系。
质地判断与性状推演
示性质地(教学简化分级):
土壤颜色
核心概念:土壤颜色是土壤物质组成与形成环境的外在表现之一。不同颜色往往与有机质、铁铝氧化物、水分与氧化还原条件、母质矿物、盐分等因素密切相关,也是野外识别土壤类型的重要线索。
一、几种常见的土壤颜色
点击下方色块可查看典型成因;在下方探究区调节对应因素,可模拟颜色变化。
黑色
有机质含量高,腐殖质积累明显,如东北黑土。
红色
铁铝氧化物富集,高温多雨环境下脱硅富铝化,如红壤。
黄色
含铁氧化物水化物,湿润排水较好时铁水化,如黄壤。
棕色
有机质与矿物混合的常态色,常见于褐土、耕作土等。
紫色
与紫色砂页岩等母质联系紧密,如四川盆地紫色土。
灰白色
盐分、碳酸钙等浅色物质富集,多见于干旱区、盐碱土。
灰/青灰色
长期渍水、还原环境下铁呈低价态,潜育化明显。
二、影响土壤颜色的主要因素
土壤颜色并非由单一因素决定,而是多种物质与过程共同作用的结果。点选下方卡片阅读说明,再在探究区拖动滑块观察联动。
① 有机质含量
有机质(腐殖质)多呈暗色。含量越高,土色往往越深、越黑;分解强烈或含量低时颜色变浅。
② 铁铝氧化物
铁、铝氧化物是土壤显色的重要来源。氧化条件下常呈红、黄、棕等暖色调。
③ 水分与氧化还原
排水良好、氧化环境→铁呈高价态,色偏红/黄;长期渍水、还原环境→铁还原,色偏灰、青灰。
④ 母质矿物
土壤颜色常继承母岩母质特征。如紫色砂页岩风化可形成紫色土,石灰岩地区易见浅色土。
⑤ 盐分与浅色矿物
干旱区盐分、碳酸钙等浅色物质表聚,使土色呈灰白、浅黄,如盐碱土、荒漠土表层。
探究:调节影响因素,观察土壤颜色变化
实验说明:拖动五项影响因素的强度滑块(0~100),模型将据此推演示性土色与定性颜色类型。色块与说明会实时更新,用于课堂对比「哪一因素主导当前颜色」。此为教学示意模型,非田间比色测定。
影响因素强度
示性土色:—
颜色判定与因素贡献
探究:土壤的组成
建模说明:天然土壤可看作由固相(矿物质、有机质)与孔隙(常充满水分与空气)构成。本模块用四个滑块调节矿物质、有机质、水分、空气在理想土体中的体积占比示意(四者归一化为 100%),用于观察比例变化与肥力、通气、水分状况的定性联系。可与左侧示意柱对照:自上而下大致对应空气→水分(示意占据孔隙的部分)→固相(矿物质与有机质左右分摊)。
四组分占比(拖动调节)
土体体积示意(由上→下:空气|水|固相)
示意强调体积份额,不代表真实田间剖面分层;课堂可讨论:降雨后水分上升、空气相应减少时,四组分应如何联动变化?