地球/7h. 土壤：活土
地球是唯一拥有土壤的星球。真正定义的土壤是地球浅层地表下存在的生态生物群落，包括活的和死的生物，以及维持地球浅层陆地地表下活生物群落的天然矿物和岩石资源。土壤对于依靠土壤中营养物质、水分和基质的陆地生物至关重要，这些基质为植物、真菌和细菌提供了附着点，通过其广泛的根系和在地球表面以下狭窄地平线上的分布。像其他星球上发现的那样，缺乏显著有机物的侵蚀岩石和矿物被称为风化层。风化层是覆盖星球深层基岩的松散尘埃、碎石和各种矿物的覆盖层，在火星和月球上都有发现。另一方面，地球特有的土壤含有丰富的有机物，包括活的和死的，如腐烂的树叶、有机堆肥、细菌、无脊椎动物，如环节动物，复杂的根系，真菌霉菌和动物的洞穴。因此，土壤是地球生物群落的一部分。
所有土壤都表现出一组层位，这些层位是通过雨水或融雪进入土壤地表下的淋溶作用（将溶解的离子带到更深处）的组合来识别的，同时还有持续输入的枯死植被（树叶和其他植物凋落物）和沉积物到地表。通过这些自然过程，土壤形成了一组特征层位。这些土壤层位是由俄罗斯土壤学家瓦西里·多库恰耶夫制定的。19世纪90年代，瓦西里·多库恰耶夫受命研究俄罗斯城市下诺夫哥罗德周围的土壤。这座城市位于奥卡河和伏尔加河的交汇处，位于伏尔加河排水流域的农业中心，至今仍然为世界提供大量小麦。土壤及其研究对于持续预测该地区的作物至关重要，瓦西里·多库恰耶夫将土壤层位编入了一组四个主要层位。
O层 - O层是位于顶部，在大气-地球界面（地球的气体填充部分和固体内部之间）的有机质丰富的层。它被称为O层，因为有机质丰富。这些有机质大部分是活的和死的植物，但也包括活的和死的细菌、真菌和动物物质。O层的厚度差异很大，在某些生物群落中，如沙漠和苔原环境中，它可能不存在或很少见。在其他环境中，O层可以很厚，尤其是在有机质供应充足的情况下，例如温带落叶林，冬季树木会落叶，以及温带草原，冬季会休眠，将有机质添加到土壤表面，随着时间的推移而埋入地下。该层富含养分，并且往往具有很强的腐殖质化和水分保持能力。
A层 - A层是一个混合层，它积累了来自上方的有机质和风化过程，其中输入了风吹来的尘埃，从而形成了一个富含有机质和粘土的区域。A层受到生物扰动的影响，即生物活动对地表以下区域的挖掘和根系生长造成混合或改变的过程。这通常包括地下动物对沉积物的挖掘、摄食和排泄，以及植物为了适应根系和组织生长而对土壤的生长和移动。A层最明显的特征是其深褐色或灰色，这是由于碳基分子的丰富有机质含量，这些分子呈深褐色至黑色。
B层 - B层的特点是红色，这源于氧化过程，特别是含铁矿物的氧化。当水通过土壤时，它会将溶解的离子带到更深的层位。B层是铁矿物与富含氧气的水发生氧化，从而形成红色锈，包括赤铁矿和褐铁矿的矿物。一些氧化可能是由细菌介导的。B层也受到生物扰动的影响，一些植物的根系延伸到土壤的这一层，尽管比上面的A层要少。独特的红色使得在挖掘的洞中很容易识别B层，因为它通常很突出。有趣的是，B层往往保存着随后的土壤沉积，因为古土壤（化石土壤）往往缺乏A层，但通常是交替排列的B层和C层，红色沉积物（B层）和下方的白色沉积物（C层）交替出现。
C层 - C层的特点是白色。土壤剖面最下面部分的这条白色带含有碳酸钙 (CaCO3) 沉积物，这是一种白色矿物。碳酸钙是一种白色粉状矿物，由 Ca+2 离子与碳酸根离子 (CO3-2) 形成，碳酸根离子来自水中的二氧化碳溶解（通常来自较高A层中腐烂的有机质）。在湿润环境中，C层形成不良，因为水没有干涸，没有留下白色碳酸钙沉积物，但在干旱沙漠中，由于水在地表以下蒸发，大量的碳酸钙会沉淀出来，形成厚厚的沉积物，称为钙质层。钙质层是白色的矿物沉积物，它充当水泥或胶水，将其他材料（如砾石、沙子、粘土和淤泥）粘合在一起，形成混凝土状的坚硬基质。它在干旱环境中很常见，如犹他州东部，那里的地表附近的石头和其他岩石可能会被一层白色的碳酸钙覆盖。C层是土壤层位中最底层的。
基岩 - 在C层下方是基岩，或母岩层。这些层通过水通过土壤层位（化学风化）的传输过程以及生物活动将这些岩石在地表以下分解或破碎的过程而风化。一个地区的隆起和沉降量可以决定每个土壤层位的厚度。一个活跃隆起和侵蚀的地区将具有浅层土壤层位，而一个活跃沉降和沉积的地区将具有较厚的土壤层位，并且通常具有多个不同土壤层位的带状结构，因为较老的土壤层位被较新的土壤层位埋藏。
其他土壤层位 - 还有其他层位，以及对O、A、B和C层进行细分的各种方法，但地球上几乎所有的土壤都会包含这四种土壤层位中的某种组合。
土壤可以根据五种主要影响因素进行分类，1) 气候（例如降雨量），2) 地形或地貌（包括水排放），3) 生物群，生活在土壤中和土壤上的动植物，以及 4) 基岩中的岩石和矿物，以及运送到该地区的沉积物。第五个主要影响因素是地面扰动之间的间隔时间，或土壤成熟度。
美国农业部定义了由这五种主要影响因素导致的 12 种主要土壤类型，每种类型都以 -sol 结尾。
腐殖土 – 在排水不良的湿沼泽和沼泽中发现的有机土壤，有时被称为泥炭土，这些土壤的特点是湿润的深黑色土壤，在还原氧环境中，保存着地下深处碳含量丰富的分子沉积物。
黑土 – 富含粘土的湿润深色土壤，会定期干涸，由于粘土材料的膨胀，留下深层裂缝和滑动面，并在泥土中形成垂直滑动痕迹。这些土壤通常出现在湖泊、池塘和经常被洪水淹没的湿盆地中心附近，例如沿洪泛区。它们富含有机质，并有丰富的生物扰动。
红壤 – 发现于潮湿的热带和亚热带地区的土壤，由于强降雨，钙、镁和钾离子被大量淋溶，但存在于排水良好的地形中。由于雨水通过这些土壤时的流动性，它们受到强烈的风化作用。它们高度风化，形成了厚厚的 B 层，土壤呈深红色。
氧化土 – 是一种高度风化的红色土壤，发现于热带雨林中。它们富含红色氧化铁和风化的白色粘土，如高岭石。与红壤一样，由于频繁的降雨和热带气候温暖的温度，它们被大量淋溶了多种其他离子。它们往往是贫有机质的土壤，O 层和 A 层很薄。这些土壤中发现的红色粘土被称为红土，在印度等地作为铝的来源被开采，这些地方会受到季节性季风降雨的影响。
-
腐殖土 -
黑土 -
红壤 -
氧化土
荒漠土 – 是一种干燥的土壤，发现于降雨量有限的沙漠地区。它们有机质含量很少，形成薄弱的 O 层和 A 层。它们的特点是广泛的 C 层，有厚厚的碳酸钙沉积物，包括一些地区的白钙质沉积物。红色的 B 层的厚度与该地区的当地气候历史有关，并且可以相当厚。寒冷气候下的土壤
冰冻土 – 是在永久冻土中形成的永久冻土土壤，发现于地球两极附近的冰冻地区，其中冰在这些土壤的形成中起着重要作用。沉积物的移动是风化冻融循环的结果，以及有限的有机质和降雨量。
灰化土 – 发现于北半球的寒带森林中。它们是相当酸性的土壤，铁和铝被淋溶层，形成一个在 A 层下方或内部的白色带。这个独特的层被称为 E 层（淋溶层），这是由该区域内矿物质的淋溶造成的，留下了一层白色粘土。这是由于降雨和降雪量超过蒸发量，在土壤剖面顶部留下一条白色带。这些土壤通常仅限于寒冷气候下的针叶林和落叶林。
-
荒漠土 -
冰冻土 -
灰化土
新成土 – 是年轻的、未成熟的土壤，在地下深处土壤剖面层发育很少，淋溶或风化作用很少。它们往往含有大量的岩石碎片，并且在陡峭的地形中形成，靠近未覆盖的母岩或在经常发生地面扰动的地方。
新积土 – 是沙质土壤，缺乏明显的土壤层，这些土壤通常由风积沉积物形成，有机质输入很少。它们通常是灌木丛的特征，并且由于其均匀的剖面，很难分类。发现于海滩沉积物、湖岸沉积物或沙丘中，沉积物的输入超过有机质的输入，从而产生更均匀的颜色。它们是地球上最常见的土壤类型之一。
火山灰土 – 是在火山灰上形成的土壤。这些土壤肥沃，因为它们还没有淋溶掉许多养分，并且通常会随着时间的推移产生大量的植物生长。根据火山活动的历史，这些土壤将产生有机质丰富的深色层和红色层的条带，在土壤剖面中频繁夹杂着火山灰条带。
-
新成土 -
新积土 -
火山灰土
黑钙土 – 是在草地和一些阔叶林中发现的深黑色富含有机质的土壤，由于其在农业中的重要性，它们备受追捧。这些土壤具有厚的 A 层（表土），富含有机质和其他养分。黑钙土形成于草地上，草地的有机质来自草的年度死亡和再生，为厚厚的 A 层增加了新的有机质。这些重要的土壤仅占世界土壤的 7%。
灰化土 – 是经常在潮湿的半湿润地区，落叶阔叶林下形成的土壤。它们表现出明显的粘土矿物积累，铝和铁的淋溶很少，留下相当丰富的土壤，发现于许多温带森林和农业用地。它们不像黑钙土那样富含有机质。
-
黑钙土 -
灰化土
政府经常进行土壤调查，以更好地了解土地对不同作物的可用性。土壤类型通常是决定土壤中生长什么的重要因素。在美国，地质学家作为土壤保持局（现名为自然资源保护局）的一部分对土地进行调查，以绘制出某个感兴趣区域的各种土壤类型。土壤会随着土地利用、气候条件和土地干扰程度的变化而变化。土壤会随着时间的推移增加其有机质含量，但这些有机质含量（O 层和 A 层）的大部分会因持续耕作、土壤侵蚀和气候变化而流失。化肥使用的增加是这些土壤养分流失的结果，这些养分会向土壤中添加氮、磷和钾（钾肥）。这些是植物生长的必需元素，通常通过深色富含有机质的土壤中腐烂的有机物的分解获得。当这些物质不存在或被侵蚀时，就会向土壤中添加人工氮、磷和钾（钾肥）以提高作物产量。这会导致土壤中高浓度的氮、磷和钾，而有机质的输入很少，每次作物收获都会减少。随着时间的推移，土壤变得贫瘠，因为很少有机质被输入到土壤中，而土壤在每次耕作时都会被翻耕。土壤制图成为跟踪土壤剖面随时间变化的主要方法，以及评估景观对农业实践的健康状况。
帕尔默干旱指数是由韦恩·帕尔默在 1960 年代开发的，用于使用天气数据来评估土壤水分水平的变化，以预测某个地区在特定月份或周内的土壤水分含量。土壤水分对作物的整体健康和工业农业至关重要。这些指数能够识别出现异常干旱状况的区域，并评估这些干旱的严重程度。帕尔默指数土壤水分地图考虑了干旱条件的持续时间以及土壤中保留用于植物使用的水分含量。作为短期评估，它们可用于确定干旱发生的时间和地点，以及与往年相比干旱的严重程度。
地球表面的大部分耕地都受到作物轮作的影响，从种植到收获，从耕作到播种。每年农场都以这种方式利用，都会有土壤侵蚀的风险，这是由于暴露的土壤和土壤在暴露于雨水和风后被运输造成的。土壤侵蚀对农业产业尤其危险，因为它会剥夺土壤中的轻质富含有机物的物质，而这些物质为种植在土地上的植物和作物提供营养。轮作或休耕以及作物轮作可以帮助维持土壤，并再生新的有机物，但通常在生长季节中让一块田地不产出作物会花费金钱。种植与不种植之间的这种权衡会导致更贫瘠的耕地，或更长期的作物回报。鉴于每年种植和收获的经济激励，了解土地及其土壤的整体健康状况尤其具有挑战性。在干旱和其他天气变化的风险下，即使在最好的时期，这些农业也可能是一项冒险的投资。保护土壤侵蚀对于保持长期作物产量至关重要，并有助于防止食品价格上涨。土壤是一种可再生资源，但土壤需要时间才能达到产生高产所需的生物量，通常这可以通过使用化肥来规避。由于缺乏有机物，土壤更容易遭受干旱，因为蒸发增加，以及风和水造成的侵蚀。
| 上一页 | 当前页 | 下一页 |
|---|---|---|