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土壤有机物在微生物作用下进行分解转化的同时，其部分分解产物又在微生物的作用下重新聚合形成腐殖质，如图2-16所示。有关土壤腐殖质形成的生物化学过程归纳起来有3种学说：①木质素－蛋白质聚合学说； ②生物化学合成学说； ③化学催化聚合学说。 图2-16 土壤腐殖质形成过程图式 土壤圈物质循环主要是指土壤圈内部的物质迁移转化过程，以及土壤圈与地球其他圈层之间的物质交换过程。其中土壤营养元素(如N、C、P、S等)循环是当今研究的重点，土壤中的营养元素是维持生物体生理代谢过程所必需的化学元素，如图2-17、2-18、2-19、2-20、2-21所示。 图2-17 土壤圈中的物质能量循环过程图式 （据Miller Tyler， 1996） 图2-18 土壤中氮素循环过程图式 （据Miller Tyler， 1996） 图2-19 地球表层碳素循环过程图式 （据Enger E D，1998） 图2-20 土壤生态系统中磷素的循环图式 （据Miller Tyler， 1996） * 第2章 土壤固相组成及其诊断特性 2.1 土壤矿物 2.2 土壤有机质 2.3 土壤固相的物理诊断特性 思考题与个案分析 《土壤地理学》电子教案 教学重点 掌握土壤固相物质组成及其诊断特性 了解土壤矿物类型及其风化特征 认识土壤矿物空间分异规律 了解土壤生物群落组成对土壤的影响 掌握土壤有机质转化与土壤圈物质循环特征。 关键词 土壤矿物(soil mineral) 原生矿物(primary mineral) 次生矿物 (secondary mineral) 土壤腐殖质(soil humus) 胡敏酸(humic acids) 富啡酸(fulvic acid) 有机-矿质复合体(organo-mineral complex) 土壤微生物 (soil microorganism） 土壤质地(soil texture) 粒级(particle fraction) 土壤结构(soil structure) 土壤颜色(soil color) 知识结构 2.1 土壤矿物 2.2 土壤有机质 2.3 土壤固相的 物理诊断特性 分析土壤组成、掌握矿物类型与风化序列 掌握土壤有机质转化土壤圈物质循环特征 掌握土壤诊断特性及其测量方法。 土壤是由固相、液相、气相和土壤生物体四部分组成。适于植物生长的典型壤质土壤的体积组成为土壤孔隙占50％，内含水分和空气；土壤固体占50%，其中矿物质占45％，有机质占5%；土壤生物体均生活在土壤孔隙之中，如图2-1所示。 图2-1 最适宜植物生长的壤质土壤表土的体积组成 土壤矿物主要来自成土母质或母岩，是土壤的主要组成物质。土壤矿物构成了土壤的“骨骼”，它对土壤组成、性状和功能具有巨大的影响。按照发生类型可将土壤矿物划分为原生矿物、次生矿物、可溶性矿物三大类。 2.1 土壤矿物 原生矿物 (primary mineral)直接来源于母岩特别是岩浆岩。其中包括铝硅酸盐类、长石类矿物、云母类矿物、橄榄石类矿物、辉石与角闪石类矿物、氧化物类、硫化物类和磷灰石类，如图2-2所示。原生矿物的风化过程不仅在时间上有阶段性，在空间上也有地带性，如图2-3所示。 图2-2 土壤矿物的风化及稳定性序列图 (T为年均气温/℃，R为年均降水量/mm) 图2-3 中国地表风化壳及风化类型分异断面图 原生矿物在风化和成土过程中新形成的矿物称为次生矿物，它包括简单盐类、次生氧化物和铝硅酸盐类。它们是土壤矿物中最细小的部分，具有活动的晶格、呈现高度分散性，并具有强烈的吸附代换性能、能吸收水分和膨胀，因而具有明显的胶体特性，又称为黏土矿物。如图2-4、 2-5、2-6、2-7、2-8所示。 图2-4 不同地理环境中次生矿物形成的一般模式 图2-5 铝硅酸盐类矿物的基本结构单元示意图 图2-6 铝硅酸盐类矿物的基本结构单元示意图 图2-7 1:1型高岭石类晶体结构模型图 图2-8 2:1型蒙脱石类晶体结构模型图 在中国次生矿物分布的地带性表现为： 新疆、甘肃西部和内蒙古西部为水云母地带； 内蒙中部、黄土高原北部和东北西部为水云母-蒙脱石地带； 华北大部和东北平原为水云母—蛭石地带； 北亚热带湿润区为水云母-蛭石-高岭石地带； 江南丘陵、四川盆地及云贵高原为高岭石-水云母地带； 华南及云南南部为高岭石-二三氧化物地带。 土壤矿物质是由风化与成土过程中形成的不同大小的矿物颗粒组成。其直径相差很大，从10-1~10-9 m不等，不同大小土粒的