自然地理环境整体性--自然地理要素的相互作用（以土壤为例）

一、自然地理环境各要素相互联系

二、反映自然地理环境整体性的一面“镜子”----土壤

土壤是指陆地表面具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层。

（一）土壤在地理环境中的作用

它处于岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互紧密接触的过渡地带，是地理环境各要素综合作用的产物。在自然界中，土壤是地表物质循环和能量转化非常活跃的场所，是联系有机界和无机界的中心环节(图3.47)。特别是土壤具有能够生长植物的肥力特性，并且为植物生长提供了扎根立足的条件，从而使地表由岩石裸露变为草木丛生，导致陆地乃至整个地球面貌地之发生了根本的改变。

（二）土壤的成分构成

土壤是由矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成的。

1、矿物质是指成土母质(风化壳或风化堆积物)风化形成的士壤固体颗粒，它是土壤的物质基础，组成了整个土体的“骨骼”。矿物质经风化分解，能够把原来固结在矿物中的一些养分元素，如钾、磷、钙、镁等释放出来，供植物吸收。因此矿物质是土壤中矿物养分的主要来源。

2、土壤有机质多集中在表层，虽然它在土壤中的含量并不高，但却直接影响土壤肥力的形成和发展。土壤中的有机物质在微生物分解作用下，能够释放以氮素为主的养分，供植物吸收，同时放出二氧化碳，加强植物的光合作用。土壤中有机质的含量，通常是土壤肥力高低的一个重要标志。

3、土壤水分(水溶液)和空气贮存在土壤孔隙中，具有很大的流动性。两者的组成比例常常随着外界气候条件及其他因素的变化而此消彼长，并共同影响着土壤的热量状况。当水分过多时，空气就会受到排挤，造成土温下降，土壤缺氧，影响植物生长；如果空气过多水分缺少，则造成养分和水分供应不足，植物会枯萎。性状良好的土壤，既能通气透水，又能蓄水保温。

（三）土壤的形成

土壤的性质是气候、生物、地形、母质和时间等成土因素综合作用的结果（见上图）。

成土母质或称土壤母质，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。成土母质就是风化壳，它没有肥力，只是通气透水，刚刚能释放一些矿物养分，而土壤是具有肥力的。

2.气候对土壤的影响

气候通过影响土壤中的有机质或腐殖质而间接影响土壤肥力，表现为直接影响和间接影响两个方面。

直接影响指通过土壤与大气之间的水分和热量交换，对土壤水、热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度的影响。在寒冷的气候条件下，微生物分解作用非常缓慢，使有机质积累起来；而在常年温暖湿润的气候条件下，微生物活动旺盛，全年都能分解有机质，使有机质含量趋于减少。这也是热带雨林的脆弱性的表现之一。

气候还可以通过影响岩石风化过程以及植被类型等间接地影响土壤的形成和发育。从干燥的荒漠地带或低温的苔原地带到高温多雨的热带雨林地带，随着温度、降水、蒸发以及不同植被生产力的变化，有机残体归还逐渐增多，化学与生物风化逐渐增强，风化壳逐渐加厚。

气候影响生物的分布，而生物在土壤的形成过程中起主导作用。

（1）降水对土壤的淋溶、侵蚀作用；

（2）对冻土的分布及冻融的影响；

（3）影响土壤有机质多少。

3.地形对植被、土壤的影响

山地的坡向要影响植被分布，阳坡一般为喜阳植被，如马尾松；阴坡一般为喜阴植被，如冷杉。

山地海拔高度也要影响植被分布，如珠穆朗玛峰南坡从山麓到山顶植被由常绿阔叶林→落叶阔叶林→针阔混交林→针叶林→草甸草原→荒漠。

在植被一定的情况下，山地、丘陵等地形区水土流失较严重，土壤肥力会逐渐下降；平原区泥沙会逐渐沉积，有利于土壤肥力的保持，河流冲积平原、河口三角洲和山麓冲积扇分布的地区往往土层深厚，土壤肥沃。

陡峭的山坡：地表物质迁移速度快，难发育深厚的土壤。

平坦的地方：地表物质的侵蚀速度慢，稳定的气候生物条件发育深厚的土壤。

阳坡：温度条件好，但蒸发旺，水分较差，阴坡反之。

4、生物对土壤的影响

生物是促进土壤发生发展的最活跃的因素。通过生物的循环，才能把大量的太阳能纳入成土过程，才能使分散于岩石圈、水圈和大气圈的多种养分物质聚集于土壤之中，才能使土壤具有肥力并使之不断更新。因此，成土过程实质上就是母质在一定条件下为生物不断改造的过程。没有生物的作用便没有土壤的形成。尤其是陆生植物与土壤彼此之间具有一定的从属性。

（四）土壤剖面

（五）土壤常见特征及其冻土介绍

1、典型自然环境下的土壤特性：

高寒环境：土壤发育程度低、土层薄、土壤贫瘠、冻土

湿热环境：有机质分解快，土壤淋溶作用强，土壤贫瘠，偏酸性

干旱环境：土壤水分少，发育程度低，贫瘠，偏碱性

冷湿环境：有机质分解慢，大量累积在表土层，土层深厚，肥沃

2、冻土

冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。对温度极为敏感，分季节冻土以及多年冻土。

影响冻土分布的因素

（1）地带性：

纬度因素（多年冻土主要分布在亚欧大陆和北美洲的北部）；

海拔因素：中低纬度高山高原，如安第斯山脉，乞立马扎罗山、青藏高原。

（2）非地带性：

①受海洋和洋流影响：冻土较不易形成。

从沿海向内陆，多年冻土的最南边界逐渐南移。在蒙古和我国东北达到最南界限。在北美，海洋的影响较亚欧大陆更强，南界在52°N附近。在阿拉斯加西海岸，由于强烈的海洋性气候影响，即使纬度很高也无多年冻土。

②土颗粒粗细及含水量：粗颗粒土导热率高，透水性大，含水量小，不利于冻土发育，细颗粒土则相反。

中国的多年冻土分为高纬度和高海拔多年冻土。高纬度多年冻土主要集中分布在大小兴安岭。高海拔多年冻土分布在青藏高原、阿尔泰山、天山、祁连山等。

三、土壤相关习题

（厦门市届5月二检）苹果为落叶乔木，生长季为4-10月。苹果园的传统生产方式为定期松土、清除杂草（简称清耕），近年来土壤覆盖技术得以广泛应用。不同覆盖方式下，土壤的水分、温度和有机质差异显著。图3示意黄土高原南部某苹果园3-9月不同生产方式下土壤水分的月份变化。据此完成1-3题。

1、与其他生产方式相比，该果园生草覆盖下7-9月土壤水分较少的原因是（）

A、土壤蒸发较多

B、草类生长耗水

C、径流流失较多

D、果树生长繁盛

2、夏季晴天时，该果园白膜覆盖区较黑膜覆盖区（）

A、白天气温高

B、气温日较差大

C、白天土温高

D、土温日较差小

3、该果园土壤有机含量最高的是（）

A、清耕区

B、黑膜覆盖区

C、白膜覆盖区

D、生草覆盖区

解析：

1.本题考查农业区位因素的相关知识。

结合土壤水分在不同月份的变化情况可知，7-9月该地降水丰富，但充沛的降水也使得草类生长旺盛，因此果园生草覆盖下7-9月土壤水分较少。

故本题正确答案为B。

2.本题考查大气受热过程的相关知识。

夏季晴天时，太阳光照旺盛，白膜透光而黑膜吸热，因此白天黑膜覆盖区气温高于白膜覆盖区，但土温白膜覆盖区高于黑膜覆盖区。

故本题正确答案为C。

3.本题考查地理环境的整体性的相关知识。

植物残骸等受微生物作用会转化为有机质，因此该果园土壤有机质含量最高的是生草覆盖区。

故本题正确答案为D。

（福建厦门上学期质检）图7示意华北某区域裸地和秸秆覆盖情况下土壤的冻结过程状况。据此完成4-5题。

4.与裸地相比，该地秸秆覆盖地土壤冻结厚度较薄的原因主要是秸秆（）

A.增强了大气逆辐射

B.使到达地面的太阳辐射增加

C.使地面反射率变小

D.使土壤与大气的热交换减弱

5.与裸地相比，该地秸秆覆盖地土壤融化时间较迟的原因主要是土壤（）

A.冻结时间较迟

B.获得光照较少

C.水分蒸发较弱

D.上空气温较低

解析：

秸秆覆盖地土壤冻结厚度较薄的原因主要是秸秆使土壤与大气的热交换减弱，地面辐射散失热量少。秸秆覆盖地土壤融化时间较迟的原因主要是土壤因秸秆遮挡阳光，获得光照较少。

4、与裸地相比，该地秸秆覆盖地土壤冻结厚度较薄的原因主要是秸秆使土壤与大气的热交换减弱，地面辐射散失热量少，D对。秸秆不能改变大气逆辐射，A错。秸秆遮挡阳光，使到达地面的太阳辐射减少，B错。使地面反射率变小，但不是土壤温度较高的原因，C错。

5、与裸地相比，该地秸秆覆盖地土壤融化时间较迟的原因主要是土壤因秸秆遮挡阳光，获得光照较少，B对。与冻结时间较迟无关，A错。水分蒸发较弱是土壤温度低的结果，C错。空气流通，同一地区上空气温差异不明显，不是主要原因，D错。

（届佛山一模）土壤凋萎湿度是指土壤水分减少到使植物叶片开始呈现萎蔫状态时的土壤湿度，被认为是植物能够吸收的土壤水分的最低值。下图为我国某地区不同树种（苗木）凋萎湿度测量结果，读图回答6-8题。

6.对土壤凋萎湿度影响最小的因素是（）

A.气温高低

B.土质颗粒

C.基岩性质

D.降水多少

7.图中树种抗旱能力最强的是（）

A.富士苹果

B.山丁子

C.久保桃

D.山桃

8.该地区最可能是（）

A.黄土高原

B.四川盆地

C.长江三角洲

D.云贵高原

解析:

1.本题考查自然地理环境的整体性原理的相关知识。

结合材料信息可知，土壤凋萎湿度是指土壤水分减少到使植物叶片开始呈现萎蔫状态时的土壞湿度，即土壤湿度的变化可能使土壤到达凋萎湿度，对土壤凋萎湿度影响最小的因素即为对土壤湿度影响最小的因素。

C项，基岩位于土壤之下，且几乎不含水，对土壤湿度影响最小。故C项正确。

A项，气温高低尤其是温度升高会减少土壤湿度。故A项错误。

B项，土壤颗粒大小会影响土壤含水量，对土壤湿度产生影响。故B项错误。

D项，降水会增加土壤湿度。故D项错误。

综上所述，本题正确答案为C。

2.本题考查读图分析信息的能力。

结合图表信息可知，山桃凋萎湿度最低，即当土壤湿度减少到3%以下时，山桃植物叶片才会开始呈现萎蔫状态，在以上树种中，山桃抗旱能力最强。

故本题正确答案为D。

3.本题考查作物的分布。

因为当地有苹果、核桃、山桃等典型的温带树种，所给的四地中只有黄土高原处在温带的暖温带区域，最适合这些树种存活生长。答案选A。

（厦门市届高三上学期期末）阅读图文资料,完成下列要求。

研究高山植被演替对探究全球气候变化具有重要意义。某山海拔-米原以耐寒矮小灌木和苔藓地衣为主，草本植被难以生长，仅零星分布于“特殊区域”。近几十年来，随着气候变暖，该地区草本植物不断入侵，使原有的灌木萎缩退化。某地理科考队调查该区域时发现，不同海拔高度和坡度的草本入侵程度有显著差异(下图)；随着草本植物入侵的加剧，被侵入地区的土壤水分增加，有机质含量减少。

(1)判定草本入侵前“特殊区域”所在的部位，并说明判断依据。

(2)与坡度角小20°的部位相比，说明坡度角大30°的部位易被草本入侵的原因。

(3)分析草本入侵后土壤水分增加的原因。

(4)分析随着气候变暖，该区域土壤有机质减少的原因。

解析：

(1)根据图示曲线，草本易入侵的部位是低海拔处和高坡度处，说明在该自然环境下草本比灌木具有竞争优势，更适宜该生长环境。判断草本入侵前特殊区域所在的部位是较低海拔处陡坡。

(2)坡度角大30°的部位土壤较薄;灌木不易着生和定植。而草本容易生存。

(3)草本不能制造水源，只能从消耗量减少分析。与灌木相比，草本涵养水源能力较强。草本入侵导致灌木减少，生物量减少生长耗水量减少，所以士壤水分增加。

(4)草本入侵程度提高，灌木减少，枯枝落叶量减少，枯枝落叶是土壤有机质的主要来源，所以有机质来源量减少。

答案：

(1)较低海拔处陡坡。依据:草本易入侵的部位是低海拔和高坡度，说明在该自然环境下草本较灌木具有竞争优势

(2)土壤较薄，灌木不易着生和定植

(3)与灌木相比，草本涵养水源能力较强;草本入侵导致灌木减少，生物量减少，生长耗水量减少

(4)草本入侵程度提高，灌木减少，枯枝落叶量减少，有机质来源量减少。

图文信息来源于本人教学课件，樊勇地理工作室综合整理，转载标注。