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同学们大家好，我是来自北京市第八中学的地理教师孙雪萍。今天我们来学习第五章第二节土壤的第二课时。 2015 年一部关于外星探索的电影火星救援火热上线，电影中一次意外，主人公一个人被留在了火星上。上节课的最后，我们讲到火星上的土并不是土壤。电影主人公想在这个荒凉贫瘠的星球上长期生存，就必须要制造火星土壤。如何才能让火星土成为土壤？解决这个问题，我们首先需要知道地球上的土壤是如何形成的。

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其实与火星一样，地球上最开始也是没有土壤的。在自然状态下，这些地表疏松的土壤是由谁转变来的？是坚硬的岩石。从岩石变为成熟的土壤需要经历几个重要的阶段，第一步，坚硬的岩石变小、变软。在温度、水、空气、生物等的影响下，地表或接近地表的岩石发生破碎或分解，形成许多松散物质，这一过程称为风化。经过风化过程，形成了土壤发育的物质基础，成土母质。接下来，伴随着低等植物和高等植物的浊生过程，土壤从成土母质蜕变为原始土壤，最后进化为成熟的土壤。

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现在老师要问大家了，在土壤的形成过程中，土壤的矿物质、有机制、空气、水分这四大组成部分中，什么物质的出现，标志着地表土层发生了质的变化，使其可以称之为土壤了？对，是有机制，这是自然状态下土壤的形成过程。在土壤形成过程中，土壤的固体组成也发生了变化，是什么因素导致了这种变化？请同学们在土壤的形成过程中，分别找出矿物质和有机质开始出现的环节，并找出影响土壤形成的主要因素有哪些。读图不难发现，土壤中的矿物质是伴随着成土母质的出现而出现的，所以成土母质是影响土壤形成的首个要素，是土壤形成的物质基础。那土壤中的有机质是在什么环节出现的？对，有机制是在形成原始土壤的时候，伴随着低等植物的着身过程而出现的，所以可以说没有生物的作用就不可能形成土壤。而不论是风化过程还是植物的浊生过程，都会受到气候因素的影响，所以温度、降水量等气候因素也会影响土壤的形成。

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同学们，你还记得这是什么土壤吗？对，是四川盆地的紫色土。其实在四川不止土壤是紫色的，还有一些岩石也是紫色的，这是巧合吗？你能结合土壤颜色的成因以及土壤的形成过程给出解释吗？通过前面的学习，我们知道矿物质让土壤有了除黑色以外的其他颜色。而在自然界中，矿物质的来源是呈涂质，是岩石风化的产物，所以紫色土与紫色岩石同时出现并不是巧合。四川盆地的紫色土壤由于继承了成土母质的特征，颜色才呈现紫色。小结一下，呈土母质是土壤形成的物质基础，它决定了土壤矿物质的成分和养分状况，影响土壤的质地。

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大家现在看到的是一副实际拍摄的土壤剖面图，图中显示有机层和辅质层相对比较薄，因此你能推测出这里地表的植被状况如何吗？是植被茂密还是非常稀疏？是非常的茂密？这幅图其实拍自亚马森河流域的热带雨林区，但你知道吗？由于有机制和腐知制比较少，亚马逊热带雨林又被称为长着森林的绿色沙漠。

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请问大家，热带雨林区为何植被茂密？为何又被称为长着森林的绿色沙漠？首先，植被茂密是因为这里气候湿热。这里看似就非常矛盾了，湿热的气候，茂密的植被，丰富的枯枝落叶，但土壤中有机质却很匮乏，这是为什么呢？细心的同学们应该发现了，在这个逻辑链中，我们漏掉了植物根系对有机制和腐知质的间接吸收与利用，同学们从生物课上应该学习过，大部分的有机质需要转化为无机矿物质才能被根系吸收，而这一过程与土壤中微生物的分解作用密不可分。

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在湿热气候条件下，不仅植被茂生，土壤中的微生物也非常活跃，可以将大量有机质分解为矿物质被植物根系吸收，因此土壤中积累下来的有机质就会非常有限。这便是亚马逊热带雨林的土壤虽然能够生长茂密的森林，但却肥力较低的主要原因。通过亚马逊和流域土壤的例子，我们更加明确了生物是影响土壤发育最基本也是最活跃的因素。具体表现在，首先生物残体为土壤提供有机质，植物根系可以直接吸收少量的有机质。在微生物的作用下，有机质可以转化为辅质，稳定的存在于土壤中，或者转化为无机的矿物质，被植物根系吸收利用。此外，植物根系还可以不断吸收分散在成土母质、水和大气中的营养元素，储存在生物体内，再随生物残体分解释放到土壤表层，从而使营养元素负集在土壤表层。

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气候也是影响土壤形成的重要因素，请大家观察土壤形成过程及右侧的表格资料，思考温度、降水等气候条件是如何作用于土壤中有机制以及矿物质形成的。对有机制来说，气候的作用主要体现在影响植物生长及微生物的分解，而对矿物质形成的影响则主要体现在风化过程中，岩石风化的强度和速度与温度、降水量呈正相关。结合气候对土壤形成的影响，我们来做一个小活动，请大家判断一下右侧不同水热组合下的土壤发育特点对吗？如果不对，请重新连线搭配，我们一起来看一下。在湿热气候条件下，由于微生物活性较高，因此土壤应该是，发育较快，化学风化作用和磷熔作用强，土壤粘力比重高，在湿冷气候条件下，微生物活性受到抑制，因此是非常有利于有机制的积累的。而在肝热和肝冷的气候条件下，土壤发育较慢，有机制积累少。利用刚刚所学的知识，你能解释下面的土壤现象吗？对耕作而言，我国东北平原的土壤肥沃，而水热条件较好的南方低山丘岭区的土壤却相对贫瘠，这是为何？因为相比较南方地区，东北平原气候更为冷湿，微生物活性受到抑制，有利于土壤有机制的积累。这是一幅山坡土壤发育程度分布示意图，现在请同学们仔细读图，找出山顶至山前平原图壤都存在哪些差异，你找出来了吗？从山顶至山前平原土壤有两方面的显著差异，首先是土壤的颗粒变细，其次是有机制和辅知制层的厚度增加，土壤发育程度越来越高。这种变化规律是受什么因素影响？对，是地貌，由于水热条件不同，从山顶到低洼平地，阳坡与阴坡、迎风坡与背风坡土壤发育都存在一定的差异。以上是地球土壤的形成过程，同学们，让我们回到本节课最开始的问题，现在你认为可以利用哪些材料来制造火星的土壤？电影里的主人公想了一个办法，他用了 4 种东西，大家分析一下这 4 种材料能否制造出火星土壤。首先，火星表层土充当了土壤中的矿物质来源，粪便和土豆属于生物部分，充当有机质，用塑料膜制造适宜的水热气候条件。所以在物质成分上，电影主人公的制造是满足土壤的要求的。那它最后成功了吗？在第 54 个太阳日，它成功利用制造的火星土壤种出了土豆。火星土壤的培育用了 54 个太阳日，这说明土壤的形成与发育还与时间有关，在自然状态中形成 20 厘米厚可供耕作的土壤需要 100- 1000 年。通过土壤形成过程示意图也可以看出，土壤发育的时间越长，土层越深厚，土层分化越明显。以上我们可以总结出影响土壤形成的自然因素，主要包括成土、母质、生物气候、地貌和时间制造火星土的过程。也从另外一个视角告诉我们，人类活动对土壤的影响极为深刻。自然土壤在人类长期耕作和培育下，形成了比较肥沃的耕作土壤，水稻土的形成就是人类活动作用于土壤形成的产物。当然，在现实中还有很多不合理的人类活动，直接或间接地导致了土壤的退化，引发一系列生态环境问题，比如城市看海。

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改革开放以来，我国城镇化迅速，然而这些年来，每逢雨季，我国自南向北一些城市内涝严重，人们戏称城市看海。有人说这种现象与城市地面有沥青混凝土取代土壤有关。为什么这样说？这是城市化前与城市化后的水循环示意图。请同学们读图分析城市看海的主要原因。读图我们也可以得出，城市化前后发生明显变化的是地面静流的增加与地下水的减少。这与地表是混凝土还是土壤有关系吗？当然，因为土壤是可以透水的，是水循环下渗环节的一个重要媒介。而城市里的硬化路面阻隔了土壤的透水功能。此外，土壤不仅具有透水功能，还可以吸收、存储一部分水，存储在土壤中的水也是陆地水体的一部分，同时可以持续提供植物所需的水分。正因为如此，农作物才可以抵御适度的旱情。

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此外，对农业而言，土壤也非常的重要。这张世界土壤日的宣传海报也从食物来源的角度说明了土壤是人类赖以生存的物质基础。土壤不仅为植物生长提供了扎根立足的条件，也是许多动物和微生物生存的场所和营养来源。你能想象在一汤匙土壤中含有多少个微生物吗？有 50 亿个。

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土壤处于岩石圈、大气圈、水圈和生物圈相互紧密联系的过渡地带，是联系有机械和无机械的关键环节。地球表面土壤的平均厚度不足 2 米，相对于半径为 6371 千米的地球来讲，土壤只是薄薄的一层，因此它还有一个非常亲切的称谓，地球的皮肤。就像我们身体的皮肤一样。地球的皮肤土壤很重要，但也非常脆弱，需要人类的珍惜和呵护。

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对一些肥物的土壤，我们注重养护，而对于一些较为贫瘠的土壤，我们则进行改良或改造。例如，在亚马逊河流域，人们就对土壤进行了改良。这里有两幅土壤剖面图，请你判断一下哪一幅是亚马逊河流域的自然土壤。对结合活动2日带雨林被称为绿色沙漠的案例分析，大家应当会选择第二幅，因为看起来很贫瘠。但其实左边这幅图也来自亚马逊河流域，只不过这是人工土壤。早期的欧洲殖民者在巴西亚马孙河流域发现当地印第安人在一种与自然土壤迥异的黑色土壤上耕作。据研究，这种黑色土壤主要成分是利用农作物秸秆等在一定条件下制作而成的生物碳。生物碳可以增加土壤有机质，提高土壤肥力。当地人用生物碳改良品体的土壤可能已经有几千年的历史了。

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其实，在中国，人们在改良与养护土壤方面也积累了丰富的经验。你能想到哪些措施？有春季深耕、种植绿肥、广湿农家肥、轮座修耕等。其中深耕可以疏松土壤，改善土壤通气性及蓄水和保水的能力。红花草是我国水稻种植区常见的越冬滤肥作物。优良的土壤，人们要注重养护，对于低产的土壤则要进行改良或改造。

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在我国，盐碱地的改良一直是土壤改良的重点，右图是中国主要现有盐碱地占耕地面积比例示意图，可见我国西北地区、北方地区和沿海地区沿检地比重很大，其中黄淮海平原地区沿检地综合治理的成功经验最具代表性。关于盐碱地，相信大家有很多疑惑，比如什么是盐碱地？土壤盐碱化是如何形成的？有哪些治理措施？下面我们来逐一看一下。首先，什么是盐碱 d 很容易理解，盐碱 d 就是土壤中的盐分太多，已经影响到了作物的生长。那土壤中的盐分从哪里来的？主要来自地下水，使地下水的上升，将盐分累积到土壤表面。可能有的同学就会问了，水往低处流，地下水为什么会向上走？其实这就与一种常见的现象，毛细现象有关。在毛细现象的作用下，水是可以在具有疏松多孔的介质里向上运动的，例如毛巾、纸巾、海绵，以及今天所讲的土壤等。

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年检 d 是如何形成的？这个问题的答案可以大致总结为三个字，高大有高，地下水位高大，蒸发量大，有盐分积累。这是不同季节华北平原地区水延运动的示意图。结合盐碱基的形成，请同学们判断这两幅图的季节，你有答案了吗？第一幅图蒸发强烈，水分上移，且同时期没有降水，最有可能是春季。第二幅图降水较多，地表拖延为夏季，你答对了吗？春秋季节反延，夏季林延是我国北方地区尤其是黄淮海平原地区盐碱地的重要特征。在山东禹城北秋洼盐碱地曾占总耕地面积的91%，土壤盐碱化非常严重。现在请同学们结合盐碱地的行程及北秋蛙的实际情况，提出可能治理盐碱地的措施。

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同学们，你想到几条？在北秋蛙主要有 4 种盐碱地质地的方法，前两种方法饮氮磷盐和井冠。井牌是通过降低地表及土壤根区的盐分含量，即土体拖延实现盐碱地的智力。其中警冠警牌多用在浅层地下水为咸水，而深层地下水质良好的盐碱地区，抽取深层的淡水灌溉林岩，同时利用机井将浅层咸水抽出排走，盐分随水被排走的同时还可以降低地下水位。除此之外，还可以通过地膜覆盖的方式减少蒸发，智力烟渐低。

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第四种，通过营造防护磷等生物措施来巩固水盐调节的效果。在中国的西北内陆地区，也分布着大面积的盐碱地，而在新疆的一处 pH 值超过 8 的重度盐碱地上，一边地表白色盐壳清晰可见，而另一边农民却正在收割庄稼，看上去很像水稻或小麦，这是小麦和水稻的生长习性。请大家判断一下这里种植的到底是什么农作物。不难发现，按照土壤酸碱度推测，好像两种作物都不符合，但是这里种植的确实是水稻，是由袁隆平院士领衔研发的耐盐碱水稻。海水稻的种植不仅大幅度提高了当地粮食产量，也起到了很好的改良土壤、降低盐碱的效果，海水稻的种植也更加说明了一点，土壤的形成不仅受多种自然因素的影响，也越来越多受到人类活动的影响。通过土壤养护与改良措施，构建人类活动与土壤之间的良性循环，意义重大。

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我们进行一下全课小结。我们利用两个课时学习了土壤的相关知识。第一课时，我们通过观察土样和实验视频了解了土壤的主要成分，学习了如何进行土壤的观察。本节课通过土壤的组成以及形成过程，重点讲述了影响土壤形成的主要自然因素。围绕人类活动与土壤间的相互关系，我们学习了土壤的功能以及土壤的养护与改良，并重点介绍了盐碱地的治理。通过两次课的学习，希望同学们能够了解土壤的组成，掌握土壤观察的内容和方法，能够结合土壤的主要形成因素，解释常见的土壤现象，了解土壤的功能和养护途径。这堂课就到这里，谢谢大家。